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1、桥梁公用构造参考图编制,让世界更畅通,-中交公路规划设计院有限公司,广东省高速公路设计标准化宣贯,Contents,汇报提纲,设计标准化标准图编制的技术路线采取已有通用图检索、收集文献资料、调研、计算分析、专题研究、专家咨询、工程验证和优化完善等方式进行。,1.概述,桥梁公用构造参考图包括防撞护栏、伸缩缝、桥头搭板、桥面防水与排水、支座、桩基检测钢管布置等。,1.概述,对广东省多条正在运营的高速公路进行了调研，通过收集桥梁定期检查报告、实地查看、与管理养护技术人员座谈等方式，了解到桥梁公用构造常见病害及预防病害的建议和意见，通过对病害产生原因的初步分析，拟定合理的预防措施及建议。,2.通车项目
2、调研分析,运营中的桥梁防撞护栏多采用F型及加强型墙式防撞护栏，有的采用混凝土挂壁外包、有的不采用挂壁外包。,2.调研分析,2.1桥梁防撞护栏,挂壁外包,挂壁不外包,桥梁大部分防撞墙结构完好、无松动，个别桥梁防撞护栏混凝土出现小面积剥落、露筋、破损等病害及防撞墙顶防落网破损、钢管缺失等病害。,2.调研分析,2.1桥梁防撞护栏,防撞墙破损、露筋,防撞墙剥落、露筋,2.调研分析,2.2伸缩缝,正在运营的高速公路常规桥梁伸缩缝类型包括模数式伸缩装置、钢制式伸缩装置等，多采用模数式伸缩缝。桥梁纵坡、弯桥、斜桥结构型式对伸缩缝均有影响。常用模数式伸缩装置：GQFMZL、MAURER（毛勒）伸缩装置、SSF
3、B（仿毛勒）伸缩装置、TS型伸缩装置、SG型伸缩装置、XF型伸缩装置、J75型伸缩装置、OVMMF伸缩装置等。德国MAURER（毛勒）和仿毛勒伸装置是目前国内使用较多的一种伸缩装置，其使用效果普遍反映较好。,2.调研分析,2.2伸缩缝,伸缩缝主要病害主要体现在：1、伸缩缝趋近闭合；2、缝内淤积泥砂；3、伸缩缝止水胶带破损；4、锚固区混凝土开裂、破损。,伸缩缝趋近闭合,型钢断裂、砼破损,淤塞泥沙,锚固区砼破损,2.调研分析,2.2伸缩缝,锚固区与搭板交接处脱开,伸缩缝与防撞护栏结合部位,对运营数年的桥梁，桥头跳车是一种普遍的病害现象。主要原因是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降。背墙与路面间接缝
4、，由于路面难以碾压密实而沉陷和出现臃疱。同时，由于填缝材料的老化损坏，经雨水渗入以后，也会对路基沉降产生影响。桥头跳车使行车不平稳，感觉不舒适，增加汽车故障率；对桥台和结构产生过大的冲击力，诱发或加重桥梁的病害；影响桥头伸缩缝的工作性能，加速其破坏过程，降低其使用寿命，使伸缩缝维修、更换频繁。此外，桥头跳车产生的冲击力对支座也会产生一定程度的危害。,2.调研分析,2.3桥头搭板,2.调研分析,2.3桥头搭板,桥头搭板斜裂,搭板下沉、破损,桥头搭板前端破损,桥梁的桥头搭板常出现网裂、小坑槽、桥头跳车等病害。若搭板网裂严重，建议更换搭板。若桥头搭板破损影响行车的舒适性和安全性，同时加大车辆荷载对桥
5、梁上部结构产生的荷载冲击效应，影响桥梁结构的安全，建议采取维修措施。为减少桥头路基沉降，应严格控制桥头路堤填土质量和压实度，要求采用透水性强的砂砾土或粉煤灰掺石灰或一定比例的碎石砂填实，压实度不小于96%。,2.调研分析,2.3桥头搭板,运营中的高速公路空心板桥梁桥面排水多采用矩形铸铁管，由于空心板悬臂尺寸较小，多横向穿过防撞护栏将水排至桥下，不同之处在于泄水孔有的设置在防撞护栏内壁上，有的设置在桥面板上。,2.调研分析,2.4桥面防排水,泄水孔设置在桥面板上,泄水孔设置在护栏内壁上,预制T梁、组合箱梁、现浇箱梁有较大悬臂，泄水管穿过翼板将水排至桥下。,2.调研分析,2.4桥面防排水,组合箱梁
