DB51∕T 2513-2018 钢管混凝土梁桥技术规程.pdf

ICS 93.040 P 28 DB51 四川省地方标准 DB51/T 25132018 钢管混凝土梁桥技术规程 2018 - 07 - 23 发布 2018 - 08 - 01 实施四川省质量技术监督局 发 布 DB51/T 25132018 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 总则 . 1 4 术语和符号 . 3 5 材料 . 6 6 计算基本规定 . 13 7 承载能力极限状态计算 . 16 8 正常使用极限状态计算 . 28 9 正常使用极限状态计算 . 29 10 制造、安装与防腐 . 37 附录 A（规范性附录） 钢管混凝土徐变系数. 41 附录 B（规范性附录） 钢管混凝土本构关系. 42 附录 C（规范性附录） 钢管混凝土构件应力计算. 44 附录 D（规范性附录） 钢混凝土组合桥面板. 46 DB51/T 25132018 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由四川省交通运输厅提出归口。 本标准由四川省质量技术监督局批准。 本标准主要起草单位：四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院、四川交通职业技术学院、四川路桥桥梁工程有限责任公司、西华大学。 本标准主要起草人：牟廷敏、范碧琨、李畅、李胜、孙才志、周孝军、康玲、詹文、赵艺程、何娇阳、宋瑞年、苏俊臣、狄秉臻、何源、陈功。DB51/T 25132018 1 钢管混凝土梁桥技术规程 1 范围 本规程规定了钢管混凝土梁桥术语、材料、计算基本规定、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态计算、构造、制造安装与防腐等。 本规程适用于圆形截面钢管混凝土梁桥的设计、制造安装与防腐。 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（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 9796 热喷涂铝及铝合金涂层试验方法 GB 50017 钢结构设计规范 GB 50661 钢结构焊接规范 JTG B01 公路工程技术标准 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 D65-06 公路钢管混凝土拱桥设计规范 JTG/T B02-01 公路桥梁抗震设计细则 JTG/T D60-01 公路桥梁抗风设计规范 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 JTG H11 公路桥涵养护规范 JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 DB51/T 1995 机制砂桥梁高性能混凝土技术规程 DB51/T 2425 钢管混凝土桥梁检验评定规程 SCG F51-2010 桥梁高性能混凝土制备与应用技术指南 2008年版 公路钢管混凝土桥梁设计与施工指南 TB 10091 铁路桥梁钢结构设计规范 Q/CR 9211 铁路钢桥制造规范 3 总则 3.1.1 为规范钢管混凝土梁桥的设计，确保设计质量，使钢管混凝土梁桥的设计满足安全可靠、适用耐久、经济合理、技术先进的要求，制定本规程。 3.1.2 本规程适用于圆形截面钢管混凝土梁桥设计。 条文说明 DB51/T 25132018 2 圆形钢管对混凝土的约束力强，计算理论与构造设计技术成熟，建造的梁桥数量较多。钢管混凝土梁桥包括主塔、主梁或桥墩等主要受力构件采用钢管混凝土桁式结构的简支梁桥、连续梁（刚构）桥、斜拉桥或悬索桥。 3.1.3 钢管混凝土梁桥应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，进行以下两类极限状态设计： 承载能力极限状态： 对应于钢管混凝土梁桥及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。 