《裝配化工字組合梁橋通用圖》解讀

?交通運輸部發(fā)布的《裝配化工字組合梁橋通用圖》（JTG/T 3911-2021，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通用圖》），作為公路工程推薦性行業(yè)標準，自2022年4月1日起施行。為便于理解《通用圖》的編制背景、定位與主要內容，充分掌握和用好《通用圖》，推進(jìn)我國鋼結構橋梁高質(zhì)量發(fā)展，提高常規跨徑鋼結構橋梁的設計技術(shù)水平，現將《通用圖》解讀如下： 一、編制背景 鋼結構橋梁具有自重輕、抗震性能好、跨越能力強、使用壽命長(cháng)、適合工業(yè)化建造、綜合能耗低、對環(huán)境影響小等優(yōu)勢，有利于減少對傳統建筑材料的依賴(lài)，提升橋梁結構安全和耐久性。 標準化水平是一個(gè)國家科技與經(jīng)濟發(fā)展水平的反映，工程建設標準設計作為標準化的重要組成部分，在保證和加快工程建設速度、確保和提高工程建設質(zhì)量、傳播和推廣科技創(chuàng )新成果等方面發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。 鋼-混凝土工字組合梁構造簡(jiǎn)潔、受力明確、建造方便，可以充分發(fā)揮鋼材及混凝土各自的受力特性，且易形成標準化和規格化的產(chǎn)品，適用于標準化設計、工業(yè)化建造，既可提高結構建設效率也易保障質(zhì)量。 為貫徹落實(shí)《交通強國建設綱要》和《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設的指導意見(jiàn)》，推進(jìn)橋梁建設高質(zhì)量發(fā)展，進(jìn)一步提升我國公路橋梁結構安全性和耐久性水平，推動(dòng)鋼結構材料、制造工藝、建設水平的提升，促進(jìn)鋼橋設計、施工、管養高質(zhì)量發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，我部組織并完成了《通用圖》的編制工作。 二、《通用圖》的定位及特點(diǎn) （一）《通用圖》的定位?！锻ㄓ脠D》和《公路鋼結構橋梁設計規范》（JTG D64—2015）、《公路鋼混組合橋梁設計與施工規范》（JTG/T D64-01—2015）、《公路橋涵施工技術(shù)規范》（JTG/T 3650—2020）形成一個(gè)完整的鋼結構橋梁設計、建造技術(shù)體系?！锻ㄓ脠D》是在國內各地近年鋼橋建設經(jīng)驗的基礎上，借鑒國內外相關(guān)建造技術(shù)，經(jīng)過(guò)系統研究、總結、提煉我國常規跨徑鋼結構橋梁結構形式，統籌技術(shù)的成熟性、先進(jìn)性后編制而成。 （二）《通用圖》編制指導思想。通過(guò)“標準化設計、工廠(chǎng)化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應用”，推動(dòng)我國鋼結構橋梁產(chǎn)業(yè)數字化轉型升級，實(shí)現“綠色、循環(huán)、低碳和高質(zhì)量發(fā)展”。 （三）《通用圖》適用范圍。適用于高速公路、一級公路雙向四車(chē)道和六車(chē)道的主線(xiàn)橋，平曲線(xiàn)半徑不小于1000m。 （四）《通用圖》跨徑范圍?？紤]到公路橋梁跨徑的適應性和經(jīng)濟性，在滿(mǎn)足規范車(chē)輛荷載通行的前提下，《通用圖》工字組合梁跨徑為30m、40 m、50 m、60 m，按照三跨連續結構控制設計，可推展到四跨、五跨、六跨連續結構使用。 （五）《通用圖》技術(shù)特點(diǎn)。