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文檔簡介
關(guān)于同意福建省《超高性能混凝土橋梁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程》地方標(biāo)準(zhǔn)備案
的函
建標(biāo)標(biāo)備[2017]xx號
福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳:
你廳《關(guān)于報(bào)送福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)<超高性能混凝土橋梁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程>備案的函》
(閩建科函[2017]xx號)收悉。經(jīng)研究,同意該標(biāo)準(zhǔn)作為“中華人民共和國工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)”備案,
其備案號:Jxxxxx-2017。
該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的備案公告,將刊登在近期出版的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化》刊物上。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司
2017年xx月xx日
4
前言
本規(guī)程根據(jù)《福建省建設(shè)廳關(guān)于下達(dá)2007年全省建設(shè)系統(tǒng)科技計(jì)劃的通知》(閩建科[2007]30號),
由福州大學(xué)土木工程學(xué)院編寫而成。編寫組在編制過程中,進(jìn)行了大量的調(diào)查研究,在充分吸收了走
超高性能混凝土橋梁理論與應(yīng)用研究的最新成果與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并參考了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,廣泛征求
意見的基礎(chǔ)上,編制本規(guī)程。
本規(guī)程分為5章和條文說明,主要技術(shù)內(nèi)容包括:1.總則、2.術(shù)語和符號、3.材料、4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、5.
構(gòu)造規(guī)定、6.施工。
本規(guī)程由福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳負(fù)責(zé)管理,由福州大學(xué)土木工程學(xué)院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。
在執(zhí)行本規(guī)程的過程中,希望各單位注意積累資料、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),隨時(shí)將意見和建議反饋給住房和
城鄉(xiāng)建設(shè)廳建筑節(jié)能與科學(xué)技術(shù)處(地址:福州市北大路242號,郵政編碼:350001),或福州大學(xué)土
木工程學(xué)院(地址:福州市閩侯學(xué)園路2號,郵編:350116),以供今后再次修訂時(shí)參考。
本規(guī)程主編單位:福州大學(xué)
中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司
本規(guī)程參編單位:福州銘林新材料科技有限公司
福州福大福順土木工程技術(shù)有限公司
福建永福正大工程技術(shù)有限公司
深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司
本規(guī)程主要起草人員:陳寶春韋建剛趙秋吳平春黃卿維賴友華蘇家戰(zhàn)林銘俤
林潮陳昭暉楊艷劉君平余印根吳慶雄王遠(yuǎn)洋黃福云
本規(guī)程主要審查人員:
5
1總則
1.0.1為規(guī)范城市超高性能混凝土橋梁的設(shè)計(jì),使其符合國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,做到技術(shù)先進(jìn)、安全
可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理、可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境的要求,制定本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用于各等級城市超高性能混凝土橋梁結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)。
1.0.3本規(guī)程采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.0.4超高性能混凝土橋梁應(yīng)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì),特大橋、大橋、中橋主體結(jié)構(gòu)應(yīng)按不小于100年設(shè)計(jì)
使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.0.5超高性能混凝土橋梁設(shè)計(jì)除滿足本規(guī)程外,尚應(yīng)符合《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ11-2011)、《超
高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DBJ-2017)等國家、行業(yè)和福建省現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
7
2術(shù)語和符號
2.1術(shù)語
2.1.1超高性能混凝土Ultrahighperformanceconcrete,UHPC
由水泥、礦物摻合料、外加劑、骨料、高強(qiáng)度微細(xì)纖維,加水拌合后固化而成的具有超高性能的
