江苏省《千米级公铁两用斜拉桥设计规范》DB32/T4600-2023,自2024年01月01日起实施。
本文件规定了千米级公铁两用斜拉桥(以下简称“斜拉桥”)在材料、设计荷载、结构计算、施工控制、健康监测、养护维修及防护等方面的要求。本文件适用于新建跨径800m~1300m的公铁两用斜拉桥的设计。
本规范针对跨径在800m至1300m之间、同时承担公路(或城市道路)与铁路交通功能的千米级公铁两用斜拉桥,系统规定了设计全过程的技术要求。本规范以安全可靠、技术先进、经济适用为原则,从材料选用、荷载取值与组合、结构静动力计算、施工控制、健康监测到养护维修及防护等各环节建立了完整的设计标准体系。本规范强调主体结构设计使用年限不应小于100年,并专门引入了温度自适应塔梁纵向约束体系等新型约束方案。在计算分析方面,要求采用空间模型并充分考虑几何非线性、索塔二阶效应及车桥耦合振动等因素,同时对断索工况下的结构安全、施工阶段的不平衡荷载及体系转换给出了明确规定。此外,本规范还构建了覆盖施工期与运营期的结构安全监测和预警体系,并对检修维护设施和防护设施的设计提出了具体要求。
本规范明确千米级公铁两用斜拉桥的设计应综合考虑孔跨布置、横断面设计、结构体系及施工方法。推荐采用双塔或多塔结构,边跨设置辅助墩,并宜按恒载平衡原则确定边中跨比。在约束体系上,推荐采用能自动适应温度变形的温度自适应塔梁纵向约束体系,并允许配合使用阻尼器与摩擦摆支座等减隔震措施,以增强抗震性能。斜拉索宜采用双索面或三索面空间布置,相应索塔推荐采用倒Y形或A形以提高抗风能力。
本规范对各主要材料的性能提出了基准要求。斜拉索宜采用强度等级不低于1770MPa的镀锌或锌铝合金钢丝,其成品索在200万次疲劳加载后的应力幅不应小于250MPa。用于结构体系中的水平索推荐采用碳纤维增强复合材料即CFRP平行丝成品索,其弹性模量不应低于165GPa,以利用其温度变形不敏感的特性。混凝土构件强度等级不应低于C50,钢结构材质与涂装体系需满足耐久性要求。
本规范规定设计荷载需同时考虑铁路与公路活载,并针对多线桥梁明确了公路活载的折减系数。结构计算须涵盖静力强度、疲劳、整体与局部稳定性、抗风及抗震分析。在静力分析中明确要求采用空间计算模型并计入非线性影响;在稳定性方面,对第一类和第二类稳定安全系数分别做出了量化规定。此外,本规范特别强调了施工阶段的计算,包括体系转换、不平衡荷载及典型施工状态下的抗风稳定验算。
本规范要求施工控制应实行应力与线形的双指标管理,并对成桥线形、索力及沉井下沉等设定了具体精度标准。在健康监测方面,要求系统与主体结构同步设计、同步实施,重点监测风场环境、主梁位移与振动、斜拉索振动及河床冲刷等,并制定了基于蓝色、黄色和红色三级的预警体系。在养护维修方面,明确规定所有主要构件应具备可到达、可检查、可维修的条件,并需对检修通道、更换设施及安全防护进行专项设计。
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