
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
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文檔簡介
人人文庫專用
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范
Technicalcodeforconcrete-filledsteeltubearchbridges
GB50923-2013
主編部門:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
批準(zhǔn)部門:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
施行日期:2014年6月1日
人人文庫專用
中國計劃出版社
2013北京
書
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范
GB50923-2013
☆
中國計劃出版社出版
網(wǎng)址:www.jhpress.com
地址:北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號國宏大廈C座3層
郵政編碼:100038電話:(010)63906433(發(fā)行部)
新華書店北京發(fā)行所發(fā)行
北京世知印務(wù)有限公司印刷
850mm×1168mm1/323.75印張94千字
2014年1月第1版2014年1月第1次印刷
人人文庫專用☆
統(tǒng)一書號:1580242·161
定價:23.00元
版權(quán)所有侵權(quán)必究
侵權(quán)舉報電話:(010)63906404
如有印裝質(zhì)量問題,請寄本社出版部調(diào)換
中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公告
第210號
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)
《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》的公告
現(xiàn)批準(zhǔn)《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn),編號為
GB50923—2013,自2014年6月1日起實施。其中,第7.4.1、
7.5.1條為強制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。
本規(guī)范由我部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國計劃出版社出版
發(fā)行。
中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
2013年11月1日
人人文庫專用
前言
根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)〈2011年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)
范制定、修訂計劃〉的通知》(建標(biāo)〔2011〕17號)的要求,規(guī)范編制
組經(jīng)廣泛調(diào)查研究,認(rèn)真總結(jié)實踐經(jīng)驗,參考有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外
先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,編制本規(guī)范。
本規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容包括:總則、術(shù)語和符號、材料、基本規(guī)
定、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)
計算、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、鋼管拱肋制造、焊接施工、防腐涂裝施工、鋼管
拱肋架設(shè)、管內(nèi)混凝土的澆注、其他構(gòu)造施工、養(yǎng)護(hù)。
本規(guī)范中以黑體字標(biāo)志的條文為強制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。
本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理和對強制性條文的解
釋,由福州大學(xué)負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行過程中如有意
見和建議,請寄送福州大學(xué)土木工程學(xué)院(地址:福州市閩侯大學(xué)
城學(xué)園路2號,郵政編碼:350108)。
本規(guī)范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人:
主編單位:福州大學(xué)
中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司
參編單位:深圳市市政設(shè)計研究院有限公司
四川省交通運輸廳公路勘測設(shè)計研究院
人人文庫專用廣西壯族自治區(qū)公路橋梁工程總公司
交通運輸部公路科學(xué)研究院
長沙理工大學(xué)
