2023常规跨径钢桥标准化设计指南.docx

常规跨径钢桥系列指南标准化设计指南目录一、总则11.1 指导思想11.2 基本原则21.3 标准、规范3二、编制范围及术语52.1 道路等级52.2 主要技术参数52.3 标准路基宽度52.4 结构形式62.5 跨径范围62.6 术语7三、材料93.1 混凝土93.2 钢筋93.3 钢材93.4 连接件113.5 焊接材料12四、钢箱梁154.1 一般规定154.2 总体布置164.3 计算分析204.4 正交异性钢桥面板214.5 腹板264.6 横隔板284.7 底板324.8 悬臂板334.9 施工方法34五、钢箱组合梁365.1 一般规定365.2 总体布置365.3 计算分析415.4 钢梁435.5 桥面板505.6 连接件555.7 施工方法59六、钢板组合梁616.2 总体布置616.3 计算分析636.4 钢结构636.5 桥面板696.6 连接件726.7 施工方法72七、钢结构连接737.1 一般规定737.2 焊接连接747.3 螺栓连接76八、耐久性设计788.1 一般规定788.2 钢结构耐久性设计788.3 钢混接触面耐久性设计828.4 连接件耐久性设计83九、桥面系及附属849.1 一般规定849.2 桥面铺装849.3 护栏879.5 伸缩缝909.6 支座919.7 养护通道949.8 抗震措施95一、总则X.1指导思想1、坚持安全耐久的首要原则钢桥标准化设计既要有利于保证运营安全、H程安全、构件安全，充分考虑施工安全性、养护维修安全性等。通过标准化设计研究，全面提高我省常规公路钢桥从建设到运营到管理养护各环节的安全耐久性。2、坚持建管养一体化的设计理念在充分调研建设单位、施工单位、管理养护单位以及施工现场对钢桥设计的意见和建议，掌握施工标准化对设计的要求、对钢材、焊材的要求等，施工过程中暴露出的设计质量通病，了解钢桥维修养护对设计的要求，通过对调研资料的分析、整理和研究，总结出基于建管养一体化的高速公路钢桥标准化设计指南。3、树立全寿命周期成本的设计理念标准化设计应树立全寿命周期成本的设计理念，从落实“双碳”指标，立足于综合统筹建管养运全寿命周期的实际需求等方面，着力提高钢桥的质量品质和施工养护效能。钢桥方案应综合考虑建设成本、运营成本、管理养护成本等方面进行综合研究，合理降低全寿命周期成本、全方位减少碳排放。4、贯彻交通强国高质量发展的理念以交通强国建设规划纲要和广东省交通强国试点方案为指导，严格执行国家标准、规范和规定，并适度超前；密切关注工程材料和施工工艺的发展，积极借鉴、吸收先进的技术；通过制订精细化的标准化设计指南，从源头上规范广东省内钢桥结构形式，简化加工难度，提高钢桥的经济性和产品质量，推进交通行业高质量发展。1.2基本原则1、处理好钢桥全产业链之间的关系近年来，随着国家政策性引导，我国部分省市和设计单位近年来在常规跨径钢桥上进行了相关研究，取得了一定的研究成果，但缺少从设计、制造、安装、管养等全产业链的系统研究，相同的问题在各个项目之间不断的重复出现，设计、制造、安装、管养各个环节缺乏沟通及有效衔接。应对各个环节出现的问题进行调查、梳理总结，做到有效传递并积累相关反馈和经验，应处理好钢桥全产业链之间的关系。2、处理好标准化与灵活设计的关系标准化设计通过对钢桥典型构造细节和良好的易实施性进行标准化，作为设计的基本元件，灵活应用到钢桥设计中，与提倡的灵活设计和创作性设计不矛盾，二者应是相辅相成的辩证关系。应注意对标准化设计内容的分析研究，应处理好标准化与灵活设计的关系。3、处理好标准化设计与标准化施工的关系推行标准化设计将进一步促进标准化施工。目前设计与施工存在一定的脱节现象，标准化设计通过对施工现场的调研，分析研究标准化施工对设计的要求，了解施工队伍的技术现状、先进机械设备引进与应用情况以及常规的施工工艺情况，使设计方案与施工技术现状、施工工艺紧密结合。