6、（T梁）泄水孔,现浇箱梁泄水孔,桥梁原则上采用垂直排水，若桥下有路线、互通匝道穿过或有环保要求的流域需采用桥面排水。桥梁泄水管正常段设置在外侧防撞墙处，超高段段设置在内侧防撞墙处。,2.调研分析,2.4桥面防水与排水,空心板、组合箱梁正常段泄水孔布置,空心板、组合箱梁超高段泄水孔布置,桥梁防排水系统病害，主要集中在：1、桥面泄水孔有不同程度的被泥砂、杂物填塞等现象；2、铸铁泄水管锈蚀、破损，泄水栅盖丢失，PVC排水管破损等。,2.调研分析,2.4桥面防排水,泄水孔堵塞,泄水管缺失,防排水系统的病害将会导致其他构件受到损害，应该给予及时的清理、疏通以及维修，确保桥梁排水顺畅。,上部预制结构的桥梁
7、支座多采用板式支座或盆式支座，盆式支座整体工作状况相对良好；板式橡胶支座存在有完全脱空、局部脱空、钢板锈蚀、支座偏离支座垫石、支座偏压、支座开裂、剪切变形及垫石破损等病害，具体如下：,2.调研分析,2.5支座,局部脱空,支座因偏压、中间钢板翘起而导致功能失效。支座安装时未采取严格的调平措施，梁体存在偏压，导致支座出现局部脱空和剪切变形等现象。,剪切变形,支座出现完全脱空现象，改变了各梁间的荷载分配关系，梁体受力偏离了设计受力状态，极易诱发桥梁的其它病害。支座偏离支座垫石，部分支座与支座垫石对位不准，导致支座不能全截面受力。,2.调研分析,2.6支座,支座完全脱空,支座偏位,支座受到外界环境的影
8、响，产生老化、轻微开裂等现象。由于砼强度不足所造成垫石出现砼剥落、破损、破碎、开裂等病害情况。,2.调研分析,2.6支座,支座开裂,调平钢板锈蚀,经走访调研，部分桥梁锥（护）坡的填土未压实导致锥（护）坡存在沉陷、破损等现象。,2.调研分析,2.6桥台锥坡,锥坡破损、淘空,护坡下沉、破损,空心砖缺失,对存在沉陷、破损的锥（护）坡，应及时进行修复。,开展了大范围的桥梁公用构造图的收集工作。经过各方人员的不懈努力，收集到以下项目的桥梁公用构造图：广东省院的广东云浮（双凤）至罗定（榃滨）高速公路工程（双凤至双东段）、大庆至广州高速公路粤境连平至从化段桥梁公用构造、桥面系附属设施设计参考图，中交第二公路
9、勘察设计研究院有限公司的广州增城至从化高速公路（含街口支线）、乐昌至广州高速公路、从莞高速公路东莞段（含清溪支线）工程、港珠澳大桥珠海连接线，广西省院的三江至柳州公路工程设计，中国公路工程咨询总公司永安至武平高速公路（龙岩市境）、重庆涪丰石高速公路，山东省院的汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段，中交公路规划设计院的沪陕线西安至蓝田至商州高速公路秦岭南段、梅州至大埔高速公路、贵州惠兴高速公路等等。不同项目的桥梁公用构造图不尽相同，通过对这些图纸的对比分析，形成通用图对比分析报告通过历次标准化会议研讨，吸取专家意见，修编完成了桥梁公用构造参考图。,3.对比分析及标准图编制,护栏纵向吸能，通过自
10、体变形或者车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆行驶方向、阻止车辆越出路外或者进入对向车道、最大限度地减少对乘员的伤害。根据车辆驶出桥外或者进入对向车道可能造成的交通事故等级，选取桥梁护栏的防撞等级。高速公路桥梁防撞护栏适用条件标准化设计桥梁外侧护栏采用SS级、中央分隔带侧采用SAm级。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,护栏防撞性能混凝土护栏所受碰撞荷载的分布,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,桥梁护栏分为钢筋混凝土墙式、梁柱式刚性护栏、金属梁柱式半刚性护栏和组合式护栏。综合考虑护栏的防撞性能、受碰撞后的护栏变形程度、美观和环境要求及护栏的全寿命周期成本，标准化设计选用钢筋
