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文檔簡(jiǎn)介

ICS93.080

CCSP66

41

河南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB41/T2462—2023

公路波紋鋼管(板)橋涵設(shè)計(jì)與施工

技術(shù)規(guī)程

2023-08-07發(fā)布2023-11-06實(shí)施

河南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2462—2023

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4材料...............................................................................2

5設(shè)計(jì)要求...........................................................................3

6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...........................................................................4

7地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)....................................................................11

8施工..............................................................................12

9質(zhì)量檢驗(yàn)..........................................................................14

附錄A(資料性)波紋鋼管(板)橋涵的類型和用途......................................16

附錄B(資料性)材料抗力系數(shù)........................................................17

附錄C(資料性)等效荷載的參數(shù)k4值.................................................18

附錄D(資料性)高強(qiáng)螺栓設(shè)計(jì)參數(shù)....................................................19

附錄E(資料性)摩擦面的抗滑移系數(shù)..................................................20

I

DB41/T2462—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由河南省交通運(yùn)輸廳提出并歸口。

本文件起草單位:河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司、周口市交通基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督

管理站

本文件主要起草人:華升、耿高、王燕、王宗磊、段李莉、孫楠、孫東生、柴嘯龍、郭付印、楊

青、李海洋、趙旸、張慧鮮、張杰、李崇、黃來(lái)科、鄭洋、劉春煥、趙靜、陳艷秋、馮志剛、王世峰、

張斐、張浩博、張劍喬、范宇龍、葉洪波、趙珍珍、馮旭、孫麗萍、魯乾坤、仝惠萍、陳家峰、王瑞

云、穆勇攀、董朝寧、侯克鵬、馬來(lái)景、王海、周亞鵬、侯瑜、何靜靜。

II

DB41/T2462—2023

公路波紋鋼管(板)橋涵設(shè)計(jì)與施工

技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了公路波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)的材料、設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施

工及質(zhì)量檢驗(yàn)。

本文件適用于各級(jí)公路波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文

件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適

用于本文件。

GB/T700碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB/T706熱軋型鋼

GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差

GB/T1231鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件

GB/T1591低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

GB/T2518連續(xù)熱鍍鋅和鋅合金鍍層鋼板及鋼帶

GB/T3274碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼板和鋼帶

GB/T4171耐候結(jié)構(gòu)鋼

GB/T6723通用冷彎開口型鋼

GB/T34567冷彎波紋鋼管

GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范

JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件

JTG3363公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范

JTG/T3365-02公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范

JTG/T3650公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范

JTGB01公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

JTGD60公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范

JTGD61公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范

JTG/TF80/1公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè)土建工程

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

公路波紋鋼管(板)橋涵

用螺旋波紋鋼管、環(huán)形波紋鋼管或用波紋鋼板件材料連接形成構(gòu)件之后,周邊用填料回填壓實(shí),

形成土—鋼結(jié)構(gòu)相互作用共同承擔(dān)荷載的結(jié)構(gòu)物。

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3.2

開口結(jié)構(gòu)

指橫截面不封閉,拱腳多與混凝土基礎(chǔ)連接的結(jié)構(gòu)物,如圓拱形、矮拱形、高拱形、箱形。

3.3

閉口結(jié)構(gòu)

指橫截面封閉的結(jié)構(gòu)物,如圓形、豎直橢圓形、水平橢圓、管拱形和梨形。

4材料

4.1主結(jié)構(gòu)材料

4.1.1波紋鋼管(板)的材料采用碳素結(jié)構(gòu)鋼時(shí),應(yīng)符合GB/T700的要求。

4.1.2波紋鋼管(板)的材料采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼時(shí),應(yīng)符合GB/T1591的要求。

4.1.3波紋鋼管(板)的材料采用耐候結(jié)構(gòu)鋼時(shí),應(yīng)符合GB/T4171的要求。

4.1.4波紋鋼管(板)所用的鋼板、鋼帶應(yīng)符合GB/T3274的規(guī)定,其尺寸、外形、重量及允許偏差

應(yīng)符合GB/T709的規(guī)定。

4.1.5采用連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶加工波紋鋼管(板)時(shí),其力學(xué)性能、鍍鋅層質(zhì)量應(yīng)符合

