DB37/T 3549-2019 大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥技术规范
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单开孔钢板+栓钉连接件singleperfobondribwithstudsshearconnector 通过单块开孔钢板形成的孔内横向贯穿钢筋和混凝样与栓钉使混凝土与波形钢腹板共同受力的连 接方法。
角钢连接件angleplateshearconnecto 通过焊接在钢翼缘板上的角钢、U形钢筋、纵向贯穿钢筋使混凝土与波形钢腹板共同受力的连接方 法。
埋入式连接件embeddedshearconnector 在波形钢腹板上焊接纵向接合钢筋或钢带供暖标准,开孔设横向贯穿钢筋并埋入混凝土中使其与混凝土共同 受力的连接方法。
槽钢连接件channelshearconnector 通过焊接在钢翼缘板上的槽钢、U形钢筋、纵向贯穿钢筋使混凝土与波形钢腹板共同受 法。
常规悬浇施工 conventional cantilever construction 与混凝土悬臂施工方法一致,采用菱形或三角形挂篮进行悬臂浇筑施工
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3.2.1材料性能有关符号
f 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值。 fek 混凝土轴心抗压强度标准值。 fsk 普通钢筋抗拉强度标准值。 fsd 普通钢筋抗拉强度设计值。 fpk 预应力钢筋抗拉强度标准值。 fpd 预应力钢筋抗拉强度设计值。 fw 对接焊缝抗压强度设计值。 fw 对接焊缝抗拉强度设计值。 fw 对接焊缝抗剪强度设计值。 角焊缝的强度设计值。 f 钢板的抗剪强度设计值
3.2.2作用和作用效应有关符号
Ma 弯矩设计值。 剪力设计值。 作用标准组合下的剪力设计值。 预应力的竖向分力。 分 Td 扭矩设计值。 Tk 作用标准组合下的扭矩设计值。 Ope 体外预应力束的有效预应力。 Opu 体外预应力束的极限应力设计值。 Ter,L 局部屈曲临界应力。 Ter,G 整体屈曲临界应力。 组合屈曲临界应力。 Qa——连接件单位水平剪力设计值。 一作用标准组合下连接件的单位水平剪力设计值。 开孔钢板连接件、埋入式连接件、角钢连接件的水平抗剪承载力设计值。 Vsa 开孔钢板连接件、埋入式连接件的水平剪力限值。 ve 栓钉连接件的水平抗剪承载力设计值。 vo 栓钉连接件的水平剪力限值。
2.3几何参数有关符号
h——组合梁高度。 hw——波形钢腹板高度。 aw一一波形钢腹板直板段长度。 bw一一波形钢腹板斜板段投影长度。 Cw一一波形钢腹板斜板段长度。 dw——一波形钢腹板波高。 波形钢腹板厚度。 单位长度波形钢腹板对桥轴向中性轴的惯性矩, Iy 单位长度波形钢腹板对高度方向的惯性矩 抗扭惯性矩
2.4计算系数及其他有
B 一一波形钢腹板整体嵌固系数。 T 波形钢腹板形状系数。 d 波形钢腹板波高与钢板板厚比 波形钢腹板 剪切屈曲系数
β一一波形钢腹板整体嵌固系数。
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大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合 料性能应符合现行的国家标准和行业标 准。
4.2.1混凝土的材料参数应按现行行业标准JTG3362的相关规定进行取值。 4.2.2大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥上部结构的混凝土强度等级不应低于C50.