1.3标准、规范1.3.1 主要标准和规范1、公路工程技术标准(JTGBOI)2、公路桥涵设计通用规范(JTGD60)3、公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64)4、公路钢混组合桥梁设计与施工规范(JTG/TD64-01)5、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362)6、公路桥梁抗震设计规范(JTG/T2231-01)7、公路桥梁抗风设计规范(JTG/T3360-01)8、公路工程混凝土结构耐久性设计规范OTG/T3310)9、公路桥涵施工技术规范(JTGzT3650)10、公路装配式混凝土桥梁施工技术规范(JTGzT3654)11、公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(JT/T722)12、低合金高强度结构钢(GB/T1591)13、电弧螺柱焊用圆柱头焊钉(GB/T10433)14、公路常规跨径钢结构桥梁建造技术指南15、公路桥梁正交异性钢桥面板U肋双面焊接技术指南(T/CHTS10029)1.3.2 弁考标准和规范1、钢混凝土组合桥梁设计规范(GB50917)2、钢混凝土组合桥梁施工规范(GB50901)3、混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476)4、桥梁用结构钢(GB/T714)5、碳素结构钢(GB/T700)6、钢结构焊接规范(GB50661)7、铁路桥梁钢结构设计规范(TB10091)8、铁路钢桥制造规范(Q/CR9211)二、编制范围及术语2.1 道路等级本指南适用于广东省高速公路，设计速度：主线100kmh,120kmh;匝道20kmh40kmho2.2 主要技术参数根据广东省高速公路的钢桥建设需要，本指南采用如下主要技术参数。序号分类套数或指标I荷载等级公路-I级2设计安全等级一级，桥梁结构重要性系数取1.13环境类别I-III类4环境作用等级*BD级5结构设计基准期100年6设计使用年限I(X)年7地震动峰值加速度0.050.Ig2.3 标准路基宽度结合广东省高速公路设计标准化的前期成果，考虑成果的衔接匹配性及当前建设的需要，本指南配套编制以下6种路基宽度的标准图，便于对指南的理解和应用。路宣度看26.0m27.0m33.5m对应桥宽2xl2.5m2×12.75m2×16.25m路二宽度*34.5m41.Om42.0m对应桥宽2×16.5m2×20.0m2×20.25m*注：此处所列路基宽度为主线路基宽度。2.4 结构形式本指南针对钢箱梁，钢箱组合梁，钢板组合梁等三种结构型式编制，各结构均具有一定的适用性。1、钢箱梁结构自重相对较轻，抗弯、抗扭刚度大，在横风作用下稳定性好,但结构内部应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高，提高钢桥面板疲劳性能仍需进一步研究。2、组合梁断面由一个或多个钢工字梁或箱形梁及混凝土面板组成，发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，避免了钢桥面的疲劳问题，但其结构自重相对较大，施工相对复杂，适宜常规跨径桥梁。3、应结合项目的实际情况，选择适合的桥梁结构形式。常规跨径等高度钢桥的选型原则见表2.4.1。表241常规钢桥结构选型原则分类主要优势结构选型原则钢箱梁结构轻，整体性好；抗弯、抗扭刚度大，适合曲线梁桥；施工快捷小半径曲线匝道桥可采用钢箱梁，宜选用整箱断面；保通要求高的跨线桥也可采用钢箱梁，宜采用多主梁断面；跨海钢箱梁桥宜采用整箱断面。钢箱组合梁具备较大的抗扭刚度，话合建造曲线梁桥；整体性好，抗车、船撞击性能好对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用二、三、四主梁结构钢板组合梁单个构件自重较轻，便于运输及安装对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用三、四、五主梁结构2.5 跨径范围本指南适用的跨径范围见表2.5.1,配套标准图编制范围见表2.5.2。表2.5.1钢桥常规脖径范BI分类8常规肾径（m）钢箱梁30-120钢箱组合梁30100钢板组合梁20-80表2.5.2标准图制范BI序号结构形式It径范围1钢箱组合梁30-60m2钢板组合梁3匝道钢箱梁4跨线钢箱梁50-80m5跨海钢箱梁85-1IOm2.6 术语2.6.1 设计标准化指通过制订、发布和实施可直接用于大部分工程建设的成套标准图，使设计的灵活性限制在有限的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。2.6.2 标准化设计指通过制订、发布和实施减少和细化局部构造细节种类、减少材料种类及耐久性措施等的设计指南及少量标准图范例，使设计的灵活性限制在较小的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。