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应用指南 JTG 3362-2018 公路钢筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范》应用指南

2）在节段预制拼装混凝箱梁*上，通过苏通天**、集美天*弓 *、嘉绍**引*、南京四*引*等项目的实践，基本实现了成套技术的 国产化。 3）在长天跨整体预制吊装结构上，伴随重型起重吊装设备的发展，相 继在杭州湾**、票启**和港珠澳**上成功应用。 4）在中小跨径装配式钢*和组合梁*上，按交通运输部相关指导意 见要求，开展典型地区的标准化试应用。 5在预制*墩上，通过跨海*梁和城市*梁的建设实践形成了包含 高性能材料、关键连接构造、设计理论、质量控制和验收要求等在内的系 统化成果

自前高速公路*梁普遍采用的装配式板梁、T梁和组合箱梁，主要采 用编制通用构造图实现结构标准化。目前，我国已编制完成部颁标准图 100余项。最新版本的*涵结构通用图为交通运输部专家委员会编制的 2008版《*染上部结构通用构造图》，涵盖6~20m板染、20~40mT梁和 20~40m组合箱染。该通用图编制时，重点对板式*梁的合理结构形式、 板端结构受力DB31T 1223-2020 一次性食品安全封签管理技术规范.pdf，T梁结构体系空间与平面杆系分析的对比和横隔板设置 的分析比较，以及装配式预应力混凝土箱形连续梁*设计的相关技术进 行了全面的研究，并提出了解决的技术方案

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我国节段预制拼装*梁一览表

节段预制拼装箱梁的截面高度 表9.3

疑土及预应力混凝土*涵设计规范》应用指南

*墩。中国较早开始在下部结构中使用预制构件的*梁包括北京积水潭 *和东海**，随后在一些重要的跨江跨海*梁，如杭州湾**、上海长 江**以及港珠澳**中也开始使用节段预制拼装*墩

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然后施工后浇混凝土的湿接缝。*墩力学特性可等效为没有接缝的现浇 *墩，但需考虑接缝区钢筋的连接以及不同龄期混凝土的存在对*墩整 体性能的影。北京积水潭*、东海**、杭州湾**、上海长江**使 用的节段预制拼装*墩都属于这一类。 278

奇径预应力混激士梁*的开裂下捞

自1988年主跨180m的广东落***建成，我国的连续刚构*数量 不断增加、跨径不断刷新。据统计，国内跨径超过150m的连续刚构*达 到50多座。随着这类*梁的持续运营，箱梁开裂和跨中下挠的典型病害 逐渐显现：梁体混凝土开裂，主要表现为腹板斜裂缝、顶底板纵向裂缝和 顶底板横向裂缝；跨中竖向挠度随时间呈发展态势，持续增*，并逐步超

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典型连续刚构*的长期变形数据 表9.4

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时，跨中下挠增加5.3cm；顶板束有效预应力降低10%时，次边跨跨中 挠量增加 13,3cm,中跨跨中下挠量增加13.7cm，

9.4.2*跨径预应力混凝土梁*开裂下挠的综合防治措施

自前，*跨径预应力混凝土连续梁*在开裂下上的防治措施，包括 优化材料，精细计算、改进结构、严控施工等措施。如，优化混凝土配合 比，以减小混凝土徐变的影响；精细化分析箱梁的空间效应，避免遗漏关 键部位的抗裂性验算；改进预应力体系，保证运营期预应力的有效性：严 格控制节段超方，采用顶推或预压合扰拢改进受力状态等。 在恒载超重、预应力有效性降低、混凝土徐变特性离散性过*、混凝 土开裂导致主梁刚度退化四类影响因素中，恒载超重可通过施工质量进 行严格控制，混凝土开裂可按照本书第4.3节和第6.2节进行精细化抗 裂验算予以控制，混凝土徐变的离散性和预应力的有效性，在设计阶段应 考虑合理的的主动性防治措施予以控制。 在混凝土徐变特性的影响因素中，加载龄期是一个重要因素。将加