GB/T34567的要求。其尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T2518的規(guī)定,且厚度不允許有下偏

值。

4.2連接件材料

4.2.1管箍、法蘭的材料采用碳素結(jié)構(gòu)鋼時(shí),其性能應(yīng)符合GB/T700的要求,其尺寸、外形、重量

及允許偏差應(yīng)符合GB/T709的規(guī)定。

4.2.2法蘭采用角鋼時(shí),其性能應(yīng)符合GB/T700的要求,尺寸、重量、允許偏差應(yīng)符合GB/T706的

規(guī)定。

4.2.3連接件采用高強(qiáng)度螺栓、螺母時(shí),應(yīng)符合GB/T1231的規(guī)定。

4.2.4高強(qiáng)度螺栓、螺母規(guī)格為M12、M16、M20、M24,其型號(hào)應(yīng)符合GB/T34567的規(guī)定,螺栓緊固

后錨栓外露絲扣不少于2扣。

4.2.5結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈采用專用墊圈時(shí),性能應(yīng)符合GB/T1231的規(guī)定,型式應(yīng)符合GB/T34567的

規(guī)定。

4.2.6開口截面結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)與混凝土基礎(chǔ)連接采用不平衡槽鋼時(shí),其技術(shù)要求和型號(hào)規(guī)格應(yīng)符合

GB/T6723的規(guī)定。

4.3焊接材料

焊接材料應(yīng)與主體鋼材相匹配,應(yīng)符合GB50661的要求。

4.4密封材料

管箍與管節(jié)之間、法蘭之間、翻邊接合面之間以及搭接的波紋鋼板的密封材料應(yīng)符合GB/T34567

的規(guī)定。

4.5防腐材料

4.5.1采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的波紋鋼管(板)和管箍、法蘭、不平衡槽鋼及高強(qiáng)度螺栓、螺母,出廠前應(yīng)

進(jìn)行熱浸鍍鋅防腐處理。

4.5.2熱浸鍍鋅的選用和質(zhì)量要求滿足GB/T34567的規(guī)定。

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4.5.3當(dāng)采用熱浸鍍鋁、熱浸塑、靜電噴涂等其他防腐方法代替鍍鋅時(shí),應(yīng)有試驗(yàn)驗(yàn)證資料,確保其

防腐性能不低于熱浸鍍鋅方法的質(zhì)量要求。

4.5.4在鍍鋅防腐的基礎(chǔ)上宜涂裝或噴涂瀝青等非金屬覆蓋層,以增強(qiáng)防腐性能,且滿足以下規(guī)定:

a)當(dāng)采用涂裝時(shí),涂裝材料的品種、規(guī)格、性能應(yīng)符合JT/T722的規(guī)定。涂裝的總厚度應(yīng)大于

120μm。

b)當(dāng)采用噴涂瀝青時(shí),內(nèi)外壁應(yīng)均勻噴涂瀝青漆或乳化瀝青,涂層厚度不小于1mm。

4.6附屬結(jié)構(gòu)材料

附屬結(jié)構(gòu)材料所用砂漿、石料、混凝土等材料應(yīng)符合JTGD61的規(guī)定。

4.7回填材料

4.7.1回填材料宜優(yōu)先采用礫類土、砂類土等天然級(jí)配砂礫或透水性好的材料。

4.7.2在波紋鋼管(板)兩側(cè)50cm范圍內(nèi),回填材料粒徑不得有超過(guò)波紋鋼管波深1/2的石塊、高

塑性粘土塊或其他有害腐蝕材料。

5設(shè)計(jì)要求

5.1一般規(guī)定

5.1.1波紋鋼管(板)橋涵的應(yīng)用應(yīng)遵循因地制宜、滿足功能、便于施工的原則。

5.1.2波紋鋼管(板)橋涵的鋼板厚度選擇應(yīng)與波形相適應(yīng),其受荷時(shí)的最大應(yīng)力應(yīng)低于鋼結(jié)構(gòu)的屈