水泥基復(fù)合材料。
2.1.2熱養(yǎng)護(hù)Heatcuring
采用高于環(huán)境溫度的熱水、蒸汽等對超高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方法。
2.1.3應(yīng)變硬化Strainhardening
當(dāng)單軸拉伸應(yīng)力超過彈性極限抗拉強(qiáng)度時(shí),試件中的拉應(yīng)力隨拉應(yīng)變增加而增大的現(xiàn)象。
2.1.4應(yīng)變軟化Strainsoftening
當(dāng)單軸拉伸應(yīng)力超過彈性極限抗拉強(qiáng)度時(shí),試件中的拉應(yīng)力隨拉應(yīng)變增加而下降的現(xiàn)象。
2.1.5抗拉強(qiáng)度Tensilestrength
單軸拉伸時(shí)的最大拉應(yīng)力。
2.1.6初裂強(qiáng)度Firstcrackingstrength
單軸拉伸時(shí)最初開裂的應(yīng)力,它是應(yīng)力應(yīng)變曲線不再滿足線彈性假定的臨界應(yīng)力,是應(yīng)力應(yīng)變曲
線形狀變成非線性的分界點(diǎn)。
2.2符號
2.2.1材料性能有關(guān)符號
UC130——表示立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為130MPa的超高性能混凝土強(qiáng)度等級數(shù);
——超高性能混凝土邊長為立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fUcu,k100mm
——超高性能混凝土斷面為×軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fUte,k50mm50mm
——超高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fUck
——超高性能混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fUtk
——超高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fUcd
——超高性能混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fUtd
——超高性能混凝土××長方體試件抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
fUbk100mm100mm400mm
預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fpd——
8
普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fsk——
普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fsd——
fyv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
EU——超高性能混凝土受壓彈性模量
GU——超高性能混凝土剪變模量GU;
——加載時(shí)刻超高性能混凝土的彈性模量;
EUct
2.2.2作用和作用效應(yīng)相關(guān)符號
Md——彎矩組合設(shè)計(jì)值
——軸向力組合設(shè)計(jì)值;
Nd
——為超高性能混凝土最終收縮值;
εsh(u)
——超高性能混凝土峰值壓應(yīng)力;
0
——超高性能混凝土峰值壓應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變;
0
t0——超高性能混凝土峰值拉應(yīng)力;
t0——超高性能混凝土峰值拉應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變;
——持續(xù)工作應(yīng)力;
σt
——為超高性能混凝土干燥經(jīng)歷時(shí)間的收縮;
εsh(t,t0)tt0
—超高性能混凝土的徐變應(yīng)變;
εUcc(t)
vfc——超高性能混凝土貢獻(xiàn)項(xiàng);
——鋼筋貢獻(xiàn)項(xiàng);
vρ
——鋼纖維貢獻(xiàn)項(xiàng);
vfte
2.2.3幾何參數(shù)有關(guān)符號
as——鋼筋合力至梁底緣的距離;
b、h——分別為超高性能混凝土梁寬與梁高;
'——超高性能混凝土梁上翼緣寬;
bfT
'——超高性能混凝土梁上翼緣高;
hfT
xc——承載極限時(shí)梁受壓區(qū)高度;
xt——承載極限時(shí)梁受拉區(qū)高度;
——為超高性能混凝土受拉區(qū)的面積;
At
——普通鋼筋的截面面積;
As
'——受壓柱縱向鋼筋截面面積;
As
9
——預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
Ap
A——構(gòu)件毛截面面積;
、和——分別為超高性能混凝土受拉區(qū)合力點(diǎn)、普通鋼筋合力點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至超高
ytysyp
性能混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離。
A——受拉區(qū)混凝土總面積;
t
bw——截面有效寬度;
h0——截面有效高度;
um——破壞截面周長;
——為超高性能混凝土受壓區(qū)的面積;
Ac
umf——折減后截面的破壞周長;
2.2.4計(jì)算系數(shù)及其其他有關(guān)符號
——橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù);
γ0
DCl——超高性能混凝土中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)
——超高性能混凝土泊松比;
vU
——超高性能混凝土線膨脹系數(shù);
αU
f——為超高性能混凝土初期養(yǎng)護(hù)參數(shù);
?—徐變系數(shù);
k——強(qiáng)度折減系數(shù);
β——受拉區(qū)等效矩形應(yīng)力分布系數(shù);
——超高性能混凝土軟化系數(shù);
