DB13 T 5315-2020 钢-混凝土组合桥面板设计与施工规范.pdf

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1、ICS 93.040 CCS P 66 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5315 2020 钢 -混凝土组合桥面板设计与施工规程 2020 - 12 - 29 发布 2021 - 01 - 29 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 5315 2020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 材料 . 2 6 结构计算 . 3 7 构造要求 . 8 8 施工 . 11 9 质量验收 . 12 DB13/T 5315 2020 II 前 言 本 文件 按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导

2、则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则 的规定 起草。 本 文件 由河北省交通运输厅提出。 本 文件 起草单位 ：河北省交通规划设计院 、东南大学、邢台路桥建设总公司。 本 文件 主要起草人： 王国清、何勇海、万水、朱冀军、雷伟、闫涛、李志聪、刘桂满、张磊、宋 涛、朱万勇、张钰伯、纪强、苏立超、高海涛、韩瑞东、李宁、崔志永、任宇扬、李会新、张莹、朱 中华、丁鹏飞、安伟胜、田泽宇、陈晓红、高飞、彭姚。 DB13/T 5315 2020 1 钢 -混凝土组合桥面板设计与施工规程 1 范围 本文件规定了钢 -混凝土组合桥面板设计与施工技术的术语和定义、符号、材料、构造要求、结构 计算、施工、质量

3、验收等。 本文件适用于各等级公路钢混组合梁桥采用的钢 -混凝土组合桥面板。城市道路桥梁 可参照执 行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T 700 碳素结构钢 GB/T 714 桥梁用结构钢 GB/T 1591 低合金高强度结构钢 GB/T 10433 电弧螺柱焊用圆柱头焊钉 GB/T 39147 混凝土用钢纤维 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50017 钢结构设计标准 GB 50204 混凝 土结

4、构工程施工质量验收规范 GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB 50661 钢结构焊接规范 GB 50917 钢 -混凝土组合桥梁设计规范 JTG 2120 公路工程结构可靠性设计统一标准 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D62 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T D64-01 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JTG F80/1 公路工程质量检 验评定标准 JTG/T F10 公路桥涵施工技术规范 JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 Q/

5、CR 9211 铁路钢桥制造规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 DB13/T 5315 2020 2 钢 -混凝土组合桥面板 steel-concrete composite bridge deck 由混凝土板与底钢板通过抗剪连接件组合而成能共同受力的桥面板。以下简称钢混组合桥面板。 3.2 带孔加劲钢板剪力键 shear bond of steel plate with holes 将带孔加劲钢板作为加劲肋焊接在平直底钢板上 ，作为底钢板与混凝土之间的抗剪连接件。 3.3 栓钉剪力键 bolt shear key 将栓钉按一定技术要求焊接在底钢板上，承受底钢板与混凝土

6、之间的纵向水平剪力和相对滑移， 实现共同工作的剪力键。 3.4 混合剪力键 hybrid shear key 将带孔加劲钢板剪力键和栓钉剪力键，按照一定技术要求焊接在底钢板上，并埋设在混凝土中的 剪力键。 4 总则 4.1 为了规范钢混组合桥面板的设计、制造、施工与质量验收，提高桥面板的耐久性能，特制订本文 件。 4.2 本文件的设计原则应符合 JTG 2120 规定。 4.3 本文件采用的设计基准期为 100 年。 4.4 钢混组合桥面板可用于钢板梁、 钢箱梁、钢格子梁 的桥面板。 4.5 钢混组合桥面板应根据主体结构所处的环境条件和设计使用年限要求进行耐久性设计，且应符合 现行国家标准及行

7、业标准的有关规定。 5 材料 5.1 混凝土 5.1.1 混凝土的材料参数应按 JTG D62 的有关规定执行。 5.1.2 钢混组合桥面板混凝土强度等级应与主梁结构等效混凝土强度一致，但不应低于 C30。 5.1.3 钢混组合桥面板应采用低收缩钢纤维混凝土，钢纤维掺量 35 kg/m3 60kg/m3。 5.2 钢材 5.2.1 结构钢材 应 满足强度、塑性、韧性和可焊性的要求，选用时应综合考虑结构的重要性、荷载特 征、结构形式、 应力状态、连接方法、钢材厚度及工作环境等因素。 5.2.2 钢混组合桥面板 用的钢材宜采用质量等级 C 级或以上级别的碳素结构钢、低合金高强度结构钢 或桥梁用结构