長安大學(xué)
武漢理工大學(xué)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
·1·
武船重型工程有限公司
主要起草人:陳寶春吳平春韋建剛吳慶雄牟廷敏
陳宜言陳光輝丁慶軍阮家順張建仁
查曉雄張勁泉劉永健焦安亮
主要審查人:鄭皆連黃僑范文理彭元誠馬骉
徐勇趙林強曹瑞龍躍
人人文庫專用
·2·
目次
1總則…………………(1)
2術(shù)語和符號………………(2)
2.1術(shù)語……………………(2)
2.2符號……………………(3)
3材料…………………(9)
3.1鋼材……………………(9)
3.2混凝土…………………(10)
3.3鋼管混凝土……………(10)
3.4其他材料………………(11)
4基本規(guī)定…………………(12)
4.1一般規(guī)定………………(12)
4.2作用……………………(13)
4.3結(jié)構(gòu)計算………………(14)
5持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算………(16)
5.1一般規(guī)定………………(16)
5.2拱肋強度計算……………(17)
5.3拱肋穩(wěn)定計算……………(21)
5.4吊索和系桿索計算………(26)
6持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算人人文庫專用………(27)
7結(jié)構(gòu)與構(gòu)造………………(28)
7.1結(jié)構(gòu)形式………………(28)
7.2主拱……………………(29)
7.3拱座與立柱……………(32)
7.4吊索和系桿索……………(32)
·1·
書
7.5橋面系…………………(33)
8鋼管拱肋制造……………(34)
8.1鋼管加工制作……………(34)
8.2鋼管拱肋組裝……………(34)
8.3鋼管拱肋質(zhì)量檢驗………(35)
9焊接施工…………………(39)
10防腐涂裝施工……………(42)
11鋼管拱肋架設(shè)……………(44)
11.1一般規(guī)定………………(44)
11.2鋼管拱肋架設(shè)與質(zhì)量檢驗………………(44)
12管內(nèi)混凝土的澆注………(46)
12.1一般規(guī)定………………(46)
12.2管內(nèi)混凝土的澆注施工…………………(47)
12.3管內(nèi)混凝土澆注后質(zhì)量檢驗……………(48)
13其他構(gòu)造施工……………(49)
13.1一般規(guī)定………………(49)
13.2吊索與系桿索的安裝與質(zhì)量檢驗………(49)
14養(yǎng)護(hù)…………………(51)
14.1養(yǎng)護(hù)的基本規(guī)定………(51)
14.2檢查與評定……………(51)
14.3結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)………………(57)
本規(guī)范用詞說明………………(60)
引用標(biāo)準(zhǔn)名錄…………………(61)
附:條文說明人人文庫專用…………………(63)
·2·
Contents
1GeneralProvisions………(1)
2TermsandSymbols………(2)
2.1Terms…………………(2)
2.2Symbols…………………(3)
3Materials…………………(9)
3.1Steel……………………(9)
3.2Concrete………………(10)
3.3Concrete-FilledSteelTube………………(10)
3.4OtherMaterials…………(11)
4BasicRequirements………(12)
4.1GeneralRequirements……(12)
4.2Actions…………………(13)
4.3StructuralCalculation……(14)
5CalculationofUltimateLimitStateinPersistent
Situation…………………(16)
5.1GeneralRequirements……(16)
5.2ArchRibStrengthCalculation……………(17)
5.3ArchRibStabilityCalculation……………(21)
5.4Sus人人文庫專用penderandTieCableCalculation……(26)
6CalculationofServiceabilityLimitStatesin
PersistentSituation………(27)
7StructureandDetailing…………………(28)
7.1StructureForms…………(28)
7.2MainArch………………(29)
·3·
書
7.3ArchSeatandSpandrelColumn…………(32)
7.4SuspenderandTie………(32)
7.5DeckSystem……………(33)
8FabricationofSteelTubeArchRib……(34)
8.1FabricationofSteelTube………………(34)
8.2AssemblingofSteelTubeArchRib………(34)
8.3QualityInspection………(35)
9Welding……………………(39)
10AnticorrosionCoating…………………(42)
11ErectionofSteelTubeArchRib………(44)