11、混凝土墙式防撞护栏。钢筋混凝土墙式护栏按构造可分为F型、单坡型和加强型。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,公路交通安全设施设计规范、公路交通安全设施设计细则规定钢筋混凝土护栏构造要求如下：,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,标准化设计拟按照公路交通安全设施设计细则，在不改变护栏迎撞面截面形状的基础上，适当调整护栏背面形状。桥梁外侧选用SS级加强型钢筋混凝土护栏，底宽500mm，带100mm挂壁，高出桥面铺装1100mm。桥梁内侧选用SAm级F型钢筋混凝土护栏，底宽450mm，距桥面边缘50mm，高出桥面铺装1000mm。,3.1
12、防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,3.1防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,3.1防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,3.1防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,通过对比可知，SAm、SS级加强型墙式防撞护栏受力主筋多采用16，钢筋含筋率约180220kg/m3。各院的含筋率略有不同，主要在于：防撞护栏钢筋预埋入预制梁顶板的钢筋型式略有不同，受力主筋、构造钢筋的型号及钢筋间距有所不同，防撞护栏的外形尺寸略有不同。防撞护栏预埋钢筋根据上部结构预制梁翼板钢筋型式适当调整。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,计算基础资料：（1）计算手段：采用有限
13、元程序以及手工计算。（2）材料参数：混凝土、钢筋的相关参数按规范选取。需要计算的部位：防撞护栏防撞验算。主要荷载：结构重力、汽车碰撞荷载。计算原则及模型（1）碰撞力大小和作用点：碰撞荷载执行公路交通安全设施设计规范(JTG D81-2006)第节规定；作用点距护栏顶面50mm处。（2）计算模型：纵向取m防撞护栏长，可视为悬臂梁受集中力作用，矩形截面受弯。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,按照公路交通安全设施设计细则4.6.1规定的桥梁护栏的碰撞荷载，依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范相关规定进行护栏配筋验算。矩形截面受弯构件正截面承载力计算,3.1 防撞护栏,3.对比分析
14、及标准图编制,依据粤潮惠建函【2014】2号及粤交基【2013】1614号文件要求，SS级加强型墙式钢筋混凝土护栏，受力主筋采用100mm间距16，截面验算高度分别取500mm、400mm。SA级F型墙式钢筋混凝土护栏，受力主筋采用100mm间距14，截面验算高度取450mm。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,桥梁护栏的任何部分不得侵入现行公路工程技术标准规定的公路建筑限界内。墙式钢筋混凝土护栏材料规格、制作工艺、施工安装、质量要求和验收标准均应符合公路交通安全设施设计规范与公路交通安全设施施工技术规范。预制箱梁和T梁的护栏施工宜采取先浇筑护栏，再浇筑调平层的顺序，同时应注意护栏预
