DB36 T 1471-2021 公路钢-混凝土组合梁桥设计与施工规范.pdf
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1、ICS 93.080.01 P 66 DB36 江 西 省 地 方 标 准 DB 36/T 14712021 公路钢-混凝土组合梁桥设计与施工规范 Design and construction code for general steel-concrete composite highway 2021 - 09 - 03发布 2022 - 03 - 01实施 江西省市场监督管理局 发布 DB36/T 14712021 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.2 4 总则.4 5 材料.4 6 组合梁计算.8 7 总体设计.14 8 钢结构设计.18 9
2、桥面板设计.24 10 连接件设计.27 11 组合梁施工.30 条文说明.35 DB36/T 14712021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由江西省交通运输厅提出并归口。 本文件起草单位:江西省交通投资集团有限责任公司、同济大学、江西交通工程集团有限公司、江 西省交通工程建设集团有限公司、江西省交通设计研究院有限责任公司。 本文件主要起草人:俞文生、苏庆田、曾明辉、邱文东、吴冲、王运金、刘军、尹夏明、冯小毛、 彭爱红、魏建
3、华、吴飞、万鹏、周昌、王健、陈峰、危志全、夏天、叶华、颜灵胜、谭志成、夏起华、 刘强、杜丽英、陈菁、吴江鹏。 DB36/T 14712021 1 公路钢-混组合梁桥设计与施工规范 1 范围 本文件规定了公路钢-混凝土组合梁桥的材料、组合梁计算、总体设计、钢结构设计、桥面板设计、 连接件设计和组合梁施工等内容,与相关国家标准和行业标准配合使用。 本文件适用于公路钢-混凝土组合梁桥的设计和施工,城市道路钢-混凝土组合梁桥可参照本标准执 行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的
4、修改单)适用于本文件。 GB/T 699 热强钢焊条 GB/T 700 熔化焊用钢丝 GB/T 1228 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 GB/T 1229 公路钢结构桥梁设计规范 GB/T 1230 碳素结构钢 GB/T 1231 低合金高强度结构钢 GB/T 1591 钢结构用高强度大六角螺母 GB/T 3632 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB/T 5117 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接 GB/T 5118 六角头螺栓 C级 GB/T 5293 六角头螺栓 GB/T 5313 优质碳素结构钢 GB/T 5780 电弧螺柱焊用圆柱头焊钉 GB/T 578
5、2 非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T 8110 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 GB/T 12470 厚度方向性能钢板 GB/T 14957 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T 17493 钢结构用高强度垫圈 JTG D60 低合金钢药芯焊丝 JTG D64 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 JTG D3662 碳钢药芯焊丝 JTG/T 2231-01 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 JTG/T 3650 钢结构工程施工质量验收规范 JTG/T D64-01 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JTT 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 DB36/T 14712021 2 3 术语和定义 3.1 组合
6、构件 composite member 在同一截面内,由钢和混凝土两种材料通过连接件有效结合并共同受力的构件。 3.2 钢梁 steel girder 采用钢板焊接而成或采用型钢能够承受弯矩的构件。 3.3 桥面板 bridge slab 采用钢构件、混凝土构件或钢-混凝土组合构件能够承受桥面荷载作用的体系。 3.4 组合梁 composite girder 由钢梁和桥面板通过连接件连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。 3.5 钢板组合梁(工形组合梁) composite girder with I-shaped steel girder 由工形截面钢梁和桥面板连成整体共同受力的组合梁。