按照工業(yè)化建造理念進(jìn)行設計，具有“工廠(chǎng)化、模塊化、裝配化、無(wú)?；?、高性能、非預應力、BIM技術(shù)、非超限運輸”等技術(shù)特點(diǎn)。 1.工廠(chǎng)化：將鋼結構、橋面板、護欄等構件按照工廠(chǎng)流水線(xiàn)制造生產(chǎn)。 2.模塊化：將組合梁結構、混凝土護欄等結構在工廠(chǎng)內按模塊單元制造。 3.裝配化：將運輸至現場(chǎng)的鋼主梁、橋面板、混凝土護欄等結構模塊進(jìn)行搭積木式的安裝施工。 4.無(wú)?；和瓿砂惭b后，橋面板濕接縫等采用無(wú)模板澆筑。 5.高性能：采用高強度鋼、耐候鋼等高性能材料。 6.非預應力：采用鋼筋混凝土橋面板與工字鋼梁組合結構，不使用預應力鋼絞線(xiàn)。 7.BIM技術(shù)：采用BIM技術(shù)進(jìn)行通用圖正向設計、參數化設計。 8.非超限運輸：將工廠(chǎng)化制造的結構模塊按照陸路或水路非超限運輸方式運至施工現場(chǎng)。 三、主要內容 《通用圖》涵蓋了3×30m、3×40m、3×50m及3×60m雙向四車(chē)道和雙向六車(chē)道工字組合連續梁橋上部結構的施工圖設計，主要內容如下： （一）編制原則?！锻ㄓ脠D》按照“安全、適用、耐久、美觀(guān)”的理念和原則進(jìn)行編制，主要工程材料的技術(shù)指標、設計水平等與國際先進(jìn)水平接軌。 （二） “裝配化”理念?！锻ㄓ脠D》中涉及的組合梁的主要構件如鋼主梁、橋面板、護欄均采用工廠(chǎng)制造、工地現場(chǎng)裝配的模式；預制橋面板采用非預應力結構，濕接縫為無(wú)?；瘽仓?；裝配化率達到95%，大大減少了現場(chǎng)作用人員和工作量，實(shí)現了施工快捷；施工安全、品質(zhì)、進(jìn)度、成本、環(huán)保等要素可期可控。 （三）設計荷載。設計荷載按公路—Ⅰ級選??；主梁疲勞荷載采用計算模型Ⅰ和計算模型Ⅱ，橋面系構件采用疲勞模型Ⅲ；系統溫差按整體升溫39℃，整體降溫－32℃選用；豎向溫度梯度正溫差T1=14℃，T2=5.5℃，反溫差為正溫差乘以-0.5；支座不均勻沉降取10mm；支座摩阻系數取0.03；抗震設防烈度為6度，設計基本地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g；與汽車(chē)荷載組合時(shí)，橋面處風(fēng)速取25m/s。 （四）主要材料。鋼梁構件采用Q370qD～Q420qD鋼材；鋼梁連接用高強度螺栓性能等級為10.9S；預制橋面板采用C55混凝土，橋面板濕接縫采用C55自密實(shí)微膨脹混凝土，混凝土護欄采用C50混凝土；橋面鋪裝采用瀝青混凝土；混凝土橋面板普通鋼筋采用HRB500鋼筋。 （五）主體結構。 1.橫斷面形式。上部結構采用“工字型鋼梁+混凝土橋面板”的形式，雙向四車(chē)道單幅橋采用三片鋼梁，雙向六車(chē)道單福橋采用四片鋼梁。鋼主梁主要由上翼緣板、腹板、腹板加勁肋、底板及橫肋組成，采用工廠(chǎng)分節段制造，節段間采用高強度螺栓工地現場(chǎng)連接。 2.橋面板。為實(shí)現橋面板制造及安裝標準化、工廠(chǎng)化和裝配化，簡(jiǎn)化現場(chǎng)安裝架設工藝，本通用圖橋面板采用預制鋼筋混凝土結構，通過(guò)調整梁高和配筋控制橋面板的開(kāi)裂。橋面板與橋面板之間采用自成底模的形式澆筑濕接縫。橋面板在圓柱頭焊釘處設置預留槽，便于后澆混凝土濕接縫。 3.墊條。為避免混凝土橋面板與鋼主梁上翼緣頂面直接接觸損傷，保證接觸面緊密貼合，在主梁上翼緣板的兩側邊緣、順橋向通長(cháng)設置并固定兩道50mm寬的可壓縮墊條，隨后吊裝和安裝預制橋面板。