服應(yīng)力,波紋截面特征參數(shù)符合GB/T34567的規(guī)定。

5.1.3波紋鋼管(板)橋涵所用鋼板及其配件應(yīng)具有足夠的耐腐蝕、耐磨蝕性能,結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)宜按道

路設(shè)計(jì)等級(jí)將鋼板磨蝕厚度計(jì)入壁厚中。

5.1.4波紋鋼管(板)橋涵宜適用于以下情況:

a)膨脹土、軟土、濕陷性黃土、采空區(qū)等不良巖土地質(zhì)條件地區(qū);

b)砂石、混凝土等原料缺乏地區(qū);

c)地形條件復(fù)雜地區(qū);

d)應(yīng)急搶險(xiǎn)、救災(zāi)等工程;

e)高填土涵洞、通道。

5.2結(jié)構(gòu)形式

5.2.1波紋鋼管(板)橋涵分為閉口截面結(jié)構(gòu)和開口截面結(jié)構(gòu)兩種形式,常用類型及用途見附錄A。

5.2.2閉口截面結(jié)構(gòu)分為整體式波紋鋼管和拼裝波紋鋼管。整體式波紋鋼管分為螺旋波紋鋼管和環(huán)形

波紋鋼管兩種形式。

5.2.3開口截面結(jié)構(gòu)一般采用混凝土基礎(chǔ),基礎(chǔ)混凝土內(nèi)預(yù)埋鋼板連接件與波形鋼板連接。

5.3布設(shè)要求

5.3.1波紋鋼管(板)橋涵標(biāo)準(zhǔn)孔徑或跨徑、設(shè)計(jì)洪水頻率、設(shè)計(jì)使用年限及汽車荷載等級(jí)應(yīng)符合

JTGB01的規(guī)定。

5.3.2波紋鋼管(板)涵洞的布設(shè)原則應(yīng)符合JTG/T3365-02的規(guī)定。

5.3.3波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)端部一般為八字墻式、端墻式、平頭式(領(lǐng)圈式)、坡口式、延長(zhǎng)式和簸

箕式,非圓管形結(jié)構(gòu)不宜采用平口式,一般采用混凝土領(lǐng)圈進(jìn)行加固。

5.3.4當(dāng)涵底縱坡大于5%時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段加固,限制其移位。

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5.3.5當(dāng)波紋鋼管(板)橋涵需要實(shí)現(xiàn)彎曲和分岔時(shí),宜采用彎管接頭、分岔接頭等構(gòu)造連接成整體。

5.4水文水力

5.4.1公路涵洞、小橋的水文計(jì)算方法和要求應(yīng)符合JTG/T3365-02的規(guī)定。

5.4.2常用波紋鋼管橋涵的糙率按表1取值。波紋鋼管橋涵采用混凝土內(nèi)襯時(shí),糙率宜取0.013~0.014。

表1波紋鋼管涵洞的糙率

螺旋波紋鋼管環(huán)形波紋鋼管拼裝波紋鋼管

波形參數(shù)

波形直徑范圍直徑范圍直徑范圍

p×d/(mm×mm)糙率糙率糙率

mmmmmm

68×13300~24000.018~0.024————

淺波75×25900~36000.021~0.027500~12500.027~0.028——

125×25900~36000.022~0.025500~12500.024~0.026——

150×50——1250~30000.023~0.0251500~120000.033~0.034

中波200×55————1500~100000.033~0.034

230×64————2500~130000.033~0.034

300×110————4000~120000.030~0.040

深波

380×140————6000~160000.031~0.045

大波400×150————8000~200000.032~0.048

注:d為波深;p為波距。

6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.1一般規(guī)定

6.1.1公路波紋鋼管(板)橋涵應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)結(jié)構(gòu)承載力、塑性鉸、連接件進(jìn)

行驗(yàn)算。

6.1.2公路波紋鋼管(板)橋涵應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求,對(duì)結(jié)構(gòu)的撓度進(jìn)行驗(yàn)算,撓度計(jì)算值

不應(yīng)超過(guò)變形檢驗(yàn)限值(±1%)。

6.2最小填土厚度

最小填土厚度取公式(1)中計(jì)算結(jié)果。

1?2

????2??