11.1GeneralRequirements…………………(44)
11.2ErectionandInspectionofSteelTubeArchRib…………(44)
12FillingofConcreteinArchTube……(46)
12.1GeneralRequirements…………………(46)
12.2FillingofConcreteinArchTube………(47)
12.3QualityInspection……(48)
13ConstructionofOtherStructures……(49)
13.1GeneralRequirements…………………(49)
13.2InstallationandQualityInspectionofSuspender
andTieCable…………(49)
14Maintenance……………(51)
14.1BasicRequirementsofMaintenance……(51)
14.2InspectionandEvaluation………………(51)
14.3Maintenance人人文庫專用ofStructures………………(57)
ExplanationofWordinginThisCode………(60)
ListofQuotedStandards……(61)
Addition:ExplanationofProvisions………(63)
·4·
1總則
1.0.1為滿足橋梁工程建設(shè)的需要,使鋼管混凝土拱橋的設(shè)計、
施工和養(yǎng)護(hù)等技術(shù)工作符合安全可靠、耐久適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟
合理的要求,制定本規(guī)范。
1.0.2本規(guī)范適用于城市橋梁與公路橋梁中鋼管混凝土拱橋的
設(shè)計、施工與養(yǎng)護(hù)。
1.0.3鋼管混凝土拱橋的設(shè)計、施工與養(yǎng)護(hù)除應(yīng)符合本規(guī)范外,
尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
人人文庫專用
·1·
2術(shù)語和符號
2.1術(shù)語
2.1.1鋼管混凝土拱橋concrete-filledsteeltube(CFST)
archbridge
以圓形鋼管混凝土為基本單元所形成的拱肋為主要承重結(jié)構(gòu)
的橋梁。
2.1.2鋼管混凝土拱肋CFSTarchrib
主要承重單元為鋼管混凝土的拱肋。
2.1.3鋼管拱肋steeltubearchrib
鋼管內(nèi)未填充混凝土的拱肋。
2.1.4管內(nèi)混凝土concreteintube
澆注在鋼管內(nèi)的混凝土,又稱核心混凝土。
2.1.5鋼管混凝土構(gòu)件CFSTmember
在鋼管內(nèi)澆注混凝土,并由鋼管和管內(nèi)混凝土共同承擔(dān)荷載
的構(gòu)件。
2.1.6單圓管拱肋singletubearchrib
截面為單個圓鋼管混凝土的拱肋。
2.1.7啞鈴形拱肋dumbbellshapearchrib
截面由上下兩個單圓鋼管混凝土和兩塊連接鋼腹板組成的
拱肋。人人文庫專用
2.1.8桁式拱肋trussarchrib
由上下鋼管混凝土弦桿通過腹桿組成桁式的拱肋。
2.1.9鋼管混凝土格構(gòu)柱CFSTlacedcolumn
由若干鋼管混凝土主肢和空鋼管綴件組成的柱子。
2.1.10剛架系桿拱rigid-frametiedarch
·2·
拱肋與橋墩固結(jié),以系桿索的預(yù)加力來平衡拱部分水平推力
的結(jié)構(gòu)。
2.1.11下承式剛架系桿拱rigid-frametiedthrougharch
全部橋面系懸掛在拱肋以下的剛架系桿拱。
2.1.12中承式剛架系桿拱rigid-frametiedhalf-througharch
由多跨組成,主跨為中承式,兩端邊跨為上承式懸臂半拱,系
桿索錨固在邊跨端部的剛架系桿拱,又稱飛鳥式拱或飛燕式拱。
2.1.13約束效應(yīng)系數(shù)confinementorhoopingcoefficient
反映鋼管對核心混凝土約束效應(yīng)的系數(shù),又稱約束套箍系數(shù)。
2.1.14鋼管初應(yīng)力initialstressorpreloadingofsteeltube
因鋼管構(gòu)件先于管內(nèi)混凝土施工而在鋼管混凝土組合作用形
成前作用于鋼管中的縱向正應(yīng)力,又稱鋼管混凝土初應(yīng)力。
2.1.15初應(yīng)力度initialstressingratioorpreloadingratio
鋼管初應(yīng)力與其鋼材屈服強度的比值。
2.1.16計算合龍溫度computionalclosuretemperature
管內(nèi)混凝土形成設(shè)計強度時,通過換算確定的鋼管混凝土拱
肋溫度內(nèi)力為零時所對應(yīng)的截面平均溫度。
2.1.17相貫節(jié)點intersectionjoint
主管和支管直接通過相貫線焊接的節(jié)點。
2.1.18脫粘debonding
由溫度荷載、管內(nèi)混凝土收縮等非施工質(zhì)量原因形成的管內(nèi)
混凝土與鋼管之間微小程度脫離的現(xiàn)象。
2.1.19脫粘率debondingrate
鋼管混凝土人人文庫專用橫截面上產(chǎn)生脫粘區(qū)域?qū)?yīng)圓心角與整個截面角
度的比值,又稱脫粘角度率。
2.2符號
2.2.1荷載和荷載效應(yīng)
N———截面軸向力設(shè)計值;
·3·
N1,N2———分配到啞鈴形拱肋兩個肢管上的軸向力值;