8、钢，其质量要求应符合 GB/T 700、 GB/T 1591 和 GB/T 714 的规定，钢材的强度设计值和 物理特性指标按 GB 50917 规定执行。 5.2.3 钢 板及其连接件的焊接材料，在选用时应与主体钢材相匹配。 5.2.4 焊缝强度设计值应按 GB 50017 规定执行。 5.2.5 栓钉连接件的材料应符合 GB/T 10433 的规定。 5.3 普通钢筋 DB13/T 5315 2020 3 应按 JTG 3362的规定采用。 5.4 钢纤维 应按 GB/T 39147的规定采用。 6 结构计算 6.1 一般规定 6.1.1 根据边界约束条件，钢混组合桥面板应按单向或双向连续

9、桥面板进行设计和计算。 6.1.2 钢混组合桥面板的底钢板应与混凝土共同工作，不应发生相对滑移或剪切破坏。 6.1.3 钢混组合桥面板设计计算中采用的作用及作用效应组合应按 JTG D60 执行。 6.1.4 钢混组合桥面板结构设计规定按 JTG 3362 执行。 6.1.5 钢混组合桥面板的钢结构稳定性验算按 JTG D64 执行。 6.1.6 钢混组合桥面板的剪力件设计 按 JTG/T D64-01 执行 。 6.1.7 钢混组合桥面板收缩徐变效应计算时，收缩系数取值宜为普通混凝土收缩系数的 0.4 倍，徐变 系数取值宜为普通混凝土徐变系数的 0.5 倍。 6.1.8 汽车荷载（不计冲击力

10、）和人群荷载频遇组合在钢混组合桥面跨中产生的最大挠度不应超过计 算跨径的 1/600，在悬臂端产生的最大挠度不应超过计算跨径的 1/300。 6.2 强度计算 6.2.1 抗弯承载能力计算 6.2.1.1 正弯矩 区钢混组合桥面板 正弯矩 区 钢混组合桥面板 ， 当 时， 中心轴位于 钢混组合桥面板的混凝土部分 （图 1），其抗弯承载能力应按式（ 1）计算： （ 1） （ 2） 混凝土板的受压区高度 应按式（ 3）计算： （ 3） 式中 ： 桥梁结构的重要性系数，取 1.1； 弯矩设计值（ N mm） ； 钢材抗拉（或抗压）强度设计值（ MPa） ； 混凝土的轴心抗压强度设计值（ MPa） ；

11、 DB13/T 5315 2020 4 普通钢筋抗拉（或抗压）强度设计值（ MPa） ； 混凝土板上缘钢筋的截面面积（ mm2） ； 受压区钢筋合力点到混凝土板上缘距离（ mm） ； 钢混组合桥面板的单位宽度（ mm） ； 底钢板的厚度（ mm） ； 混 凝土板的厚度（ mm） ； 截面有效高度（ mm） 。 图 1 正弯矩截面抗弯承载能力计算图示（中性轴位于混凝土） 正弯矩 区钢混组合桥面板， 当 时， 中心轴位于 钢混组合桥面板的底钢板部分 （图 2），其抗弯承载能力应按式（ 4）计算： （ 4） （ 5） 底钢板的受压区高度 应按式（ 6）计算： （ 6） 图 2 正弯矩截面抗弯承载能力

12、计算图示（中性轴位于底钢板） 6.2.1.2 负 弯矩 区钢混组合桥面板 负 弯矩 区 钢混组合桥面板 ， 当 时， 中心轴位于 钢混组合桥面板的混凝土部分（图 3）， 其抗弯承载能力应按式（ 7）计算： DB13/T 5315 2020 5 （ 7） 混凝土板的受压区高度 应按式（ 8）计算： （ 8） 图 3 负弯矩截面抗弯承载能力计算图示（中性轴位于混凝土） 负 弯矩 区 钢混组合桥面板 ， 当 时， 中心轴位于 钢混组合桥面板的底钢板部分 （图 4）， 其抗弯承载能力应按式（ 9）计算： （ 9） 底钢板的受压区高度 应按式（ 10）计算： （ 10） 图 4 负弯矩 截面抗弯承载能力

