DB13TechnicalCodeofDesignforHighwayCompositeSteelGir河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)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(yàn)算.....................................................................19本規(guī)范依據(jù)GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)本規(guī)范起草單位：邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司、河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院、同1公路裝配式組合鋼箱梁設(shè)計(jì)規(guī)范本規(guī)范規(guī)定了裝配式組合鋼箱簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定本規(guī)范適用于裝配式組合鋼箱梁直橋與斜橋上部結(jié)下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)JTGD64-2015公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁JTG/TB02-01公路橋梁抗震JTG/TD64-01-2015公路鋼混組合橋梁設(shè)計(jì)JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝通過(guò)剪力傳遞荷載，用于連接鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)使兩者共同受力的連接2是顆粒型有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合材料的統(tǒng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fy——鋼材的屈服強(qiáng)度；fck、fcd——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；ftk、ftd——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；fsk、fsd——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；fpk、fpd——預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；Ec——混凝土的彈性模量；Md——縱向彎矩設(shè)計(jì)值；Mu——橫向角隅抵抗彎矩；3R——波形鋼腹板彎折半徑；Iy——單位長(zhǎng)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(shù)；kg——波形鋼腹板整體屈曲系數(shù)；μ——摩擦面的抗滑移系數(shù)。4.2裝配式組合鋼箱梁橋構(gòu)件及其連接件應(yīng)考慮以下設(shè)計(jì)狀況及其相應(yīng)的極限狀況進(jìn)行驗(yàn)算：a)按持久狀況進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算；b)按短暫狀態(tài)進(jìn)行橋梁在制作、運(yùn)輸和架設(shè)過(guò)程中的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算；c)按偶然狀況進(jìn)行橋梁被撞后的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算；d)按地震狀況進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算。4.7裝配式組合鋼箱梁在車道荷載（不計(jì)沖擊4關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。裝配式組合鋼箱梁橋的橋面鋪裝宜采用瀝青鋪裝設(shè)計(jì)。裝配式組合鋼箱梁橋4.10在裝配式組合鋼箱梁橋設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮施工、運(yùn)營(yíng)管理、結(jié)構(gòu)檢測(cè)以及日常養(yǎng)護(hù)的要求。鋼表面宜采用JT/T722中規(guī)定的涂裝體系進(jìn)行防蝕設(shè)計(jì)。5.1.2裝配式組合鋼箱梁橋設(shè)計(jì)宜選用后續(xù)條文中未明確標(biāo)明強(qiáng)度的，應(yīng)滿足本章關(guān)于相關(guān)材料的最低強(qiáng)度及耐久性要求，其強(qiáng)度標(biāo)5注：當(dāng)采用引氣劑及較高砂率的泵送混凝土且無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，表中C50～C80的Ec值應(yīng)乘以CSP4、5H6I5、7675.4.3碳素結(jié)構(gòu)鋼宜用C級(jí)和D級(jí)，低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)宜采用C級(jí)、D級(jí)和E級(jí)。一般情況下，波的最低溫度達(dá)到0℃~-20℃時(shí)，可選用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中質(zhì)量等級(jí)為D的鋼材，當(dāng)結(jié)構(gòu)使用環(huán)境的最低端面承壓（刨平頂緊）fce8f)疲勞極限狀態(tài)應(yīng)采用本章6.3節(jié)的疲勞荷載單獨(dú)計(jì)算，不與其他荷載組合。