公路波形鋼腹板組合箱梁橋設計規范2025-01-23發布2025-04-22實施I前言 1 13術語和定義 14基本規定 25材料 36結構型式 37構造設計 58結構計算 79施工注意事項及可檢修要求 參考文獻 本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定本文件替代DB14/T1552-2017《公路波形鋼腹板組合箱梁橋設計規范》,與DB14/T1552-2017相比，主要技術變化如下：—更改了文件的適用范圍要求(見第1章，2017版第1章)一更改了文件的部分規范性引用文件(見第2章，2017版第2章)—更改了第11章“構造要求”,將其調整為第6章“結構型式”(見第6章，2017版第11章)一更改了文件中相關計算部分，整合為“結構計算”章節(見第8章，2017版第7、8、9、10章)一更改了部分術語的定義(見第3.4、3.6條，2017版第3.1.4、3.1.6條)一更改了內襯混凝土的構造要求(見第7.4.3條，2017版第11.5.3條)一增加了第4章“基本規定”的內容(見第4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9,2017版第4章)—增加了對不同型號波形鋼腹板尺寸的規定(見第6.2條，2017版第11.2.1條)—增加了波形鋼腹板組合箱梁橋適用跨徑范圍(見第7.1.1條)一增加了橫隔梁設置的要求(見第7.3.7、7.3.8條，2017版第11.2.1條)一增加了剪應力驗算中對結構重要性的考慮(見第8.3.5.1條，2017版第9.2.1條)一增加了對不同型號波形鋼腹板箱梁橋可檢修要求(見第9.2.1條)一刪除了符號小節內容(見第3.2條，2017版第3章)本文件由山西省交通運輸廳提出、組織實施和監督檢查。山西省市場監督管理局對標準的組織實施情況進行監督檢查。本文件由山西省交通運輸標準化技術委員會(SXS/TC37)歸口。本文件起草單位：山西省交通規劃勘察設計院有限公司、山西交通科學研究院集團有限公司。本文件主要起草人：許志剛、皇甫凡飛、劉小健、秦志軍、賈旭東、郭保汪、范曉江、牛彥峰、廖宜波、路海俊、王巖、穆英才、趙子鵬、張曉煒、莫恩華、周小年、賀瑞峰、時豪輝、張政、郭樂、蘭1公路波形鋼腹板組合箱梁橋設計規范本文件規定了公路波形鋼腹板組合混凝土箱梁橋的術語和定義、基本規定、材料、結構型式、構造設計、結構計算、施工注意事項及可檢修要求等相關內容。本文件適用于公路波形鋼腹板組合箱梁橋的設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T700碳素結構鋼GB/T714橋梁用結構鋼GB/T1228鋼結構用高強度大六角頭螺栓GB/T1229鋼結構用高強度大六角頭螺母GB/T1230鋼結構用高強度墊圈GB/T1231鋼結構用高強度大六角頭螺栓連接副GB/T1591低合金高強度結構鋼GB/T4171耐候結構鋼GB/T10433緊固件電弧螺柱焊用螺柱和瓷環GB50017鋼結構設計標準GB50153工程結構可靠性設計統一標準JTGD60公路橋涵設計通用規范JTGD64公路鋼結構橋梁設計規范JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準JTG3362公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG5110公路養護技術標準JTG/T2231-01公路橋梁抗震設計規范JT/T722公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件JT/T784組合結構橋梁用波形鋼腹板3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。