263正交异性钢桥面板用纵、横向互相垂直的加劲肋（纵肋和横肋）连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的钢结构面板。264钢箱梁由槽型钢梁和正交异性钢桥面板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。265钢混凝土箱型组合梁由槽型钢梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢箱组合梁。266铜混凝土铜板蛆合梁由钢板梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢板组合梁。三、材料3.1 混凝土1、钢筋混凝土构件混凝土强度等级不应低于C40,预应力混凝土构件混凝土强度等级不应低于C50,相关设计指标应按照现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG3362）取用。2、混凝土强度等级、配合比（水胶比、胶凝材料和矿物掺合料用量）、氯离子含量、碱含量和硫酸盐含量均应按照现行公路工程混凝土结构耐久性设计规范取用。3.2 钢筋1、普通钢筋宜采用HPB300sHRB400,HRB5OO级，其技术标准应符合钢筋混凝土用钢第1部分热轧光圆钢筋（GB1499.1X钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋（GB1499.2）的要求。2、普通钢筋的抗拉强度标准值、设计值，抗压设计值及弹性模量等设计指标均按照现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG3362）取用。3.3 钢材U应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处的环境条件，合理地选用钢材，钢材应满足桥梁设计要求的交货状态、化学成分、力学性能、工艺性能及焊接性能。2、桥梁结构用钢材宜选用Q355D钢、Q420D钢，其质量应符合现行低合金高强度结构钢(GB/T1591)的规定。注：考虑高强钢材及焊材的采购、制造难度，本指南常规跨径钢桥不采用Q500及以上钢材，推荐优先选用Q420及以下的低合金高强度结构钢，桥梁用结构钢可根据实际建设条件自行选用。根据常规跨径钢桥调研情况，结合经济性、制造、吊重等因素考虑，本指南推荐钢材标号选择如下：50m及以下钢箱梁采用Q355钢，50m以上钢箱梁采用Q420钢；30m50m钢箱组合梁采用Q355钢，60m钢箱组合梁采用Q420钢；30m40m钢板组合梁采用Q355钢，50m60m钢板组合梁采用Q420钢。3、当采用耐候钢时，其材质应符合耐候结构钢（GB/T4171）的规定。4、当厚钢板有Z向性能要求时，应符合厚度方向性能钢板（GB/T5313的规定。5、钢材应以热机械轧制（TMCP热机械轧制+回火（TMCP+T）中任何一种交货状态交货，并在质量证明书中注明。6、正火状态交货的钢材，不得采用比空气中冷却速率快的其它介质中冷却。7、耐候桥梁钢以热机械轧制（TMCPX热机械轧制+回火（TMCP+T）状态交货。8、热机械轧制（TMCP）状态交货的钢材，当强度级别为Q355钢板时，其厚度不小于32mm的钢板应进行回火处理；当强度级别为Q420钢板时，其厚度不小于20mm的钢板应进行回火处理。9、钢材的强度设计值应根据钢材的不同厚度按表3.3.1的规定采用。表3.3.1钢材强度设计值(MPa)序号抗拉、抗压和抗弯/抗剪/端面承压(刨平顶紧)fed牌号摩度(mm)Q355钢16280160355>16,40275160>40,100260155Q420钢16335195390>16,40320185>40,63305175>63,100290165注：1、表中厚度指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较厚板件的厚度；2、考虑后期使用条件的不确定性、为活载变异预留一定的拓展空间，在规范最低要求的基础上，适当提高安全储备，钢材强度设计值可按表中强度设计值的90%采用。3.4 连接件1、高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行钢结构用高强度大六角头螺栓(GB/T1228)、钢结构用高强度大六角螺母(GB/T1229)、钢结构用高强度垫圈(GB/T1230)、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件(GBZT1231)、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副(GB/T3632)的规定。