2. 1.5钢管混凝土构件

CFST arch rib

steel tube arch rib

在钢管内浇注混凝土，并由钢管和管内混凝土共同承 的构件。

市政管理截面为单个圆钢管混凝土的拱

2. 1. 7哑铃形拱肋

截面由上下两个单圆钢管混凝土和两块连接钢腹板组 拱肋

2. 1. 10 刚架系杆拱

拱肋与桥墩固结，以系杆索的预加力来平衡拱部分水平推力 的结构。

2. 1. 11 下承式刚架系杆拱

2. 1. 13约束效应系数

2.1.14钢管初应力

管和支管直接通过相贯线焊接

intersection joint

由温度荷载、管内混凝土收缩等非施工质量原因形成的管内 混凝土与钢管之间微小程度脱离的现象

2. 1. 19脱粘率

debonding rate

钢管混凝土横截面上产生脱粘区域对应圆心角与整个截面角 度的比值，又称脱粘角度率。

2.2.1荷载和荷载效应

N 一截面轴向力设计值：

2. 2. 2材料指标

(EA)sc 钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度； (EI)sc 钢管混凝土拱肋截面整体弯曲设计刚度； EA)scl 钢管混凝土毛截面压缩设计刚度： (EI)scl 钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度； EA)sc2 单肢钢管混凝土毛截面压缩设计刚度； (EI)sc2 单肢钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度； E。 混凝土弹性模量； 钢材弹性模量； fcd 混凝土轴心抗压强度设计值； fck 混凝土轴心抗压强度标准值； f 材料强度设计值； 钢材抗剪强度设计值： 。一 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值； ftd 混凝土轴心抗拉强度设计值； 混凝土轴心抗拉强度标准值： 钢材强度标准值； 混凝土剪切变形模量； Gs 钢材剪切变形模量； N 钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值； N 一考虑脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压

度设计值； N 拱肋截面各肢钢管混凝土截面轴心抗压强度设计值； 式拱肋第i根弦杆轴心抗压强度设计值； No1 钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值； No2 钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值； ND 钢管混凝土哑铃形和格构柱构件截面轴心抗压强度 设计值； NDI 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度设计值； ND2 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心受压稳定承载 力设计值； 与钢管混凝土主肢共同承担荷载的连接钢板的抗压 强度设计值； ftpk 吊索或系杆索的抗拉强度标准值； α 钢管混凝土拱肋受截面均匀温度作用时轴线方向的 线膨胀系数； αs 钢材线膨胀系数； 混凝土材料线膨胀系数； 钢材密度； 。 混凝土泊松比； 钢材泊松比； 吊索或系杆索应力； 钢管初应力。

ad 几何参数设计值； Ab 一个节间内各平腹杆面积之和； A。 钢管内混凝土的截面面积； Ad 一个节间内各斜腹杆面积之和； Afs 连接钢板的截面面积； A. 钢管的截面面积；

一 钢管初应力度； 5oS 钢管混凝土约束效应系数设计值、标准值； P 构件偏心率； P 钢管混凝土截面含钢率； 计算系数； X M 柔度系数； 钢管混凝土拱肋汽车荷载冲击系数； Y 桥梁结构重要性系数； 71 单肢钢管混凝土和整个构件截面抗弯刚度之比； 稳定系数； P 偏心率折减系数； 入 钢管混凝土构件的名义长细比； 入 相对长细比； 入* 钢管混凝土格构柱的换算长细比； 入1 钢管混凝土格构柱单肢名义长细比； 入，入 钢管混凝土格构柱对X轴、对Y轴的名义长细比 有初应力的钢管混凝土极限承载力计算时，考虑

3.1.1钢管混凝土拱肋中的钢管宜选用质量等级为B级及以上 的碳素结构钢或低合金高强度结构钢，其质量要求应符合现行国 家标准《碳素结构钢》GB/T700或《低合金高强度结构钢》 GB/T1591的规定。 3.1.2钢管可采用卷制焊接管或无缝钢管。当满足卷制要求时 宜采用直缝焊接管。 3.1.3钢材的主要强度指标应按表 3.1.3采用

3.1.1钢管混凝土拱肋中的钢管宜选用质量等级为B

表3.1.3钢材强度指标

3.1.4钢材的物理性能指标可按表3.1.4采用。

3.1.4钢材的物理性能指标可按表3.1.4采用。

表 3. 1. 4 钢材的物理性能指标

3.2.1钢管混凝土拱肋的管内混凝土等级不应低于C3

3.2.2混凝土轴心抗压强度标准值fck、轴心抗压强度设计值

fed、轴心抗拉强度标准值ftk、轴心抗拉强度设计值ftd、弹性模量 E应按表3.2.2采用。混凝土剪切变形模量G。可按表3.2.2中 弹性模量E。的40%采用，混凝土泊松比μ。可取为0.2。

