DB13TechnicalCodeofDesignforHighwayCompositeSteelGir河北省質量技術監督局發布I 1 1 1 1 2 3 4 4 4 5 6 8 8 8 8 8 9 9 9 9.4剪力鍵驗算.....................................................................19本規范依據GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的規本規范起草單位：邢臺路橋建設總公司、河北省交通規劃設計院、同1公路裝配式組合鋼箱梁設計規范本規范規定了裝配式組合鋼箱簡支梁橋上部結構設計的基本規定本規范適用于裝配式組合鋼箱梁直橋與斜橋上部結下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版GB50917鋼-混凝土組合橋梁JTGD62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計JTGD64-2015公路鋼結構橋梁JTG/TB02-01公路橋梁抗震JTG/TD64-01-2015公路鋼混組合橋梁設計JT/T722公路橋梁鋼結構防腐涂裝通過剪力傳遞荷載，用于連接鋼結構與混凝土結構使兩者共同受力的連接2是顆粒型有機－無機復合材料的統稱。又稱為聚合物改性混凝土。與普通水泥裝配式組合鋼箱梁prefabricatedcompositestef——鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設計值；fv——鋼材的抗剪強度設計值；fy——鋼材的屈服強度；fck、fcd——混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值；ftk、ftd——混凝土軸心抗拉強度標準值、設計值；fsk、fsd——普通鋼筋抗拉強度標準值、設計值；fpk、fpd——預應力鋼筋抗拉強度標準值、設計值；Ec——混凝土的彈性模量；Md——縱向彎矩設計值；Mu——橫向角隅抵抗彎矩；3R——波形鋼腹板彎折半徑；Iy——單位長度波形鋼腹板高度方向的慣性矩。υc——混凝土的泊松比；kv——剪切修正系數；kg——波形鋼腹板整體屈曲系數；μ——摩擦面的抗滑移系數。4.2裝配式組合鋼箱梁橋構件及其連接件應考慮以下設計狀況及其相應的極限狀況進行驗算：a)按持久狀況進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計驗算；b)按短暫狀態進行橋梁在制作、運輸和架設過程中的承載能力極限狀態設計驗算；c)按偶然狀況進行橋梁被撞后的承載能力極限狀態設計驗算；d)按地震狀況進行承載能力極限狀態設計驗算。4.7裝配式組合鋼箱梁在車道荷載（不計沖擊4關規定進行設計。裝配式組合鋼箱梁橋的橋面鋪裝宜采用瀝青鋪裝設計。裝配式組合鋼箱梁橋4.10在裝配式組合鋼箱梁橋設計中應考慮施工、運營管理、結構檢測以及日常養護的要求。鋼表面宜采用JT/T722中規定的涂裝體系進行防蝕設計。5.1.2裝配式組合鋼箱梁橋設計宜選用后續條文中未明確標明強度的，應滿足本章關于相關材料的最低強度及耐久性要求，其強度標5注：當采用引氣劑及較高砂率的泵送混凝土且無實測數據時，表中C50～C80的Ec值應乘以CSP4、5H6I5、7675.4.3碳素結構鋼宜用C級和D級，低合金高強度鋼結構宜采用C級、D級和E級。一般情況下，波的最低溫度達到0℃~-20℃時，可選用現行國家標準中質量等級為D的鋼材，當結構使用環境的最低端面承壓（刨平頂緊）fce8f)疲勞極限狀態應采用本章6.3節的疲勞荷載單獨計算，不與其他荷載組合。