2、普通螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行六角头螺栓(GB/T5782)、型六角螺母(GB/T6170)、平垫圈(GB/T97.1)、紧固件机械性能螺栓、螺柱和螺钉(GB/T3098.1X紧固件机械性能螺母粗牙螺纹(GBZT3098.2）的规定。3、圆柱头焊钉连接件的材料应符合现行电弧螺柱焊用圆柱头焊钉(GB/T10433)的规定。3.5 焊接材料焊接材料应与主体钢材相匹配，并应符合以下规定：1、手工焊接采用的焊条应符合现行非合金钢及细晶粒钢焊条(GB/T5117)或热强钢焊条(GB/T5118)的规定；对需要验算疲劳的构件宜采用低氢型碱性焊条。2、自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂应符合现行气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝(GB/T8110),非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝(GB/T10045)、热强钢药芯焊丝(GBZT17493)、埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求(GB"5293)或埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求(GB/T12470)的规定。3、焊接材料进厂时应有质量证明书，焊接材料的质量管理应符合焊接材料管理规定(JB/T3223)的规定。3.6 涂装材料U涂装材料应根据设计文件要求、结构部位、桥址环境条件等选定，以确保预期的涂装效果。禁止使用过期产品、不合格产品和未经试验的替用产品。2、为保证防腐材料的质量和防腐效果，考虑到不同厂家材料及施工工艺的兼容性，同一涂装体系所用的底、中、面油漆的供应商宜为同一厂家。3、涂装材料的品种、规格、技术性能指标必须符合设计文件和技术规范的要求，具有完整的出厂质量合格证明书。涂料供应商应提供涂装施工全过程的技术服务，对涂料保证年限进行承诺。4、涂装材料各项性能指标应满足公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(JT/T722)或桥梁钢结构冷喷锌防腐技术条件(JlTT1266)的要求。新材料除满足各项指标要求外，应用前还应进行涂层相容性、环境适应性等相关试验，并组织专家论证后方可应用。涂装材料供应商应提供满足各项指标性能的第三方检测报告，具体指标如表3.6.1所示。表361涂展体系性能要求腐蚀环境防腐寿命(年)耐水性(h)耐盐水14(h)耐化学品性能(h)附着力(MPa)耐盐雾性能(h)人工加速老化(h)耐阴极剥寓性(h)C330240-51000100O-C424015002000-C524020004000-CX304000Iml4000-72-Im23000-Im330-Im44200注：1、耐水性、耐盐水性涂层试验后漆膜外观无变化；2、耐化学品性能涂层试验后不生锈、不起泡、不开裂、不剥落，允许轻微变色和失光；3、人工加速老化性能涂层试验后不生锈、不起泡、不剥落、不开裂、不粉化，允许2级变色和2级失光；4、耐盐雾性涂层试验后不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，拉开法附着力3MPa；5、耐阴极剥离性试验后，涂层不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，剥离面积的等效直径不大于20mmo四、钢箱梁4.1一般规定1、本章节适用于立交匝道钢箱梁桥设计。2、钢箱梁一般由正交异性桥面板、底板、腹板、横隔板、加劲肋等连接而成，其中正交异性桥面板由顶板、纵横向加劲肋构成。3、跨径在60m以下的钢箱梁宜采用等高度箱梁。4、钢箱梁宜工厂焊接，大件运输；同时应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和运营阶段产生过大的变形或丧失稳定性。注：钢箱梁制作应在运输可行的条件下，尽量采用大件运输，减少现场安装及焊接工作量。