2混凝土强度和弹性模量（N/mm

1 Q235钢配C30～C40强度等级混凝土。 2 Q345钢配C40C60强度等级混凝土。 3 Q390钢配C60或C60以上强度等级混凝土。 3.3.24 钢管混凝土构件的钢管壁厚不应小于8mm。钢管的外直 径D与壁厚t之比宜为35×（235/f,）～100×（235/fy），钢材强 度标准值取值应符 的频京

3.3.3钢管混凝土约束效应系数设计值。不宜小于0.60,截面

含钢率β.宜为0.04～0.20。5~e.应按下列公式计算

Asfs 一 A.fcd As A

式中:50 钢管混凝土约束效应系数设计值； 钢管混凝土截面含钢率； A 钢管的截面面积（mm）； Ac 钢管内混凝土的截面面积（mm）： fs 钢板（材）抗拉、抗压和抗弯强度设计值（N/mm）； fid 混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm）

3.4.1吊索和系杆索的高强钢丝宜采用Φ5mm或Φ7mm热镀锌 钢丝，其强度标准值不宜低于1670N/mm，性能要求应符合现行 国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢丝》GB/T17101的规定。 3.4.2吊索和系杆索的钢绞线宜采用高强低松弛预应力镀锌或 其他防护钢绞线，其强度标准值不宜低于1860N/mm，性能要求 应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224的 规定，

其他防护钢绞线，其强度标准值不宜低于1860N/mm，性能 应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T522 规定。

构钢或合金结构钢，性能要求应符合国家现行有关标准的规 吊索与系杆索所用防护材料不得含有对钢材有腐蚀作用的成

4.1.1本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方

页系数的设计表达式进行设计。

抗震设计规范》CJJ166或《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB 01的规定，

4.1.5钢管混凝土拱桥中钢结构和钢构件之间的连接，包括施工

阶段管内混凝土达到设计强度前的钢管拱结构，其承载力、变开 稳定性能均应按桥梁钢结构进行设计与计算，并应符合国家理 有关标准的规定。

4.1.6钢管混凝土拱桥设计时应根据地形地质、交通运输条

其他建设条件，确定指导性的施工方案、主要施工步骤、质量享 和施工中充许的不平衡荷载，并应明确结构体系转换的顺序入 取的措施。

4.1.7钢管混凝土拱桥设计时应对主要施工阶段进行

工阶段的计算应包括下列内容

2与拱肋形成有关的附属结构的计算。 3拱肋形成过程中自身的应力、变形和稳定计算。 4成桥过程中桥梁结构的应力、变形和稳定计算。 4.1.8施工计算中，应计入施工中可能出现的实际荷载，包括架 设机具和材料、施工人群、桥面堆载以及风力、温度变化影响力和 其他施工临时荷载。施工阶段结构弹性稳定特征值不应小于 4.0。 4.1.9钢管混凝土拱肋、横撑、立柱、桥面系主梁等，应进行满足 使用期间检查和养护维修要求的设计。 4.1.10钢管混凝土拱桥的钢结构应依据桥位处的大气腐蚀环境 进行防腐设计，其免维修周期不应小于15年。防腐体系宜根据桥 梁所处环境及不同部位进行设计，不同防腐体系的钢材表面除锈 等级、表面清洁度、表面粗糙度等指标要求应符合现行行业标准 《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T722的规定。 4.1.11钢管混凝土拱桥的防水、排水和其他结构的耐久性要求 应符合国家现行有关标准的规定。 4.1.12钢管混凝土拱桥施工前，对各关键工序，应制订专项施工 技术方案和安全技术方案。 4.1.13大跨径钢管混凝土拱桥应进行施工监测与控制，拱的轴 线、内力、吊索与系杆索拉力、钢管应力等应满足设计要求。 4. 2作用

4.1.8施工计算中，应计入施工中可能出现的实际荷载

设机具和材料、施工人群、桥面堆载以及风力、温度变化影响工 其他施工临时荷载。施工阶段结构弹性稳定特征值不应 4.0

4.2.1钢管混凝土拱桥的荷载分类、效应组合与荷载计算，除应 符合本规范规定外，还应根据工程性质的不同，符合现行行业标准 《城市桥梁设计规范》CJJ11或《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 的规定。

钢管混凝土拱肋的汽车荷载冲击系数。可按下式计算：

4.2.2钢管混凝土拱肋的汽车荷载冲击系数。可按下式

。=0.05736f。+0.0748

4.2.3钢管混凝土拱受温度变化影响产生的变形值或日

起的次内力，应根据桥位处气温、桥梁结构和施工设计等因素计算 确定。材料线膨胀系数和作用标准值可按下列规定取用： 1钢管混凝土拱肋受截面均匀温度荷载时轴线方向的线膨 胀系数α可按下式计算：

αsA, +α.A A. + A.