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在预应力有效性上，需要考虑两点：一是预应力布置合理性的判断标 准，二是预应力有效性的主动性控制措施 在预应力布置合理性判断标准上，林同炎教授在20世纪50年代提 出了预应力荷载平衡设计方法，其基本观点是：“预应力等效荷载”与“恒 载+k倍活载”（1为活载比例系数，取0~1）相平衡。范立础院士认为该 方法能够减少由混凝土徐变引起次效应：通过预加力抵消建造过程中恒 载产生的弯矩，消除结构的初始挠度，理想状态下可消除徐变对结构的影 响。《*跨度混凝土梁*的合理成*状态设计方法》（刘钊，2010）考虑连续 刚构*预应力效应的影响因素多、离散性*，难以“精确”平衡恒载和活载 提出了更具普适性的合理成*状态”：对于弯曲状态，主梁根部区域储备 一定量的正弯矩，跨中部位储备一定量的负弯矩，以抵抗在运营中活载效

应；对于应力状态，主梁全截面保持一定的压应力，在主梁根部截面上缘压 应力*于下缘压应力，在跨中部位截面下缘压应力*于上缘压应力，避免 混凝土开裂；对于挠曲状态，要求跨中区段的初始曲率向上凸起。根据合 理成*状态原理有效预应力的查矩与其他荷载的查矩存在如下关系，

荷载平衡系数K推荐值

在预应力有效性的主动性控制措施上，《*跨径预应力混凝土染*设 计施工技术指南》（张喜刚，2012）建议：设置可分批张拉的跨中合拢束和 通长体外束，实现调整线形和应力的双重功能配置。苏通**副航道* 石板坡长江**（复线）均采用该主动控制措施，一方面增加梁体预应力 度、优化梁体受力，在施工阶段完成体系转换后、张拉体外索主动控制梁 本的内力和下挠；另一方面在运营期主梁下挠到一定程度后，张拉体外索 主动抑制主梁过度下挠。典型*梁的监测资料显示：该措施能够有效防 台箱梁开裂和持续下挠。 此外，《*跨径预应力混凝土梁式*设计施工技术指南》（张喜刚 2012）建议重视腹板的抗剪配筋

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腹板钢筋时，按照“基于应力的剪切配筋理论”，该钢筋网格能够承担混 凝士开裂传递的主拉应力，形成可靠的抗剪承载力，从而抑制主梁的持续 下挠

公路钢筋混凝王及预应力混凝土*涵设计规范

一、修订背景 混凝土和钢材是现代*梁工程两*主要的结构材料。混凝土 结构具有易于就地取材、造价相对较低、工艺成熟稳定等优点，长期 以来在公路*梁建设中被广泛应用。截至2017年底，我国已建公 路*梁约83万余座，约90%为混凝土结构。 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范》（JTGD62 2004）（以下简称原《规范》”）1996年开始修订、2004年颁布实 施，一方面以“公路*梁可靠度”研究为基础，通过调查统计分析，由 经验极限状态设计法转变为概率极限状态设计法，使设计理论和设 计方法更具科学性；另一方面根据所处的环境条件增加了进行耐久 性设计的技术要求，依据竖向预应力钢筋施工质量不理想的调研情 况引入了效应折减系数。修订后的设计要求更加全面合理：在颁布 实施的十多年时间里，对规范我国公路混凝土*涵的结构设计发挥 了巨*的作用。 随着公路*涵设计理念不断提升和设计技术的不断发展，公路 混凝土*涵在结构方窦、分析计算、性能要求、构造措施等方面的要 求逐步提升，成臭日趋完善，原《规范》的部分技术要求已不能完全 满足公路混凝土*涵设计、建设、养护、管理中出现的新需求，迫切 需要总结实践经验、吸纳创新成果、贯彻新的理念，以规范和引导公 路混凝土*涵设计水平的提升。 为此，交通运输部在2011年启动了对原《规范》的修订工作

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范》（JTG3362一 2018）（以下简称“新《规范》）编制组以规范和引导混凝土*涵设 计技术为目标，以间题和需求为导向，在原《规范》的基础上开拓思 路、兼容并蓄，立足于国内公路混凝土*涵建设的工程经验、事故教 训、科研成果，同时适当吸取国外经验及成果，开展了全面修订 工作。 需要指出的是，修订过程中恰逢公路工程标准体系调整。按 《公路工程标准体系》（JTG10012017）的规定，新《规范》编号修 改为JTG3362，其中，第一个“3”代表“公路建设”板块，第二个“3” 代表“设计”模块，“62”代表新《规范》在该模块下的序号。修订后 的新规范仍作为行业强制性标准施行。