行承載能力極限狀態偶然組合時宜采用汽車荷載的頻遇值系數進行6.2.3裝配式組合鋼箱梁橋頂底板混凝土構件應考慮收縮和徐變作用的影響，其取值和40kN60kN105kN80kN80kN80kN2.02.57.096.3.2疲勞荷載的作用分項安全系數應取為1.1。6.3.3裝配式組合鋼箱梁橋應按JTGD64的規定計算疲勞損傷等效系數。6.3.4疲勞荷載效應計算應考慮多車道分別加載的影響。疲勞荷載效應計算中不應考慮沖擊作用的影響。7總體設計與構造要求7.1總體設計7.1.1裝配式組合鋼箱梁應由鋼-聚合物混凝土組合頂板、波形鋼腹板、鋼箱-預應力混凝土組合底板、橫隔板組成。設計中應針對各構件的功能和受力特點分別進行計算。7.1.2鋼-聚合物混凝土組合頂板應按下層鋼、上層聚合物混凝土板組合結構進行設計。7.1.3波形鋼腹板由滿足跨長要求的板材冷加工彎折而成，波形鋼腹板的幾何形狀應由腹板高度h、波高d、板厚t、直板段幅寬a、斜板段投影寬度b、斜板段幅寬C、彎折半徑R和腹板側傾角度θ控制確定。各參數的意義示于圖2中。圖2波形鋼腹板參數示意7.1.4鋼箱-預應力混凝土組合底板應由鋼底板、鋼頂板、剪力連接鍵、先張法預應力鋼筋、微膨脹混凝土構成。7.1.5橫隔板應由隔板鋼板、隔板間剪力鍵、填充混凝土構成。其隔板鋼板應與箱梁頂板、底板、腹板連成整體。7.1.6波形鋼腹板應通過與鋼-聚合物混凝土組合頂板中的鋼板及鋼箱-預應力混凝土組合底板中的鋼頂板焊接，與頂底板組合結構形成整體結構。7.1.7裝配式組合鋼箱梁內力分析應考慮溫度效應、荷載橫向分布、混凝土收縮徐變、預應力損失、施工方法和施工步驟的影響。7.2單梁設計7.2.1裝配式組合鋼箱梁單梁應根據梁體所在位置不同區分為中梁與邊梁兩種截面形式進行設計。7.2.2單梁應根據跨徑選取合適的梁高、腹板中心距。其梁寬不宜超過3.0m,梁高不應超過2.2m,且不宜超過同等跨度預應力鋼筋混凝土箱梁梁高的上限。截面總體尺寸與設置要求應符合本規范及JTGD62及JTGD64中關于箱梁構造的相關規定。設計中還應兼顧施工運輸的限制條件。工工況，并保證在施工過程中不出現腹板和頂板的整體失穩或7.2.5裝配式組合鋼箱梁單梁設計時應考慮結構在豎向及橫橋向荷載下7.2.7單梁頂板與腹板連接處應設置梗7.5.1波形鋼腹板的厚度不宜小于6.4mm，板厚的選擇應根據腹板所受剪力的大小及屈曲強度確定。430圖3波形鋼腹板大樣(單位：mm)7.5.3波形鋼腹板的縱橋向幅寬宜與斜方向幅寬相等。7.5.4波形鋼腹板的冷彎加工彎曲半徑不應小于15倍板厚。7.5.5波形鋼腹板應采用融透對接焊與頂底板鋼板焊牢，焊后應按I級焊縫進行驗收。7.5.6傾斜波形鋼腹板應根據腹板側向傾角設計合理的下斜形狀，確保彎折后的板材邊線位于同一平面內。7.6連接件7.6.1在裝配式組合鋼箱梁上設置連接件應綜合考慮構造合理性、施工可行性、耐久性等因素進行選擇。7.6.2頂板鋼筋連接鍵應同時滿足縱橋向的抗剪受力、橫橋向橋面抗彎受力的要求。7.6.3焊釘連接件設計應遵循以下原則：a)焊釘的長度不應小于其釘桿直徑的4倍；b)焊釘縱橋向的中心間距不應小于5倍的焊釘直徑，且不小于100mm;橫橋向的中心間距不應小于4倍的焊釘直徑且不小于60mm;c)焊釘連接件沿主要受力方向中心間距不應大于22ty√235/fy;d)焊釘連接件到翼緣的距離不應小于40mm。7.6.4組合底板內的連接件宜采用鋼筋剪力鍵。7.6.5橫隔板內的連接件采用鋼筋剪力鍵或栓釘剪力鍵，剪力鍵中心距不宜小于200mm。8結構分析8.1整體分析8.1.1裝配式組合鋼箱梁的作用效應宜按彈性理論進行計算。8.1.2裝配式組合鋼箱梁可按簡支梁理論計算結構恒載及溫度內力，但應選取恰當方法分析計算交通荷載橫向分布產生的結構內力。如做簡化處理，可按剛性橫梁法計算交通荷載下目標單梁跨中的內力分配。8.1.3裝配式組合鋼箱梁的組合頂板和組合底板在內力計算中應按JTGD62-2004第4章中的相關規定計算有效寬度。