M———截面彎矩設(shè)計值;
M1,M2———分配到啞鈴形拱肋兩個肢管上的彎矩值;
Ns———軸向壓力組合設(shè)計值;
S———荷載效應(yīng)的組合設(shè)計值;
R———構(gòu)件承載力設(shè)計值;
R(·)———構(gòu)件的承載力函數(shù);
V1———腹桿所受軸力設(shè)計值。
2.2.2材料指標(biāo)
(EA)sc———鋼管混凝土拱肋截面整體壓縮設(shè)計剛度;
(EI)sc———鋼管混凝土拱肋截面整體彎曲設(shè)計剛度;
(EA)sc1———鋼管混凝土毛截面壓縮設(shè)計剛度;
(EI)sc1———鋼管混凝土毛截面彎曲設(shè)計剛度;
(EA)sc2———單肢鋼管混凝土毛截面壓縮設(shè)計剛度;
(EI)sc2———單肢鋼管混凝土毛截面彎曲設(shè)計剛度;
Ec———混凝土彈性模量;
Es———鋼材彈性模量;
fcd———混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;
fck———混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值;
fd———材料強度設(shè)計值;
fvd———鋼材抗剪強度設(shè)計值;
fs———鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值;
ftd———混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值;
———混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值;
ftk人人文庫專用
fy———鋼材強度標(biāo)準(zhǔn)值;
Gc———混凝土剪切變形模量;
Gs———鋼材剪切變形模量;
N0———鋼管混凝土單圓管截面軸心抗壓強度設(shè)計值;
N′0———考慮脫粘影響的鋼管混凝土單圓管截面軸心抗壓強
·4·
度設(shè)計值;
i
N0———拱肋截面各肢鋼管混凝土截面軸心抗壓強度設(shè)計值;
N0i———桁式拱肋第i根弦桿軸心抗壓強度設(shè)計值;
N01———鋼管混凝土單圓管截面偏心抗壓強度設(shè)計值;
N02———鋼管混凝土單圓管偏心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力設(shè)計值;
ND———鋼管混凝土啞鈴形和格構(gòu)柱構(gòu)件截面軸心抗壓強度
設(shè)計值;
ND1———鋼管混凝土啞鈴形構(gòu)件和格構(gòu)柱偏心抗壓強度設(shè)計值;
ND2———鋼管混凝土啞鈴形構(gòu)件和格構(gòu)柱偏心受壓穩(wěn)定承載
力設(shè)計值;
i
Nf———與鋼管混凝土主肢共同承擔(dān)荷載的連接鋼板的抗壓
強度設(shè)計值;
ftpk———吊索或系桿索的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值;
α———鋼管混凝土拱肋受截面均勻溫度作用時軸線方向的
線膨脹系數(shù);
αs———鋼材線膨脹系數(shù);
αc———混凝土材料線膨脹系數(shù);
———鋼材密度;
ρs
———混凝土泊松比;
μc
———鋼材泊松比;
μs
σ———吊索或系桿索應(yīng)力;
σ0———鋼管初應(yīng)力。
2.2.3幾何參數(shù)
———幾何參數(shù)設(shè)計值;
ad人人文庫專用
Ab———一個節(jié)間內(nèi)各平腹桿面積之和;
Ac———鋼管內(nèi)混凝土的截面面積;
Ad———一個節(jié)間內(nèi)各斜腹桿面積之和;
Afs———連接鋼板的截面面積;
As———鋼管的截面面積;
·5·
Asc———鋼管混凝土構(gòu)件的組合截面面積;
As1———拱肋截面鋼材面積;
Ac1———拱肋截面混凝土面積;
ai———鋼管混凝土格構(gòu)柱單根柱肢中心到虛軸y-y的距離;
bi———鋼管混凝土格構(gòu)柱單根柱肢中心到虛軸x-x的距離;
D———鋼管外徑;
d———拉索直徑;
e0———截面偏心距;
f———拱的矢高;
f1———橋面系以上拱肋的矢高;
h1———啞鈴形截面、格構(gòu)柱截面受彎面內(nèi)兩肢中心距離;
h2———啞鈴形截面腹板高度;
H———拱肋截面高度;
r———截面計算半徑;
i———截面回轉(zhuǎn)半徑;
Ic———混凝土截面慣性矩;
Is———鋼管截面慣性矩;
Isc———鋼管混凝土組合截面慣性矩;
Is1———鋼材截面慣性矩;
Ic1———混凝土截面慣性矩;
l———構(gòu)件長度;
L———拱橋計算跨徑;
l0———構(gòu)件的計算長度;
———拱肋凈跨徑;
l01人人文庫專用
L0———拱肋的等效計算長度;
Ld———吊索長度;
Lz———拱肋節(jié)段的直線段長;
l0x———構(gòu)件對X軸的計算長度;
l0y———構(gòu)件對Y軸的計算長度;
·6·
l1———格構(gòu)柱柱肢節(jié)間距離;
l2———啞鈴形截面腹板加勁構(gòu)造間沿拱肋方向的距離;
rc———鋼管內(nèi)混凝土橫截面的半徑;
Sg———拱軸線長度;
t———鋼管壁厚或混凝土初凝時間;
T———計算合龍溫度;
T0———附加升溫值;
T28———鋼管內(nèi)混凝土澆注后28d內(nèi)的平均氣溫;
εb———界限偏心率;
θ———拱肋兩節(jié)段間折角;
Δ———支管間隙。
2.2.4計算系數(shù)及其他
β———鋼管初應(yīng)力度;
