DB53/T 1284-2024 柔性悬索桥设计细则
DB53/T 1284-2024 DB53/T 1284-2024 Design Guidelines for Flexible Suspension Bridge
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2024年08月
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内容描述
ICS93.040
CCSP27
53
云南省地方标准
DB53/T1284—2024
柔性悬索桥设计细则
2024-08-14发布2024-11-14实施
云南省市场监督管理局 发布
DB53/T1284—2024
目次
前言.................................................................................III
引言...................................................................................V
1范围................................................................................1
2规范性引用文件......................................................................1
3术语和定义..........................................................................2
4总则................................................................................2
5材料................................................................................3
5.1一般要求.........................................................................3
5.2钢丝绳...........................................................................3
5.3结构用钢材.......................................................................3
5.4焊接材料.........................................................................3
5.5热铸锚头铸体材料.................................................................3
6作用与作用效应组合..................................................................3
6.1一般规定.........................................................................4
6.2作用分类及代表值.................................................................4
6.3作用效应组合.....................................................................5
7总体设计............................................................................6
7.1一般规定.........................................................................6
7.2结构体系与形式...................................................................6
7.3计算理论及原则...................................................................6
7.4计算内容.........................................................................6
7.5容许变形.........................................................................7
8索塔................................................................................7
8.1一般规定.........................................................................7
8.2结构形式.........................................................................7
8.3结构计算.........................................................................8
8.4构造要求.........................................................................8
9锚碇................................................................................8
9.1一般规定.........................................................................8
9.2结构形式.........................................................................8
9.3结构计算.........................................................................9
9.4构造要求.........................................................................9