?????=???{0.6,(),0.4()}···············································(1)

6????

式中:

?????——最小填土厚度,單位為米(m);

??——結(jié)構(gòu)的水平尺寸(有效跨徑),單位為米(m);

??——結(jié)構(gòu)的豎向尺寸(有效矢高),單位為米(m)。

6.3作用

6.3.1恒載推力

填土荷載(恒載)產(chǎn)生的恒載推力計(jì)算如公式(2)、公式(3)。

??=0.5(1.0?0.1??)???······························································(2)

4

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1000??

?=??··········································································(3)

???

式中:

??——恒載引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)環(huán)向壓力,單位為千牛每米(kN/m);

??——軸向剛度參數(shù);

??——考慮結(jié)構(gòu)起拱效應(yīng)的土壓力增大系數(shù),按表2選用;

?——結(jié)構(gòu)上方土柱與路面的重量,單位為千牛每米(kN/m);

Es——土壤剛度的切割模量,單位為兆帕(MPa);

?——結(jié)構(gòu)金屬的彈性模量,單位為兆帕(MPa);

?——波紋鋼剖面的橫截面積,單位為平方毫米每毫米(mm2/mm),對(duì)于采用螺栓拼裝的波紋鋼板

應(yīng)扣除螺栓孔截面面積。

表2??系數(shù)取值表

Dh/Dv

H/Dh

≤0.60.81.01.21.4≥1.6

0.03.231.951.331.261.211.16

0.053.001.841.311.251.191.14

0.12.701.741.301.231.181.12

0.22.251.601.261.201.141.10

0.41.821.411.221.151.101.05

0.61.651.351.201.121.071.03

0.81.551.311.191.111.051.02

1.01.531.311.181.101.041.02

1.21.551.331.201.121.071.02

1.41.591.381.221.151.081.02

1.61.601.391.241.171.081.02

1.81.611.401.251.181.081.02

≥2.01.621.401.251.181.081.02

注:H為填土厚度,單位為米(m)。

6.3.2活載推力

6.3.2.1波紋鋼管(板)橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載應(yīng)滿足規(guī)范JTGD60的規(guī)定。

6.3.2.2汽車荷載、特殊車輛荷載、施工荷載等活載產(chǎn)生的環(huán)向壓力按公式(4)計(jì)算。

?=???(0.5???m,0.5???m)(4)

???????······················································

式中:

??——活載引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)環(huán)向壓力,單位為千牛每米(kN/m);

???——活載擴(kuò)散到拱頂?shù)膲毫?,按公式?)計(jì)算,單位為千帕(kPa);

m——多車道折減系數(shù),汽車荷載按JTGD60取值,其他活載取1.0;

?

??——沿車輪長(zhǎng)度方向擴(kuò)散后的尺寸,單位為米(m)。

??(1+?)

???=···········································································(5)

???

5

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式中:

??——跨徑長(zhǎng)度范圍內(nèi)布置的設(shè)計(jì)車輛荷載總軸重,單位為千牛(kN);

?——汽車荷載沖擊系數(shù),按公式(6)計(jì)算;

?——沿車輪寬度方向擴(kuò)散后的尺寸,單位為米(m);

?=0.4(1.0?0.5?)···································································(6)

式中:

?——填土厚度,單位為米(m),大于2m時(shí),可不考慮沖擊影響。

6.3.3地震作用

6.3.3.1直徑或跨徑不大于3.6m的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)可不考慮地震作用。

6.3.3.2地震設(shè)防烈度≥7度地區(qū)的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),一般只考慮豎向地震

作用。

6.3.3.3地震作用引起的環(huán)向壓力按公式(7)計(jì)算。

??=?0??···········································································(7)

式中:

??——地震荷載引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)環(huán)向壓力,單位為千牛每米(kN/m);

?0——豎向地震作用與水平地震作用比值,取值為0.65;