ξ0、ξ———鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計值、標(biāo)準(zhǔn)值;
ρ———構(gòu)件偏心率;
———鋼管混凝土截面含鋼率;
ρc
χ———計算系數(shù);
μ———柔度系數(shù);
———鋼管混凝土拱肋汽車荷載沖擊系數(shù);
μ0
γ0———橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
———單肢鋼管混凝土和整個構(gòu)件截面抗彎剛度之比;
η1
φ———穩(wěn)定系數(shù);
———偏心率折減系數(shù);
φe
λ—人人文庫專用——鋼管混凝土構(gòu)件的名義長細(xì)比;
λn———相對長細(xì)比;
λ*———鋼管混凝土格構(gòu)柱的換算長細(xì)比;
λ1———鋼管混凝土格構(gòu)柱單肢名義長細(xì)比;
λx,λy———鋼管混凝土格構(gòu)柱對X軸、對Y軸的名義長細(xì)比;
a———有初應(yīng)力的鋼管混凝土極限承載力計算時,考慮長細(xì)
·7·
比影響的系數(shù);
f0———鋼管混凝土拱橋的一階豎向頻率;
kc———鋼管混凝土承載力徐變折減系數(shù);
Kp———初應(yīng)力度影響系數(shù);
k1———荷載系數(shù);
k2———行車道系數(shù);
k3———軸心抗壓強度設(shè)計值換算系數(shù);
Kt———鋼管混凝土承載力脫粘折減系數(shù);
K———換算長細(xì)比系數(shù);
K′———換算長細(xì)比修正系數(shù);
m———有初應(yīng)力的鋼管混凝土極限承載力計算時,考慮偏心
率影響的系數(shù);
n———桁式拱肋弦桿數(shù);
V———輸送泵的額定速度;
Q———管內(nèi)混凝土澆注方量。
人人文庫專用
·8·
3材料
3.1鋼材
3.1.1鋼管混凝土拱肋中的鋼管宜選用質(zhì)量等級為B級及以上
的碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼,其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國
家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700或《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T1591的規(guī)定。
3.1.2鋼管可采用卷制焊接管或無縫鋼管。當(dāng)滿足卷制要求時,
宜采用直縫焊接管。
3.1.3鋼材的主要強度指標(biāo)應(yīng)按表3.1.3采用。
表3.1.3鋼材強度指標(biāo)
2
厚度或直徑設(shè)計值(N/mm)標(biāo)準(zhǔn)值fy
鋼號
2
(mm)抗拉、抗壓和抗彎fs抗剪fvd(N/mm)
≤16190110235
Q235>16~40180105225
>40~100170100215
≤16275160345
Q345>16~40270155325
>40~63260150295
≤16310180390
Q390>16~40295170370
人人文庫專用>40~63280160350
3.1.4鋼材的物理性能指標(biāo)可按表3.1.4采用。
表3.1.4鋼材的物理性能指標(biāo)
彈性模量剪切變形模量線膨脹系數(shù)密度泊松比
22(/3)
Es(N/mm)Gs(N/mm)αs(1/℃)ρskgmμs
2.06×1057.90×1041.20×10-57.85×1030.30
·9·
3.2混凝土
3.2.1鋼管混凝土拱肋的管內(nèi)混凝土等級不應(yīng)低于C30,宜為
C40~C60。
3.2.2混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fck、軸心抗壓強度設(shè)計值
fcd、軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk、軸心抗拉強度設(shè)計值ftd、彈性模量
Ec應(yīng)按表3.2.2采用?;炷良羟凶冃文A浚牵憧砂幢恚常玻仓?/p>
彈性模量的采用,混凝土泊松比可取為。
Ec40%μc0.2
表3.2.2混凝土強度和彈性模量(N/mm2)
強度種類軸心抗壓強度軸心抗拉強度彈性模量
強度等級標(biāo)準(zhǔn)值fck設(shè)計值fcd標(biāo)準(zhǔn)值ftk設(shè)計值ftdEc
C3020.1014.302.011.433.00×104
C3523.4016.702.201.573.15×104
C4026.8019.102.391.713.25×104
C4529.6021.102.511.803.35×104
C5032.4023.102.641.893.45×104
C5535.3025.302.741.963.55×104
C6038.5027.502.852.043.60×104
3.3鋼管混凝土
3.3.1鋼管與管內(nèi)混凝土的匹配可按下列材料組合選用:
1Q235鋼配C30~C40強度等級混凝土。
2Q345鋼配C40~C60強度等級混凝土。
3Q人人文庫專用390鋼配C60或C60以上強度等級混凝土。
3.3.2鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管壁厚不應(yīng)小于8mm。鋼管的外直
徑D與壁厚t之比宜為35×(235/fy)~100×(235/fy),鋼材強