10悬吊系统..........................................................................10
10.1主索...........................................................................10
10.2吊杆、吊索.....................................................................12
I
DB53/T1284—2024
10.3索夹...........................................................................14
10.4索鞍...........................................................................17
11加劲梁............................................................................19
11.1一般规定.......................................................................19
11.2结构形式.......................................................................20
11.3结构计算.......................................................................20
11.4构造要求.......................................................................21
12抗风索体系........................................................................22
12.1一般规定.......................................................................22
12.2结构形式.......................................................................22
12.3结构计算.......................................................................23
12.4构造要求.......................................................................23
13其他结构..........................................................................25
13.1桥面系(桥面铺装、护轮带和栏杆).................................................25
13.2支座及伸缩缝...................................................................26
13.3结构防护.......................................................................26
13.4索结构防护.....................................................................26
13.5混凝土防护.....................................................................26
14养护..............................................................................26
14.1缆索系统.......................................................................26
14.2索夹及吊杆、吊索锚固系统.......................................................27
14.3锚碇及锚碇室...................................................................27
14.4索塔...........................................................................27
14.6交通运营管理...................................................................28
附录A(资料性)实桥实例——人马吊桥...................................................29
A.1工程概况.......................................................................29
A.2主要材料.......................................................................29
A.3设计要点.......................................................................29
附录B(资料性)实桥实例——汽车吊桥...................................................50
B.1工程概况.......................................................................50
B.2主要材料.......................................................................50
B.3设计要点.......................................................................50
II
DB53/T1284—2024
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由云南省交通运输厅提出。
本文件由云南省交通运输标准化技术委员会(YNTC13)归口。
本文件起草单位:云南省公路科学技术研究院、云南省交通规划设计研究院有限公司、怒江公路局。