sv——箍筋配箍率;
βh——尺寸影響系數(shù);
m——剪跨比;
F——鋼纖維的影響參數(shù);
——超高性能材料分項(xiàng)系數(shù);
fc
——軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù);
——構(gòu)件長細(xì)比。
10
3材料
3.0.1超高性能混凝土橋梁中的超高性能材料應(yīng)選用等級為UC130以上的材料,其組成、材料制備和
質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DBJ-201*)的規(guī)
定。
3.0.2超高性能混凝土的力學(xué)性能等級設(shè)計(jì)應(yīng)符合表3.0.2的規(guī)定,其性能等級需同時(shí)滿足抗壓強(qiáng)度和
抗拉要求。
表3.0.2超高性能混凝土力學(xué)性能等級(MPa)
等級抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度
UC130-1≥4
UC130-2≥5
≥130
UC130-3≥6
UC130-4≥7
UC140-1≥5
UC140-2≥6
≥140
UC140-3≥7
UC140-4≥8
UC150-1≥6
UC150-2≥7
≥150
UC150-3≥8
UC150-4≥9
UC160-1≥7
UC160-2≥8
≥160
UC160-3≥9
UC160-4≥10
UC170-1≥7
UC170-2≥8
≥170
UC170-3≥9
UC170-4≥10
UC180-1≥7
≥180
UC180-2≥8
11
UC180-3≥9
UC180-4≥10
UC190-1≥7
UC190-2≥8
≥190
UC190-3≥9
UC190-4≥10
UC200-1≥7
UC200-2≥8
≥200
UC200-3≥9
UC200-4≥10
3.0.3超高性能混凝土的耐久性能應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50476)的要求。
3.0.4超高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fUck和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fUtk應(yīng)按表3.0.4采用。
表3.0.4-1混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)
強(qiáng)度等級
UCUCUCUCUCUCUCUC
強(qiáng)度種類130140150160170180190200
fUck94101108115123130137144
表3.0.4-2混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)
抗拉強(qiáng)度
45678910
強(qiáng)度種類
fUtk3.54.45.36.27.07.98.8
3.0.5超高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fUcd和軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fUtd應(yīng)按表3.0.5采用。
表3.0.5-1混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)
強(qiáng)度等級
UCUCUCUCUCUCUCUC
強(qiáng)度種類130140150160170180190200
fUcd65707580859095100
表3.0.5-2混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)
抗拉強(qiáng)度
45678910
強(qiáng)度種類
fUtd2.43.03.64.24.95.56.1
12
3.0.6超高性能混凝土受壓或受拉時(shí)的彈性模量:UC130~UC160取4.3×104MPa,UC160以上取
4.8×104MPa。
剪切模量可取彈性模量的倍,泊松比可采用,線膨脹系數(shù):×-5℃。
3.0.7GU0.4vU0.2αU1.110/
3.0.8超高性能混凝土受壓與受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線,可按(3.0.8)計(jì)算:
受壓曲線
y1.2x0.2x60x1
y(3.0.8-1)
x
2x1
10(x1)x
;;
y/0x/0
式中:——混凝土峰值壓應(yīng)力;
0
——混凝土峰值壓應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變。
0
受拉曲線
1.09x0.82x20.91x30x1
y(3.0.8-2)
x
1.91x
5.5(x1)x
y/t0;x/t0;
式中,t0——混凝土峰值拉應(yīng)力;
t0——混凝土峰值拉應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變。
3.0.9超高性能混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)變可按式(3.0.9)計(jì)算:
t-t
εt,t=0ε(u)
sh(0)sh(3.0.9)
f+(t-t0)
式中:f——初期養(yǎng)護(hù)決定的參數(shù),濕養(yǎng)時(shí)f取35;蒸養(yǎng)時(shí)f取55;
最終收縮值,如無實(shí)測數(shù)據(jù),對于預(yù)制結(jié)構(gòu)可?。粚τ诂F(xiàn)澆結(jié)構(gòu):熱養(yǎng)護(hù)可
εsh(u)——200με
取550με,非熱養(yǎng)護(hù)可取800με。
——干燥經(jīng)歷時(shí)間的收縮,其中、分別是混凝土齡期和混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
εsh(t,t0)tt0tt0
3.0.10超高性能混凝土徐變應(yīng)變cc可按式(3.0.10)計(jì)算:
Ucctt/EUct(3.0.10)
式中:—超高性能混凝土的徐變應(yīng)變;
εUcc(t)
—徐變系數(shù),可參考表3.0.10取值;
—持續(xù)工作應(yīng)力;