制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同，设计应考虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用。结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。5、应根据桥梁建设条件和使用条件，合理设计正交异性钢桥面板。注：根据调研，钢箱梁主要病害集中于正交异性桥面板，应重视其刚度及构造设计，避免疲劳及桥面铺装破坏。6、钢箱梁设计应重视结构的可达、可检、可修，应设置进入箱体内的检修通道及排水孔。注：钢箱梁不能完全封闭时，由于结露等原因可能积水，应设置排水孔。当箱梁尺寸受限不能设置检修通道时，应完全封闭箱梁。4.2总体布置4.2.1 横断面布，1、匝道钢箱梁宜采用整体箱断面。注：钢箱梁按照横断面布置可分为单箱单室、单箱双室、单箱多室、多箱单室等多种形式。单箱单室、单箱双室、单箱多室在外观上箱体形成一个单箱整体，可通过增加腹板分割成多个箱室，统称为整体箱断面；多箱单室断面由多个独立的小箱通过横梁组拼而成，也称为分体箱断面。(JlIJl：LJGJ：1_TI-T(a)整体箱断面(b)分体箱断面94.1铜箱梁断面示意整体箱断面焊接量稍大，制造运输较麻烦，但整体性好，抗扭性能优于分体箱断面，且由于在工程实践中被广泛应用，施工工艺较为成熟，采用匹配组焊对曲梁线形控制有利；而分体箱断面单个箱体小，制造难度较小，且运输时不需横向切分箱体，箱体运输稳定性较好，但对安装精度要求较高。从现阶段省内的钢箱梁应用情况，匝道钢箱梁大都用于小半径曲线、跨线等复杂节点，单个项目应用点不多且较为分散。基于现阶段实际情况，采用分体箱尚不能体现出制造规模效益，且对施工安装精度提出了更高的要求，使匝道钢箱梁在施工安装的难度加大；而采用整体箱断面有利于控制匝道钢桥安装精度，提高施工质量，其整体抗扭性能及横向赘余度也更优。同时，对于广泛应用的跨线匝道钢箱梁，采用整体性断面，其景观性更好，且安装及后期养护对桥下交通影响较小。综合考虑，匝道钢箱梁推荐采用整体箱断面。2、匝道桥宽宜与路基同宽，断面布置应综合考虑受力、制造、运输、安装、维修管养等因素，单个箱室宽度不宜大于6m,不宜小于3m。3、匝道钢箱梁宜采用直腹板。腹板位置宜尽量避开行车轮迹带，宜设置在车道中部或车道线处。（a ）直腹板（b ）斜腹板图4.2腹板形式注：对于匝道钢箱梁，由于其平曲线变化大，如采用斜腹板形式在空间上腹板存在扭转的情形，制造上难度较大，建议无特殊要求时，采用直腹板形式。4、10.5m匝道推荐采用下图单箱双室断面。图4.3 10.5m宽匝道Bff面示意BB （单位：mm ）注：对于10.5m匝道，采用单箱单室箱室宽度达到5-5.5m,需横向分块，导致现场横隔板对接安装精度要求高，安装难度大，同时块件在运输及施工过程中稳定性较差，需增加临时支撑构件。综合考虑以上因素，10.5m匝道钢箱梁建议采用单箱双室断面。4.2.2 梁高主梁应满足强度和刚度要求，综合考虑制造和管养，梁高宜按下表取值。表4.1匝道钢箱梁各摩径梁高建议值跨径(m)30405060梁高(m)1.61.82.02.4注：钢箱梁桥梁高大约为跨径的L20L30(L为理论跨径)，建议按L/25取值，同时从制造、施工、检修空间考虑，跨径小时，可适当加大梁高，有利于后期养护，建议最小梁高不小于1.6m。4.2.3 横坡1、匝道钢箱梁推荐采用整体旋转形成横坡。注：桥面横坡一般通过以下几种方法形成：1高低腹板调节横坡：钢箱梁底板在横桥向保持水平，通过箱梁内外侧腹板的高度来使桥面板形成横坡。如图4.4(a)所示。2箱梁顶底板旋转：箱梁顶底板随桥面横坡进行旋转，腹板保持固定倾角不变，但腹板与顶底板的夹角会随横坡变化而变化。如图4.4(b)所示。3箱梁整体旋转：箱梁顶底板、腹板随横坡整体旋转形成桥面横坡，腹板与顶底板的角度保持不变。如图4.4(c)所示。4铺装厚度调节：通过调整铺装厚度形成横坡，不影响钢结构主体。如图4.4(d)所示。(c)箱梁整体旋转(d)铺装厚度调节图4.4箱梁横坡形成方式上述4种横坡调节方式中，方式底板平置，制造方便，但钢材消耗高且腹板单元高度随横坡不断变化，且隔板尺寸也随横坡不断变化，板件标准化程度低；方式底板需要不断调节角度，制造较繁琐，隔板尺寸旋转角度不断变化，但腹板高度保持不变，高度标准，容易实现腹板板件标准化；方式整体旋转，顶底板、腹板板件标准，容易实现标准化，对于横坡保持不变的，可水平制造后整体旋转，制造简单。