在橋面板自重作用下，墊條被壓緊，并通過(guò)自身壓縮適應橋面板橫坡。 4.護欄。為實(shí)現護欄制造及安裝的標準化、工廠(chǎng)化和裝配化，提高施工效率和護欄品質(zhì)，護欄采用預制裝配式混凝土護欄，外側采用SS級，內側采用SA級。預制護欄與預制橋面板之間采用高強度螺紋鋼棒連接。為提高護欄抗沖擊能力，預制護欄之間、預制護欄和預制橋面板之間均設置混凝土剪力鍵，匹配面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂。 5.伸縮裝置及支座。伸縮裝置采用多向變位梳形板伸縮裝置，伸縮裝置頂面標高具有可調節功能。支座選用非抗震型雙水平摩擦面球型鋼支座，適用于不超過(guò)地震烈度6度區或非抗震控制區域。 6.結構耐久性。通用圖鋼結構均采用重防腐涂裝，涂裝體系壽命不小于25年。鋼結構也可以根據環(huán)境條件采用耐候鋼材，若主體結構采用耐候鋼材，與之相匹配的伸縮裝置、支座、高強度螺栓、圓柱頭焊釘及拼接板等金屬構件，均應使用耐候鋼材。 （七）施工方案。 1.鋼梁架設。對于橋跨數較多的主線(xiàn)橋梁，推薦采用架橋機施工；對于跨河、跨谷以及橋墩較高的主線(xiàn)橋梁，可采用在一側岸進(jìn)行主梁組拼，隨后頂推就位施工，若跨徑較大，可根據需要設置臨時(shí)墩支撐；其余地形條件可采用支架法施工。 2.橋面板安裝。鋼梁架設完成后，應從一側或兩側同時(shí)吊裝鋪設橋面板。首先進(jìn)行各跨正彎矩區橋面板預留剪力槽口及濕接縫混凝土的澆筑，待正彎矩區橋面板濕接縫混凝土達到設計強度和滿(mǎn)足彈性模量要求后，再進(jìn)行中墩負彎矩區橋面板預留剪力槽口及濕接縫混凝土的澆筑。 （八）采用公路及城市橋梁設計規范的荷載，對本通用圖結構進(jìn)行驗算評估，各項指標均滿(mǎn)足規范要求。 （九）《通用圖》編制采用了BIM正向設計技術(shù)，實(shí)現了BIM技術(shù)與通用圖一體化，通過(guò)參數化設計修改，任何一處參數發(fā)生變更，所有相關(guān)信息即隨之變化，可以實(shí)現梁高、板厚、板件位置等參數的變化，進(jìn)而實(shí)現了不同跨徑和橋寬的設計需求，自動(dòng)完成工程量統計，實(shí)現二維及三維出圖等。 四、實(shí)施注意事項 （一）《通用圖》使用者應充分理解通用圖，根據具體工程項目的建設條件、荷載條件、施工方案與裝備條件等進(jìn)行計算復核、論證，確保工程項目的質(zhì)量、安全和耐久。項目的設計者依法對《通用圖》在工程項目中的應用負有全部設計責任。 （二）《通用圖》編制過(guò)程中，已對其中的裝配式混凝土護欄開(kāi)展實(shí)車(chē)碰撞試驗驗證，結果表明：裝配式混凝土護欄的各項技術(shù)指標均符合《公路護欄安全性能評價(jià)標準》（JTG B05-01-2013）中SS級評價(jià)要求。護欄、伸縮裝置及支座等按圖推薦選用，因橋梁實(shí)際條件需求，在充分研究論證的情況下可采用其它類(lèi)型。 （三）《通用圖》工字組合梁上部結構可以與立柱蓋梁式橋墩、箱型薄壁式橋墩等下部結構配合使用?！锻ㄓ脠D》使用者應根據結構特點(diǎn)及工程項目特點(diǎn)自行選定，并注意根據荷載組合條件，特別是特種荷載和地震、碰撞等偶然荷載條件,對下部結構進(jìn)行設計驗算，確保結構安全。 （四）精心組織宣貫培訓?！锻ㄓ脠D》服務(wù)于各?。ㄗ灾螀^、直轄市）的交通運輸主管部門(mén)、建設單位、勘察設計等單位，在公路建設中有廣泛的使用需求，需加強宣貫培訓，尤其對一線(xiàn)橋梁設計人員，以期正確理解并應用好《通用圖》。同時(shí)建議對《通用圖》的使用情況進(jìn)行跟蹤，進(jìn)一步收集相關(guān)工作意見(jiàn)，利于修訂時(shí)研用。