4.2.1混凝土的材料参数应按现行行业标准JTG3362的相关规定进行取值。
4.3普通钢筋与预应力筋
4.3.1大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥所采用的普通钢筋与预应力筋应符合现行行业标准 JTG3362的相关规定。 4.3.2体外预应力束可采用环氧涂层和镀锌钢绞线
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4.4.7高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1231或GB/T3632的规定 4.4.8栓钉连接件的材料应符合GB/T10433的规定。
5.2.1采用悬臂施工法施工时,其节段划分长度宜为波形钢腹板波长的整数倍。 5.2.2波形钢腹板组合箱梁施工及材料使用应满足现行JTG/TF50的相关规定。 5.2.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的施工宜采用常规悬臂施工法或错位悬臂施工法 5.2.4 当采用错位悬臂施工法施工时,应对波形钢腹板施工阶段的强度和稳定性进行计算。 5.2.5采用悬臂施工时,应编制专项施工方案,明确安全保障措施。 5.2.6 大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的施工应对加工、安装实施全过程控制
6.1.1波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的截面总体尺寸可参照常规预应力混凝土桥梁设计,其中梁 高宜比同等跨径的常规预应力混凝土箱梁桥梁高略高,沿桥纵向宜采用变截面形式,支点梁高宜取为跨 经的1/13~1/18,跨申梁高可取为跨径的1/28~1/40。 6.1.2截面布置形式应综合考虑立面布置、建筑高度、施工方法、美观要求及经济性等因素。 6.1.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥可采用图1所示的单箱单室、单箱双室、单箱多室 多箱单室,亦可采用斜腹板或采用外(内)撑(型钢或钢管)加强顶板和悬挑板。
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图1波形钢腹板组合梁桥典型断面图
1.4箱梁顶板、底板的厚度应根据预应力布置及结构受力要求来确定,顶板厚度不宜小于250 板厚度不宜小于220mm。
6.2.1波形钢腹板的形状、尺寸及材质,应考虑结构受力、运输方式、施工方式及经济性等确定。 6.2.2波形钢腹板采用耐候钢时,应充分考虑波形钢腹板所处的环境。 5.2.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥宜选用图2所示的1600型波形钢腹板,波形钢腹板 的其它构造细节应符合JT/T784的相关规定。当使用图2所示形状以外的波形钢腹板时,应考虑加工、 运输、安装、节段长度、腹板厚度的变化及节段间的连接等因素。
注:图中尺寸以mm计
图2波形钢腹板几何尺寸
.2.4采用的波形钢腹板的厚度不宜天于40mm,且不宜小于12mm。 5.2.5波形钢腹板之间的连接接头可采用图3所示的对接焊缝连接、角焊缝搭接连接、单面摩擦高强 螺栓连接和双面摩擦高强度螺栓连接,也可采用贴角焊接和单面螺栓连接同时组合连接的方式,构造 上应满足相关规范的要求。
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双面摩擦高强度螺栓连接
图3波形钢腹板连接形式
6.3.1波形钢腹板与混凝土顶、底板连接件的构造除应符合本标准规定外,还应符合现行国家标准及 行业标准的有关要求。 6.3.2波形钢腹板与混凝土顶、底板连接件形式的选取应考虑构造的合理性、施工可行性、结构耐久 性等因素。 6.3.3波形钢腹板与混凝土顶板连接件可采用双开孔钢板连接件、栓钉连接件及埋入式连接件,且为 方便施工,宜采用翼缘式连接件;波形钢腹板与混凝土底板连接件形式宜采用角钢连接件、单开孔钢板 栓钉连接件、埋入式连接件、栓钉连接件、带翼缘埋入式连接件及外包式连接件,如图4所示。如采 用新型槽钢连接件、外包式连接件或其他连接方式,应经试验验证其连接可靠性。
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g)带翼缘埋入式连接
