4910-2024-公路桥梁π型杆件钢桁-混凝土组合梁设计规范.docx
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1、ICS9308010CCSP66B62甘肃省地方标准DB62/T49102024公路桥梁11型杆件钢桁.混凝土组合梁设计规范Specificationsfordesignofhighwaysteeltruss-concrctcmpositcbeamwith11sectionmember2024-07-23发布2024-10-23实施甘肃省市场监督管理局发布本文件按照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划的规定起草。本文件由甘南省交通运输厅提出并监督实施。本文件由甘肃省交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位:甘南省交通规电勘察设计院投份有限公司、清华大学
2、、甘肃省兰州公路事业发展中心。本文件主要起草人:武维宏、严江林、樊江、樊健生、李熙同、刘旺宗、张春明、刘迪博、胡家文、马胜午、王志贤、石聪、薛亚飞、秦磐龙。本文件由甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司负责解释。n型杆件钢桁-混凝土组合梁主桁、横联弦杆等采用焊接TT字型截面,握杆一段采用H型钢或焊接H形杆件.具有无隐蔽构造、便于加工制造和全断面可视化维护等特点。为推广应用n型杆件钢桁混凝土组合梁桥.规范和提高设计水平,保障工程质量,达到安全可靠、耐久适用、经济合理、技术先进以及有利于环境保护的目的,甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司负责编制了公路桥梁n型杆件钢桁-混凝土组合梁设计规范。本文件编
3、制过程中,编制组通过广泛调杳班充,认真总结省内外公路、铁路钢桁-混凝土组合梁桥设计的工程实践和科研成果,参考有关标准,吸纳先进设计理念,广泛征求了设计、施工、建设、科研等单位和专家的意见建议C公路桥梁11型杆件钢桁-混凝土组合梁设计规范1范围本文件规定了公路桥梁n型杆件钢桁-混凝土组合梁的材料、结构总体设计,结构计算、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态计算、连接件设计、耐久性设计、构造要求、施工及验收等内容.本文件适用于各等级公路11型杆件半桁-混凝土组合梁桥的设计,市政等其他同类型桥梁可参照执行。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
4、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。GBJT90.1紧固件验收检查GB/T700碳素结构钢GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重闻:及允许偏差GB714桥梁用结构钢GB1231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/T4171耐候结构钢GBT5313厚度方向性能钢板GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB,T31387活号衿末混凝土GB11,36993环噌聊E连接副技术条件GB50017钢结构设计标准GB50205钢结构工程施工质员检收标度GB50917钢-混域土
5、组合桥梁设计规疸GB55004组合结构通用规范GB55006钢结构通用规范JT/T695混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JTG/T3310公路工程混凝土结构耐久性设计规范JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG/T3650公路桥拯施工技术规范JTG/T3651公路钢结构桥梁制造和安装施工规范JTGD60公路桥涵设计通用规范JTGD64公路钢结构桥梁设计规范GTD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTGF8O/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程TB10091铁路桥梁钢结构设计规范CECS226栓灯焊接技术规程T/CEC