7、3.6 钢箱组合梁 composite girder with box steel girder 由开口钢箱梁和桥面板连成整体共同受力的组合梁。 3.7 钢桁组合梁 composite girder with steel truss girder 由钢桁梁和桥面板连成整体共同受力的组合梁。 3.8 波形腹板组合梁 composite girder with corrugated steel web 采用波形钢板代替传统混凝土箱梁中腹板的组合梁。 3.9 预应力组合梁 prestressed composite girder 组合梁整体或部分构件中施加纵向预应力的组合梁。 3.10 DB36/T
8、 14712021 3 后结合组合梁 post-composite girder 混凝土桥面板施加纵向预应力之后,采用连接件将钢梁和混凝土桥面板连成整体的预应力组合梁。 3.11 叠合混凝土板 concrete slab combined with precast slabs and concrete cast in-site 在预制混凝土板上加浇一层现浇混凝土,当现浇混凝土硬化后两者形成整体共同工作的桥面板。 3.12 钢与混凝土组合桥面板 steel-concrete composite slab 由钢板和混凝土板连成整体共同受力的桥面板。 3.13 连接件 connector 将钢与混凝
9、土两种材料连接组合在一起共同受力的构件。 3.14 焊钉连接件 stud connector 由圆柱形钉身及扩大钉头两部分组成,焊接在钢结构上包裹混凝土里能抵抗组合梁界面剪力和界面分离 的构件。 3.15 开孔板连接件 perfobond rib connector 在钢板条上开设孔洞,可以在孔洞内设置贯穿钢筋,焊接在钢结构上包裹混凝土里能抵抗组合梁界 面剪力和界面分离的构件。 3.16 群钉 group stud 混凝土桥面板中间隔适当距离设置预留孔,在预留孔中集中布置焊钉连接件。 3.17 加劲肋 stiffener 为提高母板的稳定性能焊接于母板上的纵向或横向板件。 3.18 有效截面
10、effective area 在进行截面强度和稳定计算时,假定截面有效的那一部分面积。 3.19 DB36/T 14712021 4 有效宽度 effective width 在进行截面强度和稳定计算时,假定板件有效的那一部分宽度。 3.20 3.20 有效宽度系数 effective width factor 板件有效宽度与板件实际宽度的比值。 3.21 恒载组合梁 dead loads composite girder 按照施工顺序,形成的组合截面能够承受一期恒载以后所有荷载的组合梁。 3.22 活载组合梁 live loads composite girder 按照施工顺序,形成的组合截
11、面能够承受二期恒载以后所有荷载的组合梁。 4 总则 4.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法(疲劳设计除外),按分项系数的设计表达式 进行设计。 4.2 组合结构梁桥设计应遵循安全、耐久、适用、环保、经济、美观的原则。 4.3 特大桥、大桥、中桥主体结构应按不小于100年设计使用年限进行设计,高速公路及一、二级公 路上的小桥主体结构宜按不小于100年设计使用年限进行设计。 4.4 公路钢结构梁桥应进行耐久性设计,钢结构防腐设计不得低于JTT 722的要求。 4.5 组合结构梁桥设计应与架设方案统筹考虑,选择合理的结构形式;构造措施应便于加工、安装、 维护和检查。结构单元和构件应优先
12、考虑标准化和通用化,以减少制作、安装的工作量。 4.6 组合结构梁桥的设计、加工、运输和架设应分阶段实行严格的质量管理和控制。结构在使用过程 中应视环境条件和交通情况建立养护制度,以维持结构强度、刚度、稳定性和耐久性的要求。 4.7 按本文件设计时,采用的作用及其组合系数应符合JTG D60的规定;结构抗震设计应符合JTG/T 2231-01的规定。钢结构制造、验收、安装和混凝土桥面板的浇注和验收应符合JTG/T 3650的规定。 5 材料 5.1 混凝土 5.1.1 组合结构梁桥中一般钢筋混凝土构件采用强度等级不应低于C40普通混凝土,对于有特殊需求 的构件,可以考虑采用高性能混凝土等。 5
13、.1.2 混凝土强度取值应符合JTG D3662的规定。 5.1.3 混凝土的物理性能指标应符合JTG D3662的规定。 5.2 钢筋 5.2.1 钢筋混凝土及预应力混凝土构件的钢筋,应按下列规定选用: DB36/T 14712021 5 1) 普通钢筋宜选用热轧HRB400、HPB300钢筋,预应力混凝土构件中的箍筋宜选用其中的带 肋钢筋;按构造要求配置的钢筋网可采用冷轧带肋钢筋。 2) 预应力混凝土构件中的预应力钢筋应选用钢绞线、钢丝。 5.2.2 5.2.2钢筋和预应力钢筋强度取值应符合JTG D3662的规定。 5.3 钢材 5.3.1 钢材宜选用Q235钢、Q355钢、Q390钢和
14、Q420钢,其质量应分别符合GB/T 700和GB/T 1591 的规定。其中,Q235钢中的沸腾钢不宜用于需要验算疲劳,以及虽不需要验算疲劳但工作温度低于-20 的焊接结构;也不宜用于需要验算疲劳且工作温度等于或低于-20的非焊接结构。钢材强度标准值 和设计值应按采用表1。 表1 钢材强度标准值和设计值(MPa) 钢材 牌号 厚度 (mm) 抗拉、抗压和 抗弯强度 标准值fk 抗拉、抗压和 抗弯强度 设计值fd 抗剪强度 设计值 fvd 端面承压 (刨平顶紧) 设计值fcD 16 235 190 110 1640 225 180 105 Q235钢 40100 215 170 100 280