6.3.4外包式连接件通常采用在腹板、翼缘板设置栓钉(图4h)或栓钉、开孔板混合布置(图4i)形 式,应综合考虑受力及施工进行合理选型。 6.3.5常规悬臂现浇施工采用翼缘型连接件时,翼缘板纵向连接间应留一定的间隙,同时波形钢腹板 顶面应开过焊孔,以避免焊缝与翼缘板焊缝相交;错位悬臂现浇施工采用翼缘型连接件时,连接件的翼 缘板及钢板宜做焊接坡口处理,方便施工时进行焊接工作。 6.3.6当波形钢腹板与混凝土底板采用翼缘型连接件时,可在连接件的翼缘板上设置出气孔以确保翼 缘板下的混凝土浇筑密实。 6.3.7埋入式连接中波形钢腹板斜幅段的投影面积不应小于板腋有效承压面积的1/5(图5)
图5埋入式连接斜幅板投影面积示意图
3.3.8连接件的翼缘板与开孔钢板应符合下列规定: a) 翼缘板的厚度不宜小于16mm,宽度可取波形钢腹板波高加100mm; b) 开孔钢板厚度不宜小于12mm,双开孔钢板连接件开孔钢板间距应大于其高度的1.5倍: c) 孔与孔的中心间距不宜大于500mm,可取150mm~250mm; d) 孔距钢板边缘的净距不宜小于孔中心距的一半; e) 贯穿钢筋应位于开孔钢板孔的中心; f) 贯穿钢筋应采用HRB400及以上强度级别的钢筋,直径不宜小于20mm,贯穿钢筋直径应 板开孔直径相匹配。 5.3.9 栓钉连接件应符合下列规定: a) 栓钉的长度不应小于栓钉直径的4倍,有拉拔作用时不宜小于栓钉直径的10倍; b) 栓钉纵桥向的中心间距不应小于5倍的栓钉直径,且不小于100mm;横桥向的中心间距 小于4倍的栓钉直径且不小于50mm; c) 栓钉连接件沿主要受力方向中心间距不应超过300mm; d)栓钉连接件的外侧边缘距翼缘板边缘的距离不应小于25mm
8连接件的翼缘板与开孔钢板应符合下列规定
6.4墩顶节段及组合腹板段
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5.4.1教贝梁及鹿疑 组合梁桥设置。墩顶横梁可作为体外预应力转 向构件,其构造上应满足体外预应力筋的张拉、锚固与换索要求,
5.4.3申支点附近波形钢腹板较高,应设置内衬混凝土以提高抗剪承载力和波形钢腹板的整体稳定性 如截面形式为单箱双室或者单箱多室截面,外腹板宜在内侧布置内衬混凝土,内腹板可在腹板两侧均布 置内衬混凝土(图8)。
图8墩顶内衬混凝土布置图
内衬混凝土长度不宜小于支点梁高,厚度应根据其抗剪承载力和斜截面抗裂计算确定,但最薄 于20cm。内衬混凝土宜用栓钉与波形钢腹板连接。
6.4.5组合腹板段内衬混凝土应根据抗剪、抗裂计算结果合理布置钢解
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6.5.1边跨跨内应设置不少于2道横隔板,中跨跨内应设置不少于4道横隔板,横隔板间距不宜大于 20m 6.5.2横隔板可采用混凝土板墙式、U型板式、U型肋式和钢桁架式(图9),且混凝土板墙式、U型 板式和U型肋式横隔板可与体外索的锚固块、转向块设为一体。跨间横隔板可作为转向构件设置于体外 预应力钢筋的纵向折线转角处,但构造上应满足体外预应力筋的张拉、锚固与换索要求。
5.1边跨跨内应设置不少于2道横隔板,中跨跨内应设置不少于4道横隔板,横隔板间距不宜
混凝土板墙式横隔板与波形钢腹板 冈腹板平幅段采用栓钉等连接。
6.6.1预应力束宜采用体内、体外混合配束体系,布置数量及形式应根据结构受力、桥梁施工方法确 定。 6.6.2体外预应力锚具的选用应符合GB/T14370的要求。使用可更换或多次张拉的锚具时,预应力束 立预留能够再次张拉的张拉空间或工作长度。 6.6.3体外预应力束的锚固块与转向块之间或者两个转向块之间的自由段长度应避免体外预应力束与 梁体发生共振,为此可适当增加体外束与梁体的固定装置。 6.6.4体外预应力束在转向块处的弯折转角不宜大于15°,转向块鞍座处最小曲率应符合JGJ92的 相关规定。
3.7.1天跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥转向块结构形式主要有锚固块型、竖肋板型、横 板型及横隔板型四种(图10),设计时应考虑波形钢腹板刚度相对较小等因素,合理选用转向块结构 形式。
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图10转向结构构造形式
