DB43T 1173-2016 鋼-超高韌性混凝土輕型組合結構橋面技術規(guī)范

ICS93.080.01P66DB43DB43/T1173—2016TechnicalSpecificationforSteel-STCLightweightCompositeStructureDeck2016-06-07發(fā)布2016-08-07實施湖南省質量技術監(jiān)督局發(fā)布I Ⅲ Ⅴ 2規(guī)范性引用文件 6.1基本要求 6.2承載能力極限狀態(tài)設計 6.3正常使用極限狀態(tài)設計 6.4剪力連接件設計 7.1施工項目組成及施工流程 7.4橋面預處理 7.7鋼筋網安裝 7.8STC澆筑 7.9STC濕接縫澆筑 參考文獻 戴桂華、彭力軍、劉榕、張法、張永健、崔劍峰、萬國強、盧立志、張晉瑞、喻滿V為規(guī)范鋼-超高韌性混凝土輕型組合結構橋面工程的設計和施工，統(tǒng)一其質量檢驗標準，全可靠、適用耐久、技術先進、經濟合理，特制定為解決上述技術難題，經過長期研究，本規(guī)范編制者提出了鋼-超高韌性混凝土輕型組合便、造價合理、全壽命期費用低，能較好地解決傳統(tǒng)鋼橋面的本文件的發(fā)布機構提請注意：申明符合本文件時，本規(guī)范可能涉及到ZL201020242873.0；本文件的發(fā)布機構對于該專利的真實性、有效性和范圍無地址：湖南省長沙市湖南大學土木工程學院橋鋼-超高韌性混凝土輕型組合結構橋面技術規(guī)范件。凡是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 經凝結硬化后形成的一種具有高抗彎強度、高韌栓釘縱肋橫隔板鋼面板縱肋橫隔板主結構上層由STC層、栓釘和鋼筋網組成，起主要承重和防水作用。如圖2所示。介于主結構上層與面層之間，起到粘結作用的薄層構造，宜采用改性瀝位于輕型組合結構橋面頂面的行車鋪裝層，簡栓釘又名剪力釘，起到連接鋼板與STC層的作用。接縫包括施工接縫、邊界接縫和STC破損修補接縫。STC破損修補接縫是指輕型組合結構橋面在使用過程中STC層局部Es——鋼材的彈性模量；Er——鋼筋的彈性模量；ffk囚ffd——STC抗彎拉強度標準值、設計值；ftd——不配筋STC的軸心抗拉f——配筋STC的名義彎拉應力容許值；f,joint——接縫處配筋的STC的名義彎拉應力容fy——鋼材的屈服強度；fvd——鋼材抗剪強度設計值；fccd——鋼材斷面承壓強度設計值；ffftudfsd——普通鋼筋抗拉強度標準值、設計值；f,sd——普通鋼筋抗壓強度標準值、設計值；M——彎矩設計值；N——剪力連接件的抗剪承載力設計值；σc——STC層的應力；σs——鋼主梁應力；Δσc——STC層的疲勞應力幅；Ar——正彎矩區(qū)STC層有效寬度范圍內的縱向鋼筋截面積；Art——負彎矩區(qū)STC層有效寬度范圍內的Astud——栓釘?shù)尼敆U截面面積；F——疲勞荷載分項系數(shù)；M——疲勞抗力分項系數(shù)；μ——荷載沖擊系數(shù)。4.1本規(guī)范中輕型組合結構橋面的鋼梁系指含有正交異性鋼橋面板的鋼主梁。鋼主梁的形式多為鋼箱4.2本規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，按照分項系數(shù)的設計表達4.3輕型組合結構橋面設計基準期與主4.5輕型組合結構橋面工程的設計、施工、檢驗及驗收除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關規(guī)5.1.3粉煤灰應符合GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規(guī)定，?