15、 16 345 275 160 1640 335 270 155 4063 325 260 150 6380 315 250 145 Q355钢 80100 305 245 140 355 16 390 310 180 1640 370 295 170 4063 350 280 160 Q390钢 63100 330 265 150 370 16 420 335 195 1640 400 320 185 4063 380 305 175 Q420钢 63100 360 290 165 390 注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。 5.3.2 有关
16、牌号钢材冲击韧性应符合以下规定: a) 对于需要验算疲劳的焊接构件,当梁桥的工作温度t处于0t-20时,Q235和Q355的 冲击韧性应满足错误!未找到引用源。中质量等级C的要求;而Q355、Q390和Q420的冲击韧 性应满足质量等级D的要求。当梁桥工作温度处于t-20时,Q235的冲击韧性应满足错误! 未找到引用源。中质量等级D的要求;而Q355、Q390和Q420的冲击韧性应满足质量等级E 的要求。 DB36/T 14712021 6 b) 对于需要验算疲劳的非焊接构件,当梁桥工作温度处于t-20时,Q235和Q355冲击韧性应 满足错误!未找到引用源。中质量等级C的要求,而Q390和Q
17、420的冲击韧性应满足质量等级 D的要求。 表2 钢材冲击韧性 钢材牌号 Q235 Q355 Q390 Q420 质量等级 C D C D E D E D E 试验温度( ) 0 -20 0 -20 -40 -20 -40 -20 -40 冲击韧性()J 27 27 34 34 34 34 34 34 34 5.3.3 当焊接结构采用Z向钢时,其材质应符合GB/T 5313的规定。 5.3.4 钢材的物理性能指标应按表3的规定采用。 表3 钢材和铸钢的物理性能指标 弹性模量Es ( )MPa 剪切模量Gs ( )MPa 线膨胀系数 ( )1/ 泊松比 v 质量密度 (kg/m3) 2.0610
18、5 0.790105 1210-6 0.31 7850 5.3.5 高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T 1228、GB/T 1229、GB/T 1230、GB/T 1231、 GB/T 3632的规定。高强度螺栓预拉力设计值Pd应按错误!未找到引用源。的规定取用。 表4 高强度螺栓的预拉力设计值Pd(kN) 螺纹规格 性能等级 M20 M22 M24 M27 M30 8.8S 125 150 175 230 280 性能等级 10.9S 155 190 225 290 355 5.3.6 普通螺栓应符合GB/T 5780和GB/T 5782的规定。普通螺栓和锚栓连接的强度设计值应按
19、错误! 未找到引用源。的规定采用。 表5 普通螺栓和锚栓连接的强度设计值(MPa) 普通螺栓 C级 、级A B 锚栓 螺栓的性能等级、锚栓和 构件钢材的牌号 抗拉 b tdf 抗剪 b vdf 承压 b cdf 抗拉 b tdf 抗剪 b vdf 承压 b cdf 抗拉 a tdf 级、 级4.6 4.8 145 120 级5.6 185 165 普通螺栓 级8.8 350 280 钢Q235 125 锚栓 钢Q355 160 DB36/T 14712021 7 表5 普通螺栓和锚栓连接的强度设计值(MPa)(续) 普通螺栓 C级 、级A B 锚栓 螺栓的性能等级、锚栓和 构件钢材的牌号 抗拉
20、 b tdf 抗剪 b vdf 承压 b cdf 抗拉 b tdf 抗剪 b vdf 承压 b cdf 抗拉 a tdf 钢Q235 265 350 Q3 钢55 340 450 钢Q390 355 470 构件 钢Q420 380 500 注:A、B 级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合GB 50205 的要求。 5.3.7 锚栓的材料可采用材质符合GB/T 699规定的35号钢和45号钢,或者材质符合GB/T 700和GB/T 1591规定的Q235钢和Q355钢。 5.3.8 圆柱头焊钉、焊接瓷环材料的质量及检验应符合GB/T 10433的规定。
21、 5.3.9 焊接材料应与主体钢材相匹配,并应符合以下规定: a) 手工焊接采用的焊条应符合GB/T 5117、GB/T 5118的规定。对需要验算疲劳的构件宜采用低 氢型碱性焊条。 b) 自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂应符合GB/T 14957、GB/T 8110、GB/T 10045、GB/T 17493、 GB/T 5293、GB/T 12470的规定。焊缝的强度设计值应按错误!未找到引用源。的规定采用。 表6 焊缝的强度设计值(MPa) 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 焊缝质量为以下等级 时,抗拉 wtdf 焊接方法和 焊条型号 牌号 厚度(mm ) 抗压 w cdf 一级、二级 三级
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