本文件主要起草人:余晓江、余健、李韬文、王如刚、李东、房锐、赵剑、白洪涛、刘斌、谢海明、
喻群、高兆光、张庆生、蒋毅涛、冯昕、杨会刚、苏家强、姜男、肖西、李懿、李太峰、李洪春。
III
DB53/T1284—2024
引言
2011年,党中央、国务院为加快改善西部贫困山区、边疆地区农村交通条件,启动了“溜索改桥”
工程。此工程旨在将贫困山区和边疆地区人民传统的、危险性很大的过江方式——溜索改建为安全、可
靠的过江桥梁,彻底改变两岸居民“日常出行不便,经济发展无路”的现状,为全面、快速地推进西部
贫困山区、边疆地区的经济发展和提高人民生活水平有着极其重要的作用和地位。
国务院扶贫办和交通运输部于2014年—2015年在全国部署实施的“溜索改桥”工程中,位于贫困山
区和边疆地区的30多座桥采用了柔性悬索桥,在缩短建设工期的同时合理的控制了投资规模,为实现党
中央、国务院制定的脱贫攻坚方针发挥了重要的作用。
通过制定本文件,规范柔性悬索桥的设计与建设,对于加快推进“溜索改桥”的设计与建设,保障
桥梁使用的安全性、可靠性和耐久性,全面、快速地推进我省贫困地区的经济发展、助力乡村振兴具有
重要作用。
V
DB53/T1284—2024
柔性悬索桥设计细则
1范围
本文件规定了柔性悬索桥的材料、作用与作用效应组合、总体设计、索塔、锚碇、悬吊系统、加劲
梁、抗风缆索体系、附属结构和养护等技术要求,并分别提供了人马吊桥及汽车吊桥的工程实例。
本文件适用于通行荷载受限的地锚式悬索桥设计。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB7659焊接结构用铸钢件
GB8918重要用途钢丝绳
GB/T467阴极铜
GB/T470锌碇
GB/T699优质碳素结构钢
GB/T700碳素结构钢
GB/T714桥梁用结构钢
GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓
GB/T1229钢结构用高强度大六角头螺母
GB/T1230钢结构用高强度垫圈
GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB/T1591低合金高强度结构钢
GB/T3077合金结构钢
GB/T3274碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和钢带
GB/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
GB/T9945造船球扁钢
GB/T11352一般工程用铸造碳钢件
GB/T17101桥梁缆索用热镀锌或锌铝合金钢丝
GB/T25823单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线
GB/T25835缆索用环氧涂层钢丝
JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范
JTG5120公路桥涵养护规范
JTGB01公路工程技术标准
JTGB02公路工程抗震规范
JTGD60公路桥涵设计通用规范
JTGD64公路钢结构桥梁设计规范
1
DB53/T1284—2024
JTGD81公路交通安全设施设计规范
JTG/TD65-05公路悬索桥设计规范
JTG/T3650公路桥涵施工技术规范
JTG/T3360-01公路桥梁抗风设计规范
JTG/T5122公路缆索结构体系桥梁养护技术规范
YB/T5295密封钢丝绳
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
柔性悬索桥flexiblesuspensionbridge
加劲梁在竖向有一定量S形变形的地锚式悬索桥。
3.2
汽车吊桥flexiblesuspensionbridgefortransitofautomobile
通行荷载为单辆汽车的柔性悬索桥。
3.3
人马吊桥flexiblesuspensionbridgefortransitofpedestrianandlivestock
只能通行一定数量人和牲畜的柔性悬索桥。
3.4
主索maincable
以索塔及支墩为支承、两端锚固于锚碇,并通过吊杆或吊索悬挂加劲梁的缆索,为主要的承力结构。
3.5
吊杆、吊索hanger
连接主索与加劲梁的构件。
3.6
悬吊系统suspensionsystem
由主索、吊杆或吊索、索夹、索鞍等构件组成,为柔性悬索桥桥面提供直接支撑的结构。
3.7
抗风索体系windcablesystem
抵抗风荷载作用对柔性悬索桥影响的结构构造,主要包括抗风主索、抗风拉索和抗风锚碇。
4总则
4.1设计时应遵循安全、耐久、适用、环保、经济和兼顾美观的原则。
4.2本文件采用极限状态设计方法,按分项系数表达式进行设计,给出的设计要求和参数,仅适用于通
行荷载受限(以人和牲畜通行为主,或者允许单辆汽车通行)、设计速度小于20km/h、跨径在200m
以下的地锚式悬索桥设计。抗震设防类别按C类。
4.3主体承力结构(主索、索塔、锚碇)设计使用年限不低于50年;可更换部件(吊杆、吊索、加劲
梁、抗风缆和拉索)设计使用年限不低于20年;其他可更换部件(栏杆、伸缩装置及支座等)设计使
用年限不低于15年。
2
DB53/T1284—2024
5材料
5.1一般要求
5.1.1用于柔性悬索桥各部分构件的混凝土,各项指标执行JTG3362的规定。
5.1.2钢筋混凝土及预应力混凝土构件所采用的普通钢筋和预应力筋,其各项指标应执行JTG3362的
规定。
5.2钢丝绳
5.2.1主索和吊索宜采用热镀锌或环氧涂层的钢芯钢丝绳。
5.2.2不同类型的钢丝绳应满足下列要求:
a)热镀锌钢芯钢丝绳:
1)热镀锌钢丝应符合GB/T17101的要求;
2)密封钢丝绳应符合YB/T5295的要求;
3)重要部位的钢丝绳应执行GB8918的要求。
b)环氧涂层钢芯钢丝绳:
1)单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线应符合GB/T25823的要求;
2)缆索用环氧涂层钢丝应符合GB/T25835的要求。
5.3结构用钢材
5.3.1加劲梁宜采用适用于桥梁结构的碳素结构钢,其技术条件应符合GB/T700的规定,也可采用适
用于桥梁结构的低合金钢,其技术条件应符合GB/T1591的规定。
5.3.2索鞍、索夹本体材料宜采用铸钢,其技术条件应符合GB/T11352的规定;结构中包含有焊接部
位的铸钢件,铸钢材料应符合GB/T7659的规定。
5.3.3索夹、锚固系统的拉杆宜采用合金结构钢,其技术条件应符合GB/T3077的规定。
5.3.4钢结构高强度螺栓连接副,其技术条件应符合GB/T1231的规定,其中:
a)大六角头螺栓应符合GB/T1228的规定;
b)六角头螺母应符合GB/T1229的规定;
c)垫圈应符合GB/T1230的规定。