13、计算图示（中性轴位于底钢板） 6.2.2 抗冲切承载能力计算 承受集中荷载作用的 钢混组合桥面板 ，其抗冲切承载能力应按式（ 11）计算： （ 11） （ 12） DB13/T 5315 2020 6 式中 ： 钢混组合桥面板 的冲切力设计值（ N） ； 混凝土的轴心抗拉强度设计值（ MPa） ； 临界周界长度（图 5） （ mm） ； 荷载长度（ mm） ； 荷载宽度（ mm） 。 图 5 剪力临界周界示意图 6.2.3 斜截面承载能力计算 6.2.3.1 钢混组合桥面板垂直于带孔 加劲 钢板方向的斜截面抗剪极限承载能力应按式（ 13）计算： （ 13） 式中 ： 钢混组合桥面板斜截面上的剪

14、力设计值 （ N） ； 混凝土的轴心抗压强度设计值（ MPa） ； 钢混组合桥面板剪力作用范围内的有效肋宽（图 6）（ mm）。 图 6 剪力作用范围内有效肋宽示意图 6.2.3.2 钢混组合桥面板平行于带孔 加劲 钢板方向的斜截面抗剪极限承载能力应按式（ 14）计算： （ 14） DB13/T 5315 2020 7 式中 ： 混凝土的斜截面抗剪承载力设计值， ； 底钢板的斜截面抗剪承载力设计值， ； 钢混组合桥面板的计算截面的剪跨比，可取 ，当 小于 1.5 时，取 1.5；当 大 于 3 时， 取 3， 取集中荷载作用点至支点截面的距离 ； 混凝土的轴心抗拉强度设计值（ MPa） ； 钢

15、材的塑性抗剪强度设计值（ MPa） ， ； 钢混组合桥面板的单位宽度（ mm） 。 （ 15） 由试验可知，钢 -混凝土组合板中混凝土的开裂模式和钢筋混凝土构件的开裂模式类似，因此 可 参照 GB 50010 中斜截面承载力的计算公式： （ 16） 式中 ： 计算截面的剪跨比，可取 ，当 小于 1.5 时，取 1.5；当 大 于 3 时，取 3， 取集中荷 载作用点至支点截面的距离 。 在实际抗剪试验测试结果的基础上，发现有 20%的底钢板 达到钢材的塑性抗剪强度来抵抗竖向剪 力，计算公式为： （ 17） 综上，得到计算斜截面抗剪承载力的公式为： （ 18） 6.3 裂缝宽度验算 6.3.1

16、负弯矩区的钢混组合桥面板，配筋率应大于 1.3%，钢筋应力不低于 120 MPa。 6.3.2 钢混组合桥面板负弯矩区段最大裂缝宽度应按式（ 19）计算： （ 19） 式中 ： 最大裂缝宽度（ mm） ； 钢筋表面形状系数，对光面钢筋 ，带肋钢筋 ； DB13/T 5315 2020 8 作用（或荷载）长期效应影响系数， ，其中 和 分别为按荷载长期效应组 合和短期效应组合计算的内力值（弯矩或轴向力）； 与构件受力性质有关的系数，取值为 1.15； 荷载短期效应组合下负弯矩纵向钢筋应力（ MPa ） ； 混凝土板上缘受拉区纵向受拉钢筋和受拉区带孔 加劲 钢板的配筋率之和，应按式（ 20）计算：

17、 （ 20） 式中 ： 混凝土板上缘受拉区纵向钢筋的面积 （ mm2） ； 受拉区带孔 加劲钢板的面积（ mm2）； 受拉区纵向钢筋和带孔加劲钢板的等效直径（ mm），应按式（ 21）计算： （ 21） 式 中 ： 受拉区纵向钢筋的换算根数； 单位宽度带孔加劲钢板列数； 受拉区纵向钢筋的直径（ mm）； 带孔 加劲 钢板的换算 直径（ mm），应按式（ 22）计算： （ 22） 式 中 ： 带孔 加劲 钢板高度 （ mm）； 带孔 加劲 钢板 厚 度 （ mm）； 钢筋的相对 黏 结特性系数，对光面钢筋 ， 带肋钢筋 .7； 带孔 加劲 钢板剪力键 的相对 黏 结特性系数， 。 6.3.3 钢

18、混组合桥面板负弯矩区的纵向受拉钢筋应力 ss 应按式（ 23）计算： （ 23） 式中 ： DB13/T 5315 2020 9 按荷载短期效应组合计算的弯矩设计值 （ N mm）。 7 构造要求 7.1 一般规定 7.1.1 钢混组合桥面板 承托处的构造示意如图 7 所示。 图 7 钢混组合桥面板 承托 处的构造示意图 2L 承托顶的宽度； 1L 承托底的宽度； th 承托截面总高度； 1ch 承托高度； h 钢混组合 桥面板标准截面总厚度 7.1.2 钢混组合桥面板最小板厚：取公式（ 24）计算结果和 160 mm 中的较大值。 25 110chL （ 24） 式中： ch 为包括底钢板的