行承載能力極限狀態(tài)偶然組合時(shí)宜采用汽車荷載的頻遇值系數(shù)進(jìn)行6.2.3裝配式組合鋼箱梁橋頂?shù)装寤炷翗?gòu)件應(yīng)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(xiàng)安全系數(shù)應(yīng)取為1.1。6.3.3裝配式組合鋼箱梁橋應(yīng)按JTGD64的規(guī)定計(jì)算疲勞損傷等效系數(shù)。6.3.4疲勞荷載效應(yīng)計(jì)算應(yīng)考慮多車道分別加載的影響。疲勞荷載效應(yīng)計(jì)算中不應(yīng)考慮沖擊作用的影響。7總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求7.1總體設(shè)計(jì)7.1.1裝配式組合鋼箱梁應(yīng)由鋼-聚合物混凝土組合頂板、波形鋼腹板、鋼箱-預(yù)應(yīng)力混凝土組合底板、橫隔板組成。設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)各構(gòu)件的功能和受力特點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算。7.1.2鋼-聚合物混凝土組合頂板應(yīng)按下層鋼、上層聚合物混凝土板組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。7.1.3波形鋼腹板由滿足跨長(zhǎng)要求的板材冷加工彎折而成，波形鋼腹板的幾何形狀應(yīng)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(cè)傾角度θ控制確定。各參數(shù)的意義示于圖2中。圖2波形鋼腹板參數(shù)示意7.1.4鋼箱-預(yù)應(yīng)力混凝土組合底板應(yīng)由鋼底板、鋼頂板、剪力連接鍵、先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋、微膨脹混凝土構(gòu)成。7.1.5橫隔板應(yīng)由隔板鋼板、隔板間剪力鍵、填充混凝土構(gòu)成。其隔板鋼板應(yīng)與箱梁頂板、底板、腹板連成整體。7.1.6波形鋼腹板應(yīng)通過(guò)與鋼-聚合物混凝土組合頂板中的鋼板及鋼箱-預(yù)應(yīng)力混凝土組合底板中的鋼頂板焊接，與頂?shù)装褰M合結(jié)構(gòu)形成整體結(jié)構(gòu)。7.1.7裝配式組合鋼箱梁內(nèi)力分析應(yīng)考慮溫度效應(yīng)、荷載橫向分布、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失、施工方法和施工步驟的影響。7.2單梁設(shè)計(jì)7.2.1裝配式組合鋼箱梁?jiǎn)瘟簯?yīng)根據(jù)梁體所在位置不同區(qū)分為中梁與邊梁兩種截面形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。7.2.2單梁應(yīng)根據(jù)跨徑選取合適的梁高、腹板中心距。其梁寬不宜超過(guò)3.0m,梁高不應(yīng)超過(guò)2.2m,且不宜超過(guò)同等跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁梁高的上限。截面總體尺寸與設(shè)置要求應(yīng)符合本規(guī)范及JTGD62及JTGD64中關(guān)于箱梁構(gòu)造的相關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)中還應(yīng)兼顧施工運(yùn)輸?shù)南拗茥l件。工工況，并保證在施工過(guò)程中不出現(xiàn)腹板和頂板的整體失穩(wěn)或7.2.5裝配式組合鋼箱梁?jiǎn)瘟涸O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)在豎向及橫橋向荷載下7.2.7單梁頂板與腹板連接處應(yīng)設(shè)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(yīng)根據(jù)腹板所受剪力的大小及屈曲強(qiáng)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(yīng)小于15倍板厚。7.5.5波形鋼腹板應(yīng)采用融透對(duì)接焊與頂?shù)装邃摪搴咐危负髴?yīng)按I級(jí)焊縫進(jìn)行驗(yàn)收。7.5.6傾斜波形鋼腹板應(yīng)根據(jù)腹板側(cè)向傾角設(shè)計(jì)合理的下斜形狀，確保彎折后的板材邊線位于同一平面內(nèi)。7.6連接件7.6.1在裝配式組合鋼箱梁上設(shè)置連接件應(yīng)綜合考慮構(gòu)造合理性、施工可行性、耐久性等因素進(jìn)行選擇。7.6.2頂板鋼筋連接鍵應(yīng)同時(shí)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(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：a)焊釘?shù)拈L(zhǎng)度不應(yīng)小于其釘桿直徑的4倍；b)焊釘縱橋向的中心間距不應(yīng)小于5倍的焊釘直徑，且不小于100mm;橫橋向的中心間距不應(yīng)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(yīng)大于22ty√235/fy;d)焊釘連接件到翼緣的距離不應(yīng)小于40mm。7.6.4組合底板內(nèi)的連接件宜采用鋼筋剪力鍵。