度標(biāo)準(zhǔn)值fy取值應(yīng)符合本規(guī)范表3.1.3的規(guī)定。
3.3.3鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計值ξ0不宜小于0.60,截面
含鋼率宜為。、應(yīng)按下列公式計算:
ρc0.04~0.20ξ0ρc
·10·
Asfs
ξ0=(3.3.3-1)
Acfcd
As()
ρc=3.3.3-2
Ac
式中:ξ0———鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計值;
———鋼管混凝土截面含鋼率;
ρc
2
As———鋼管的截面面積(mm);
2
Ac———鋼管內(nèi)混凝土的截面面積(mm);
2
fs———鋼板(材)抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值(N/mm);
2
fcd———混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值(N/mm)。
3.4其他材料
3.4.1吊索和系桿索的高強鋼絲宜采用5mm或7mm熱鍍鋅
鋼絲,其強度標(biāo)準(zhǔn)值不宜低于1670N/mm2,性能要求應(yīng)符合現(xiàn)行
國家標(biāo)準(zhǔn)《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》GB/T17101的規(guī)定。
3.4.2吊索和系桿索的鋼絞線宜采用高強低松弛預(yù)應(yīng)力鍍鋅或
其他防護(hù)鋼絞線,其強度標(biāo)準(zhǔn)值不宜低于1860N/mm2,性能要求
應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224的
規(guī)定。
3.4.3吊索和系桿索的錨具及連接件的鋼材應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)
構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼,性能要求應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
吊索與系桿索所用防護(hù)材料不得含有對鋼材有腐蝕作用的成分。
人人文庫專用
·11·
4基本規(guī)定
4.1一般規(guī)定
4.1.1本規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,按分
項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。
4.1.2鋼管混凝土拱橋應(yīng)按下列兩類極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計:
1承載能力極限狀態(tài):對應(yīng)于鋼管混凝土拱或其構(gòu)件達(dá)到最
大承載能力,或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。
2正常使用極限狀態(tài):對應(yīng)于鋼管混凝土拱或其構(gòu)件達(dá)到正
常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)。
4.1.3鋼管混凝土拱橋應(yīng)按持久狀況承載能力極限狀態(tài)和持久
狀況正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計。
4.1.4鋼管混凝土拱橋抗震設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁
抗震設(shè)計規(guī)范》CJJ166或《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》JTG/TB02
01的規(guī)定。
4.1.5鋼管混凝土拱橋中鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件之間的連接,包括施工
階段管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計強度前的鋼管拱結(jié)構(gòu),其承載力、變形和
穩(wěn)定性能均應(yīng)按橋梁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計與計算,并應(yīng)符合國家現(xiàn)行
有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
4.1.6鋼管混凝土拱橋設(shè)計時應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)、交通運輸條件和
其他建設(shè)人人文庫專用條件,確定指導(dǎo)性的施工方案、主要施工步驟、質(zhì)量要求
和施工中允許的不平衡荷載,并應(yīng)明確結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的順序及采
取的措施。
4.1.7鋼管混凝土拱橋設(shè)計時應(yīng)對主要施工階段進(jìn)行計算。施
工階段的計算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1拱肋構(gòu)件的運輸、安裝過程中的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計算。