19、桥面板最小厚度（ mm）； L 为板跨径（ m）。 7.1.3 钢混组合桥面板跨径不宜大于 10 m，跨径间距与悬臂长度比宜在 1:0.4 以下。悬臂长度大于 2.5m 3.0 m 时，宜设置小纵梁和斜撑。 7.1.4 钢混组合桥面板应与钢板梁、钢格子梁或钢箱梁主受力方向锚固连接。 7.2 底钢板与剪力键 7.2.1 钢混组合桥面板底钢板厚度不应小于 6mm。 7.2.2 钢混组合桥面板的疲劳计算应满足下列要求。底 钢板与纵横钢梁的焊脚至钢梁边缘的距离宜为 10mm 15mm。承托处底钢板折角宜为 40 50。 7.2.3 钢混组合桥面板带孔加劲钢板的开孔直径宜为 5cm 6cm，开孔中心间距

20、宜为 12cm 15cm，开 孔距顶面的距离不宜小于 2cm。其构造应符合图 8 的规定。 7.2.4 带孔加劲钢板与底钢板的连接宜采用连续角焊缝或间断错位双面焊缝（图 9），焊脚高度宜大 于 6mm。 DB13/T 5315 2020 10 图 8 带孔加劲钢板构造图（ cm） 图 9 底钢板与纵横梁的焊接 示意 7.2.5 带孔加劲钢板间的间距宜为 35cm 45cm。带孔加劲钢板的方向应与钢板梁、钢格子梁或钢箱 梁的 构造相匹配。 7.2.6 带孔加劲钢板的混凝土保护层厚度不应小于 25mm。 7.2.7 栓钉剪力键的间距宜为 15cm 30cm，当该间距布置的剪力键不能满足抗剪要求时，

21、宜加密错 位布置增加剪力键数量，剪力键错位布置应符合图 10 的规定。 图 10 剪力键加密错位布置 示意图 7.2.8 栓钉剪力键的混凝土保护层厚度不应小于 25mm。 7.3 钢筋 7.3.1 钢混组合桥面板应设置纵横双层钢筋网，钢筋直径不应小于 16mm。 7.3.2 钢混组合桥面板垂直于带孔加劲钢板方向的底层钢筋应穿过带孔加劲钢板的开孔，其钢筋直径 宜为开孔直径的 1/4。 7.3.3 钢混组合桥面板在负弯矩区受拉钢筋长度应 布置在负弯矩区以外，在同一截面截断的受拉钢筋 面积占受拉钢筋总面积的百分数不宜超过 50%。 7.3.4 在负弯矩区段，宜设置弯起钢筋，其构造应符合图 11 的规

22、定。 DB13/T 5315 2020 11 （ a） 立面 （ b） 平面（未示意带孔加劲钢板和负弯矩纵向钢筋） 图 11 负弯矩区段弯起钢筋的构造 7.3.5 钢混组合桥面板在负弯矩区的纵向钢筋，应伸过主梁的支承处，并留有足够的锚固长度或弯钩。 7.3.6 开孔钢板内贯穿钢筋安装及定位宜居中布置，并严禁与开孔板焊接，贯穿钢筋直径不宜小于 12mm。 8 施工 8.1 钢结构 8.1.1 支撑钢混组合桥面板的钢板梁、钢格子梁或钢箱梁，其下料、加工、制造、运输、安装等 工艺 和质量控制应满足 JTG/T F10 及 Q/CR 9211 规定。 8.1.2 钢混组合桥面板的底钢板和带孔加劲钢板，

23、原材料的规格、材质、强度等级和检查验收应满足 相关规范要求，且必须编制用于指导制作、装配、焊接工艺的文件。 8.1.3 钢板下料应采用激光、等离子或火焰切割下料。过渡坡口应采用铣边机或在内场利用半自动切 割机进行加工，焊接坡口应在专用平台上切割完成。 8.1.4 号料严格按套料图进行。钢板起吊转运应采用专用吊具起吊，保证钢板及下料后零件的平整度。 8.1.5 应设计合理的焊接顺序，将焊接产生的变形控制在最小范围，并在施焊过程中严加控制。 8.1.6 底钢板加 工时，先对底钢板长度方向用折边机按设计尺寸要求冷加工折边到位，宽度方向的折 边独立下料，并与已折边的钢板进行装配，点焊折边的四角对接缝。