式中: T28 钢管内混凝土浇注后28d内的平均气温（℃）； D一钢管外径(m); T。一考虑管内混凝土水化热荷载的附加升温值，关 3.0℃～5.0℃，冬季取小值，夏季取大值；混凝土强 度等级低于C40时，在此基础上减去1.0℃。 4最高与最低有效温度可取当地最高与最低气温。 4.2.4计算钢管混凝土拱因管内混凝土收缩而产生的变形值可 由此而引起的次内力时，管内混凝土收缩可采用实测值或按现不 行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62的规定计算。

4.3.1钢管混凝土拱桥的结构计算应包括静力计算、稳定计算

4.3.1钢管混凝土拱桥的结构计算应包括静力计算、稳定计算、

1钢管混凝土拱桥的结构计算应包括静力计算、稳定计算、 计算和节点疲劳计算等。结构计算图式、几何特性、边界条件

应反映实际结构状况和受力特征。 4.3.2当刚架系杆拱进行有限元计算时，宜将上部结构、下部结 构与基础作为整体。 4.3.3钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度（EA）sc与弯曲设 计刚度（EI）sc应按下列公式计算：

应反映实际结构状况和受力特

钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度（N）； 钢管混凝土拱肋截面整体弯曲设计刚度（N： mm?); 拱肋截面钢材面积（mm）； 拱肋截面混凝土面积（mm）； 钢材截面惯性矩（mm*）； 混凝土截面惯性矩（mm4）。 土拱助截面回转半径宜按下列公式计算，

i=/(EI)sc1 /(EA)scl (EI)scl=EIs+EI]

5.1.1钢管混凝土拱桥应按承载能力极限状态的要求，对结构与 构件进行强度和稳定性验算。

构件进行强度和稳定性验算。 5.1.2持久状况承载能力极限状态计算时，钢管混凝土拱桥的安 全等级应根据其重要性、桥梁结构破坏可能产生后果的严重程度 以及工程性质进行划分，并应符合现行行业标准《城市桥梁设计规 范》CJJ11和《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的规定。 5.1.3钢管混凝土结构与构件的承载能力极限状态应按下列公 式计算：

范》CJJ11和《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的规定。 5.1.3钢管混凝土结构与构件的承载能力极限状态应按下列公 式计算：

5.1.3钢管混凝土结构与构件的承载能力极限状态应按下列公 式计算：

YS≤R R = R(fa,ad)

算应包括各组成构件与拱肋整体。对桁式拱肋的钢管混凝土弦 管，当单肢一个节间的长细比入1小于或等于10时，承载力计算可

5。2.1拱肋强度计算时，截面的内力可采用弹性理论计算。对组 成哑铃形或桁肋的钢管混凝土单圆管构件，其内力可由有限元计 算结果或截面内力分配计算确定。当采用截面内力分配计算哑铃 形截面各肢的内力且上、下两肢相同时（图5.2.1），各肢的内力可 按下列公式计算：

图5. 2. 1 哑铃形拱肋内力计算示意图

(EI)sc? = E,I, + E.I

V。=k3（1.14+1.02)(1+0)fcdA

5.2.3对有脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设 计值N。应按下式计算：

计值 N°应按下式计算：

V。一一考虑脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强 度设计值（N)； K，一一钢管混凝土承载力脱粘折减系数，拱顶截面取0.90， 拱跨L/4截面取0.95，拱脚截面取1.00，中间各截 面的系数取值可用线性插值法确定。 钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值N。1应按下

拱跨L/4截面取0.95，拱脚截面取1.00，中间各截 面的系数取值可用线性插值法确定。 5.2.4钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值N1应按下 列公式计算：

5.2.4钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值No1应按下 列公式计算：

YoN, < Noil No = g, N.

式中:中 偏心率折减系数，按本规范第5.2.5条的规 No 钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计

式中：e No1一年 钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值（N）。 5.2.5钢管混凝土单圆管偏心抗压强度的偏心率折减系数9.应 按下列公式计算：

5.2.5钢管混凝土单圆管偏心抗压强度的偏心率折减系数9.应 按下列公式计算：

式中：eo 截面偏心距（mm）； 钢管内混凝土横截

1 + 1.85 e

Pe 2. 50 o r.

式中eo 截面偏心距（mm）； r。——钢管内混凝土横截面的半径（mm）。

YN,≤ ND N = (Ni + Ni)

向压力组合设计值N。应分别取截面轴向力最大设计值和对应于 截面弯矩最大设计值的轴力值稀土标准，并应按下列公式计算：

YoN, ≤ NDl Npi = e.Nd

中:NDI 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度设 计值； 规定计算，格构柱按本规范第5.2.9条的规定计算。

2.8钢管混凝土哑铃形构件的偏心率折减系数。应按下列 术计算：

气象标准当%>0. 85 时

P. 2. 82eo 1+ 21