σt
13
—加載時(shí)刻超高性能混凝土的彈性模量。熱養(yǎng)護(hù)試件的;可取表中的彈性模量
EUctEct3.0.6EU
值;當(dāng)試件不采用熱養(yǎng)護(hù)時(shí),其值宜通過試驗(yàn)予以確定。
表3.0.10超高性能混凝土的徐變系數(shù)
加載齡期非熱養(yǎng)護(hù)時(shí)20°C熱養(yǎng)護(hù)
4d1.2
7d1.00.3
≥28d0.9
14
4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1一般規(guī)定
4.1.1結(jié)構(gòu)分析可采用計(jì)算、模型試驗(yàn)或原型試驗(yàn)等方法進(jìn)行。結(jié)構(gòu)分析采用的計(jì)算模型和基本假定,
應(yīng)較確切地描述結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)下的反應(yīng),其精度應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)作用反應(yīng)分析與使用極
限狀態(tài)分析,可采用彈性理論。結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)應(yīng)采用非線性分析理論,采用數(shù)值計(jì)算時(shí),超
高性能混凝土材料單軸應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系宜采用實(shí)測曲線或3.0.8給出的曲線。
4.1.2計(jì)算收縮、徐變、截面平均溫度變化引起的變形及超靜定結(jié)構(gòu)相應(yīng)的附加內(nèi)力時(shí),可假定三者
與混凝土應(yīng)力呈線性關(guān)系,其中,收縮系數(shù)應(yīng)按3.0.9取值,徐變系數(shù)應(yīng)按3.0.10取值,熱膨脹系數(shù)應(yīng)
按3.0.7取值。
15
4.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算
4.2.1鋼筋超高性能混凝土矩形截面的受彎構(gòu)件,其正截面抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
11
Mfbx2+kfb(hx)2+fA(hxa)(4.2.1-1)
0d3Ucdc2Utdcsdscs
1
fbx=kfb(hx)+fA(4.2.1-2)
2UcdcUtdcsds
式中:——橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù);
γ0
Md——彎矩組合設(shè)計(jì)值;
As——受拉鋼筋面積;
b——超高性能混凝土板、梁寬;
h——超高性能混凝土板、梁高;
as——鋼筋合力至梁底緣的距離;
fUcd——超高性能混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fUtd——超高性能混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
k——強(qiáng)度折減系數(shù),取0.88;
xc——承載極限時(shí)梁受壓區(qū)高度;
xt——承載極限時(shí)梁受拉區(qū)高度;
普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
fsd——
fUcd
xc
h
As
xt
s
afsdAs
βfUtd
b
圖4.2.1普通鋼筋超高性能混凝土矩形截面構(gòu)件抗彎極限承載力計(jì)算圖式
4.2.2預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土矩形截面受彎構(gòu)件,其正截面抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
()
0MufUtdAtytfsdAsysfpdApyp4.2.2
式中:——橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù);
γ0
β——受拉區(qū)等效矩形應(yīng)力分布系數(shù),將根據(jù)模型梁結(jié)果反推得到,取0.8;
fUcd——超高性能混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fpd——
16
普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fsd——
——為超高性能混凝土受拉區(qū)的面積;
At
——普通鋼筋的截面面積;
As
——預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
Ap
、和——分別為超高性能混凝土受拉區(qū)合力點(diǎn)、普通鋼筋合力點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至
ytysyp
超高性能混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離。
fUcd
c
x
h
ApfpdAp
fsds
AsβfUtdA
b
圖4.2.2預(yù)應(yīng)力鋼筋超高性能混凝土矩形截面構(gòu)件抗彎極限承載力計(jì)算圖式
4.2.3預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土T形和箱形截面受彎構(gòu)件,其正截面抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
當(dāng)符合下列條件時(shí):
1
'''()
fUtdhhfbfsdAsfpdApbfhffUcd4.2.3-1
2
為第一類T形截面,其計(jì)算簡圖如圖4.2.4-1所示:
當(dāng)符合下列條件時(shí):
1
'''()
fUtdhhfbfsdAsfpdApbfhffUcd4.2.3-2
2
為第二類T形截面,其計(jì)算簡圖如圖4.2.4-2所示:
以上兩類T形截面的正截面抗彎承載力均按下列規(guī)定計(jì)算:
()
MdfUtdytAtfsdAsysfpdApyp4.2.3-3
