DB42/T 1746-2021 超高性能混凝土钢桥面铺装体系技术规程.pdf
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表4UHPC的收缩应变和徐变系数
钢筋在UHPC内的锚固长度的取值应符合以下
a)当钢筋达到其屈服强度时,锚固长度为6d.建筑节能,其中d.为钢筋的公称直径; b)当钢筋达到其极限强度时,锚固长度为9d.。 4.1.16UHPC的抗渗压强不低于2.OMPa
2.1采用超高性能混凝土钢桥面铺装体系的钢主梁钢材的技术条件应符合GB/T714的规定。 2.2钢主梁及连接件使用的高强螺栓应满足: a)高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T
4.2.1采用超高性能混液
.2.2钢主梁及连接件使用的高强螺栓应满足: a 高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231 和GB/T3632的规定; 高强度螺栓的预拉力设计值P.应按TB10091的相关规定取用; C 高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数应大于0.45。 2.3构件中设置的栓钉应符合GB/T10433中的圆柱头焊钉的相关规定
4.3.1UHPC中的普通钢筋可选用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500和RRB400钢筋,并应符合GB/T 1499.2的规定。 4.3.2普通钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95%的保证率。普通钢筋的抗拉强度标准值Jsk应按表 5采用
4.3.1UHPC中的普通钢筋可选用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500和RRB400钢筋,并 1499.2的规定。
表5钢筋的物理性能指标
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表6普通钢筋抗拉、抗压强度设计值(MPa)
注1:轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于330MPa时,应按330MPa取用
4.3.4普通钢筋的弹性模量E.应按表7采用
4.3.4普通钢筋的弹性模量E.应按表7采用。
表7普通钢筋的弹性模量(MPa)
4.4.1面层中磨耗层材料性能应符合现行JTGD50的规定。
4.4.1面层中磨耗层材料性能应符合现行JTGD50的规定 4.4.2磨耗层与UHPC层间设有防水粘结层,其材料性能应符合现行规范的规定。
5.1超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁的钢梁指含有正交异性钢桥面板的钢主梁,钢主梁 钢箱梁、钢桁梁。
5.2本文件采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的表达式进行设计。
a)计算超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁由于均匀温度作用引起的外加变形或约束变形时,应 从受到约束时的结构温度开始,计算环境最高和最低有效温度的作用效应。当缺乏实际调查资 料时,最高和最低有效温度标准值可按JTGD60取值,材料线膨胀系数按照4.1.13条的规定取 值; 心系价深 于梯度温度引起的效应时,应采用图1所示的竖向
温度梯度分布形式。温度梯度取值按照公式(3)、(4)计算。
温升时,T按照式(3)计算:
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(a)断面尺寸示意图
计算图示(h:UHPC层厚度,H:组合截面全
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a)UHPC收缩效应按本规程4.1.14及JTG3362中的相关规定执行; b UHPC徐变效应按本规程4.1.14执行,在进行整体计算时,可采用调整钢材与UHPC弹性模量比 的方法考虑其徐变的影响,按照公式(5)计算。超静定结构UHPC收缩徐变所引起的效应, 可采用有限元方法计算,
=no[1+(t,to)].