波形鋼腹板組合箱梁橋箱梁腹板采用波形鋼板的鋼-混凝土組合結構梁橋。波形鋼板波形形狀彎折的結構用鋼板。2連接件用于連接波形鋼腹板與混凝土的構件。混凝土銷在組合結構中起連接作用的構件，由鋼板開孔中的混凝土及穿過開孔的鋼筋組成。貫穿鋼筋穿過銷孔中的鋼筋。內襯混凝土在波形鋼腹板組合梁橋支點附近一定范圍內的波形鋼腹板內側設置的，并用連接件與波形鋼腹板緊密連接的鋼筋混凝土構件。4基本規定4.1本文件采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，按分項系數的設計表達式進行設計。4.2波形鋼腹板組合箱梁橋應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行設計。4.3波形鋼腹板組合箱梁橋應符合以下狀況及其相應的極限狀況設計：a)持久狀況：橋梁建成后承受結構自重、車輛荷載等持續時間長的狀況。持久狀況下，波形鋼腹板組合箱梁橋應進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計。b)短暫狀況：波形鋼腹板在制作、運送和橋梁架設過程中承受臨時荷載的狀況。短暫狀況下，結構、構件應進行承載能力極限狀態設計，可根據需要進行正常使用極限狀態設計。c)偶然狀況：橋梁在使用過程中偶然出現的狀況。偶然狀況下，應進行承載能力極限狀態設計。d)地震狀況：橋梁在使用過程中由地震作用發生的特殊狀況。地震狀況下，應進行承載能力極限狀態設計。4.4波形鋼腹板的設計應遵循以下原則：a)波形鋼腹板組合箱梁橋整體分析應考慮溫度、混凝土收縮徐變、施工方法等因素的影響；b)波形鋼腹板組合箱梁應具有足夠的側向剛度，以保證在施工期間波形鋼腹板不發生整體失穩或屈曲破壞；c)波形鋼腹板組合箱梁應進行縱橋向驗算、橫橋向驗算、波形鋼腹板與混凝土連接驗算、波形鋼腹板之間連接驗算等。4.5波形鋼腹板的作用及荷載效應組合應符合下列規定：a)波形鋼腹板組合箱梁橋的作用及荷載效應組合，應符合現行JTGD60的要求；b)波形鋼腹板組合箱梁荷載效應組合僅考慮頂底板混凝王構件收縮和徐變的影響，其取值和計算按JTG3362的規定采用；c)在進行施工荷載驗算時，必須計入施工中可能出現的施工荷載，包括施工機具和材料、施工人群、橋面堆載、臨時配重、風荷載等；d)波形鋼腹板組合箱梁橋施工階段的作用效應組合，應按計算及結構所處條件而定。結構上的施工人員和施工機具設備應作為臨時荷載加以考慮。4.6在公路波形鋼腹板組合箱梁橋設計中，應對橋梁施工過程控制和運營養護提出要求，應符合JTG5110、JTG3362的要求。34.7橋梁寬跨比小于0.5時，可用桿系模型進行計算；橋梁寬跨比大于或等于0.5時，宜采用梁格模型進行計算。必要時，宜進行多種計算方法的校核與對比。4.8波形鋼腹板組合箱梁在對箱梁軸向(縱向)、豎向彎曲剛度作桿系結構分析時，主梁可僅考慮混凝土頂底板的有效截面進行截面特性的計算，不考慮波形鋼腹板對主梁剛度的影響。4.9預應力波形鋼腹板組合箱梁橋宜采用體內、體外預應力組合體系，自重及二期恒載等永久荷載宜由體內預應力鋼筋承受，車輛等可變荷載宜由體外預應力鋼筋承受。4.10波形鋼腹板組合箱梁橋設計，除符合本文件規定外，尚應符合現行有關國家及行業標準的規定。5.1混凝土5.1.1混凝土的材料參數應按JTG3362中的規定取值。