方式通过铺装厚度变化形成横坡，可使主体结构保持不变，有利于制造加工，但铺装不宜设置过厚或过薄，故调整范围有限。根据制造厂家的调研，方式和方式是常用的横坡形成方式，在制造上相对简单。综合考虑，为简便制造，更大范围的实现板件标准化，减少非标准梁段的制造，匝道钢箱梁推荐采用整体旋转的方式形成横坡。2、存在超高渐变时，可通过铺装或腹板高度变化形成横坡调整。注：根据对近几年多条高速立交匝道钢箱梁的统计，约70%的钢箱梁横坡变化值不大于1.5%,这意味着大部分的匝道钢箱梁的横坡变化值不大，可以通过铺装厚度进行横坡调整，简化制造加工，更多的实现板件标准化。通过铺装调节横坡变化，按行车道砂铺装厚度不小于8cm控制。4.3计算分析1、结构分析采用的模型和基本假定，应能反映结构实际受力状态，其精度应能满足结构设计要求。2、结构强度、稳定、变形及疲劳验算应满足公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)的要求。3、钢箱梁计算应考虑局部稳定、剪力滞及扭转的影响。4、为简化计算，钢桥面板的计算可采用叠加计算法。总体模型可采用梁单元模拟计算体系I下的应力，局部模型采用板单元模拟计算体系II、体系Ill下的应力，然后将I、Il体系下的应力合理叠加以获得最不利活载工况下的应力状态。注：钢桥面板的力学行为较为复杂，一般包含三个基本结构体系。结构体系I:由顶板和纵肋组成的结构体系看成是主梁(桥梁主要承载构件)的一个组成部分，共同参与主梁共同受力，称为主梁体系。结构体系Il:由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分，将桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁上，称为桥面体系。结构体系川:本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，称为盖板体系。体系Ill的应力较小，一般可忽略不计。5、进行正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计时，桥面上汽车局部荷载作用的冲击系数应采用0.4o6、钢结构桥梁应重视结构抗倾覆设计，横向抗倾覆验算应按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)的规定执行。7、钢箱梁桥的抗风设计应按公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD3360-01)的规定执行。8、钢箱梁应设置预拱度，预拱度大小宜为结构自重标准值+0.5倍活载标准值产生的竖向挠度和。预拱度应保持桥面曲线平顺。4.4 正交异性钢桥面板正交异性钢桥面板的构成部分主要有顶板、纵肋、横肋，顶板兼做行车道板。4.4.1 顶板1、正交异性钢桥面板应具有足够的局部和整体刚度，其顶板最小厚度不宜小于16mm,厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。注：正交异性钢桥面板刚度直接影响桥面铺装受力和使用寿命，近年来正交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍。我国公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64)规定行车道桥面板最小厚度不小于14mm;欧洲规范规定桥面板不小于0.04倍的纵肋腹板间距，且不小于14mm(铺装厚度N70mm)或16mm（铺装厚度40mm）；日本道路桥示方书中规定板厚不小于0.037倍的纵肋腹板间距，且不小于12mm,但日本桥梁建设协会建议重车轮迹下方不小于16mm；美国规范中规定钢桥面板的厚度不小于0.625英寸（约16mm）,同时不小于0.04倍加劲肋腹板间距。从国内外的一些好的桥面案例来看，一般使用较厚的顶板厚度时，其铺装使用效果都较好，顶板厚度对桥面板及铺装的耐久性有很大影响，综合比较各国的规范，本次钢箱梁标准化设计建议正交异性钢桥面板顶板厚度不宜小于16mmo2、正交异性钢桥面板的整体刚度及局部刚度应采用桥面板最不利荷载位置处的最小曲率半径R、纵向加劲肋间相对挠度和相对挠跨比D/L三项指标进行评价，三项指标需满足表4.2中的要求。最小曲率半径R及挠度D可通过有限元方法计算获得，也可采用现行公路钢桥面铺装设计与施工规范（JTG/T3364-02）中附录A中的计算方法获得。