15、留钢筋与调平层或整体化层钢筋的有效连接。空心板的护栏施工宜采取先浇筑整体化层，再浇筑护栏的顺序，做好施工界面凿毛处理。部分钢筋在上部梁板、耳背墙中预埋，施工前要详细阅读相关图纸。伸缩缝、交通标志、交通安全设施、桥梁护网、泄水管、声屏障等设施在护栏中的预埋件、预留孔、预留槽要根据相关设计预留。,3.1 防撞护栏,3.对比分析及标准图编制,桥面排水分为管排式和直排式泄水管。管排式泄水管：适应于跨地方路、高速公路、水源保护区、风景区、立交内及易冲刷路段的桥梁。直排式泄水管：适应于跨河沟等对环保要求不高的桥梁处。管排式泄水管采用纵向排水管收集桥面水，集中引到路基排水沟，确保高速公路路面水不污染水源。大
16、中桥无超高外侧采用侧向集水管，集水管处防撞栏须配加强钢筋；有超高内侧设集水管。桥面现浇层顶面涂刷防水剂防止渗水。,3.2桥面防排水,3.对比分析及标准图编制,3.2桥面防排水,3.对比分析及标准图编制,通过对比可知，各院桥面防排水的区别主要在与桥面泄水管构造，纵向排水均通过PVC管引至桥下。桥面泄水管构造有的通过桥面明沟集水、有的通过无砂混凝土集水、有的通过级配碎石集水，泄水管的断面因上部构造不同或矩形或圆形。桥面排水分为管排式和直排式泄水管：预制组合箱梁（T梁）桥面通过横、纵坡及碎石盲沟集水至防撞边缘，通过泄水管穿过翼板，外接PVC管将水排至桥下；预制空心板采用通过泄水管穿过防撞护栏，外接P
17、VC管将水排至桥下。,3.2 桥面防排水,3.对比分析及标准图编制,竖向泄水孔在桥面靠近防撞栏处设置，间距根据桥面宽度、纵坡、横坡及降雨强度综合考虑，一般取45m。凹曲线前后10m内、合成坡度不超过0.5%的路段需要加密至3m。对于沥青砼桥面铺装，在桥面高程较低侧靠近防撞栏或路缘石处沿纵桥向设置碎石盲沟，以利排水。竖向泄水孔泄水管材料、管径1）泄水管材料一般采用PVC管。2）竖向泄水管管径一般为15cm。3）纵向排水管管径采用1530cm。4）设置在桥墩处的泄水管直径采用1530cm。5）管与管之间采用二通管、三通管相连。本参考图给出了常规的泄水管间距及管径，使用时应根据水文、水力计算公式根据
18、实际情况作出调整。,3.2 桥面防排水,3.对比分析及标准图编制,根据广东省以往的设计和施工经验，桥梁跨径不超过30m时，上部结构一般采用预应力混凝土先简支后桥面连续预制结构，在桥台及非伸缩缝桥墩处设置桥面连续。广东省院,桥墩处桥面连续：桥墩中心线两侧95cm范围内，整体化现浇层间设置25钢筋做桥面连续处理。桥台处桥面连续：桥跨侧93cm、桥台侧33cm范围内，整体化现浇层间设置25钢筋做桥面连续处理。,3.3桥面连续,3.对比分析及标准图编制,山东省院 桥面连续做法与广东省院相同，桥面连续钢筋25在现浇层内锚固长度多出10cm。部颁通用图 预应力混凝土空心板：桥面连续钢筋加密于桥面现浇层钢筋
19、间，桥墩两侧200cm范围内桥面现浇层钢筋12间距为5cm。预应力混凝土T梁：桥面连续钢筋在现浇层间桥墩间一定范围内设置12处理。,3.3桥面连续,3.对比分析及标准图编制,标准化设计：对于跨径30m的装配式预应力混凝土先简支后桥面连续空心板、组合箱梁及T梁，在桥台及过渡墩处设置桥面连续。桥台背墙施工时注意预埋N2钢筋，预制梁与背墙之间用聚苯乙烯泡沫板塞严伸缩空隙。2mm隔离层采用刷两遍沥青，铺一层塑料薄膜。整体化层的钢筋网片与桥面连续钢筋有冲突的地方，钢筋网片可适当弯折。具体项目可根据实际情况适当调整钢筋布置。,3.3桥面连续,3.对比分析及标准图编制,桥头搭板浇筑型式或采用分块式浇筑或整体