；郀t礦渣粉應符合GB/T18046《用于水泥和混凝土中的 ——二氧化硅含量檢驗應符合JC/T874《水泥用硅質原料化學——氯離子含量、硫化物及硫酸鹽含量、云母含量檢驗應符合JGJ52《普通混凝土用砂、石質量mm～0.16mm)三個粒級。不同粒級石英砂的超粒徑顆粒含量限制值應符合表2的規(guī)定。石英粉中公標準值ftd設計值ffd標準值fcuk標準值fck設計值fcd8MPa、9MPa，極限拉應變設計值取固定值3000。但初裂應變應根據(jù)軸拉應力強度設計值和本規(guī)范名義彎拉應力容許值f（MPa）名義彎拉應力容許值f（MPa）名義彎拉應力容許值f,joint（MPa）tc=gfck………（1）EC=3435.6…………………………收縮應變/με——當鋼筋達到其屈服強度時，錨固長度為6dr，其中dr為鋼筋的公稱直徑；——當鋼筋達到其極限強度時，錨固長度為9dr，其中dr為鋼筋的公稱直徑。5.2.1輕型組合結構橋面中的鋼主梁應按結構形式、受力特點、連接方式及其所處環(huán)境條件等因素合5.2.3焊接材料應與主體鋼材相匹配，其質量應符合JTGD64—。。5.4.1STC層保濕養(yǎng)護用的節(jié)水保濕養(yǎng)護膜應由高分子吸水保水樹脂和不透水塑料5.4.2高溫期施工時，宜選用白色反光面膜的節(jié)水保濕養(yǎng)護膜；低溫期施工時，宜選用黑色或藍色吸6.1.1.1結構設計分析采用的模型和基本假定，應能反映結構實際受力狀態(tài)，其——模型的邊界條件應反映結構的固有特性。——應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計；——應對輕型組合結構橋面進行抗疲勞設計。算環(huán)境最高和最低有效溫度的作用效應。當缺乏實際調查資料時，最高和最低有效溫度標準——計算輕型組合結構橋面由于梯度溫度引起的效應時，應采用圖4所示的豎向溫度梯度分布形hcH（b）溫升T2=25-hc………6.1.1.8輕型組合結構橋面的設計計算除應符否否是——確定輕型組合結構橋面中的接縫形式。6.1.2.1輕型組合結構橋面橋梁的安全等級應根據(jù)結構的重要性、結構破壞注1：表中所列特大、大、中橋等系按行業(yè)標準JTGD60-2015《公路橋涵設計通用規(guī)范》的表1.0.5中的單孔跨徑確定，對多跨不等跨注2：對有特殊要求的橋梁，其設計安全等荷載）的效應組合應采用JTGD60《公路Ssd—正常使用極限狀態(tài)作用（或荷載）組合的效應設計值；C—結構構件達到正常使用要求所規(guī)定的變形、應力和裂縫寬度等的限準永久組合；計算值不得超過本規(guī)范規(guī)定的各——應力驗算的作用（或荷載）應采用標準組合。其中，汽車荷載應計入沖擊系數(shù)；——對于臨時或特殊結構，其豎向撓度容許值可與有關部門協(xié)商確定。6.1.3.4輕型組合結構橋面的局部穩(wěn)定應符合GB50917—2013《鋼-混凝土組合橋梁設計規(guī)范》6.4。。6.1.4.1對短暫狀況的設計，應計算構件在制作、運輸及安裝等施工階段由自重工時實際溫度場取值；動力安裝設備產生的效應應乘以相應——STC層正截面的最大壓應力不宜大于0.50fck；——STC層正截面的最大壓應力不宜大于0.70fck；6.1.5.1疲勞驗算的目的是確保輕型組合結構橋面在設計壽命期內不會出現(xiàn)由疲6.1.5.2輕型組合結構橋面的疲勞驗算應采用容許應力幅法，應力應按彈性狀態(tài)——受正彎矩作用的輕型組合結構橋面截面；——受負彎矩作用且Artfsd不小于0.15ASfd的輕型組合結構橋面截面（Art為負彎矩區(qū)STC橋面chchc—STC層的厚度；bc—STC層的有效寬度。