6、S888钢-混凝土组合桥梁设计导则T/CECSG:D60-02公路超高性能混凝土(UHPC)桥梁技术规程T/CECSG:D60-31公路耐候纲混凝土组合桥梁技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。1.1 1n型杆件memberwith11crosssection由三块钢板焊接成横截面呈TT字形的杆件。1.2钢桁-混凝土组合梁steeltruss-concretecompositebeam由钢桁梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件或其他构造形式组合而成能整体受力的梁Q1.311S杆件钢桁-混凝土组合梁steeltruss-concretecompositebeamwith11sectionme
7、mber锦桁主桁、横联等弦杆采用r型杆件的钢桁-混凝土组合梁.1.4最低设计温度minimumdesigntemperature桥址历年极端最低气温基砒上再降低5年的温度C1.5耐候钢atmosphericcorrosionresistingsteel通过添加少量合金元素Cu、P、Cr.Ni等,使其在金属基体表面上形成保护层,以提高耐大气腐蚀性能的钢。1.6抗剪连接件shearc.mector用于连接纲梁与泡淋1哧面板,并能承受水平剪力、抵抗界面相对滑移和竖向分离,保证二者共同工作的部件。1.7抗拔不抗剪连接件uplift-restrictedandslipermitedconnector用于
8、连接钢梁与混凝土桥面板,无抗剪能力但能根抗混鄢土板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲导致的竖向分离和械起作用,使两者在不产生界面分离的条件下可以自由滑动的部件Q3.8超高性能混凝土ultra-highperformanceconcrete由水泥、矿物掺合料、集料、钢纤维和外加剂等材料或由上述材料制或心干泡心加水拌合,经凝结硬化后形成的种具有超高强度、超高韧性和超高耐久性的水泥基复合材石,简称UHPC3.9吞合桥面板superimposedslab在预制板上加浇一层现浇混凝土,当现浇混凝土硬化后两者形成整体共同工作的桥面板。3.10多肋式番合桥面板multi-ribbedsuperimposedsl
9、ab带有纵向加劲肋的住合板。3.11IHPC桁架筋通合桥面板UHPCsuperimposedslabwithtrussbars以钢筋桁架作为加劲肋的UHPC叠合板。3.12UIIPC华夫桥面板UIIPCwaffledeckslab采用UHPC材料,由纵横向互相垂直的加劲肋和面板所组成的共同承受车轮荷载的桥面板C3.13锈蚀裕量corrosionallowance免涂装耐候钢构件在设计时预留的裕量厚度,用于弥补在全寿命周期内因耐候钢保护性锈层增厚而导致的构件有效截面减小。3.14顶推施工法incrementallaunchingmethod钢桁梁梁体逐段拼装,在梁前端安装导梁,采用专用设备纵向顶
10、推或牵引,使梁体达到各墩顶设计位置的施工方法。4符号下列符号适用于本文件。4.1 材料性能有关符号Ec混凝土的弹性模量;Ec一混凝土的有效弹性模量;Es钢材的弹性模量;fcd混凝土轴心抗压强度设计值;fsu焊灯抗拉强度最小值;fys焊钉抗拉强度设计值:A混凝土抗井注度设计值;fy钢材的屈版强度。4.2 作用和作用效应有关符号S,c均匀温度效应和梯度温度效应的组合作用:S*一均匀温度作用引起的内力和变形:SrD一梯度温度作用引起的内力和变形;ST作用效应的组合设计值;SP扣除全部预应力损失后.预应力引起的次效应;R构件承载力设计值;心按有限元方法计算的弹性屈由欧拉应力;力承载能力极限状态下单个连