20、式浇筑。桥头搭板若采用分块式浇筑，常沿行车道分界线设置断缝分块，并设置拉杆连接。标准化设计拟采用整体式浇筑型式。,3.4 桥台搭板,3.对比分析及标准图编制,标准化设计拟采用：一般情况下，当填土高度H5m时，搭板长度L取6m；当填土高度 H5m时，搭板长度取8m。桥台搭板厚度取350mm。,3.4 桥台搭板,3.对比分析及标准图编制,3.4 桥台搭板,3.对比分析及标准图编制,设计计算要点：基础资料：（1）计算手段：采用有限元程序及手工计算。（2）材料参数：混凝土、钢筋的相关参数按规范选取。需要计算的部位：搭板强度计算。主要荷载：结构重力、路面荷载、汽车荷载。搭板计算假设：（1）将三维的搭板简
21、化为平面问题，即将搭板简化为梁；（2）将车轮荷载简化为一集中力；（3）将搭板和桥台的连接视为简支；（4）路面基（垫）层对梁的支承作用，服从文克勒假设,3.4 桥台搭板,3.对比分析及标准图编制,搭板的力学模型表示为：一端简支、一端自由、部分脱空的文克勒地基梁。搭板的最大弯矩和弯曲应力主要取决于搭板脱空范围Lo，因此台后填土应做好压实处理，防止局部脱空。随着板厚的增加，搭板刚度增大，搭板的应力、变形减小；当h0.4m，板的应力和变形趋于平稳。,搭板的设置需与桥台、耳墙构造、路基路面宽度、路面结构层类型相适应。搭板顶设置与桥梁一致的路面结构与防水粘结层。搭板顶面纵坡为(iz-3)%。考虑到台后填料
22、尚有沉降的因素，建议在适当位置预留注浆孔。搭板采用整体浇筑，正交正做，斜交斜做。搭板采用C30钢筋混凝土现浇，搭板和垫层间用C20素混凝土填筑，斜交搭板后三角段用350mm厚C20混凝土填筑。为减少桥头路基沉降，应严格控制桥头路堤填土质量和压实度，压实度不小于96%。,3.4 桥台搭板,3.对比分析及标准图编制,3.5伸缩装置,3.对比分析及标准图编制,伸缩装置构造示意图,伸缩装置应符合下列要求：伸缩装置的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准公路桥梁伸缩装置（JT/T 327-2004）的有关规定。采用定型生产的各类伸缩装置时，可根据桥梁所在地区的气温条件和施工季节，选择伸缩装置的安装温度
23、。本次伸缩缝设计以常用的标准跨径预制装配式结构为主，型号采用80型、160型两种模数式伸缩装置，最大伸缩量分别是80mm、160mm。上部结构联长与伸缩缝选型建议：当联长L120m时，一般采用80型伸缩缝；当120m联长L220m时，一般采用160型伸缩缝。根据伸缩装置的安装宽度，设计桥梁接缝处的槽口尺寸、伸缩装置连接所需的预埋件及其位置。,3.5伸缩装置,3.对比分析及标准图编制,伸缩装置的安装伸缩装置安装应避开最高温度时间进行，一般在1525安装较为适宜。伸缩缝安装缝宽与安装温度、联长等因素有关，应按公式计算后确定。安装温度与对应安装单缝宽的建议值伸缩装置安装预留槽建议采用6070kg/m
24、3的C50钢纤维混凝土浇筑，应高于伸缩装置顶面3mm左右，任何情况下均不低于伸缩缝顶面。钢纤维抗拉强度600MPa。,3.5伸缩装置,3.对比分析及标准图编制,支座存在有完全脱空、局部脱空、钢板锈蚀、支座偏离支座垫石、支座偏压、支座开裂、剪切变形及垫石破损等病害。结合常规桥梁支座优化设计研究专题，从支座产品的角度开展提高支座耐久性的措施；开展支座选型与布置方案比选研究，以确保在明确的受力情况下，确定最合理的支座布置型式以及支座型式和规格。,3.6支座,3.对比分析及标准图编制,组合箱梁实体模型,空心板实体模型,选用正规厂家的支座产品，明确各项力学性能及材料物理性能均满足有关标准的要求，确保支座