0M≤Mu=Acfcdy1+Ascfdy2+Arfsdy3…………（7-1）M——正彎矩設計值（N?mmuM——截面正彎矩承載力設計值（N?mm）；uccy1——STC層截面形心至鋼主梁受拉區(qū)截面形心的距離（mm）；y2——鋼主梁受壓區(qū)截面形心至鋼主梁受拉區(qū)截面形心的距離（mmy3——STC層內鋼筋截面形心至鋼主梁受拉區(qū)截面形心的距離（mm）；fcd——STC的抗壓強度設計值（MPafd——鋼材的抗拉強度設計值（MPa情況下均能滿足Acftd+Artfsd<Asfd，因此，塑性中和軸在鋼主梁截面內，如圖7所示?？箯澇休d能chchc—STC層的厚度；bc—STC層的有效寬度0M'≤Mu'=Acftdy1'+Astfdy'2M'——負彎矩設計值（N?mm）；AArtAs'y1——STC層截面形心至鋼主梁受壓區(qū)截面形'y2'y3ftd）；fd——鋼材的抗拉強度設計值（MPa）；wtwfvd……………（9））；hw——鋼主梁腹板高度（mmtw——鋼主梁腹板厚度（mmfνd——鋼材的抗剪強度設計值（MPa）。6.2.2.2輕型組合結構橋面承受彎矩和剪力共同作≤1.1fd…………σ、t——鋼主梁腹板計算高度邊緣同一點上同時產生的正應力、剪應力（MPa當加勁肋為開口肋時（如倒T型鋼、角鋼等形式若開口縱向加勁肋受壓翼緣的自由長度lLT=且XLT≤1………………MRk=Wnfy………（11-5）Md——輕型組合結構橋面中彎矩設計值（N?mm）；）；XLT——輕型組合結構橋面?zhèn)扰で恼蹨p系數(shù)；φLT——計算過程中簡寫符號；—λLT——換算長細比；aLT——缺陷系數(shù)，應按表11和表12取值；算取值，但需將材料的強度設計值替換成材料的強Mcr——輕型組合結構橋面?zhèn)扰で鷱椥耘R界彎矩（N?mm可按本規(guī)范附錄B進行計算；fy——鋼材的屈服強度（MPa）；缺陷系數(shù)aLTh/b≤2abh/b≤2cd——d6.2.4.1承受汽車荷載的結構構件與連接，應進行疲勞驗算。驗算方法優(yōu)先考慮路-Ⅰ級車道荷載標準取值；應考慮多車道的影響，橫向車道布載心間距不得小于40m；Δσp≤…………………Δtp≤………Δσp=(1+Δφ)(σpmax—σpmin)……（12-3）Δtp=(1+Δφ)(tpmax—tpmin)………（12-4）Ff——疲勞荷載分項系數(shù)，取1.0；gMf——疲勞抗力分項系數(shù)，對重要構件取1.35，對次要構件取1.15；中給出的公式計算，未說明時，取ks=1.0；pppp），ΔtL——剪應力疲勞截止限，取值參考本規(guī)范6.2.4.9和6.2.4.10的規(guī)定；ΔσE2≤…………………ΔtE2≤……………………ΔσE2=(1+Δφ)g(σpmax—σpmin)…………………（13-3）ΔtE2=(1+Δφ)g(tpmax—tpmin)……（13-4）ΔσC、ΔtC——疲勞細節(jié)類別（MPa為對應于2.0×106次常幅疲勞循環(huán)的疲勞應力強度，取值ΔσE2、ΔtE2——按2.0×106次常幅疲勞循環(huán)換算得到的常幅常值應力幅（MPaΔσE2≤…………………ΔtE2≤……………………ΔσE2=(1+Δφ)g(σpmax—σpmin)…………………（14-4）ΔtE2=(1+Δφ)g(tpmax—tpmin)……（14-5） ax=Smax-Smin………………Smax——STC中的最大應力水平σmax/ftr；Smin——STC中的最小應力水平σmin/ftr；ftr——配筋STC的靜力名義彎拉應力容許值。