式中:——橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù);
γ0
β——受拉區(qū)等效矩形應(yīng)力分布系數(shù),將根據(jù)模型梁結(jié)果反推得到,取0.8;
——超高性能混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fUcd
b——超高性能混凝土梁寬;
h——超高性能混凝土梁高;
'——超高性能混凝土梁上翼緣寬;
bfT
'——超高性能混凝土梁上翼緣高;
hfT
——受拉區(qū)混凝土總面積。
At
17
預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fpd——
普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fsd——
——為超高性能混凝土受拉區(qū)的面積;
At
——普通鋼筋的截面面積;
As
——預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
Ap
、和——分別為超高性能混凝土受拉區(qū)合力點(diǎn)、普通鋼筋合力點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至
ytysyp
超高性能混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離。
'
bf
fUcd
c
'f
x
h
h
fpdAp
Ap
AsfsdAs
bβfUtd
圖4.2.3-1第一類T形截面計(jì)算簡圖
'
bf
fUcd
c
'f
x
h
h
fpdAp
Ap
AsfsdAs
bβfUtd
圖4.2.3-2第二類T形截面計(jì)算簡圖
4.2.4鋼筋超高性能混凝土梁剪壓極限承載力計(jì)算,應(yīng)按式(4.2.4)公式進(jìn)行。
1fUcdbwh0
VfUtdbwh0svfyvbwh0(4.2.4-1)
221
2
0.9(m1m)(4.2.4-2)
式中:
——超高性能混凝土軟化系數(shù),取0.65;
fUcd——超高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
bw——梁截面有效寬度,取bw0.9b,b為梁截面寬度;
h0——截面有效高度;
m——剪跨比,1.5≤m≤3,當(dāng)m<1.5時(shí)取m=1.5,當(dāng)m>3時(shí)取m=3;
fUtd——超高性能混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
sv——箍筋配箍率;
fyv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
4.2.5鋼筋超高性能混凝土板抗沖剪極限承載力計(jì)算,應(yīng)按式(4.2.5)公式進(jìn)行。
18
()
Vp0.28[h(vfcvρvfte)umfh0]4.2.5
0.87
式中,βh——尺寸影響系數(shù),βh=125/(h0),h0為板的有效厚度。
——超高性能混凝土貢獻(xiàn)項(xiàng),0.35
νfcvfc=0.12(fUcu,k)
——超高性能混凝土邊長為立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fUcu,k100mm
0.21
vρ——鋼筋貢獻(xiàn)項(xiàng),vρ=fsk(100ρ),fsk為普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,ρ為板的配筋率;
vfte——鋼纖維貢獻(xiàn)項(xiàng),其值可取為3.9MPa;
umf——折減后截面的破壞周長,umf=um(1-ξF);
um——破壞截面周長,um=2(a+c)+5.6πh0,a、c為加載面邊長;
ξ——無量綱常數(shù),其值可取為0.45。
F——鋼纖維的影響參數(shù),F(xiàn)=(lf/df)Vf,lf/df為鋼纖維長徑比,Vf為鋼纖維體積摻量;
4.2.6鋼筋UHPC軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配有箍筋(或螺旋筋或在縱向鋼筋上焊有橫向鋼筋)時(shí),正截面
抗壓承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
''()
0Nd0.85fcdAfsdAs4.2.6-1
1-0.000720.0044(4.2.6-2)
式中:——軸向力組合設(shè)計(jì)值;
Nd
——軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù);
A——構(gòu)件毛截面面積;
'——縱向鋼筋截面面積;
As
——構(gòu)件長細(xì)比。
19
4.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算
4.3.1超高性能混凝土橋梁的持久狀況設(shè)計(jì)應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求,采用作用效應(yīng)頻遇組合、
荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合或作用效應(yīng)頻遇組合并考慮作用長期效應(yīng)的影響,對構(gòu)件的抗裂和撓度進(jìn)行驗(yàn)算,
并使各項(xiàng)計(jì)算值不超過本規(guī)范規(guī)定的各相應(yīng)限值。在上述各種組合中,汽車荷載效應(yīng)可不計(jì)沖擊系數(shù)。
在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中,預(yù)應(yīng)力應(yīng)作為荷載考慮,荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.0。對連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu),
尚應(yīng)計(jì)入由預(yù)應(yīng)力、溫度作用等引起的次效應(yīng)。
4.3.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可根據(jù)橋梁使用和所處環(huán)境的要求,進(jìn)行下列構(gòu)件設(shè)計(jì):