?——地震動(dòng)水平加速度峰值系數(shù),取值可參考表3。

表3抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)加速度峰值

抗震設(shè)防烈度789

?0.10(0.15)0.20(0.30)0.40

6.4內(nèi)力計(jì)算

6.4.1對(duì)于承載能力極限狀態(tài)下的基本組合,由恒載和活載引起的閉口截面和開口截面結(jié)構(gòu)的環(huán)向內(nèi)

力采用公式(8)計(jì)算。

?f?=????+????·····································································(8)

式中:

?f?——由恒載和活載引起的閉口截面和開口截面結(jié)構(gòu)的環(huán)向內(nèi)力,單位為千牛每米(kN/m);

??——恒載分項(xiàng)系數(shù),公路橋涵取1.2;

??——活載分項(xiàng)系數(shù),公路橋涵取1.4。

6.4.2對(duì)于承載能力極限狀態(tài)下的偶然組合,由恒載和地震荷載引起的閉口截面和開口截面結(jié)構(gòu)的環(huán)

向內(nèi)力采用公式(9)計(jì)算。

?f?=????+????·····································································(9)

式中:

?f?——由恒載和地震荷載引起的閉口截面和拱形截面波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)的環(huán)向內(nèi)力,單位

為千牛每米(kN/m);

??——地震荷載分項(xiàng)系數(shù),公路橋涵取1.0;

6.4.3承載能力極限狀態(tài)下由恒載和活載引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)的環(huán)向內(nèi)力采用公式(10)

計(jì)算。

?f=???(?f?,?f?)··································································(10)

6

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式中:

?f——承載能力極限狀態(tài)下由恒載和活載引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)的環(huán)向內(nèi)力,單位為千

牛每米(kN/m)。

6.5結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

6.5.1管壁抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算

6.5.1.1承載能力極限狀態(tài)下波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)管壁的軸向壓應(yīng)力應(yīng)滿足公式(11)的要求。

?

??=f≤???(?,?)··································································(11)

???

式中:

??——承載能力極限狀態(tài)下波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)管壁的軸向壓應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);

??——波紋鋼管板橋涵結(jié)構(gòu)基材的屈服應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);

??——波紋鋼管板橋涵結(jié)構(gòu)基材的臨界屈曲應(yīng)力,單位為兆帕(MPa)。

6.5.1.2承載能力極限狀態(tài)下,波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)管壁以通過(guò)拱頂圓弧中心與豎向中心線所成夾角

θ0為分界點(diǎn),劃分為上下兩部分分別計(jì)算臨界屈服應(yīng)力,見圖1。夾角θ0按公式(12)計(jì)算。

圖1上下兩部分劃分示意圖

??

?0=1.6+0.2??(3)·······························································(12)

????

式中:

?0——拱頂圓弧中心與豎向中心線的夾角,單位為弧度角(rad);

?——每延米波紋鋼截面慣性矩,單位為毫米的四次方每毫米(mm4/mm);

??——回填土彈性模量的修正值,對(duì)于結(jié)構(gòu)的下半部分,取Es;上半部分按公式(13)計(jì)算;

2

??

??=??{1?[′]}·························································(13)

??+1000(?+?)

式中:

??——拱頂處的曲率半徑,單位為毫米(mm);

?′——拱頂與起拱線之間垂直距離的一半,單位為米(m)。

6.5.1.3波紋鋼管(板)橋涵管壁上下兩部分臨界屈服應(yīng)力按公式(14)~公式(19)計(jì)算。

2

??2

??=????[???(??/?)](?≤??)

{12??··············································(14)

3????

?=??(?>?)

?(??/?)2?

??=0.85+0.3?/??≤1.0···························································(15)

1/2

?6??

??=()······································································(16)

???

7

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??1/4

?=?(3)·····································································(17)

???

?+?′0.5

??=(1000)≤1.0·····························································(18)

??

??0.25

?=1.22[1.0+1.6(3)]························································(19)

????