0.48ftr0.51ftrr0.48fr0.48fr0.51fr0.51f②②②②①縱肋通過橫縫最下端位置計算②縱肋通過橫孔③在橫梁處中斷④縱肋接頭，帶有墊板的全熔透⑤縱肋全熔透對接焊縫，雙面焊在對接焊縫內部寬寬⑥橫梁腹板開孔a部分熔透坡口焊a蓋板與梯形或V形加勁肋的連接焊⑦根據(jù)板內彎曲引起的正應力幅a≥tt≤a≥ttaa角焊縫≤0.5mm⑧角焊縫或除細節(jié)⑦以外的其他類型部分熔透焊縫⑧根據(jù)板內彎曲引起的正應力幅①根據(jù)縱肋中的定①鋼面板頂面的焊接栓①Δt按栓釘?shù)拿x截面計算22焊縫1②鋼面板頂面的焊接鋼②Δt按焊縫1的名義截面③Δσ按鋼面板中的應力計算44④帶焊接鋼筋網的鋼面板④Δσ按鋼面板中的應力計算Δσp=σpmax+0.6|σpmin|…………6.3.1.2按持久狀況設計時，應對輕型組合結構橋面的截面應力、抗裂性和撓度——鋼與STC均為理想線彈性體。若考慮STC的非線性軸拉應力-應變關系時，可以遵——組合結構橋面彎曲時——組合結構橋面彎曲時與STC層間的滑移效應，但在計算局部荷載效應時（第二6.3.1.8輕型組合結構橋面的正常使用極限狀態(tài)設計6.3.2.2輕型組合結構橋面的受力特點，各構件的應力驗算需要考慮總體荷載效yc……………ys……………σc——STC頂面應力（MPaMk——截面彎矩值（N?mm0——鋼材彈性模量與STC彈性模量的比值，n0=Es/Ec；I0——輕型組合結構橋面橋梁組合截面的換算慣性矩（mm4σs——鋼主梁下翼緣應力（MPa）；yc——STC層頂面至組合截面彈性中性軸的距離（mm）；表17輕型組合結構橋面中STC層主要關注位置關注位置關注位置鋼面板主梁腹板或縱隔板鋼面板關注位置先澆筑鋼面板先澆筑鋼面板STC層接縫后澆筑S形加強鋼板先澆筑單面焊（長單面焊（長50mm）鋼板接縫搭接鋼筋栓釘鋼筋平面圖先澆筑后澆筑先澆筑栓釘鋼筋STC層接縫鋪裝層鋼面板鋼板接縫立面圖注：圖中STC層接縫間的寬度應滿足鋼筋搭接要求。接縫先澆段STC后澆段STC接縫先澆段STC普通鋼筋栓釘加強鋼筋普通鋼筋 6.3.2.6當STC層局部出現(xiàn)破損需 車輪豎向荷載車輪剎STC層車荷載鋼面板 栓釘UU肋相對撓度車軸車軸曲率半徑主梁腹板或縱隔板曲率半徑6.4.1.2輕型組合結構橋面中剪力連接件宜采6.4.1.3在正常使用極限狀態(tài)下，輕型組合結構橋面中，單個剪力連接件承擔的=1.19Astudfstud0.1………………N——栓釘?shù)目辜舫休d力設計值（NEc、Es——STC和栓釘?shù)膹椥阅Ａ浚∕Pa）；fcu——邊長為100mm的STC的立方體抗壓強度標準值（MPaAstud——栓釘釘桿截面面積（mm2fstud——栓釘抗拉強度（MPa當栓釘材料性能等級為4.6級時，取400MPa。