1全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。此類構(gòu)件在作用效應(yīng)頻遇組合下控制的正截面的受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉
應(yīng)力(不得消壓)。
2部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。此類構(gòu)件在作用效應(yīng)頻遇組合下控制的正截面受拉邊緣可出現(xiàn)拉應(yīng)
力,但拉應(yīng)力不應(yīng)超出本規(guī)程抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
4.3.3鋼筋超高性能混凝土受彎構(gòu)件開裂彎矩應(yīng)按下式計(jì)算:
Ds
c
xDc
T1
h
AsT2
Tp
s
a
Ts
b
圖4.3.3超高性能混凝土梁正截面開裂計(jì)算應(yīng)力分布假定
11f2f
UtdUtd()
fUcdbxcbxcfUtdhxcxcfsdAsfpdAp4-3-3-1
22fUcdfUcd
1f2
Utd()
0MdbxcytfsdAsysfpdApyp4-3-3-2
2fUcd
式中,、——分別為超高性能混凝土的軸心抗壓、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fUcdfUtd
、——分別為普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fsdfpd
、——分別為超高性能混凝土受壓區(qū)和受拉區(qū)的面積;
AcAt
、——分別為普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
AsAp
、和——分別為超高性能混凝土受拉區(qū)合力點(diǎn)、普通鋼筋合力點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至
ytysyp
超高性能混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離;
b、h——分別為超高性能混凝土梁寬和梁高。
20
5構(gòu)造
5.0.1超高性能混凝土結(jié)構(gòu)置于正常使用條件下應(yīng)至少有厚20mm保護(hù)層;如果混凝土保護(hù)層小于最小
保護(hù)層厚,應(yīng)通過試驗(yàn)或其他適當(dāng)?shù)姆椒ù_定其在制造時(shí)有良好的自密實(shí)性、耐久性和結(jié)構(gòu)的安全性。
5.0.2超高性能混凝土橋面板最小厚度不宜小于10cm。
5.0.3超高性能混凝土梁在滿足抗剪承載力情況下,按構(gòu)造設(shè)計(jì)。
5.0.4預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土梁在滿足抗彎承載力情況下,可采用無普通鋼筋梁。
5.0.5在滿足極限承載力情況下,可采用素超高性能混凝土拱結(jié)構(gòu)。
21
6施工
6.1一般規(guī)定
6.1.1超高性能混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《活性粉末混凝土》(GB/T31387)、國家
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50)及福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用
技術(shù)規(guī)程》(DBJ-201*)等的有關(guān)規(guī)定。
6.1.2超高性能混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工前,應(yīng)制定詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì),建立質(zhì)量控制體系,確定施工
質(zhì)量的有效控制方法。
6.1.3對于預(yù)制橋梁結(jié)構(gòu),節(jié)段預(yù)制前應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件綜合考慮后確定采用短線法或長線法進(jìn)行節(jié)段
的預(yù)制。
6.2原材料貯存
6.2.1原材料應(yīng)按福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DBJ-201*)的質(zhì)量
要求采用,并應(yīng)在進(jìn)場時(shí)對其質(zhì)量和性能進(jìn)行檢驗(yàn)。
6.2.2橋梁結(jié)構(gòu)混凝土工程宜采用散裝水泥,散裝水泥在工地應(yīng)采用專用水泥罐儲(chǔ)存。水泥應(yīng)按品種、
強(qiáng)度等級和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識(shí)和貯存。貯存的水泥用于生產(chǎn)時(shí)的溫度不宜高于60℃。受潮、結(jié)塊、受
污染及貯存期超過3個(gè)月的水泥,不得使用。
6.2.3骨料堆場應(yīng)為能排水的硬質(zhì)地面,并應(yīng)有防塵和防雨設(shè)施;不同品種、規(guī)格的骨料應(yīng)分別貯存,
避免混雜或受污染;石英粉與花崗巖石粉應(yīng)分別標(biāo)識(shí)和貯存,并應(yīng)有防潮和防雨設(shè)施。
6.2.4外加劑應(yīng)按品種和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識(shí)和貯存。固態(tài)外加劑應(yīng)防止受潮結(jié)塊,如有結(jié)塊,應(yīng)進(jìn)行
檢驗(yàn),合格者應(yīng)經(jīng)粉碎至全部通過600mm篩孔后方可使用。液態(tài)外加劑應(yīng)貯存在密閉容器內(nèi),并應(yīng)
防曬和防凍。如有沉淀等異常現(xiàn)象,應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。