三、修订亮点 （一）引入了空间效应分析模型 弯曲、变宽或分岔等复杂*梁在我国应用较普遍，具有显著的

空间效应，如剪力滞效应、薄壁效应和各腹板受力分布不均等。设 计人员以往通常基于工程经验，采用简化模型和相关参数进行分 析，如横向分布系数、有效分布宽度和偏载放*系数等。实践表明， 这类复杂*梁采用简化分析方法设计时，容易造成作用效应的缺 项，容易忽略结构的重要受力部位，导致一些诸如顶底板斜向裂缝 等典型病害，而这些病害又无法从简化分析中得到完整解释，成为 制约混疑土*涵发展的一个关键间题。为此，新《规范》补充了包含 9项指标的箱染验算要求，引入了空间网格模型，折面染格模型和7 自由度染模型，提供了完整的验算指标和实用的分析模型。 （二）引入了应力犹动区设计方法 应力扰动区是指载面应变分布不符合平截面假定或呈现明显 非线性的区域，如基承台、盖藥的短悬臂支座处横桑和预应力错 固区等。目前，应力扰动区设计一般采用基于经验的构造配筋方法 或基于实体有限元模型的配筋方法。锚固区的混凝土开裂病害表 明，现有配筋方法存在一定的局限性。新《规范》引入了拉压杆模型 分析方法和基于力流线模型的典型区域计算公式。拉压杆模型是 反映应力扰动区力流传递路径的虚拟桁架模型，新《规范》从分析范 围、构建方法、验算要求等方面规定了完善的技术要求：力流线模型 由从连续体内拍象出的等值力流线所构成，力流线的几何信息能够 定量表达结构关键截面的弹性应力分布，根据定量化的力流线模型 即可得到典型应力扰动区的拉力简化计算公式，如端部错固区、齿 快锚固区、支座处横梁、盖梁短悬臂、独柱墩顶部等。该方法基干严 密理论推导，*量数值计算、必要模型试验等基础性科研成果建立 前期研究和部分工程应用结果表明，该设计方法能够有效控制应力 扰动区的开裂病害

网筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范》应用

（二）补充了体外预应力染设计方法 与体内预应力技术相比，体外预应力技术在*梁结构施工质 量、预应力水平可靠性和结构耐久性等方面具有优势，这些优越性 给现代预应力混凝土*梁带来了巨*的发展空间。近年来，体外预 应力技术得到了广泛的应用。为固化研究成果和实践经验，新《规 范》从计算参数、承载力计算和构造措施等方面提出了具体规定。 （1）计算参数：体外预应力钢绞线的张拉控制应力不超过 0.7Ofk；参照VSL和OVM产品标准，规定了体外预应力钢绞线与管 道壁之间的摩擦系数；后张法体内体外混合预应力构件的载面特 性，按体内预应力管道是否压浆考虑，压浆前采用净截面，压浆后采 用换算截面。 （2）承载力计算：偏于保守地考虑，极限状态下体外预应力钢筋 的应力取便用阶段体外预应力钢筋扣除预应力损失后的有效应力 （3）构造措施：包括体外钢束的布置原则、节段拼装混凝土箱梁 的接缝构造、体外预应力体系的转向构造和锚固构造、体外钢束的 自由长度限值。 （四）补充了箱梁抗倾覆设计方法 自2007年以来，国内相继发生6起箱梁匝道*倾覆挎塌事故 事故中结构破环无明显预兆、猝然发生、危害极*。为控制箱梁匝 道*的倾覆破不风险，新《规范》编制组采用考虑非线性影响的实体 有限元模型GTCC-110-2019 机车车辆合成闸片-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，以天津津晋高速和广东粤赣高速事故*梁为研究对 象，分析了倾覆机理和影响因素。结果表明，仅支座支承的筒支梁 *和连续梁*，由于抗扭跨径过长、双支座横向间距过小、偏载作用 远超设计预期等间题，单向受压支座依次脱离受压状态，支承体系 不再提供有效约束，箱染扭转变形趋于发散、失稳挎塌；设置墩梁固