式中:

??——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)材料受壓時(shí)的抗力系數(shù),見附錄B;

??——多跨結(jié)構(gòu)屈曲應(yīng)力折減系數(shù),對(duì)于單跨結(jié)構(gòu),或計(jì)算深波紋結(jié)構(gòu)的上半部分時(shí),取1.0,

對(duì)于多跨結(jié)構(gòu),按公式(15)計(jì)算;

??——屈曲折減系數(shù);

?——結(jié)構(gòu)與周圍土體相對(duì)剛度的系數(shù);

?——計(jì)算部位的曲率半徑,單位為毫米(mm);

?——波紋鋼面的回轉(zhuǎn)半徑,單位為毫米(mm);

??——等效半徑,單位為毫米(mm);

?——多跨結(jié)構(gòu)之間的最小橫向間距,單位為米(m);

?——計(jì)算K的一個(gè)系數(shù),矢跨比小于0.4的圓形拱結(jié)構(gòu)之外的所有結(jié)構(gòu)的上半部分按公式(19)

計(jì)算,其余情況取1.22。

6.5.2施工階段彎壓強(qiáng)度驗(yàn)算

施工階段波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)截面的彎矩和環(huán)向壓力的組合效應(yīng)滿足公式(20)~公式(36)

計(jì)算。

?2?

()+||≤1.0··································································(20)

??f??f

?=????+????····································································(21)

??f=??????········································································(22)

?=?1+??+??··································································(23)

3

?1=??1?????·····································································(24)

2

??=???2???????································································(25)

??=??3??????····································································(26)

??=??/?4·········································································(27)

?=0.0046?0.0010???,?≤5000

{?1??·············································(28)

??1=0.0009,??>5000

?=0.018?0.004???,?≤5000

{?2??················································(29)

??2=0.0032,??>5000

?=0.120?0.018???,?≤100000

{?3??··············································(30)

??3=0.030,??>100000

??

?=0.67+0.87(??0.2),0.2≤?≤0.35

?2?2?

??

????

??=0.80+1.33(?0.35),0.35≤≤0.50······································(31)

2??2??

??????

??=,,>0.5

{????2??

8

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?(1000?)3

?=??······································································(32)

???

0.265?0.053????

??=0.75≤1.0·····························································(33)

(??/??)

???=????········································································(34)

??=???···········································································(35)

?=????+????····································································(36)

式中:

?——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)截面所受環(huán)向壓力,單位為千牛(kN);當(dāng)拱頂填土厚度HC<

0.5Dh時(shí),取P=0;

HC——施工階段拱頂填土高度,單位為米(m);

??f——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)承擔(dān)的極限壓力,單位為千牛(kN);

?——施工階段波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)截面所受彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??f——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)截面承擔(dān)的極限彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——施工荷載分項(xiàng)系數(shù),公路橋涵取2.0;

??——施工機(jī)械引起的波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)環(huán)向壓力,單位為千牛(kN),計(jì)算方法同

6.3.2,輪載采用施工機(jī)械的輪載,擴(kuò)散深度采用施工過(guò)程中的填土高度;

???——施工階段波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)材料抵抗塑性鉸的抗力系數(shù),見附錄B;

?1——回填至拱頂高程時(shí)回填土產(chǎn)生的跨中截面彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——施工階段拱頂以上HC高度填土產(chǎn)生的跨中截面彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——施工機(jī)械產(chǎn)生的跨中截面彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??1——參數(shù)值;

??——參數(shù)值;

3

?——結(jié)構(gòu)性回填材料的重度,單位為千牛每立方米(kN/m);

??2——參數(shù)值;

??3——參數(shù)值;

??——參數(shù)值;

??——施工過(guò)程中作用于結(jié)構(gòu)上的施工機(jī)械等效荷載值,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——施工過(guò)程中的車輛軸重,單位為千牛(kN);

?4——參數(shù)值,單位為米(m),見附錄C;

??——柔度系數(shù);

??——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)材料抵抗塑性鉸的抗力系數(shù),見附錄B;

??——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)承受的最大塑性彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

?——波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)單位長(zhǎng)度的塑性截面模量,單位為立方毫米每毫米(mm3/mm),

對(duì)于采用螺栓拼裝的波紋鋼板應(yīng)扣除螺栓孔截面;

2

??——截面中性軸上部分面積,單位為平方毫米每毫米(mm/mm);