5.3.5锚头锚杯、销接式锚头耳板及销轴等宜采用优质碳素结构钢制造,其技术条件应符合GB/T699
的规定,也可采用合金钢,其技术条件应符合GB/T3077的规定。
5.3.6铸焊构件采用的结构用钢板技术条件应符合GB/T3274的规定。
5.3.7球扁钢的技术条件应符合GB/T9945的规定。
5.3.8吊杆采用圆钢,其技术条件应符合GB/T700的规定。
5.4焊接材料
焊接材料应与主体钢材技术条件相适应,应在完成焊接工艺评定后确定。
5.5热铸锚头铸体材料
热铸锚头铸体材料选用低熔点锌铜合金,其中锌含量应符合GB/T470的规定,铜含量应符合GB/T467
的规定。
6作用与作用效应组合
3
DB53/T1284—2024
6.1一般规定
6.1.1作用与作用效应组合计算,除本章有明确规定外,应符合JTGD60的要求。
6.1.2结构重要性系数的取值为1.0。
6.1.3对钢结构无特殊要求的情况下可不进行抗疲劳设计。
6.2作用分类及代表值
6.2.1永久作用
对永久作用的计算执行JTGD60的规定:
a)基础变位作用包括索塔竖向变位、锚碇水平及竖向变位;
b)结构重力计算时,当钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土含筋率(含普通钢筋和预应力钢筋)大
于1%(体积比)时,其重度可按单位体积中扣除钢筋体积的混凝土的自重加所含钢筋的自重
之和计算。
6.2.2汽车荷载
对于通行汽车的汽车吊桥,设计荷载分为单辆20t汽车和单辆15t农用车两个荷载等级。荷载图式
如图1所示。
图120t汽车、15t农用车荷载图示(尺寸单位:m;荷载单位:kN)
在整体和局部构件计算时,均应计入汽车荷载冲击力,冲击系数按式(1)计算:
························································(1)
50
式(1)中:�=70+�
——计算跨径(m)。
6.2.3�人马荷载
人马吊桥的设计荷载为人马总重4t(20个人,每人以100kg计和5匹马,每匹马以400kg计)连续
分布在6m长范围内作用于桥梁,荷载图式如图2所示。
图2人马荷载图示(尺寸单位:m;荷载单位:kN/m)
6.2.4风荷载
4
DB53/T1284—2024
风荷载的取值执行JTGD60及JTG/T3360-01的规定。
6.2.5温度作用
温度作用计算应符合以下规定:
a)计算温度作用引起的结构效应中,结构的线膨胀系数、气温标准值、温度变化范围及结构竖
向日照正温差应执行JTGD60的规定;
b)索塔两侧的日照温差可按照±5℃取值。
6.2.6地震作用
地震作用的计算执行JTGB02的规定。
6.2.7偶然作用
偶然作用按下列情形考虑:
a)汽车吊桥以一列同重两辆车作为偶然作用,荷载图式间距为2m;
b)人马吊桥以8t连续分布在6m长的范围内作用于桥梁,作为偶然作用。
6.3作用效应组合
6.3.1结构设计按承载能力极限状态进行作用效应组合,对持久设计状况应采用作用的基本组合,对偶
然设计状况应采用作用的偶然组合。
6.3.2作用效应组合中,计算主索拉力时应将体系温度作用作为永久作用考虑。
6.3.3作用基本组合的效应值可按下式计算:
,,·······················(1)
��
式(2)中:�𝑢=�0� �=1�����1�1��� �=2������
——承载能力极限状态下作用基本组合的效应设计值;
——作用组合的效应函数;
�𝑢
——结构重要性系数;
�
——第i个永久作用的分项系数,应按JTGD60表4.1.5-2采用,温度作用作为永久作用考虑取
�0
=1.2;
���
——第i个永久作用的标准值;
���
——汽车荷载(含汽车冲击力)或人马荷载的分项系数,取=1.4,当某个可变作用其效应值
���
超过汽车荷载效应值或人马荷载效应值,则该作用取代汽车荷载效或人马荷载,其分项系
��1��1
数与汽车荷载或人马荷载相同;
——汽车荷载(含汽车冲击力)或人马荷载的标准值;
——在作用组合中除汽车荷载(含汽车冲击力)或人马荷载外的其他第j个可变作用的分项系数,
�1�
除风荷载的分项系数取=1.1,其余取=1.4;
���
——在作用组合中除汽车荷载(�含汽车冲击力)�或人马荷载外的其他第j个可变作用的标准值,
����
对于汽车吊桥,人马荷载应作为其他可变作用参与组合;
���
——在作用组合中除汽车荷载(含汽车冲击力)或人马荷载外的其他可变作用的组合系数,取
=0.75。
��
6.3.4偶然组合仅考虑永久作用标准值与偶然作用标准值相组合,偶然组合的效应设计值可按下式计算:
��
,···········································(2)
�
5
�𝑢=� �=1���𝑢
DB53/T1284—2024
式(3)中:
——承载能力极限状态下作用偶然组合的效应设计值;
——第i个永久作用的标准值;
�𝑢
——偶然作用的标准值。
���
𝑢
7总体设计
7.1一般规定
7.1.1总体结构分跨布置应根据桥址处地形、地质、水文、河势、通航等条件及结构受力合理性综合确
定,同时兼顾桥梁美学设计及与环境的协调。
7.1.2荷载等级选用应根据桥址处的交通发展规划和当地实际使用的需求情况确定。
7.1.3跨径不大于150m,其设计洪水频率为1/50,风缆连接点设计洪水频率为1/25,跨径大于等于
150m,其设计洪水频率为1/100,风缆连接点设计洪水频率为1/50,有通航要求时还应满足当地航道
规划的规定。
7.2结构体系与形式
7.2.1主索垂跨比应考虑经济性及全桥结构变形的需要,垂跨比一般宜在1/8~1/15范围内选择。
7.2.2宜采用单跨简支体系和对称的结构形式。
7.2.3边索的夹角一般采用14°~24°。
7.2.4吊杆(吊索)间距应综合考虑用材的经济性、加劲梁运输架设条件及运营中各种不利受力情况确
定,宜在2.0m~3.0m范围内选择,桥跨内宜按偶数间隔对称布置。
7.2.5桥梁全宽为两主索索之间的距离,桥面净宽为设置栏杆基座内侧边缘之间的距离,栏杆外侧边缘
与吊索(吊杆)应保证不小于15cm的距离,汽车吊桥的桥面净宽一般值为4.0m,人马吊桥的桥面净
宽一般值采用3.0m,桥面全宽最小值不宜小于2.5m。
7.2.6主索与加劲梁间的净距应能满足加劲梁安装时施工机具的要求,跨中处主索至桥面的距离不宜小
于1.5m。
7.2.7加劲梁应根据技术、经济、施工难易进行比选,宜采用全钢结构的加劲梁,跨径小于170m的柔
性悬索桥加劲梁宜采用纵横向型钢叠合梁结构,跨径大于或等于170m的加劲梁应采用钢桁架梁结构。
7.2.8宜采用空间编网形式的抗风缆索体系,提升桥梁的抗风稳定性和通行舒适性。
7.3计算理论及原则
7.3.1整体计算可按线弹性理论计算或采用有限位移理论进行分析,受力分析主要包括结构静力分析、
关键部位的结构局部受力分析、主
定制服务
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