5.1.2波形鋼腹板組合箱梁橋采用預應力體系時混凝土強度應不低于C50,鋼筋混凝土體系時不低于波形鋼腹板組合箱梁橋箱梁的普通鋼筋及預應力鋼筋按JTG3362的規范采用。5.3鋼材5.3.1波形鋼腹板組合箱梁橋的鋼材宜采用質量等級C級或以上的碳素結構鋼，低合金高強度結構鋼及耐候鋼，均應符合GB/T714、GB/T700、GB/T1591或GB/T4171的規定。5.3.2對于需要驗算疲勞結構的焊接結構鋼材，應具有常溫沖擊韌性的合格保證。5.3.3高強度螺栓連接副的技術條件應符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231的規5.3.4圓柱頭焊釘(栓釘)連接件的材料應符合GB/T10433的規定。5.3.5選用的焊接材料(焊絲、焊條和焊劑)應保證焊縫與主體鋼材技術條件相適應，并通過焊接工藝評定確定。其評定規則應符合JTGD64的規定。5.3.6波形鋼腹板內、外表面宜進行防腐設計。對需要進行防腐涂裝的波形鋼腹板，涂裝系統設計應綜合考慮橋梁所處的腐蝕環境、涂層使用年限、涂層維修性能等因素。鋼材的涂裝應符合JT/T722的5.3.7高強螺栓的預拉力與摩擦面抗滑系數按CB50017取值。6結構型式6.1截面6.1.1截面布置形式應綜合考慮立面布置、施工方法、建筑高度、美觀要求及經濟性等因素。6.1.2大跨徑波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橋可采用圖1所示的單箱單室、單箱雙室、單箱多室多箱單室，也可采用斜腹板等結構型式。4a)單箱單室b)單箱雙室c)單箱多室d)多箱單室e)斜腹箱圖1波形鋼腹板組合梁橋典型斷面圖6.2波形鋼腹板6.2.1波形鋼腹板幾何參數包括：波形鋼腹板波長Lw、腹板截面高度hw、直板段長度aw、斜板段投影長度bm、斜板段長度cw、腹板形狀高度dw、厚度tw、彎折半徑rw及彎折角度θw等，見圖2。圖2波形鋼腹板構造圖6.2.2波形鋼腹板預應力箱梁橋設計選型波形鋼腹板時，宜采用表1規定的標準波形。5表1波形鋼腹板形狀規格形狀規格波長適用厚度形狀尺寸參數1000型1200型1600型1800型6.2.3波形鋼腹板之間的連接可采用焊接連接或高強螺栓連接，見圖3、圖4。坡口焊縫坡口焊縫貼腳焊縫a)破口焊接b)貼角焊接圖3焊接連接形式a)單面摩擦高強螺栓連接b)雙面摩擦高強螺栓連接圖4高強螺栓連接形式6.2.4波形鋼腹板的厚度不宜小于8mm,板厚的選擇根據腹板所受剪力的大小及屈曲強度來確定。6.2.5波形鋼腹板的冷彎加工彎曲半徑不宜小于15倍的板厚。7構造設計7.1一般規定7.1.1波形鋼腹板組合箱梁橋的總體布置應綜合考慮結構受力、景觀效果、波形鋼腹板的加工及施工工藝等因素。總體構造設計宜滿足下列要求：a)跨徑為30m~60m的組合箱梁橋宜采用等截面連續箱梁；跨徑為60m~160m的組合箱梁橋宜采用變截面連續梁橋或連續剛構；跨徑160m以上的組合箱梁橋宜采用矮塔斜拉橋的結構形式；b)對于跨徑100m以上的連續梁橋，中支點梁高宜取為跨徑的1/15~1/19,跨中梁高宜取為跨徑的1/30~1/40。7.1.2墩頂節段及組合腹板段規定如下：a)組合腹板段內襯混凝土應根據抗裂驗算結果確定是否設置豎向預應力筋。豎向預應力筋可采用精軋螺紋鋼筋或鋼絞線；b)箱梁底板及內襯混凝土應布設防裂鋼筋網片，避免混凝土產生表面收縮裂紋。7.1.3混凝土橋面板規定如下：6c)組合箱梁橋頂板、底板的厚度應根據預應力布置及結構受力要求來確定。頂板厚度不宜小于250mm,底板厚度不宜小于220mm;d)組合箱梁橋應根據頂、底板與波形鋼腹板連接形式的不同，宜在頂、底板與腹板連接處采用承托過渡處理。