《裝配化工字組合梁橋通用圖》解讀

    交通運(yùn)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《通用圖》），作為公路工程推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)容，充分掌握和用好《通用圖》，推進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁高質(zhì)量發(fā)展，提高常規(guī)跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)水平，現(xiàn)將《通用圖》解讀如下：
    一、編制背景
    鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有自重輕、抗震性能好、跨越能力強(qiáng)、使用壽命長、適合工業(yè)化建造、綜合能耗低、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)，有利于減少對(duì)傳統(tǒng)建筑材料的依賴，提升橋梁結(jié)構(gòu)安全和耐久性。
    標(biāo)準(zhǔn)化水平是一個(gè)國家科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的反映，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)化的重要組成部分，在保證和加快工程建設(shè)速度、確保和提高工程建設(shè)質(zhì)量、傳播和推廣科技創(chuàng)新成果等方面發(fā)揮著極其重要的作用。
    鋼-混凝土工字組合梁構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化的產(chǎn)品，適用于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化建造，既可提高結(jié)構(gòu)建設(shè)效率也易保障質(zhì)量。
    為貫徹落實(shí)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》和《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見》，推進(jìn)橋梁建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展，進(jìn)一步提升我國公路橋梁結(jié)構(gòu)安全性和耐久性水平，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)材料、制造工藝、建設(shè)水平的提升，促進(jìn)鋼橋設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)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(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D64-2015）、《公路鋼混組合橋梁設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTG/T D64-01-2015）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650-2020）形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)、建造技術(shù)體系�！锻ㄓ脠D》是在國內(nèi)各地近年鋼橋建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外相關(guān)建造技術(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)研究、總結(jié)、提煉我國常規(guī)跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)形式，統(tǒng)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(dǎo)思想。通過“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用”，推動(dòng)我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)“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(jí)公路雙向四車道和六車道的主線橋，平曲線半徑不小于1000m。
    （四）《通用圖》跨徑范圍�？紤]到公路橋梁跨徑的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，在滿足規(guī)范車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(xù)結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)，可推展到四跨、五跨、六跨連續(xù)結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)，具有“工廠化、模塊化、裝配化、無模化、高性能、非預(yù)應(yīng)力、BIM技術(shù)、非超限運(yùn)輸”等技術(shù)特點(diǎn)。
    1.工廠化：將鋼結(jié)構(gòu)、橋面板、護(hù)欄等構(gòu)件按照工廠流水線制造生產(chǎn)。
    2.模塊化：將組合梁結(jié)構(gòu)、混凝土護(hù)欄等結(jié)構(gòu)在工廠內(nèi)按模塊單元制造。
    3.裝配化：將運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的鋼主梁、橋面板、混凝土護(hù)欄等結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行搭積木式的安裝施工。
    4.無�；�：完成安裝后，橋面板濕接縫等采用無模板澆筑。
    5.高性能：采用高強(qiáng)度鋼、耐候鋼等高性能材料。
    6.非預(yù)應(yīng)力：采用鋼筋混凝土橋面板與工字鋼梁組合結(jié)構(gòu)，不使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
    7.BIM技術(shù)：采用BIM技術(shù)進(jìn)行通用圖正向設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)。
    8.非超限運(yùn)輸：將工廠化制造的結(jié)構(gòu)模塊按照陸路或水路非超限運(yùn)輸方式運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。
    三、主要內(nèi)容
    《通用圖》涵蓋了3×30m、3×40m、3×50m及3×60m雙向四車道和雙向六車道工字組合連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容如下：
    （一）編制原則�！锻ㄓ脠D》按照“安全、適用、耐久、美觀”的理念和原則進(jìn)行編制，主要工程材料的技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)水平等與國際先進(jìn)水平接軌。
    （二） “裝配化”理念。《通用圖》中涉及的組合梁的主要構(gòu)件如鋼主梁、橋面板、護(hù)欄均采用工廠制造、工地現(xiàn)場(chǎng)裝配的模式；預(yù)制橋面板采用非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，濕接縫為無模化澆筑；裝配化率達(dá)到95%，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)作用人員和工作量，實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)荷載。設(shè)計(jì)荷載按公路-Ⅰ級(jí)選取；主梁疲勞荷載采用計(jì)算模型Ⅰ和計(jì)算模型Ⅱ，橋面系構(gòu)件采用疲勞模型Ⅲ；系統(tǒng)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(shù)取0.03；抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g；與汽車荷載組合時(shí)，橋面處風(fēng)速取25m/s。