6.4.2.2在焊接水平鋼筋網剪力連接N=tstc-rebarCl,rebarll,rebar≤fweld,1lweld,1wweld,1……………（20）N——焊接水平鋼筋網的抗剪承載力設計值（N）；tstc-rebar——STC層-縱向抗剪鋼筋間的抗剪粘結強度設計值（MPa），對于帶肋鋼筋，本規(guī)范取Cl,rebar——縱向抗剪鋼筋的名義周長（mmll,rebar——縱向鋼筋的計算長度，取為相鄰兩道橫向抗剪鋼筋的間距（mm）；lweld,1——縱向抗剪鋼筋-鋼面板間焊縫（焊縫1）的長度（mm6.4.3.2剪力連接件疲勞驗算應包含總體荷載效應和局部荷載效應，計算時的交確保在車輪荷載下的局部正彎矩區(qū)域，STC層底面的最大拉應力不得超過其軸拉強度（不考慮配筋——栓釘?shù)尼斨睆讲灰诵∮?mm；——栓釘間距應符合下列規(guī)定：——本規(guī)范推薦的栓釘布置間距如下：距；當鋼主梁在行車道區(qū)域未設置主梁腹板（或縱隔板）時，順橋向施工縫應設置在相鄰兩6.5.5STC層與其他結構連接時，應設置邊界連接構造，避免邊界連接處——U型鋼筋與鋼結構面之間采用雙面滿焊——U型鋼筋兩肢長度的取值應滿足上述焊接時的焊——應在混凝土結構中預埋錨固鋼筋，并使之與STC層中——錨固鋼筋與相連接的受力鋼筋處于同一平面，可與受力鋼筋同型號；——鋼筋間采用平面搭接焊接方式，相連焊縫抗拉能力不低于相連接鋼筋自身的抗拉能力；——錨固鋼筋預埋長度取值應使鋼筋抗拉能力不低于土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》規(guī)定的預埋鋼筋在混凝土中錨固長度取值。如果在混凝土結構中未預埋鋼筋，則需通過植筋方式，使所植鋼筋代替應預——植筋按JTG/TJ22-2008《公路橋梁加固設計規(guī)范》附錄6.5.6根據(jù)面層結構情況和橋面工作條件，宜通過分析計算確定鋼筋使受力鋼筋與橋面板同步共同受力的方式，焊接結構應滿足下列——短鋼筋與受力鋼筋及橋面鋼板之間的連接宜采用焊接連接方式，焊縫長度不小于鋼筋直徑的 7.1.1輕型組合結構橋面有新建橋梁和大中修橋梁的橋面施工兩種情況。輕型組合結構施工下節(jié)施工下節(jié)a）現(xiàn)澆施工7.2.1在施工前宜進行相關工藝試驗，以取得必要的施工工藝參7.2.3在施工期間，橋面施工范圍宜進行封閉，避免7.3.4在施工前應對橋面高程、坡度、平整度進行測設，掌握橋面幾何因素狀況，以7.4.1.1對于新建鋼橋，應對橋面進7.4.1.2對于舊鋼橋鋪裝翻修施工時，應先清除原鋪裝層并清洗橋面，后對——噴砂除銹完成后，應對除銹后的鋼板進行保護，防止二次污染；7.5.1.2焊接前應清除栓釘上的油污、銹跡等雜質。瓷環(huán)應保持干燥狀態(tài)，受潮瓷環(huán)應高溫烘干2h以上，烘干溫度宜為120℃~150℃。7.5.1.3應按設計的栓釘布置位置在鋼橋面板上劃墨線定位。當栓釘加密時7.5.1.7栓釘焊接的電流、電壓等工藝參數(shù)應通過焊接工藝評定確定。工藝檢驗方法：檢查產品合格證和出廠檢驗報告等，并采用鋼尺和游標卡7.5.2.2栓釘進場應抽取試件進行機械性能和焊接端的焊接性能評定，其質量應符合國家標準GB/T7.5.2.5栓釘焊接質量的檢驗應采用現(xiàn)場抽樣進行彎曲試驗的方法。彎曲試檢驗數(shù)量：同一工程、同一規(guī)格、同一焊接工藝的栓釘焊接接頭，每5000定為合格；大于3%時，該批驗收定為不合格。當批量驗收不合格時，應對該批余下的栓釘全數(shù)全數(shù)檢驗出廠合格證和廠方提供的材料性能試驗報告，并按國家現(xiàn)行標準規(guī)定抽樣7.6.2.2防腐層表面應平整、均勻一致，無漏涂、起泡、裂紋、氣孔和返銹 7.7.1.3鋼筋網在界面接頭處應與相對應7.7.2.5鋼筋的連接形式、接頭位置、同一截面的接頭數(shù)量、搭接長度應符7.7.2.6鋼筋表面不得有裂紋、結疤、折疊、銹蝕7.8.1.1STC宜在工廠將各種固體原料及減水劑預拌為干混7.8.1.2原材料及干混料的計量應采用電子計量設備，并應定期校驗。