结、优化跨中独柱单支承体系、增*染端双支座横向间距、设置限位 构造能够有效预防倾覆事故的发生。结合各地实践经验，新《规范》 补充了验算方法、构造要求、加固方式等系列化措施；经广东省多个 工程应用验证，该套指施效果显著

筋混凝土及预应力混凝土*涵设计规范》应用

（三）强化耐久性设计要求 按照混凝土结构腐蚀机理以及行业经验GB 50421-2018 有色金属矿山排土场设计标准，将我国公路混凝土* 涵所处的环境划分为七类：一般环境、冻融环境（无益酸碱等作用） 海洋氯化物环境、除冰盐等其他氯化物环境、盐结晶环境、化学腐馆 环境和磨蚀环境。考虑相关规范对混凝土的水胶比、强度等级、氯 离子含量、碱含量、抗渗等级和抗冻等级等材料耐久性要求有较详 细的规定，新《规范》仅规定与结构设计直接相关的技术要求：强度 等级、结构构造、最*裂缝宽度、最小混凝土保护层厚度等。其中 最小保护层厚度，取最外层钢筋边缘到构件表面间的距离；根据鄂 东**、杭州湾**和青岛海湾**等典型工程的建设经验，完善 了混凝土强度和保护层厚度等技术指标。 （四）完善构件极限状态验算方法 原《规范》计算配置箍筋和竖向预应力钢筋的受弯构件抗剪承 载力时，对箍筋与混疑土共同抗剪承载力V的规定有待商椎。新 《规范》考虑竖向预应力钢筋的有效性，假定极限状态下坚向预应力 钢筋的应力为其抗拉强度设计值f的0.6倍，V计算公式中Pf。 替换为（p+0.6p/），P和p分别为箍筋和竖向预应力钢筋的 配筋率。 混凝土*墩呈现偏心受压的特点，其边界条件与原《规范 的4类理想边界条件存在差异。新《规范》以受压构件的受力平 衡和变形协调为基础，建立偏微分方程，分析两种典型边界条件 下的偏微分方程计算结果，提出了受压构件计算长，度系数的计 算公式。 原《规范》未规定不需要进行裂缝宽度验算的条件，且受拉钢筋 配筋率的定义容易导致I形裁面的裂缝宽度计算值偏小（宽度和高 204

度相同的矩形截载面和形截面，当采用相同的受拉配筋时，工学形 截面的配筋率较高，导致其裂缝宽度计算值较小）。新《规范》对这 两方面进行了完善： （1）对于eo/h≤0.55的矩形截面、T形截面、I形截面偏心受 压构件（e为构件初始偏心距，h为截面高度），和eo/r≤0.55的 圆形截面偏心受压构件（为截面半径），可不进行裂缝宽度 验算。 （2）裂缝宽度计算公式考虑混凝土保护层厚度、截面纵向受拉 钢筋配筋率改为纵向受拉钢筋的有效配筋率，其中配筋率对应的有 效受拉混土截面面积，对于轴心受拉件取构件截面面积，受弯 偏心受拉、偏心受压构件取2a.b，其中a，为受拉钢筋重心至受拉区 边缘的距离，6为截面宽度或翼缘宽度。

（一）保障公路*梁的质量安全 新《规范》以问题和需求为导向，深入调研剖析了混凝土*涵存 在的典型病害，如箱梁*倾覆、*跨径梁*开裂下挠、混凝土*涵局 部裂缝等，制订了病害防治的有效技术措施，从指导新建*染设计 保障设计质量，分析评估在役*梁、控制运管风险两个方面，为保障 公路*梁的质量安全提供有力的技术支撑。 （二）引导公路*梁的技术发展 新《规范作为指导量*面广混凝土*涵设计的重要技术标准 积极践行了“录色交通”战略举措下节能环保的理念，系统提升了混 疑土桥涵设计的原则方法和技术要求，客观反映了我国混凝土桥涵 领域多年积累的经验和成果，易于理解操作、便于推产应用利于 295