    （四）主要材料。鋼梁構(gòu)件采用Q370qD～Q420qD鋼材；鋼梁連接用高強(qiáng)度螺栓性能等級(jí)為10.9S；預(yù)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(hù)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(jié)構(gòu)。
    1.橫斷面形式。上部結(jié)構(gòu)采用“工字型鋼梁+混凝土橋面板”的形式，雙向四車道單幅橋采用三片鋼梁，雙向六車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，采用工廠分節(jié)段制造，節(jié)段間采用高強(qiáng)度螺栓工地現(xiàn)場(chǎng)連接。
    2.橋面板。為實(shí)現(xiàn)橋面板制造及安裝標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化和裝配化，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)安裝架設(shè)工藝，本通用圖橋面板采用預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整梁高和配筋控制橋面板的開裂。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(shè)置預(yù)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(cè)邊緣、順橋向通長設(shè)置并固定兩道50mm寬的可壓縮墊條，隨后吊裝和安裝預(yù)制橋面板。在橋面板自重作用下，墊條被壓緊，并通過自身壓縮適應(yīng)橋面板橫坡。
    4.護(hù)欄。為實(shí)現(xiàn)護(hù)欄制造及安裝的標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化和裝配化，提高施工效率和護(hù)欄品質(zhì)，護(hù)欄采用預(yù)制裝配式混凝土護(hù)欄，外側(cè)采用SS級(jí)，內(nèi)側(cè)采用SA級(jí)。預(yù)制護(hù)欄與預(yù)制橋面板之間采用高強(qiáng)度螺紋鋼棒連接。為提高護(hù)欄抗沖擊能力，預(yù)制護(hù)欄之間、預(yù)制護(hù)欄和預(yù)制橋面板之間均設(shè)置混凝土剪力鍵，匹配面涂抹環(huán)氧樹脂。
    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(biāo)高具有可調(diào)節(jié)功能。支座選用非抗震型雙水平摩擦面球型鋼支座，適用于不超過地震烈度6度區(qū)或非抗震控制區(qū)域。
    6.結(jié)構(gòu)耐久性。通用圖鋼結(jié)構(gòu)均采用重防腐涂裝，涂裝體系壽命不小于25年。鋼結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)環(huán)境條件采用耐候鋼材，若主體結(jié)構(gòu)采用耐候鋼材，與之相匹配的伸縮裝置、支座、高強(qiáng)度螺栓、圓柱頭焊釘及拼接板等金屬構(gòu)件，均應(yīng)使用耐候鋼材。
    （七）施工方案。
    1.鋼梁架設(shè)。對(duì)于橋跨數(shù)較多的主線橋梁，推薦采用架橋機(jī)施工；對(duì)于跨河、跨谷以及橋墩較高的主線橋梁，可采用在一側(cè)岸進(jìn)行主梁組拼，隨后頂推就位施工，若跨徑較大，可根據(jù)需要設(shè)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(shè)完成后，應(yīng)從一側(cè)或兩側(cè)同時(shí)吊裝鋪設(shè)橋面板。首先進(jìn)行各跨正彎矩區(qū)橋面板預(yù)留剪力槽口及濕接縫混凝土的澆筑，待正彎矩區(qū)橋面板濕接縫混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和滿足彈性模量要求后，再進(jìn)行中墩負(fù)彎矩區(qū)橋面板預(yù)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(shè)計(jì)規(guī)范的荷載，對(duì)本通用圖結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算評(píng)估，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。
    （九）《通用圖》編制采用了BIM正向設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)與通用圖一體化，通過參數(shù)化設(shè)計(jì)修改，任何一處參數(shù)發(fā)生變更，所有相關(guān)信息即隨之變化，可以實(shí)現(xiàn)梁高、板厚、板件位置等參數(shù)的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了不同跨徑和橋?qū)挼脑O(shè)計(jì)需求，自動(dòng)完成工程量統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)二維及三維出圖等。
    四、實(shí)施注意事項(xiàng)
    （一）《通用圖》使用者應(yīng)充分理解通用圖，根據(jù)具體工程項(xiàng)目的建設(shè)條件、荷載條件、施工方案與裝備條件等進(jìn)行計(jì)算復(fù)核、論證，確保工程項(xiàng)目的質(zhì)量、安全和耐久。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者依法對(duì)《通用圖》在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用負(fù)有全部設(shè)計(jì)責(zé)任。
    （二）《通用圖》編制過程中，已對(duì)其中的裝配式混凝土護(hù)欄開展實(shí)車碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明：裝配式混凝土護(hù)欄的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B05-01-2013）中SS級(jí)評(píng)價(jià)要求。護(hù)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型。
    （三）《通用圖》工字組合梁上部結(jié)構(gòu)可以與立柱蓋梁式橋墩、箱型薄壁式橋墩等下部結(jié)構(gòu)配合使用�！锻ㄓ脠D》使用者應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程項(xiàng)目特點(diǎn)自行選定，并注意根據(jù)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(duì)下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)安全。
    （四）精心組織宣貫培訓(xùn)�！锻ㄓ脠D》服務(wù)于各�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的交通運(yùn)輸主管部門、建設(shè)單位、勘察設(shè)計(jì)等單位，在公路建設(shè)中有廣泛的使用需求，需加強(qiáng)宣貫培訓(xùn)，尤其對(duì)一線橋梁設(shè)計(jì)人員，以期正確理解并應(yīng)用好《通用圖》。同時(shí)建議對(duì)《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，利于修訂時(shí)研用。

    相關(guān)鏈接：交通運(yùn)輸部公告 2021年第78號(hào)