干混檢一次。每一工作班開始前，應對計量設備進行零——拌合前應根據(jù)施工配合比，準確計量干混料、水的重量。干混料的容許偏差不應大于2%，水——拌合時置于同一包裝件中的干混料應一次攪拌完成，不得分盤攪拌；——干混料在下料和攪拌過程中，應采取防揚塵措施，防止揚塵污染環(huán)境；洗，剔除結硬的混凝土塊，并更換嚴重磨損的攪7.8.1.7STC拌合物的坍落度，應在攪拌地點和澆筑地點分8STC的運輸宜采用混凝土攪拌運輸8STC的運輸宜采用混凝土攪拌運輸,7.8.1.9澆筑前，應對鋼橋面板表面及邊——宜采用專用布料機均勻、準確布料；——無專用布料機時，應采用泵車布料。布料時，應及時移動泵桿，保證布料均勻；——布料松鋪系數(shù)宜控制在1.0～1.1之間?！瞬捎脤Ｓ酶哳l振動整平機；無專用振動整平機時，可采用振動梁；——攤鋪過程中，應派專人進行攤鋪厚度檢查并及時反饋，必要時進行修正。7.8.2.1STC干混料進場時除應檢查出廠合格證、廠方——每次取樣應至少留置兩組試件進行同條件養(yǎng)護。fcu,m-1.1Sfcu≥fcu,k；fcu,min≥0.95fcu,kff,m≥1.05ffk；ff,min≥0.95ffk注2：ff,m和ff,min分別為STC的抗彎拉強度的平均值和最小值；——接縫鑿毛斷面上應有大量鋼纖維裸露在外，并無遺留松散殘渣和屑末；7.9.1.4對于設置異型加強鋼板的STC接縫，加強鋼板的焊接施工應滿足以下規(guī)定：——焊接施工完成后，應清除接縫區(qū)域的焊渣等雜物。7.9.2.3焊縫外形應飽滿，表面無氣孔、夾渣、裂——覆蓋養(yǎng)生薄膜時，不應損壞STC；7.10.1.3高溫蒸汽養(yǎng)護宜采用蒸汽鍋爐、蒸——養(yǎng)護前，應根據(jù)現(xiàn)場條件和養(yǎng)護要求確定架子搭設、鍋爐布置及養(yǎng)護方案；——蒸汽養(yǎng)護棚應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和密封性，頂面不應積水；——養(yǎng)護溫度在80℃~90℃時，養(yǎng)護時間不應少于72h。養(yǎng)護溫度在90℃以上時，養(yǎng)護時間不應少于48h。養(yǎng)護相對濕度不應低于95%； 定。節(jié)水保濕養(yǎng)生薄膜整體完好，局部未受損壞。對養(yǎng)生質量不利的受檢驗方法：產品合格證檢驗、出廠檢驗報告檢驗、——拋丸施工前應清除STC表面的油漬、——在面層施工前，拋丸施工不宜過早進行。如過早進行，不利于裸露鋼纖維的防銹蝕?！┕ぶ腥粼庥鑫搭A料大雨情況，必須在中途停止本次澆筑時——保濕養(yǎng)護時，應控制養(yǎng)生水溫與STC層表面的溫差不大于1當施工現(xiàn)場環(huán)境溫度處于5℃~10℃時，應采取適當?shù)谋馗采w措施，并隨時檢測氣溫和干混料、——采用砂輪機沿定位墨線切割STC及鋼筋，切割時應嚴格控制切割深度，不得損傷橋面——拔出STC層中縱橫向鋼筋；——所用原材料、半成品和成品的質量檢驗結果；——施工配合比、重要工序交接檢查等檢查記錄；——各項質量控制指標的試驗數(shù)據(jù)和質量檢驗資料；——施工過程中遇到的非正常情況記錄及其對工程質量影響分析；——施工過程中如發(fā)生質量事故，經處理補救后，達到設計要求的認可證明文件。 馬歇爾密度的97%最大相對密度的93%×100……………………）；Nf——形狀不符合要求的纖維根數(shù)，單位為×100……………………）；）；×100………）；