3.7.2转向块的构造形式应根据结构受力、体外预应力束布置方式、转向器等因素进行选择,在结构 上应满足体外预应力束向主梁的传力要求以及承受周边构件传来的荷载的要求。 6.7.3转向块设计时应考虑预留体外预应力束备用孔 5.7.4转向块内应设置两种钢筋,即围住单个转向器的内环筋和沿转向块周边围住所有转向器的外封 闭箍筋,布置间距应满足JTG3362中第9.4.25条规定。 6.7.5集束式转向器可用于成品和非成品体外索,散束式转向器可用于非成品体外索,
7.1.2波形钢腹板组合梁桥应按以下两类极限状态进行设计: a)承载能力极限状态:对应于桥梁结构或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: b) 正常使用极限状态:对应于桥梁结构或其构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状 态。 7.1.3 波形钢腹板组合梁桥应考虑以下设计状况及其相应的极限状态设计: 持久状况:桥梁建成后承受结构自重、车辆荷载等持续时间较长的状况。该状况应进行承载能 力极限状态和正常使用极限状态设计; b) 短暂状况:波形钢腹板在制作、运送和桥梁架设过程中承受临时荷载的状况。该状况应进行承 载能力极限状态设计,必要时进行正常使用极限状态设计; c) 地震状况:在桥梁使用过程中遭受地震时的情况,在抗震设防地区必须考虑地震状况。该状况 立进行承载能力极限状态设计; d) 偶然状况:桥梁在使用过程中偶然出现的状况。该状况只需进行承载能力极限状态设计。 7.1.4 大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥按以下四项假定进行结构分析: a) 波形钢腹板与混凝主、底板共同工作,不会发生相对滑移或剪切连接破环 波形钢腹板不承受轴向力,纵向弯曲时忽略波形钢腹板的纵向弯曲作用,弯矩仅由混凝土顶、 底板构成的截面承担; c) 组合梁纵向弯曲时符合平截面假定: d)剪力由波形钢腹板承担且剪应力沿高度方向均匀分布。
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7.2 作用及作用效应
7.2.1大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥设计所采用的作用及作用效应组合应按CJJ11或 TTGD60执行, 7.2.2波形钢腹板和连接件的承载能力极限状态计算应采用作用的基本组合,正常使用极限状态计算 应采用作用的标准组合。 7.2.3温度梯度效应计算时可仅考虑混凝土顶板的温度变化。 7.2.4汽车荷载冲击力的计算可依据JTGD60进行,但桥梁竖向基频的计算宜考虑剪切变形的影响。 7.2.5箱内桥面板按单向板计算时,汽车荷载作用下其跨中弯矩宜取相同计算跨径的简支板跨中弯矩 的90%。
7.3.1大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合 模型进行抗弯受力分析时,可忽略波形钢 腹板的纵向弯曲贡献,主梁仅考虑混凝土顶底板的有 截面进行截面特性的计算(图11)。
图11组合梁有效截面示意图
7.3.2大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥抗弯计算可参照JTG3362相关规定进行。
7.3.2大跨径波形钢腹板预应力混凝 算可参照JTG3362相关规定进行。 .3.3在进行截面抗弯极限承载力计算中, 墩顶组合腹板段应考虑由混凝土顶底板、波形钢腹板、体 内(外)预应力筋共同承担纵向弯矩
4.1对于组合腹板段的波形钢腹板应按波形钢腹板承担全部剪力进行设计,且剪应力沿腹板高 均匀分布。 4.2波形钢腹板的承载能力极限状态抗剪强度应符合下列要求:
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o(tm + Tra)≤ter
Ter. Ter,G
别墅标准规范范本AL≤0.6 D.6<2 ≤V2
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k=4+5.34(h./ew)
7.4.5波形钢腹板整体屈曲临界剪应力按下
土地标准7.4.5波形钢腹板整体屈曲临界剪应力按下式计算:
图12波形钢腹板形状图示
式中: 整体屈曲参数,应小于√2; β—一波形钢腹板整体嵌固系数,取1.0:
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