7.6.5橫隔板內(nèi)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(jié)構(gòu)分析8.1整體分析8.1.1裝配式組合鋼箱梁的作用效應(yīng)宜按彈性理論進(jìn)行計(jì)算。8.1.2裝配式組合鋼箱梁可按簡(jiǎn)支梁理論計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載及溫度內(nèi)力，但應(yīng)選取恰當(dāng)方法分析計(jì)算交通荷載橫向分布產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。如做簡(jiǎn)化處理，可按剛性橫梁法計(jì)算交通荷載下目標(biāo)單梁跨中的內(nèi)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(nèi)力計(jì)算中應(yīng)按JTGD62-2004第4章中的相關(guān)規(guī)定計(jì)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(tài)應(yīng)按以下計(jì)算假定進(jìn)a)鋼腹板與箱梁上翼板及組合底板共同工作，不發(fā)生相對(duì)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(yīng)驗(yàn)算承載能力極限狀態(tài)下的構(gòu)件強(qiáng)度以及在正常使用極限8.2.1橫向受力分析應(yīng)包括橫隔梁8.2.2采用梁格法計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入單梁8.2.3分析橋面板內(nèi)力時(shí)應(yīng)考慮車輪落于兩腹板間產(chǎn)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(jì)算，其抗扭剛度可按式G4GcAG4GcAt1nst51t22nst61nst31nst41）；n）；）；）；）；2h2h8.3.2頂?shù)装宓膹澢龖?yīng)力應(yīng)按(2)式計(jì)算：8.3.4頂?shù)装遄杂膳まD(zhuǎn)剪應(yīng)力應(yīng)按式(4)、式(5)、式(6)和式(7)進(jìn)行計(jì)算：T2Amt12Amt1/nst5T2Amt22Amt22nst6），ns——鋼與混凝土的剪切模量比，見(jiàn)8.3.1條。8.3.5腹板在豎向荷載作用下的彎曲剪應(yīng)力應(yīng)按（8）a）；）；8.3.6腹板自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力應(yīng)按（）；a0.40.060 S——SSSd（mm4 dxsGhwtw式中:）；）；）；）；8.4.1波形鋼腹板應(yīng)通過(guò)（12）式P——加載疲勞荷載模型后換算得到的對(duì)應(yīng)于2×106次加載的）；C——常幅疲勞極限，對(duì)波形腹板焊縫取為100MP9.1.1構(gòu)件設(shè)計(jì)不僅應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體安全的需要，還應(yīng)滿足作為第二體系自身受力安9.1.2鋼構(gòu)件與混凝土作為組合結(jié)構(gòu)共同承載時(shí)，應(yīng)按平截面假定確定各自分配的荷載，結(jié)構(gòu)應(yīng)變低于應(yīng)變?cè)试S值時(shí)，考慮鋼-混凝土共同作用，當(dāng)混凝土應(yīng)變高于9.2.3計(jì)算輪載產(chǎn)生的頂板橫橋向彎曲內(nèi)力時(shí)，板的橫向?qū)挾葢?yīng)按車輪橫向有效分布寬9.2.4頂板混凝土的正截面強(qiáng)度應(yīng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(qiáng)度應(yīng)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(shù)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)Cfc——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(guò)下式聯(lián)立求1fcxbbfy——鋼板的屈服強(qiáng)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(yīng)變不均勻系數(shù)，當(dāng)0.2時(shí)，取0.2；當(dāng)1.0時(shí)，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(qū)底邊的距離（mm）：當(dāng)cs20時(shí)，取cs20；當(dāng)te——按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的橫向受拉鋼筋配筋率，在最大裂縫寬度計(jì)算中，當(dāng)Ate——有效受拉混凝土截面面積：取AAs——受拉區(qū)橫向普通鋼筋截面面積（mm2deq——受拉區(qū)橫向受拉鋼筋的等效直徑（mmdi——受拉區(qū)第i種橫向鋼筋的公稱直徑（mmni——受拉區(qū)第i種橫向鋼筋的根數(shù)；vi——受拉區(qū)第i種橫向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)，對(duì)于光圓鋼筋，取vi0.7；對(duì)于帶肋鋼筋，maxfy………（16）(y0t4)M——組合箱梁外荷載作用下考慮縱向預(yù)應(yīng)力效應(yīng)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(qiáng)度（MPa）。a+t≤fv……（17）9.3.3波形鋼腹板的剪應(yīng)力應(yīng)按（