正常使用极限状态：对应于钢管混凝土梁桥及其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。 3.1.4 钢管混凝土梁桥应根据不同种类的作用（或荷载）及其对桥梁的影响、桥梁所处的环境条件，考虑以下四种状况，进行相应的极限状态设计： a) 持久状况：桥梁建成后承受自重、车辆等荷载的状况。应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 b) 短暂状况： 桥梁施工过程中承受临时性作用 （或荷载） 的状况。 应进行承载能力极限状态设计，必要时进行正常使用极限状态设计。 c) 偶然状况：桥梁在服役期内可能偶然出现异常的状况。应进行承载能力极限状态设计，必要时进行正常使用极限状态设计。 d) 地震状况：桥梁在遭受地震作用时的状况，在抗震设防地区应计入地震设计状况。应进行承载能力极限状态设计，必要时进行正常使用极限状态设计。 3.1.5 钢管混凝土梁桥设计时，应提出相应的施工方法、施工步骤和结构体系转换程序。 条文说明 钢管混凝土梁桥的施工方法、 施工步骤和结构体系转换程序影响到桥梁设计的总体布局、 结构构造、施工与使用安全。因此，设计时应总体考虑施工全过程的关键技术。 3.1.6 施工阶段设计，在管内混凝土未达到设计强度前，构件的承载力、变形和稳定性应按钢结构计算。施工阶段的设计荷载应包括钢管和混凝土等结构的自重、预应力、温度作用、风荷载及可能发生的施工荷载等。 3.1.7 钢管混凝土梁桥主体结构设计使用年限为 100 年， 钢结构防腐涂层体系保护年限应为 15 年。 应设置钢结构专用检修通道，满足主体结构及构件可检查和可维修的需要。 条文说明 钢管混凝土梁桥主体结构包括桁式主梁、桁式墩（塔） 、组合墩（塔） 、混合墩（塔）和桁式结构横向连接系等。为满足钢结构主体结构及构件日常巡查和维护需要，应进行钢结构专用检修通道的设计。 3.1.8 钢管混凝土梁桥中的钢结构构造细节应满足完整性设计的要求。 条文说明 近年来， 美国、 韩国及中国等国家的钢结构桥梁， 因制造或服役期形成的局部缺陷， 在恶劣环境中，缺陷急速恶化扩展，缩短了桥梁服役期甚至垮塌。本规程涉及的钢管桁式节点连接方式主要为焊接，空中安装焊接工作量大， 在焊接节点和接头处更容易造成钢管结构的局部缺陷， 严重影响钢管混凝土桥梁寿命。 3.1.9 钢管混凝土桁式结构的受拉相贯焊接接头，对焊缝主管侧的焊接热影响区应进行修磨。 条文说明 受拉相贯焊接接头的焊缝修磨方法和要求按照四川省地方标准 钢管混凝土桥梁焊接节点疲劳技术规程 （DB51/T）执行。 3.1.10 交通运输行业外的钢管混凝土梁桥设计时， 应执行相关行业规范的设计荷载规定及特定构造要求。 3.1.11 钢管混凝土梁桥设计，除应符合本规程的规定外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。 DB51/T 25132018 3 4 术语和符号 4.1 术语 4.1.1 钢管混凝土构件 在钢管内灌注混凝土，并由钢管混凝土共同受力的构件。 4.1.2 钢管混凝土梁桥 主体结构采用钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔） 、组合墩（塔）或混合墩（塔）等作为主要受力构件的桥梁。 4.1.3 单管受压构件 由单根钢管混凝土作为受压截面的构件。 4.1.4 单管受拉构件 由单根钢管混凝土作为受拉截面的构件。 4.1.5 桁式主梁 下缘为钢管混凝土主管，上缘为钢管混凝土主管或桥面板，上、下缘通过支管或型钢连接形成桁式受力结构的主梁。 4.1.6 桁式墩（塔） 由两肢或两肢以上的钢管混凝土主管， 通过支管或型钢连接形成桁式受力结构的桥墩或主塔， 纵向力由主管承担。 4.1.7 组合墩（塔） 由两肢或两肢以上的钢管混凝土主管，通过钢筋混凝土腹板连接形成组合受力结构的桥墩或主塔，纵向力由主管和混凝土板共同承担。 4.1.8 混合墩（塔） 采用组合段和桁式段混合形成的桥墩或主塔。 4.1.9 斜支管 与主管斜交的支管。 4.1.10 直支管 与主管垂直的支管。 