式中: n一一长期弹性模量比: 短期荷载作用下钢与UHPC的弹性模量比,n。=E/E。 E。—UHPC弹性模量; E一一钢材弹性模量; d(t,t。)一一加载龄期为to,计算龄期为t时UHPC的徐变系数; VL一—根据作用(或荷载)类型确定的徐变因子,永久作用取1.1,UHPC收缩作用取0.55,由强迫 变形引起的预应力作用取1.5。
5.8面层设计可按JTGD50的相关规定实放
6持久状况承载能力极限状态设计
6.1.1超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁的设计使用年限不应低于表8的规定,其中超高性能混凝 土钢桥面铺装结构应与主体结构等寿命
桥梁结构设计使用年限
注:表中所列特大、大、中桥等均按JTGD60中的单孔跨径确定,对于多跨不等跨桥梁,以其中最大跨径为准。
超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁的安全等级应根据结构的重要性、结构破坏可能产生的 按表9取用。
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表9公路桥梁结构设计安全等级
6.1.3超高性能混凝土钢桥面铺装体系的承载能力极限状态计算应采用式(
6.1.3超高性能混凝土钢桥面铺装体系的承载能力极限状态计算应采用式(6)计算:
式中: %o—桥梁的重要性系数,对应于设计安全等级一级、二级的超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥 梁应分别取不小于1.1、1.0; Sud一一作用效应的组合设计值,对于汽车荷载效应应计入冲击系数; R一一构件承载能力设计值。 6.1.4当对超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁进行截面承载力、整体稳定和抗剪连接件承载力计算 时,作用(或荷载)的效应组合应采用JTGD60的基本组合;当进行倾覆稳定计算和疲劳验算时,作用 的效应组合应采用标准组合。 6.1.5超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁的耐久性应符合GB50917的有关规定。 6.1.6超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁的抗倾覆稳定计算应按照JTGD64中相关条文进行
2.1在计算超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥梁受力时,应考虑施工方法和顺序的影响,并对施工 介段进行抗弯验算,施工阶段组合效应应符合JTGD60的规定。 .2.2采用弹性设计方法计算超高性能混凝土钢桥面铺装体系的抗弯承载能力,以截面上任意一点达 创材料强度设计值为抗弯承载力的标志,钢梁和UHPC层应分别符合下列规定: a)钢梁按式(7)计算:
Mal+ Ma. O. Werl Wen.l
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式中: c)钢梁和UHPC层应分别满足式(9):
式中: f一一钢梁或钢筋、UHPC的强度设计值(MPa); 2.3超高性能混凝土钢桥面铺装体系的抗弯承载力计算应考虑剪力滞效应影响。 2.4当UHPC层与钢梁处于共同受力阶段时,抗弯承载能力应按图2计算,满足下列任何一个条件时 弯矩值M/%可作为该体系的抗弯承载力: a UHPC压应力达到fed; 钢筋的压应力达到 C 钢梁的拉应力或压应力达到f
图2正弯矩作用下超高性能混凝土钢桥面铺装体系及应力图形
6.2.5容许UHPC层开裂,不计入UHPC层对抗弯承载力的贡献,计入钢筋对抗弯承载力的贡献。当UHPC 层与钢梁处于共同受力阶段时,抗弯承载能力应按图3计算,满足下列任何一个条件时的弯矩值Ma/%。 可作为该体系的抗弯承载力: a 钢筋的拉应力达到sd; b)钢梁的拉应力或压应力达到f
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6.3.1超高性能混凝土钢桥面铺装体系的抗剪承载力可采用下式(10)计算
3.1超高性能混凝土钢桥面铺装体系的抗剪承载力可采用下式(10)计算。
图3负弯矩作用下超高性能混凝土钢桥面铺装体系及应力图形
Y.V,
式中: V 竖向剪力设计值(N); V一 竖向抗剪承载力(mm); A 钢主梁腹板的截面面积(mm); f 钢梁腹板的抗剪强度设计值(MPa)。 6.3.2超高性能混凝土钢桥面铺装体系承受弯矩和剪力共同作用时,应按下列式(11)验算腹板最大 折算应力:
3.2超高性能混凝土钢桥面铺装体系承受弯矩和剪力共同作用时,应按下列式(11)验算腹板 算应力:
式中: 、T 钢主梁腹板计算高度边缘同一点产生的正应力、剪应力(MPa) L 钢材抗拉强度设计值(MPa)。
6.4.1主梁整体稳定计算应符合下列规定:
No2 +3t ≤1.1f.