24、 8.1.7 带孔加劲钢板采取单独装配、焊接、矫正，合格后再与底钢板点焊装配。 DB13/T 5315 2020 12 8.1.8 底钢板和带孔加劲钢板的装配应满足下列要求： a) 板和带孔加劲钢板应设置 10mm 15mm 的反变形。应采用先焊外表面焊缝，内侧焊缝用电弧气 刨清根后再焊接的焊接顺序 ； b) 带孔加劲钢板的焊接可采用间断错位双面焊缝，其构造应符合图 12 的规定。 a）侧立面 b）平面 图 12 带孔 加劲 钢板与底钢板间断错位双面焊缝构造 （ cm） 8.1.9 底钢板与带孔加劲钢板、栓钉加工和组装焊接成构件，经检查合格后，与钢板梁、钢格子梁或 钢箱梁组装成主梁。 8.1.

25、10 混凝土浇筑前，应清除底钢板上表面的垃圾、杂物，且不宜涂刷油漆。 8.1.11 栓钉端头与圆柱头部不应有锈或污物，严重锈蚀的不得使用，受潮瓷环应烘干后方可使用。 8.1.12 组合桥面板表面防腐应符合 JT/T 722 要求。桥面板应该采取与主梁相同样式。在寒冷地区等 撒播防冻剂和融雪剂的地域，应采取热镀锌并在浇注混凝土前在底钢板顶面涂装厚膜的聚合物水泥材 料等。 8.2 混凝土 8.2.1 钢混组合桥面板的混凝土粗骨料粒 径不大于 20 mm、坍落度不小于 8 cm，填充性应由施工试 验证实。 8.2.2 钢混组合桥面板的四边应设置专用模板，模板上的钢筋预留孔和模板与底钢板的缝隙宜设置堵

26、 头封闭。 8.2.3 确定混凝土浇筑工艺时，应避免振捣混凝土对已初凝的混凝土产生不利影响。 8.2.4 浇筑钢混组合桥面板混凝土前，应清除底钢板和连接件上的锈蚀、污垢，保持表面整洁。 8.2.5 浇筑钢混组合桥面板混凝土时，应保证剪力键周围混凝土密实，在保证振捣效果的前提下，避 免触碰焊钉和开孔板造成破坏。 8.2.6 钢混组合桥面板的混凝土整平后，应及时覆盖厚型塑料薄膜养护。 8.2.7 钢混组合桥面板的混凝土强 度未达到 85%设计强度，不得进行吊机移动、大型构件吊装等作业。 8.2.8 应采用有效防水措施阻止水渗入桥面板混凝土内。 9 质量验收 9.1 钢混组合桥面板质量检查与验收应符

27、合表 1 的要求。 DB13/T 5315 2020 13 表 1 钢混组合桥面板的 质量验收要求 验收项目 容许值 检验方法 备注 拌和物 1h 坍落度经时损失（ cm） 3 坍落度筒法 初始坍落度（ cm） 20 浇筑坍落度（ cm） 18 扩展度（ cm） 45 强度 抗折强度（ MPa） 5 抽样法 强度等级为 C40 钢纤维 混凝土 抗压强度（ MPa） 40 抽样法和钻芯取样 法 带孔 加劲 钢板 直线度（ cm） 0.5 3m 钢尺法 为带孔 加劲 钢板间的 间距 间距（ cm） 0.5 钢尺法 开孔位置（ cm） 0.3 钢尺法 开孔直径（ cm） 0.1 钢尺法 底钢板 板长（ cm） +0.5 钢尺法 板宽（ cm） 0.2 钢尺法 底钢板平整度（ cm） 0.5 3m 直尺法 角焊缝 20% 磁粉法 焊缝等级满足设计要 求 熔透焊缝 100% 超声波法 养护 覆盖薄膜时间（ min） 5 整平后距离覆盖薄膜 的 时间 拆除薄膜时间（ min） 4 混凝土表面平整度（ cm） 0.3 3m 直尺法 桥面总厚度（ cm） 0.5 9.2 钢混组合桥面板的 验收资料与程序应符合相关规范的规定。