11、接件承担的剪力设计值;Vsu单个连接件的抗剪承载力:Vr正常使用极限状态下单个连接件承担的剪力设计值;Vd组合梁截面的剪力设计值;Vbd钢与混凝土结合面上单位长度纵桥向水平剪力;Vrns预应力集中锚固力、混凝土收缩徐变或温差的初始效应在钢和混凝土结合面上的最大单位长度纵桥向水平剪力:V5预应力集中锚固力、泡凝土收缩徐变或温差的初始效应在钢和泡凝土结合面上产生的纵桥向水平剪力;噎a单个画柱头焊钉连接件的抗剪承载力;T-抗拔不抗剪焊钉连接件的抗拔承载力;Tc焊钉内预埋区域混凝土的抗冲切承载力;Ts焊钉钉杆抗拉承载力。43几何参数及其他有关符号l根据荷载类型确定的徐变因子;处长期荷载作用下钢与混凝土
12、的有效弹性模量比;n0短期荷载作用下钢与混凝土的弹性模量比;Y0桥梁结构的重要性系数:Yp预应力分项系数;e一偏心距,腹杆中心线的交点离弦杆中心线的距离;h11形弦杆截面高度;杆件的计算长度;I杆件的几何长度;k桁架弦杆侧向支掾点的距离;杆件的长细比;S一混凝土板对组合梁被面中和轴的面积矩;Iun组合梁未开裂截面惯性矩:Ics预应力集中锚固力、混凝土收缩徐变或温差引起的纵桥向集中剪力在结合面上的水平传递长度;一焊钉杆径的截面面积;Sh冲切破坏面。水平面的投影面积:%冲切破坏面的局受;d0焊钉钉帽直径;t节点板板厚;%。连接件抗掀起端底面高出下层钢筋广距离tf一焊灯连接件焊接位置处的钢板厚度C5
13、总则51本文件采用以概率理论为基础的极限状态设计方法(疲劳计算除外,,按分项系数的表达式进行设计。5.2主体结构和可更换部件的设计使用年限应符合JTGD60的规定。5.3n型杆件钢桁-混凝土组合梁应进行以下两类极限状态设计:承载能力极限状态:对应于桥梁及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态,包括构件和连接节点的强度破坏、疲劳破坏,结构、构件丧失稔定及结构倾穆;正常使用极限状态:对应于桥梁及其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态,包括影响结构、构件正常使用的变形、裂缝及影响结构耐久性的局部损坏。5.4 11型杆件钢桁-混凝土组合梁设计应根据以下四种设计状况,进行极限状
14、态设计持久状况应进行承靓能力极限状态和正常使用极限状态设计;短暂状况应作承载能力极限状态设计,必要时进行正常使用极限状态设计,偶然状况应作承载能力极限状态设计;一地震状况应作承载能力极限状态设计。5.5 结构设计应计入可能同时出现的作用.按JTGD6。的规定进行承载能力极限状态、正常使用极限状态作用效应组合。5.6 施工阶段的作用效应组合,应计入实际施工人员和施匚机具设备等产生的临时荷载。5.7 宜采用技术可靠、经济合理的新技术、新材料、新工艺和新设备5.8应根据其所处珏境条件和设计使用年限进行耐久性设计。5.9 设计应符合施工、运营管理与养护的要求5.10 TT型杆件钢桁-混凝土组合梁设计除
15、应符合本规范外.尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。6材料6.1 钢材6.1.1 主体结构用钢材应根据桥址处最低设计温度选取,其化学成分、力学性能、工艺性能及焊接性能应满足桥梁设计要求。612桥梁用钢材宜选用Q235钢、Q355钢、Q390钢和Q42O钢.其质量应分别符合GBT7OO.GB/T1591、GB.T714的规定,强度设计指标和冲击韧性指标应符合JTGD64的规定C牌号和质量等级的选择应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、受力性质、连接方法、钢材厚度及工作环境等因素确定。6.1.3 受拉焊接构件板件的最大厚度应根据钢材材质、拉应力的大小及最低设计温度等因素确定,具体参见附录A。6
16、.1.4 14焊接构件的板厚较厚(24Omm)或承受板厚方向的拉力作用时宜采用Z向性能钢材,其质量应符合GB/T5313的检定。6.1.5 钢材若采用耐候钢时,其力学性能、工艺性能及冲击韧性性能应符合68714、68b4171的规定。6.16涂装耐候钢和免涂装耐候钢对大气工a性指数及其化学成分应符合T/CECSG1D6O.31的规定。61.7钢材除标明牌号、质量等级等外.逐应按GRT709的规定标明供货公差和交货状态。6.18钢梁及连接件焊接材料的选用应与主体制材相匹加当不同牌号钢材之间进行焊接时,焊接材料的选用应与焊接区域较低性能母材相适应。耐候钢焊二*材料化学成分、性能要求、接头韧性、接头