·12·
2與拱肋形成有關(guān)的附屬結(jié)構(gòu)的計算。
3拱肋形成過程中自身的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計算。
4成橋過程中橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計算。
4.1.8施工計算中,應(yīng)計入施工中可能出現(xiàn)的實際荷載,包括架
設(shè)機具和材料、施工人群、橋面堆載以及風(fēng)力、溫度變化影響力和
其他施工臨時荷載。施工階段結(jié)構(gòu)彈性穩(wěn)定特征值不應(yīng)小于
4.0。
4.1.9鋼管混凝土拱肋、橫撐、立柱、橋面系主梁等,應(yīng)進(jìn)行滿足
使用期間檢查和養(yǎng)護(hù)維修要求的設(shè)計。
4.1.10鋼管混凝土拱橋的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)依據(jù)橋位處的大氣腐蝕環(huán)境
進(jìn)行防腐設(shè)計,其免維修周期不應(yīng)小于15年。防腐體系宜根據(jù)橋
梁所處環(huán)境及不同部位進(jìn)行設(shè)計,不同防腐體系的鋼材表面除銹
等級、表面清潔度、表面粗糙度等指標(biāo)要求應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》JT/T722的規(guī)定。
4.1.11鋼管混凝土拱橋的防水、排水和其他結(jié)構(gòu)的耐久性要求
應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
4.1.12鋼管混凝土拱橋施工前,對各關(guān)鍵工序,應(yīng)制訂專項施工
技術(shù)方案和安全技術(shù)方案。
4.1.13大跨徑鋼管混凝土拱橋應(yīng)進(jìn)行施工監(jiān)測與控制,拱的軸
線、內(nèi)力、吊索與系桿索拉力、鋼管應(yīng)力等應(yīng)滿足設(shè)計要求。
4.2作用
4.2.1鋼管混凝土拱橋的荷載分類、效應(yīng)組合與荷載計算,除應(yīng)
符合本規(guī)范規(guī)定人人文庫專用外,還應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)的不同,符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》CJJ11或《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60
的規(guī)定。
鋼管混凝土拱肋的汽車荷載沖擊系數(shù)可按下式計算:
4.2.2μ0
()
μ0=0.05736f0+0.07484.2.2
式中:f0———鋼管混凝土拱橋的一階豎向頻率(Hz)。
·13·
4.2.3鋼管混凝土拱受溫度變化影響產(chǎn)生的變形值或由此而引
起的次內(nèi)力,應(yīng)根據(jù)橋位處氣溫、橋梁結(jié)構(gòu)和施工設(shè)計等因素計算
確定。材料線膨脹系數(shù)和作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下列規(guī)定取用:
1鋼管混凝土拱肋受截面均勻溫度荷載時軸線方向的線膨
脹系數(shù)α可按下式計算:
αsAs+αcAc
α=(4.2.3-1)
As+Ac
-5
式中:αs———鋼材線膨脹系數(shù),?。保病粒保埃?;
-5
αc———混凝土材料線膨脹系數(shù),取1.0×10/℃。
2計算鋼管混凝土拱因截面均勻溫度變化引起外加變形或
約束變形時,應(yīng)以計算合龍溫度T為基準(zhǔn)溫度,考慮最高和最低
有效溫度的荷載效應(yīng)。
3合龍溫度T可按下式計算:
D-0.85
T=T28++T0(4.2.3-2)
0.2
式中:T28———鋼管內(nèi)混凝土澆注后28d內(nèi)的平均氣溫(℃);
D———鋼管外徑(m);
T0———考慮管內(nèi)混凝土水化熱荷載的附加升溫值,為
3.0℃~5.0℃,冬季取小值,夏季取大值;混凝土強
度等級低于C40時,在此基礎(chǔ)上減去1.0℃。
4最高與最低有效溫度可取當(dāng)?shù)刈罡吲c最低氣溫。
4.2.4計算鋼管混凝土拱因管內(nèi)混凝土收縮而產(chǎn)生的變形值或
由此而引起的次內(nèi)力時,管內(nèi)混凝土收縮可采用實測值或按現(xiàn)行
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)人人文庫專用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》
JTGD62的規(guī)定計算。
4.3結(jié)構(gòu)計算
4.3.1鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)計算應(yīng)包括靜力計算、穩(wěn)定計算、
動力計算和節(jié)點疲勞計算等。結(jié)構(gòu)計算圖式、幾何特性、邊界條件
·14·
應(yīng)反映實際結(jié)構(gòu)狀況和受力特征。
4.3.2當(dāng)剛架系桿拱進(jìn)行有限元計算時,宜將上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)
構(gòu)與基礎(chǔ)作為整體。