8.1.4裝配式組合鋼箱梁的承載能力極限狀態應按以下計算假定進a)鋼腹板與箱梁上翼板及組合底板共同工作，不發生相對滑移或剪切連接破壞；c)組合頂板及組合底板組合底板僅承受彎矩和軸力，波形鋼腹板僅承受剪力；8.1.6裝配式組合鋼箱梁應驗算承載能力極限狀態下的構件強度以及在正常使用極限8.2.1橫向受力分析應包括橫隔梁8.2.2采用梁格法計算時應計入單梁8.2.3分析橋面板內力時應考慮車輪落于兩腹板間產生的橫向彎矩8.3.1單梁的抗扭剛度宜偏保守的按忽略掉外伸翼緣后的截面計算，其抗扭剛度可按式G4GcAG4GcAt1nst51t22nst61nst31nst41）；n）；）；）；）；2h2h8.3.2頂底板的彎曲正應力應按(2)式計算：8.3.4頂底板自由扭轉剪應力應按式(4)、式(5)、式(6)和式(7)進行計算：T2Amt12Amt1/nst5T2Amt22Amt22nst6），ns——鋼與混凝土的剪切模量比，見8.3.1條。8.3.5腹板在豎向荷載作用下的彎曲剪應力應按（8）a）；）；8.3.6腹板自由扭轉剪應力應按（）；a0.40.060 S——SSSd（mm4 dxsGhwtw式中:）；）；）；）；8.4.1波形鋼腹板應通過（12）式P——加載疲勞荷載模型后換算得到的對應于2×106次加載的）；C——常幅疲勞極限，對波形腹板焊縫取為100MP9.1.1構件設計不僅應滿足結構整體安全的需要，還應滿足作為第二體系自身受力安9.1.2鋼構件與混凝土作為組合結構共同承載時，應按平截面假定確定各自分配的荷載，結構應變低于應變允許值時，考慮鋼-混凝土共同作用，當混凝土應變高于9.2.3計算輪載產生的頂板橫橋向彎曲內力時，板的橫向寬度應按車輪橫向有效分布寬9.2.4頂板混凝土的正截面強度應采用(hy0t1)y0——組合箱梁截面形心距底板截面形心距離（mmfc——混凝土抗壓強度設計值（MPa）；I——組合截面等效混凝土截面慣性矩（mm4）。9.2.5頂板由于腹板支承作用形成的橫橋向抗彎強度應采用式（MM——組合箱梁頂板在橫向單位寬度所受的彎矩（N合箱梁）；1——系數。當混凝土強度等級不超過Cfc——混凝土抗壓強度設計值（MPa）；）；3——組合箱梁頂板鋼墊板厚度（mm）；y——組合箱梁頂板截面形心位置距鋼墊板下緣高度（mm）；x——組合箱梁頂板截面混凝土受壓高度（mm），其值通過下式聯立求1fcxbbfy——鋼板的屈服強度（MPa）；ft3x yft3x 0.8fyfy0.0033ESES——鋼板的彈性模量（MPa）。dwmaxdwmax1.9s1.9cs0.08eq0.2mmEste f fdeqnidi2nividi——裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數，當0.2時，取0.2；當1.0時，取Es——鋼筋的彈性模量（MPacs——最外層橫向受拉鋼筋外邊緣至受拉區底邊的距離（mm）：當cs20時，取cs20；當te——按有效受拉混凝土截面面積計算的橫向受拉鋼筋配筋率，在最大裂縫寬度計算中，當Ate——有效受拉混凝土截面面積：取AAs——受拉區橫向普通鋼筋截面面積（mm2deq——受拉區橫向受拉鋼筋的等效直徑（mmdi——受拉區第i種橫向鋼筋的公稱直徑（mmni——受拉區第i種橫向鋼筋的根數；vi——受拉區第i種橫向鋼筋的相對粘結特性系數，對于光圓鋼筋，取vi0.7；對于帶肋鋼筋，maxfy………（16）(y0t4)M——組合箱梁外荷載作用下考慮縱向預應力效應后在縱向所受到的彎矩（N·mm）；E——鋼材與混凝土的彈性模量比；y0——組合箱梁截面形心距底板截面形心距離（mm）；）；）；I——組合截面等效慣性矩（mm4fy——鋼材的屈服強度（MPa）。a+t≤fv……（17）9.3.3波形鋼腹板的剪應力應按（