6.2.5礦物摻合料應(yīng)按品種、質(zhì)量等級和產(chǎn)地分別標(biāo)識(shí)和貯存,應(yīng)有防潮和防雨設(shè)施,并不得與水泥
等其他粉狀料混雜。
6.2.6纖維應(yīng)按品種、規(guī)格和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識(shí)和貯存,并應(yīng)防潮和防銹。
6.3攪拌與運(yùn)輸
6.3.1固體原材料應(yīng)按干燥狀態(tài)下的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量,水和液態(tài)外加劑可按體積或者質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量。
6.3.2原材料的計(jì)量允許偏差應(yīng)滿足福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(DBJ-201*)的要求。
22
6.3.3超高性能混凝土拌合物可在工廠制備或現(xiàn)場制備;也可將預(yù)拌混合料運(yùn)輸?shù)筋A(yù)制廠或施工現(xiàn)場,
加水和液態(tài)外加劑拌合而成。
6.3.3外加劑宜以稀釋溶液加入,其稀釋用水和原液中的水量,應(yīng)從拌和加水量中扣除。加入攪拌筒
的外加劑溶液應(yīng)充分溶解,并攪拌均勻。
6.3.4超高性能混凝土攪拌宜選用可調(diào)速的強(qiáng)制式攪拌機(jī)。
6.3.5攪拌應(yīng)保證超高性能混凝土拌合物質(zhì)量均勻;同一盤混凝土的勻質(zhì)性應(yīng)符合《混凝土質(zhì)量控制
標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164)的規(guī)定。
6.3.6攪拌時(shí)的投料順序宜為骨料、鋼纖維、水泥、礦物摻合料。干料先預(yù)攪拌4min,加水和外加劑
后再攪拌4min以上;或投入固態(tài)混合物,加水和外加劑后再攪拌4min以上。混凝土攪拌機(jī)的下料裝
置上應(yīng)有防止鋼纖維結(jié)團(tuán)的裝置。
6.3.7攪拌運(yùn)輸車應(yīng)符合《混凝土攪拌運(yùn)輸車》(GB/T26408)的規(guī)定。對于寒冷或炎熱的氣候情況,
運(yùn)輸車的攪拌罐應(yīng)有保溫或隔熱措施。
6.3.8攪拌運(yùn)輸車在裝料前應(yīng)將攪拌罐內(nèi)積水排盡,裝料后嚴(yán)禁向攪拌罐內(nèi)的拌合物加水。
6.3.9超高性能混凝土拌合物在攪拌運(yùn)輸車內(nèi)的時(shí)間不宜超過90min;如需延長運(yùn)送時(shí)間,則應(yīng)采取
相應(yīng)的技術(shù)措施,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)采用翻斗車運(yùn)輸時(shí),運(yùn)輸時(shí)間不宜超過45min。
6.3.10超高性能混凝土拌合物的運(yùn)輸應(yīng)保證澆筑過程的連續(xù)性。
6.3.11超高性能混凝土的制備與運(yùn)輸過程應(yīng)保證拌合物不充許分層離析。
6.4澆筑
6.4.1澆筑前,應(yīng)檢查模板支撐的穩(wěn)定性和接縫的密合情況,應(yīng)保證模板在澆筑過程中不失穩(wěn)、不跑
模和不漏漿。
6.4.2采用分層澆筑時(shí)層間不應(yīng)出現(xiàn)冷縫。
6.4.3澆筑振搗應(yīng)采用平板振搗器或模外振搗器,不宜采用插入式振搗器。澆筑和成型過程中應(yīng)保證
超高性能混凝土密實(shí)、纖維分布均勻以及構(gòu)件的整體性,避免出現(xiàn)拌合物離析、分層以及纖維裸露出
構(gòu)件表面。
6.4.4自高處向模板內(nèi)傾卸超高性能混凝土?xí)r,應(yīng)防止混凝土離板。直接傾卸時(shí),其自由傾落高度不
宜超過1m;超過1m時(shí),應(yīng)通過串筒、溜管(槽)等設(shè)施下落。
6.4.5對于上表面積較大的橋面板結(jié)構(gòu),宜采用平板式振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng),并應(yīng)避免過振,導(dǎo)致靠近表
面鋼纖維分布不均勻。再用表面帶凸棱的金屬圓輥將豎向的鋼纖維壓下,然后用金屬圓輥將表面滾壓
平整,待鋼纖維混凝土表面無泌水時(shí),可用金屬抹刀抹平,經(jīng)修整的表面不得裸露鋼纖維。
6.4.6在環(huán)境相對濕度較小、風(fēng)速較大的條件下澆筑超高性能混凝土?xí)r,應(yīng)采取適當(dāng)措施防止超高性
能混凝土表面過快失水。
23
6.5養(yǎng)護(hù)
6.5.1現(xiàn)場澆筑的超高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)制度
超高性能混凝土澆筑完成后,應(yīng)盡早覆蓋,保濕養(yǎng)護(hù)7d以上。同條件養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到
20MPa后方可拆模。養(yǎng)護(hù)時(shí)環(huán)境平均氣溫宜高于10°C,當(dāng)環(huán)境平均氣溫低于10°C或最低氣溫低于
5°C時(shí),應(yīng)按冬季施工過程處理,采取保溫措施?,F(xiàn)場養(yǎng)護(hù)時(shí)需采取必要的措施防止超高性能混凝土
構(gòu)件出現(xiàn)收縮裂縫。
6.5.2工廠預(yù)制超高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)制度
成型后應(yīng)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)過程分為兩種方式:養(yǎng)護(hù)方式一:靜停、初養(yǎng)、終養(yǎng)及自然養(yǎng)護(hù);
養(yǎng)護(hù)方式二:靜停、升溫養(yǎng)護(hù)及自然養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度控制宜采用自動(dòng)控制系統(tǒng)。
1工廠預(yù)制養(yǎng)護(hù)方式一