7.2連接件7.2.1波形鋼腹板與混凝土頂、底板的連接件，應能夠可靠傳遞作用于其連接部的橋軸方向的水平剪力等內力，保證其正常使用時不發生相對位移。7.2.2波形鋼腹板與頂底板和橫隔板常用的連接方式有栓釘連接、單PBL+栓釘、雙PBL連接、埋入式連接、型鋼連接等，可根據實際情況確定，見圖5。a)栓釘連接件b)單PBL+栓釘連接件c)雙PBL連接件d)埋入式連接件e)型鋼連接件圖5波形鋼腹板與橋面板的連接形式7.3橫隔梁、錨固塊、轉向塊及體外預應力7.3.1為保證波形鋼腹板組合箱梁的抗扭剛度，應設置一定數量的橫隔梁。7.3.2波形鋼腹板組合箱梁橋應在支點處、底板體外預應力鋼筋縱向折線折角處設置橫隔梁。7.3.3當采用波形鋼腹板斜拉橋型時，宜在拉索錨固處設置橫隔梁。7.3.4混凝土橫隔梁可與體外索的錨固塊、轉向塊設為一體。7.3.5體外預應力鋼束錨固塊與轉向塊之間或者兩個轉向塊之間的自由段長度不應大于10m,超過時應設置減震裝置。7.3.6當連接件中有貫穿鋼筋時，應合理設置承托高度，使得貫穿鋼筋能順利通過。7.3.7端橫梁與波形鋼腹板連接部位宜采用硅膠等止水材料密封，防止雨露水滲入。7.4內襯混凝土7.4.1波形鋼腹板組合箱梁橋應于支點處設置內襯混凝土。7.4.2內襯混凝土厚度不宜小于200mm。7.4.3內襯混凝土長度不應小于連接處波形鋼腹板最大凈高的1.2倍。77.4.4內襯混凝土與波形鋼腹板宜采用栓釘連接，也可采用其他可靠的方式連接。8結構計算8.1整體計算8.1.1基本假定波形鋼腹板組合箱梁結構計算采用以下假定：a)箱梁縱向彎曲符合平截面假定；b)波形鋼腹板不承受軸向力，縱向彎曲時可忽略波形鋼腹板的縱向彎曲作用，彎矩僅由混凝土頂、底板構成的斷面承擔；c)波形鋼腹板與混凝土頂、底板共同工作，不發生相對滑移或剪切連接破壞；d)截面剪力由波形鋼腹板承擔。8.1.2結構計算8.1.2.1波形鋼腹板組合箱梁橋應根據結構形式、斷面構成、荷載狀態選用合適的結構模型進行結構8.1.2.2結構模型可做適當等效模擬，并能夠真實反映橋梁的實際受力狀況。8.1.2.3波形鋼腹板組合箱梁的抗扭慣性矩可按式(1)進行計算：Jt——扭轉慣性矩；Am——箱梁截面面積，Am=hm×bm,hm為頂、底板中心線之間的距離，bm=(b?+b?)/2,其中為b?、b?分別為頂、底板處鋼腹板中心線之間的距離；ns-—鋼材與混凝土的剪變模量比，ns=G/Gc;α-—修正系數hm/bm>0.2時，α=0.4hm/bm-0.06;hm/bm≤0.2時，α=0;圖6抗扭慣性矩計算圖8.1.2.4波形鋼腹板組合箱梁縱向彎曲計算，可忽略剪切變形的影響；計算撓度與上拱度時，可按式(2)計入波形鋼腹板剪切變形的影響：8Aw——波形鋼腹板的有效剪切面積；8.1.2.5波形鋼腹板組合箱梁橋溫度效應計算時僅考慮混凝土頂板的溫度變化，不考慮波形鋼腹板的Opu=Ope≤fpa…...............8.1.3疲勞驗算承受動應力的結構構件或者連接件，應根據JTGD64的規定進行疲勞驗算。8.2橫橋向計算8.2.1波形鋼腹板組合箱梁橋應進行橋面板和底板的橫向計算，計算時應考慮波形鋼腹板受橫梁和橋8.2.2波形鋼腹板組合箱梁橋應對端橫隔梁進行受力計算，對于預應力混凝土構件，其橫向分析按預8.2.3用平面框架模型進行計算時，可將橫截面簡化成由頂底板與腹板組成的箱梁框架計算模型，鋼8.3波形鋼腹板計算8.3.1一般規定8.3.1.1波形鋼腹板組合箱梁的波形鋼腹板驗算中，所受剪切力全部由波形鋼腹板承擔，波形鋼腹板8.3.1.2波形鋼腹板的驗算應包括剪應力驗算、屈曲穩定性驗算、鋼腹板之間的連接驗算。