??——截面中性軸上部分面積形心距中性軸的距離,單位為毫米每毫米(mm/mm);

2

??——截面中性軸下部分面積,單位為平方毫米每毫米(mm/mm);

??——截面中性軸下部分面積形心距中性軸的距離,單位為毫米每毫米(mm/mm)。

6.5.3運(yùn)營(yíng)階段彎壓強(qiáng)度驗(yàn)算

運(yùn)營(yíng)階段的深波紋鋼管(板)結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的彎矩和環(huán)向壓力的組合效應(yīng)應(yīng)滿足公式

(37)~公式(43)計(jì)算。

9

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?2?

(f)+|f|≤1.0··································································(37)

??f??f

?Pf=?h???·········································································(38)

?f=???1+????+????(1+?)····················································(39)

2(40)

??=???2???????································································

??=???(?,??/2)··································································(41)

??3??????

??=·····································································(42)

?4

0.265?0.053????

??=0.75≤1.0····························································(43)

(?/??)

式中:

?f——運(yùn)營(yíng)階段波紋鋼管(板)橋涵結(jié)構(gòu)界面所受彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——運(yùn)營(yíng)階段拱頂以上He高度的填土產(chǎn)生的跨中截面彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

??——運(yùn)營(yíng)階段活載作用產(chǎn)生的跨中截面彎矩,單位為千牛米每米(kN·m/m);

He——填土厚度H和有效跨徑Dh一半中的最小值,單位為米(m);

??——參數(shù)值。

6.5.4螺栓連接驗(yàn)算

6.5.4.1承壓型高強(qiáng)螺栓應(yīng)符合公式(44)~公式(50)的要求。承壓型高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)

值應(yīng)取抗剪承載力設(shè)計(jì)值和承壓承載力設(shè)計(jì)中的最小值。

22

?v?t

√(b)+(b)≤1.0································································(44)

?v??

??

?≤c············································································(45)

v1.2

??

?v=?v?eff??·······································································(46)

bb

?c=?∑??c·······································································(47)

b?

?t=?eff??·········································································(48)

??

?=??

t∑2

{???·········································································(49)

?v=??/?

??

?=f??

t∑2

{???·········································································(50)

?v=?f?/?

式中:

?v——一個(gè)高強(qiáng)螺栓承受的剪力,單位為千牛(kN),施工階段按公式(49)計(jì)算,運(yùn)營(yíng)階段按

公式(50)計(jì)算;

b

?v——一個(gè)高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa);

?t——一個(gè)高強(qiáng)螺栓承受的拉力,單位為千牛(kN),施工階段按公式(49)計(jì)算,運(yùn)營(yíng)階段按

公式(50)計(jì)算;

b

??——一個(gè)高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa);

?

?c——一個(gè)高強(qiáng)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa);

?v——每只螺栓受剪面數(shù)量;

10

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2

?eff——高強(qiáng)螺栓在螺栓處的有效截面面積,單位為平方毫米(mm),見附錄D;

b

?v——高強(qiáng)螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa),見附錄D;

?——螺栓桿直徑,單位為毫米(mm);

Σt——在不同受力方向中一個(gè)受力方向承壓構(gòu)件總厚度的較小值,單位為毫米(mm);

b

?c——高強(qiáng)螺栓承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa),見附錄D;

b

?t——高強(qiáng)螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,單位為兆帕(MPa),見附錄D;

???——最遠(yuǎn)螺栓距離螺栓群中性軸的距離,單位為毫米(mm);

?——一個(gè)波紋截面的波長(zhǎng),單位為米(m);

?——一個(gè)波的螺栓個(gè)數(shù),單位為個(gè)。

6.5.4.2摩擦型高強(qiáng)螺栓應(yīng)符合公式(51)~公式(53)的要求。

?v?t

?+b≤1.0········································································(51)

?v?t

b

?t=0.8?1··········································································(52)

b

?v=?1?2?f?1?1····································································(53)

式中:

?1——一個(gè)高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力,單位為千牛(kN),見附錄D;

?1——系數(shù),冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)(板厚不小于6mm)時(shí)取0.8,其他情

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