25、质量。板式橡胶支座不得采用再生胶产品。除冰盐氯化物环境下，做好桥面结构的防排水系统，尤其是伸缩装置的防排水系统，避免桥面除冰盐氯化物对支座的影响。支座钢板采用耐候钢材料。板式橡胶支座的选用、安装及维护均应满足现行公路桥梁板式橡胶支座JT/T 004-2004的相关要求。,3.6支座,3.对比分析及标准图编制,3.6支座,3.对比分析及标准图编制,天桥防护网 主线桥防护网,3.7桥梁护网,3.对比分析及标准图编制,设置原则：上跨高速公路、需要控制出入的公路的车行或者人行构造物两侧均应设置桥梁护网，设置范围为下穿公路宽度并向路外延长10m。公路跨越铁路、通航河流、交通量较大的其他公路时，应根据需要
26、设置桥梁护网。图中桥梁护网的网片型式及护网高度仅为示意，可根据具体项目实际情况适当调整。,3.8桥梁护网,3.对比分析及标准图编制,3.8检测钢管,3.对比分析及标准图编制,检测钢管,检测钢管,桩基础检测钢管示意,依据公路工程基桩动测技术规范JTG/T F81-01-2004，结合广东省公路工程基桩检测工作实施意见，借鉴以往项目经验，当桩径D1500mm时应呈等边三角形埋设三根钢管，当桩径D1500mm时应呈正方形埋设四根钢管，对称布设。桥梁桩基础检测频率,3.8检测钢管,3.对比分析及标准图编制,4.1防撞护栏桥梁外侧选用SS级加强型钢筋混凝土护栏，底宽500mm，带100mm挂壁，高出桥面
27、铺装1100mm；内侧选用SAm级F型钢筋混凝土护栏，底宽450mm，距桥面边缘50mm，高出桥面铺装1000mm。4.2桥面防排水桥面排水分为管排式和直排式泄水管。竖向泄水孔在桥面靠近防撞栏处设置，间距根据桥面宽度、纵坡、横坡及降雨强度综合考虑，一般取45m。凹曲线前后10m内、合成坡度不超过0.5%的路段需要加密至3m。使用时应根据本参考图给出的水文、水力计算公式根据实际情况作出调整。,4.总 结,4.3桥面连续桥面连续钢筋构造与上部整体化现浇层钢筋布置密切相关；当跨径L30m时采用上部结构先简支后桥面连续体系，依据分联情况在桥台及过渡墩处设置桥面连续。具体项目可根据实际情况进行调整。4.
28、4桥头搭板搭板采用整体现浇；一般情况下，当桥台填土高度H5m时，搭板长度L取6m；当填土高度 H5m时，搭板长度取8m；搭板厚度均为350mm。,4.总 结,4.5伸缩缝伸缩缝选型主要跟上部结构联长相关；当联长L120m时，一般建议采用80型伸缩缝；当120m联长L220m时，一般建议采用160型伸缩缝。4.6支座桥梁支座拟选用板式橡胶支座，采用氯丁橡胶生产；支座钢板采用耐候钢材料。支座选型应根据上部结构标准图提供的支座压力、剪切变形、位移量，结合上部结构细部尺寸、支座耐久性等因素综合考虑选择。,4.总 结,4.7桥梁护网:上跨高速公路、需要控制出入的公路的车行或者人行构造物两侧均应设置桥梁护网，设置范围为下穿公路宽度并向路外延长10m。公路跨越铁路、通航河流、交通量较大的其他公路时，应根据需要设置桥梁护网。4.8检测钢管:当桩径小于等于1500mm时应呈等边三角形埋设三根钢管，当桩径大于1500mm时应呈正方形埋设四根钢管，对称布设。4.9桥台锥坡：桥台锥坡填筑前应对其地基按相应路基高度地基要求进行处理，锥坡填土分层厚度不得大于30cm，压实度要求不小于96%。,4.总 结,谢谢！,THANKS,让世界更畅通,