箱梁扭轉98.3.1.4在面內剪切荷載的作用下，波形鋼板的屈曲模式主要有整體屈曲、局部屈曲以及合成屈曲三種，見圖7。a)局部屈曲模式b)整體屈曲模式c)合成屈曲模式圖7波形鋼板屈曲模式8.3.2剪應力驗算8.3.2.1波形鋼腹板的剪應力主要包括彎曲剪應力和自由扭轉剪應力，波形鋼腹板的剪應力應符合式Tt--自由扭轉剪應力；8.3.2.2波形鋼腹板的彎曲剪應力按式(5)進行計算：v--豎向剪力設計值；vp—-預應力的豎向分力設計值；8.3.2.3波形鋼腹板的自由扭轉剪應力按式(6)進行計算：Tt-—自由扭轉剪應力；a——修正系數，α=0.4hm/bm-0.06,當hm/bm≤0.2時，α=0。8.3.3屈曲驗算....................k——剪切屈曲系數，aw——波形鋼腹板直板段長度；E——鋼材的彈性模量；v——鋼材的泊松比；hw——波形鋼腹板高度；tw——波形鋼腹板厚度。8.3.3.2波形鋼腹板整體屈曲應力可按式(8)、(9)、(10)進行計算：..........................................................Tcr,g-—整體屈曲剪應力；β--波形鋼腹板整體嵌固系數(β取1.0);Ix--單位長度波形鋼腹板橋軸向中性軸的慣性矩；Iy--單位長度波形鋼腹板高度方向的慣性矩。δ—-波形鋼腹板波高與鋼板板厚比，δdw/tw;8.3.3.3波形鋼腹板的合成屈曲剪應力可按式(11)進行計算： Tcr——合成屈曲剪應力。合成屈曲剪應力應滿足以下條件： (12)8.3.4波形鋼腹板之間的連接計算8.3.4.1抗剪連接中，一個高強度螺栓的抗剪承載力設計值應按式(13)計算：nb (13)nb——螺栓的抗剪承載力設計值；nf——傳力摩擦面數；μ——摩擦面的抗滑移系數；P——高強度螺栓的預拉力。8.3.4.2焊接連接中，鋼腹板搭接焊縫的直角焊縫在剪力作用下，其剪應力按下式(14)進行計算：va——焊縫承受的豎向剪力設計值；fw——角焊縫的強度設計值；hf——焊縫的焊腳尺寸；lw——焊縫的計算長度；對每條焊縫取其實際長度減去2hf8.3.5波形鋼腹板與翼緣板的焊接計算8.3.5.1縱橋向驗算可按式(15)進行計算：T-—由縱向彎矩產生的正應力；Q——焊縫承受的縱向剪力設計值；fw——角焊縫的強度設計值；hp——焊縫的焊腳尺寸：lw——焊縫的計算長度。8.3.5.2橫橋向驗算可按式(16)進行計算：Om——由橫向彎矩產生的正應力；Ma-—橫向彎矩組合設計值；Ww-—角焊縫有效截面的抵抗矩。fw——角焊縫的強度設計值。合成應力驗算可按式(17)進行計算：T——由縱向彎矩產生的正應力；om——由橫向彎矩產生的正應力；fw——角焊縫的強度設計值。8.3.6內襯混凝土的驗算8.3.6.1在荷載作用下，驗算內襯混凝土受力及配筋時，內襯混凝土承擔的剪力值按其與波形鋼腹板兩者的抗彎剛度進行分配；驗算波形鋼腹板時，按波形鋼腹板承擔全部剪力進行計算。8.3.6.2內襯混凝土承擔的剪力可按式(18)進行計算：Vca——內襯混凝土承擔的剪力設計值；Gc——內襯混凝土的剪變模量；Ac——內襯混凝土的平均斷面面積；As——波形鋼腹板的有效斷面面積；Va——剪力設計值。8.3.6.3內襯混凝土主拉應力可按式(19)、(20)進行計算：otp--內襯混凝土的主拉應力；0c—-內襯混凝土的軸向壓應力，軸向壓應力按內襯混凝土平均厚度計算；Ve-—內襯混凝土承擔的剪應力；Sc--內襯混凝土最小厚度斷面，剪應力計算點外側部分面積對中性軸的一次矩；Ic--內襯混凝土最小厚度斷面，相對斷面中性軸的二次