4.1.11 自密实补偿收缩混凝土 具有高流动度、不离析、均匀和稳定等特性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实，硬化时依靠膨胀剂及反应水作用，使混凝土微量膨胀而补偿收缩的混凝土。 4.1.12 组合弹性轴压模量 钢管混凝土构件组合截面在轴心受压且其纵向名义应力与应变呈线性关系时， 名义压应力与压应变的比值。 4.1.13 组合弹性剪切模量 钢管混凝土构件组合截面在受纯剪且其切向名义应力与应变呈线性关系时， 名义剪应力与剪应变的比值。 DB51/T 25132018 4 4.1.14 约束效应系数标准值 反映钢管混凝土组合截面几何特征和组成材料物理特性的综合参数标准值。 4.1.15 约束效应系数设计值 反映钢管混凝土组合截面几何特征和组成材料物理特性的综合参数设计值。 4.1.16 钢管初应力 钢管混凝土构件内混凝土达到设计强度前空钢管的应力。 4.1.17 脱空率 脱空截面积与钢管混凝土组合截面积的比值。 4.1.18 初应力折减系数 反映钢管初应力对钢管混凝土承载能力影响程度的系数。 4.1.19 脱空折减系数 反映钢管内混凝土脱空率对钢管混凝土承载能力影响程度的系数。 4.1.20 完整性设计 为保证结构的设计使用目标，在钢管结构材质、荷载、构造、制造、安装和维护等环节设计时，既规定构件的强度和刚度要求，又规定构件损伤容限和抗断裂要求，具有系统性、整体性和综合性特点的设计。 4.2 符号 4.2.1 作用与作用效应有关符号 R构件承载力设计值； S作用（或荷载）效应的组合设计值； dN轴向力设计值； dM弯矩设计值； dV剪力设计值； N组合截面的抗压承载力； M组合截面的抗弯承载力； scN钢管混凝土主管截面的抗压承载力； scM钢管混凝土主管截面的抗弯承载力； rcN钢筋混凝土箱型截面的抗压承载力； rcM钢筋混凝土箱型截面的抗弯承载力； cN支管受压时的节点承载力； tN支管受拉时的节点承载力。 4.2.2 材料指标有关符号 cE混凝土弹性模量； sE钢材弹性模量； scE钢管混凝土组合弹性轴压模量； cG混凝土剪切模量； sG钢材剪切模量； DB51/T 25132018 5 scG钢管混凝土组合弹性剪切模量； cdf混凝土轴心抗压强度设计值； ckf混凝土轴心抗压强度标准值； tdf混凝土轴心抗拉强度设计值； tkf混凝土轴心抗拉强度标准值； sdf钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值； vdf钢材的抗剪强度设计值； yf钢材的屈服强度； scf钢管混凝土组合轴心抗压强度设计值； sc钢管混凝土组合抗剪强度设计值； c混凝土泊松比； 线膨胀系数； 密度； 0疲劳容许应力幅。 4.2.3 几何参数有关符号 bA一个节间内各直支管面积之和； cA钢管内混凝土的截面面积； dA一个节间内各斜支管面积之和； fA支管截面面积； sA钢管混凝土钢管的截面面积； scA钢管混凝土的组合截面面积； ia桁式墩（塔）单肢中心到虚轴yy 的距离； ib桁式墩（塔）单肢中心到虚轴xx 的距离； D主管外径； d支管外径； 0e偏心距； g两支管间的间隙； sch受压较小边或受拉边钢管混凝土中心至截面顶部的距离； ih钢管混凝土左右主管的中心距； sI钢管截面惯性矩； cI混凝土截面惯性矩； scI钢管混凝土组合截面惯性矩； i截面回转半径； L主梁的计算跨径； 0l构件的计算长度； 1l桁式墩（塔）节间距离； 0 xl桁式墩（塔）对 X 轴的计算长度； 0yl桁式墩（塔）对 Y 轴的计算长度； r钢管混凝土组合截面半径； DB51/T 25132018 6 cr钢管内混凝土的截面半径； T主管壁厚； t支管壁厚或钢板板厚； 构件长细比； x桁式墩（塔）对 X 轴的长细比； y桁式墩（塔）对 Y 轴的长细比； n桁式墩（塔）的相对长细比； *桁式墩（塔）的换算长细比； 支管与主管外径之比； 支管与主管壁厚之比； 管轴线之间的夹角； b界限偏心率； s桁式主梁设计预拱度值； j桁式主梁计算预拱度值。 4.2.4 计算系数及其它 sa钢管混凝土截面的含钢率； 钢管混凝土的约束效应系数标准值； 0钢管混凝土的约束效应系数设计值； 0钢管初应力； 钢管初应力度； 钢管混凝土梁桥车辆荷载冲击系数； 结构重要性系数； e抗震调整系数； v截面抗