17、硬度等要求应符合T/CECSG:D60-31的规定。6.1.9钢梁使用的高强瞟栓应符合GB.T1231的规定,环槽柳钉应得介GBb36993的规定.6110焊钉连接件的材料、机械性能以及焊接要求应符合GB/T10433的成;一6.2混凝土6.2.1混凝土材料的相关设计指标应符合JTG3362的规定Q62.2n型杆件钢桁混凝土组合梁宜采用补倍收缩的微膨胀混凝土,混凝土强度等级不宜低于C4O.6.2.3超高性能混凝土原材料的要求和制备方法应符合GBjT31387的规定。超高性能混凝土材料参数应符合T/CECSG:D60-02的规定。7结构总体设计7.1 一般规定7.1.1 11型杆件钢桁-混凝土组
18、合梁总体设计应包括以下内容:a)结构方案设计.包括钢构件及混凝土桥面板;b)材料选用、截面选择、桥面板形式、连接件类型等;C)结构、构件及连接的构造;d)制作、运输、安装、防腐等要求。7.1.2 12公路常规跨径TT型杆件钢桁-混凝土组合梁常用聘径为60m150m90m及以内跨径宜采用等高桁梁,90m以上跨行连续梁桥宜采用变高桁梁。713组合梁用于曲线桥时,应加强横向联系,最小曲线半径不宜小于100Oma7.1.4 连续组合梁宜在中支点下缘受压区域填充混凝土,并与下弦杆连接,按组合结构进行设计。M.5构造设计应便于维护.应有构造措施和操作空间便于构件更换。7.2钢桁梁7.2.1钢桁梁可分为单桁
19、片式和双桁片式,如图1所示。单桁片式桥梁宽度宜为IOm18m;双桁片式桥梁宽度宜为18m3511a)单桁片式n啰杆件锹桁-混凝土组合梁b)双桁片式11型杆件钢桁-混凝土组合梁图1单桁片及双桁片11S杆件钢桁-混凝土组合梁示意7.2.2钢桁梁主桁腹杆布置可分为三售形、有竖杆的三角形、N形二种形式,如图2所示。j?H=二W弓二工二2j242上,。士士二二、AJj上。上二tm:匚乙/上士匕17)ZW/./?ZZ?L.71工NZZ/,z上.2zL0口门工门工”;2RI7I71NEFc)N形腹杆布置图2主桁腹杆布置形式示意7.2.3 钢桁梁宜设宣上、下平面的纵向联结系,纵向联结系宜采用交叉式桁架、K式桁
20、架、米字形桁架以及双交叉式桁架,不宜采用三角形桁架或菱形桁架,当泡凝土桥面板或混凝上底板能起到横向联系作用时,平面内可不设置纵向联结系。JJh_I=JLU12/2且/Ja)非横联处标引序号说明:1桥面板:2主桁片:3上平联:4IEStb)横联处下二联,5横联.图?单桁片式组合梁平面桁架结构7.2.4 单桁片式组合梁平面桁哭宜通过纵向联结系和横向联系将不同单桁片主桁架进行连接.如图3所示;双桁片式组合梁平面桁里宜通过横向联系将不同双桁片主桁架进行连接,如图4所示。d)预制UHPC桁架筋叠合桥面板标引序号说明:1预制带肋底板;2现浇层;3横初;4一纵肋;5顶板;6桁契筋;7预制UHPC底板。图6n
21、型杆件钢桁混凝土组合梁桥面板示意7.32连续组合梁主路120m及以上,简支组合梁跨度7Um及以上宜采用预制UHPC华夫桥面板07,3,3组合梁可分为上弦结合、上卜弦结合两种结构形式,如图7所示。上弦结合桁架上弦杆与桥面板结合一般应用于简支梁;上下弦结合桁架上弦杆与桥面板结合,中支点受压区下弦杆设置与弦杆结合的底板混凝土.一般应用于连续梁。b)上下弦结合纲桁-混凝土组合奥标引序号说明:1桥面板;2主桁片;3边支点;4中支点;5底板混凝土。图7钢桁混凝土组合梁立面、横断面示意9.3 杆件计算长度和容许长细比9.3.1 确定桁架弦杆和腹杆的长细比时,其计算长度在初步计算时按表1采用,最终计算结果应采
22、用有限元方法计算表1桁架弦杆和单系腹杆的计算长度仇弯曲方向弦杆腹杆支座斜杆和支座登杆其他腹杆桁娈平面内II0.82桁架平面外1:091I斜平面I0.9Z注1:1为构件力几何E度H点中心间距离,./;注2:斜平面系由与桁型平面斜交的平面,适用于而件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面扳杆。932构件的容许坡大长细比应满足表2要求。表2杆件容许最大长细比杆件最大长细比主桁杆件弦杆豆压或受压一拉腰杆受压或受反复应力的杆件100仅受拉力的腹杆ISO联结系杆件纵向联结系、支点处横向联络系的受压或受压一拉构件130中间横向联结系的受压或受压一拉构件150各种联络系的受拉构件200注1:
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