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肋时,无须进行整体稳定计算; c)在超高性能混凝土钢桥面铺装体系中,当受负弯矩作用时,当加劲肋为开口肋时(如倒T型钢、 角钢等形式),若开口纵向加劲肋受压翼缘的自由长度1,与其总宽度b的比值不超过表10规 定的数值时,无需进行整体稳定计算。
开口纵向加劲肋不需要计算稳定的最大1./b.值
注1:{为受压翼缘侧向支点间的距离, 即两道相横隔板的目距:
6.4.3当不满足6.4.2条无需验算的条件时,超高性能混凝土钢桥面铺装体系需要进行整体稳定计算, 可参考GB50917相关规定,其整体稳定可按下列公式(12)、(13)、(14)、(15)、(16)进行 计算:
W.超高性能混凝土钢桥面铺装体系桥面结构的净截面模量(mm)
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表12侧向失稳曲线分类
节类别进行疲劳验算。 .5.2针对不同桥梁构件类型和设计目的,分别按照JTGD64中疲劳荷载计算模型I、II、II进行验 章: a)疲劳荷载模型I用于验算整体受力构件是否具有无限疲劳寿命; b)疲劳荷载模型Ⅱ用于验算整体受力构件在设计使用期内的安全性: c)疲劳荷载模型II用于验算局部受力构件在设计使用期内的安全性。 5.5.3疲劳荷载应符合下列规定: a)疲劳荷载计算模型I采用等效的车道荷载,集中荷载为0.7Pk,均布荷载为0.3qk。P和qk按公 路I级车道荷载标准取值;应考虑多车道的影响,横向车道布载系数应按JTGD60的相关规定选 用; b)疲劳荷载计算模型II采用双车模型,两辆模型车轴距与轴重相同,其单车的轴重和轴距布置如 图4所示。加载时,两模型车的中心距不得小于40m:
6.5.3疲劳荷载应符合下列规定
c)疲劳荷载计算模型IⅢI采用单车模型 模型车轴载及分布规定如图5所示;
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劳荷载计算模型Ⅲ的轴重和轴距布置图(尺寸单
d)当构件和连接不满足疲劳荷载模型I验算要求时,应按模型IⅡI验算; e)桥面系构件应采用疲劳荷载计算模型IⅢI验算。
式中: D—验算截面到伸缩缝的距离(m)
6.5.5采用疲劳荷载计算模型I时应按下列公式(18)、 (19) (20)、 (21)验算:
6.5.5采用疲劳荷载计算模型1时应按下
YFrAo. YMf AT YFrAtp
YFf 疲劳荷载分项系数,取1.0; YMF 疲劳抗力分项系数,对重要构件取1.35,对次要构件取1.15
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YFrAOE2 (22) Mf At YFrATe2
式中: △oc、△tc—疲劳细节类别(MPa),为对应200万次常幅疲劳循环的疲劳应力强度;依据附录D 和图8、图9取用; △Oe2、△Te2——按200万次常幅疲劳循环换算得到的等效常值应力幅(MPa);
标准 Ao YFrE2 YMf ATc YFr△Te2≤ YM
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皮劳荷载模型Ⅲ中心线横桥向分布概率(单位:
6.5.9进行疲劳验算时,应采用名义应力法或热点应力法,其中UHPC层的疲劳验算应采用名义应力法, 钢主梁的疲劳验算宜采用热点应力法,当某些疲劳细节不适合采用热点应力法时,宜采用名义应力法。 6.5.10热点应力计算方法宜采用表面应力外推法,根据离焊趾适当远处点的板表面应力,采用外推法 得到焊趾处的热点应力,如图7所示
对于位于板件表面的a类热点来说,采用外推公式(31)进行热点应力外推。
图7焊趾附近板垂直焊缝方向应力的变化
is热点应力(MPa); 00.4——距离热点0.4倍板厚处应力(MPa); Q1.o—距离热点1.0倍板厚处应力(MPa)。 对于位于板件边缘的b类热点来说,建议采用距离热点4mm、8mm、12mm的三个节点进行外推,如 公式(32)所示。
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标引序号说明: 1—表示疲劳强度等级△Cc: 2 表示变幅疲劳截止限△.。
图8钢梁疲劳强度等级(正应力幅)
监理标准规范范本DB42/T1746202
7持久状况正常使用极限状态设计
图9钢梁疲劳强度等级(剪应力幅)
C一一结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力和裂缝宽度的限值。 .2超高性能混凝土钢桥面铺装体系的正常使用极限状态应符合下列规定: a)对UHPC层抗裂验算及挠度验算,作用(或荷载)应采用JTGD60中短期效应组合,汽车荷载效 应可不计冲击系数; b)挠度及应力计算应考虑施工顺序的影响; c)对连续梁等超静定结构,尚应计入由UHPC层收缩、徐变、基础不均匀沉降以及温度变化等引起 的次效应。 .3超高性能混凝土钢桥面铺装体系弹性阶段的计算可采用下列基本假定: a)钢与UHPC层均为理想线弹性体: b)铺装体系弯曲时,UHPC层与钢主梁形成的组合截面符合平截面假定,材料服从虎克定律。 .4为了便于分析,超高性能混凝士 土钢桥面铺装体系的设计计算可分成三个基本结构体系进行计算
7.1.2超高性能混凝土钢桥面铺装体系的正常使用极限状态应符合下列规定:
a)钢与UHPC层均为理想线弹性体; b)铺装体系弯曲时,UHPC层与钢主梁形成的组合截面符合平截面假定,材料服从虎克定律。 .1.4为了便于分析,超高性能混凝土钢桥面铺装体系的设计计算可分成三个基本结构体系进行计算
管道标准DB42/T17462021
7. 2 UHPC 层抗裂验算
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