S 4.6正交异性钢桥面板It体刚度示意图4.7正交异性钢桥面板相对挠度示意表4.2正交异性钢桥面板刚度要求指标表刚度要求最小曲率半径R(m)相对挠度D(mm)相对挠跨比D/L技术指标200.41/700注：我国钢桥发展初期，桥面铺装发生较多的早期病害正式由于正交异性钢桥面板刚度不足引起。我国公路钢结构桥梁设计规范（JTGD64）对局部刚度指标D/L进行了规定，未对整体刚度进行要求；而公路钢桥面铺装设计及施工规范中参照日本规范对局部刚度指标D和整体刚度指标R提出了刚度要求。4.4.2 纵向加劲肋1、钢桥面板纵向加劲肋的形式主要有板肋、L形肋、T形肋、球扁钢肋、闭口加劲肋（如图4.8所示卜钢箱梁宜优先采用闭口加劲肋，平曲线半径较小成为纵向加劲肋的主流形式，特别是U肋应用最为广泛，建议优先采用，但在小半径弯梁上，U肋弯曲加工较为困难，可结合桥面板的受力改用板肋或球扁钢肋。T形肋需要横隔板开设大口，横隔板连接的受力疲劳耐久性低，不建议采用。2、为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于如图4.8所示的开口或闭口加劲肋，其几何尺寸应满足公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)第5.1.5条的规定。3、正交异性桥面板纵向闭口加劲肋的最小板厚不应小于8mm,同时几何尺寸还应满足下列规定:Ta3r£400式中：tf顶板厚度(mm)；加劲肋腹板厚度(mm)；h,加劲肋腹板斜向高度(mm)；a加劲肋腹板最大间距(mm)。4、纵向加劲肋宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距的1.2倍。5、纵向加劲肋应连续通过横向加劲肋或横隔板，横向加劲肋或隔板角部应设IOXlOmm切角，焊接时角部不得起熄弧，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔宜采用堆焊填实，焊缝应平顺；板肋仅在单侧与横肋或隔板焊接，如图4.9所示。IB4.9纵肋与横肋、面板交叉处构造细节注：早期纵向板肋与隔板采用双侧焊接，日本桥梁建设协会认为此构造对纵、横肋的组装较困难，且容易出现焊接裂纹，应避免采用。6、顶板纵向加劲肋与腹板的距离不宜过小，应考虑腹板与顶板焊缝的焊接操作空间。7、闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不得小于纵向加劲肋厚度的80%,并避免焊透，焊缝有效喉高不得小于纵向加劲肋的厚度。注：匝道钢箱梁一般位于曲线段，闭口纵向加劲肋内外双面焊接实施难度大，建议采用单面焊。8、受压加劲板宜采用刚性加劲肋，构造布置困难或受力较小时可采用柔性加劲肋。9、受压加劲板的刚性加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚度应满足公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)第5.1.6条的要求。4.4.3 横向加劲肋1、横向加劲肋间距应满足下列要求：对闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于4m。对开口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于3mo2、横向加劲肋最小厚度不应小于IOmmo3、横向加劲肋与闭口纵向加劲肋下翼缘相交处的弧形切口推荐尺寸及构造细节见图4.1OoA大样BB4.10横肋弧形切口推荐尺寸和构造细节注：国内学者曾对各国的弧形切口孔型进行研究，其中欧洲与日本的公路桥孔型是比较接近的，研究结果表明，采用欧洲规范的弧形切口时，其切口处的细节应力幅综合表现最好，也是目前国内使用较多的孔型，因此推荐使用欧洲规范孔型。4.5 腹板1、腹板的厚度应根据截面抗剪需要确定，腹板最小厚度应满足表4.3的要求，同时考虑腐蚀及后期涂层养护的需要，最小厚度不宜小于12mm,厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。表4.3腹板最小厚度构造形式钢材品种备注Q235Q345不设横向加劲肋及纵向加劲肋时7060"仅设横向加劲肋，但不设纵向加劲肋时加.160w140设横向加劲肋和一道纵向加劲肋时280.240纵向加劲肋位于距受压翼缘0.2M附近，如图5.3.3所示设横向加劲肋和两道纵向加劲肋时310-310纵向加劲肋位于距受压翼缘0.14儿和036&附近，如图5.3.3所示注：L儿为腹板计算高度，对焊接梁为腹板的全高，对钟接梁为上、下翼缘角钢内排例钉线的间距。