4.3.3鋼管混凝土拱肋截面整體壓縮設(shè)計剛度(EA)sc與彎曲設(shè)
計剛度(EI)sc應(yīng)按下列公式計算:
(EA)sc=EsAs1+EcAc1(4.3.3-1)
(EI)sc=EsIs1+0.6EcIc1(4.3.3-2)
式中:(EA)sc———鋼管混凝土拱肋截面整體壓縮設(shè)計剛度(N);
(EI)sc———鋼管混凝土拱肋截面整體彎曲設(shè)計剛度(N·
mm2);
2
As1———拱肋截面鋼材面積(mm);
2
Ac1———拱肋截面混凝土面積(mm);
4
Is1———鋼材截面慣性矩(mm);
4
Ic1———混凝土截面慣性矩(mm)。
4.3.4鋼管混凝土拱肋截面回轉(zhuǎn)半徑i宜按下列公式計算:
i=槡(EI)sc1/(EA)sc1(4.3.4-1)
(EI)sc1=EsIs1+EcIc1(4.3.4-2)
式中:i———截面回轉(zhuǎn)半徑(mm);
(EA)sc1———鋼管混凝土毛截面壓縮設(shè)計剛度(N),可按本規(guī)范
公式(4.3.3-1)計算;
2
(EI)sc1———鋼管混凝土毛截面彎曲設(shè)計剛度(N·mm)。
人人文庫專用
·15·
5持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.1一般規(guī)定
5.1.1鋼管混凝土拱橋應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的要求,對結(jié)構(gòu)與
構(gòu)件進(jìn)行強度和穩(wěn)定性驗算。
5.1.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算時,鋼管混凝土拱橋的安
全等級應(yīng)根據(jù)其重要性、橋梁結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度
以及工程性質(zhì)進(jìn)行劃分,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁設(shè)計規(guī)
范》CJJ11和《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60的規(guī)定。
5.1.3鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)應(yīng)按下列公
式計算:
γ0S≤R(5.1.3-1)
R=R(fd,ad)(5.1.3-2)
式中:γ0———橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對安全等級為一級、二級、三級
的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)分別取1.1、1.0、0.9;橋梁抗震設(shè)計
不考慮結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù);
S———荷載效應(yīng)的組合設(shè)計值,應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路
橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60或《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》
CJJ11的規(guī)定,其中汽車荷載應(yīng)計入沖擊系數(shù);
R———構(gòu)件承載力設(shè)計值;
R(·)———人人文庫專用構(gòu)件的承載力函數(shù);
fd———材料強度設(shè)計值;
ad———幾何參數(shù)設(shè)計值。
5.1.4鋼管混凝土拱肋強度計算應(yīng)包括拱肋各組成構(gòu)件,穩(wěn)定計
算應(yīng)包括各組成構(gòu)件與拱肋整體。對桁式拱肋的鋼管混凝土弦
管,當(dāng)單肢一個節(jié)間的長細(xì)比λ1小于或等于10時,承載力計算可
·16·
僅進(jìn)行強度計算,并應(yīng)符合本規(guī)范第5.2.2條~第5.2.5條的規(guī)
定;當(dāng)λ1大于10時,承載力計算應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計算,并應(yīng)符合本規(guī)
范第5.3.3條的規(guī)定。λ1的計算應(yīng)符合本規(guī)范公式(5.3.9-3)~
公式(5.3.9-5)的規(guī)定。
5.2拱肋強度計算
5.2.1拱肋強度計算時,截面的內(nèi)力可采用彈性理論計算。對組
成啞鈴形或桁肋的鋼管混凝土單圓管構(gòu)件,其內(nèi)力可由有限元計
算結(jié)果或截面內(nèi)力分配計算確定。當(dāng)采用截面內(nèi)力分配計算啞鈴
形截面各肢的內(nèi)力且上、下兩肢相同時(圖5.2.1),各肢的內(nèi)力可
按下列公式計算:
圖5.2.1啞鈴形拱肋內(nèi)力計算示意圖
()
M1=M2=η1M5.2.1-1
()()
11-2η1M11-2η1M
N1=人人文庫專用+N,N2=-N
[2h1N][2h1N]
(5.2.1-2)
1
=(5.2.1-3)
η12
2+0.5h1χ
(EA)sc2
χ=(5.2.1-4)
(EI)sc2
·17·
(EI)sc2=EsIs+EcIc(5
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