(1)靜停。靜停時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)在10°C以上、相對濕度60%以上,靜停時(shí)間不應(yīng)少于6h。
(2)初養(yǎng)。靜停完畢的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù),升溫速度不應(yīng)大于12℃/h,升溫至40℃后,保持
恒溫(40℃±3℃)24h或直至同條件養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到40MPa。再以不超過15℃/h的降溫速度
降至構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20℃的溫度范圍內(nèi)。初養(yǎng)過程的環(huán)境相對濕度應(yīng)保持在70%
以上。
(3)拆模。超高性能混凝土構(gòu)件應(yīng)在初養(yǎng)結(jié)束后拆模。拆模時(shí)構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不應(yīng)
大于20℃。
(4)終養(yǎng)。拆模后的超高性能混凝土構(gòu)件應(yīng)再次進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù),升溫速度不應(yīng)大于12℃/h,升
溫至70℃后,保持恒溫(70℃±5℃)48h以上,或直至同條件養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值。再以
不超過15C/h的降溫速度降至構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20C的溫度范圍內(nèi),并控制降溫過
程中混凝土表面不應(yīng)快速出現(xiàn)裂縫(紋)。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,撤除保溫設(shè)施。終養(yǎng)過程的環(huán)境相對濕度應(yīng)保
持在95%以上。
(5)自然養(yǎng)護(hù)。超高性能混凝土構(gòu)件終養(yǎng)結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù),環(huán)境平均氣溫宜高于10℃,
構(gòu)件表面應(yīng)保持濕潤不少于7d。當(dāng)環(huán)境平均氣溫低于10℃或最低氣溫低于5℃時(shí),應(yīng)按冬期施工處理,
采取保溫措施。
2工廠預(yù)制養(yǎng)護(hù)方式二
(1)靜停。與養(yǎng)護(hù)方式一(1)相同
(2)升溫養(yǎng)護(hù)。靜停完畢的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù),升溫速度不應(yīng)大于12℃/h,升溫至70C后,
保持恒溫(70°C±5°C)72h或直至同條件養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值。再以不超過15C/h的降
溫速度降至構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20℃的溫度范圍內(nèi)。升溫養(yǎng)護(hù)過程的環(huán)境相對濕度應(yīng)
保持在95%以上。升溫養(yǎng)護(hù)結(jié)束后可拆模。拆模時(shí)構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不應(yīng)大于20℃。
(3)自然養(yǎng)護(hù)。與養(yǎng)護(hù)方式一(6)相同。
6.5.3熱養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,宜用塑料薄膜覆蓋,保持表面潮濕,進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。
6.5.4常溫養(yǎng)護(hù)應(yīng)能保證材料性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。
24
6.6質(zhì)量檢驗(yàn)
6.6.1超高性能混凝土的質(zhì)量宜分為施工前、施工過程和施工后三個(gè)階段進(jìn)行檢驗(yàn)。施工前檢驗(yàn)的項(xiàng)
目應(yīng)全部合格方可進(jìn)行施工;施工過程中的檢驗(yàn)項(xiàng)目不合格時(shí),應(yīng)分析原因,采取措施調(diào)整,待合格
后方可繼續(xù)施工;施工后的檢驗(yàn)應(yīng)與施工前、施工過程的檢驗(yàn)共同作為超高性能混凝土質(zhì)量評定和驗(yàn)
收的依據(jù)。
6.6.2檢驗(yàn)內(nèi)容與規(guī)定按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50)及福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《超
高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DBJ-201*)等的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
25
26
本規(guī)程用詞說明
1為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對待,對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下:
1)表示很嚴(yán)格,非這樣做不可的:
正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴(yán)禁”;
2)表示嚴(yán)格,在正常情況下均應(yīng)這樣做的:
正面詞采用“應(yīng)”,反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。
3)表示允許稍有選擇,在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的
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