2.TJ为折减系数,=/次，但不得小于0.85。T为基本组合下的腹板剪应力。2、腹板横向加劲肋的间距及惯性矩、纵向加劲肋的惯性矩应满足公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)第5.3节的要求。受压氯徵受拉翼缘图4.11腹板加劲肋示意图注：纵向加劲肋为防止弯曲压应力引起的腹板失稳，布置于受压侧。横向加劲肋为防止剪应力和局部压应力引起的腹板失稳，其间距应根据纵向加劲肋的道数按规范要求设置。3、腹板纵向加劲肋与横向加劲肋相交时，横向加劲肋宜连续通过，纵向加劲肋断开，建议采用图4.12所示构造。S 4.12腹板纵、横向加劲肋关系示意图（单位：mm ）注：对于梁式体系钢箱梁，腹板纵向加劲肋不需传递轴向压力，纵向加劲肋的作用是为了保证腹板的局部稳定，纵向加劲肋断开可以避免横向加劲肋开孔及对横向加劲肋的削弱。考虑到焊接及涂装操作的需要，纵向加劲肋与横向加劲肋之间的间隙一般可设为35mm,如横向加劲肋倾斜设置时应根据焊接操作要求重新确定间隙值。4、腹板横向加劲肋不宜与顶、底板焊接。5、采用单箱多室断面时，中腹板宜在跨中剪力较小处设置人孔。4.6 横隔板4.6.1 跨间横隔板1、跨间横隔板宜采用实腹式或框架式。注：跨间横隔板横隔板分为实腹式、框架式和桁架式，构造如图4.13所示。图4.13中间横隔板结构形式实腹式横隔板主要为受弯受力，绩效较低，但面内刚度大，适用于箱室断面尺寸较小的箱梁，或在箱梁支承位置及结构抗扭要求较高的情况下使用。桁架式隔板由横肋断面和拉压杆件构成，利用杆件的轴向拉压受力，受力绩效高，主要用于大断面的箱梁，但应注意节点处的抗疲劳构造细节。框架式隔板介于实腹式隔板和桁架式隔板之间。2、对跨径小于IOom的普通钢箱梁，横隔板间距Ld需满足以下要求。%£6L£50f0.14Zlf20L>50式中：L桥梁等效跨径(m)；1.d两相邻横隔板间距(m)；注：满足上述要求时，可认为在偏心活载的作用下，箱梁的翘曲应力与容许应力的比值在0.02-0.06,此时继续加密横隔板间距对减小箱梁畸变效应不明显O横隔板间距应结合经济性、临时运输稳定性、顶底板横肋间距等因素综合考虑。根据制造厂的调研反映，为控制变形，箱梁制造时底板胎架底部支撑一般不大于4m,此时，箱内对应位置宜设置底板横肋。经对比，采用隔板间距4m的方案比采用横隔板间距6m时增加底板横肋的方案经济性更好，且加密横隔板有利于提高匝道弯桥的抗扭性能及整体性，故跨间隔板间距推荐采用4m。3、跨间横隔板与顶底板和腹板的焊缝以受剪为主，可以采用角焊缝连接。4、跨间横隔板应设置人孔，保证钢箱梁的可通达性，人孔最小尺寸不宜小于400×600mmo人孔需设置补强肋。注：横隔板开口处的结构形式通常有外贴钢板式、加劲肋式、包边式。日本桥梁建设协会认为包边式在人孔四角处的弯曲气割精度不良对焊接不利，且加劲翼缘的焊缝拘束度也较大，不建议采用。本次标准化设计推荐采用加劲肋式，结构简单，加工制作方便。根据受力需要可采用单侧加劲(如图4.14(a)所示)或双侧加劲的形式(如图4.14(b)所示)oaIIb)图4.14筋间横隔板人孔加劲示意图5、横隔板或横向加劲肋腹板上设置竖向加劲肋时，竖向加劲肋宜与顶板留有一定间隙，不与顶板焊接，如图4.15所示。图4.15横肋成横隔板竖向加劲肋与顶板构造的节注：加劲肋与顶板焊接造成顶板局部刚度突变，端部应力集中，容易产生疲劳裂缝。4.6.2 支点横隔板1、支点横隔板应采用实腹式横隔板，其形心宜通过支座反力的理论合力作用点。注：支点横隔板是特殊的隔板，具备跨间横隔板的作用，同时作为支点横梁将上部恒载及活载传递至支座。2、支点横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋将集中荷载加以扩散，保证局部稳定，其加劲肋应满足公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)第5.1.5条的要求，并按第5.3.4条规定验算横隔板和加劲肋的强度。3、支点横隔板与底板的焊缝应完全熔透。4、支承加劲肋高度应通过计算确定，其与顶板纵向加劲肋通过孔端部的距离宜大于100mm。支承加劲肋与底板加劲板间距应考虑支座上螺栓平面位置及螺栓安装空间需求。图4.16支承加劲与顶板纵向加劲肋关