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文檔簡介
ICS93.040
CCSP28
JT45
廣西壯族自治區(qū)交通運輸行業(yè)指南
DBJT45/T051—2023
公路波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋
設(shè)計指南
Designguidelineofprestressedconcretebeambridgeswithcorrugated
steelweb
2023-04-09發(fā)布2023-04-30實施
廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳發(fā)布
DBJT45/T051—2023
公路波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋
設(shè)計指南
1范圍
本文件界定了公路波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計的術(shù)語和定義,規(guī)定了公路波形鋼腹板預應(yīng)力
混凝土梁橋的材料、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計、截面剛度計算、持久狀況承載力極限狀態(tài)計算、持久狀況正常使用
極限狀態(tài)計算、短暫狀態(tài)構(gòu)件應(yīng)力計算、鋼腹板與頂?shù)装褰Y(jié)合設(shè)計、波形鋼腹板設(shè)計、構(gòu)造細節(jié)設(shè)計、
耐久性的要求。
本文件適用于廣西壯族自治區(qū)行政區(qū)域內(nèi)公路波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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/T1228鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓
GB/T1229鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母
GB/T1230鋼結(jié)構(gòu)用高強度墊圈
GB/T1231鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件
GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼
GB/T4171耐候結(jié)構(gòu)鋼
GB/T10433電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘
JGJ92無粘結(jié)預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程
JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件
JT/T784組合結(jié)構(gòu)橋梁用波形鋼腹板
JTG3362公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范
JTGD60公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范
JTGD64公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范
3術(shù)語和定義
JT/T784界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋bridgewithcorrugatedsteelweb
由混凝土頂?shù)装?、波形鋼腹板、橫隔板以及體內(nèi)或體外預應(yīng)力筋組成的一種組合結(jié)構(gòu)梁橋。
3.2
內(nèi)襯混凝土encasedconcrete
波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋支點區(qū)段一定范圍內(nèi),在波形鋼腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置的混凝土。
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3.3
焊釘連接件headedstud
用于鋼與混凝土連接的電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘。
3.4
開孔板連接件perfobondconnector
用于鋼與混凝土連接的設(shè)有孔的鋼板。
3.5
型鋼連接件profiledsteelconnector
用于鋼與混凝土連接的焊接在鋼構(gòu)件上的槽鋼、角鋼等短小節(jié)段型鋼。
3.6
翼緣型結(jié)合部flangedconnection
波形鋼腹板上端或下端與混凝土板通過翼緣板連接的結(jié)合構(gòu)造。
3.7
嵌入型結(jié)合部embeddedconnection
波形鋼腹板上端或下端與混凝土板通過腹板嵌入的結(jié)合構(gòu)造。
3.8
外包型結(jié)合部partialencasedconnection
波形鋼腹板翼緣板與其上側(cè)混凝土板連接的結(jié)合構(gòu)造。
4基本規(guī)定
4.1本文件采用極限狀態(tài)設(shè)計方法,設(shè)計基準期為100年。
4.2橋梁主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限不應(yīng)低于表1的規(guī)定。
表1波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計使用年限
單位為年
公路等級特大橋、大橋中橋小橋
高速公路、一級公路10010050
二級公路、三級公路1005030
四級公路1005030
4.3橋梁應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)設(shè)計:
a)承載能力極限狀態(tài):對應(yīng)于結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件達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);
b)正常使用極限狀態(tài):對應(yīng)于結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件達到正常使用的某項限值的狀態(tài)。
4.4橋梁考慮以下設(shè)計狀況進行極限狀態(tài)設(shè)計:
a)持久狀況:橋梁建成后承受結(jié)構(gòu)自重、車輛荷載等持續(xù)時間長的狀況,應(yīng)進行承載能力極限
狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計;
b)短暫狀況:波形鋼腹板及梁體在制作、運送和架設(shè)過程中承受臨時性作用(或荷載)的狀況,
應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計,必要時進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計;
c)偶然狀況:橋梁在使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況,應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計;
d)地震狀況:橋梁在使用過程中遭受地震時的情況,在抗震設(shè)防地區(qū)應(yīng)考慮地震狀況應(yīng)進行承
載能力極限狀態(tài)設(shè)計。
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4.5橋梁設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,按JTGD60的規(guī)定進行承載能力極限狀態(tài)和正常使
用極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合。
4.6橋梁施工階段的作用效應(yīng)組合,應(yīng)根據(jù)實際情況確定,結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機具設(shè)備均應(yīng)作
為臨時荷載。
4.7持久狀況設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的規(guī)定,進行承載力及穩(wěn)定性計算。承載能力極限狀態(tài)計算
時,作用(或荷載)的效應(yīng)采用作用(或荷載)承載能力極限狀態(tài)基本組合,結(jié)構(gòu)材料性能應(yīng)采用其強
度設(shè)計值。
4.8持久狀況設(shè)計應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的規(guī)定,采用作用頻遇組合、準永久組合,對波形鋼腹板預
應(yīng)力混凝土梁橋的抗裂、應(yīng)力和撓度進行驗算。
4.9短暫狀況設(shè)計應(yīng)對施工過程中各個階段的承載能力及穩(wěn)定性進行驗算,必要時應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的傾覆
驗算。自重、施工荷載等除有特別規(guī)定外均應(yīng)采用標準值,當有組合時組合系數(shù)可取1.0。
4.10計算波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁橋的強度、穩(wěn)定性以及連接的強度時,應(yīng)采用作用(或荷載)承
載能力極限狀態(tài)基本組合。
5材料
5.1混凝土
5.1.1混凝土強度等級不應(yīng)低于C40。
5.1.2混凝土軸心抗壓強度標準值fck和軸心抗拉強度標準值ftk應(yīng)按表2規(guī)定執(zhí)行。
表2混凝土強度標準值
單位為MPa
強度等級C40C50C55C60C65C70C75C80
fck26.832.435.538.541.544.547.450.2
ftk2.402.652.742.852.933.003.053.10
5.1.3混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值fcd和軸心抗拉強度設(shè)計值ftd應(yīng)按表3規(guī)定執(zhí)行。
表3混凝土強度設(shè)計值
單位為MPa
強度等級C40C50C55C60C65C70C75C80
fcd18.422.424.426.528.530.532.434.6
ftd1.651.831.891.962.022.072.102.14
5.1.4混凝土的彈性模量Ec和剪切模量Gc應(yīng)按表4規(guī)定執(zhí)行,混凝土泊松比υc可取為0.2。
表4混凝土的物理性能指標
單位為×104MPa
強度等級C40C50C55C60C65C70C75C80
彈性模量Ec3.253.453.553.603.653.703.753.80
剪切模量Gc1.301.381.421.441.461.481.501.52
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5.2鋼筋
5.2.1普通鋼筋宜選用熱軋HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400和RRB400鋼筋,箍筋宜選用帶肋鋼筋。
5.2.2預應(yīng)力筋應(yīng)選用鋼絞線、鋼絲,豎、橫向預應(yīng)力筋可選用預應(yīng)力螺紋鋼筋。
5.2.3普通鋼筋的抗拉強度標準值fsk和預應(yīng)力筋的抗拉強度標準值fpk應(yīng)分別按表5和表6規(guī)定執(zhí)行,
其中表6中抗拉強度標準值為1960MPa的鋼絞線作為預應(yīng)力筋作用時,應(yīng)有可靠工程經(jīng)驗或充分試驗
驗證。
表5普通鋼筋抗拉強度標準值
公稱直徑d抗拉強度標準值fsk
鋼筋種類
mmMPa
HPB3006~22300
HRB400、HRBF400、RRB4006~50400
HRB5008~40500
表6預應(yīng)力筋抗拉強度標準值
公稱直徑d抗拉強度標準值fpk
鋼筋種類
mmMPa
9.5、12.7、15.2、17.81720、1860、1960
鋼絞線
1×7(七股)21.61860
5.01570、1770、1860
消除應(yīng)力鋼絲
7.01570
(光面螺旋肋)
9.01470、1570
預應(yīng)力螺紋鋼筋18、25、32、40、50785、930、1080
5.2.4普通鋼筋的抗拉強度設(shè)計值fsd和抗壓強度設(shè)計值f’sd應(yīng)按表7規(guī)定執(zhí)行,其中構(gòu)件中配有不同
種類的鋼筋時,每種鋼筋應(yīng)采用各自的強度設(shè)計值;預應(yīng)力筋的抗拉強度設(shè)計值fpd和抗壓強度設(shè)計值
f’pd應(yīng)按表8規(guī)定執(zhí)行。
表7普通鋼筋強度
單位為MPa
鋼筋種類抗拉強度設(shè)計值fsd抗壓強度設(shè)計值f’sd
HPB300250250
HRB400、HRBF400、RRB400330330
HRB500415400
表8預應(yīng)力筋強度
單位為MPa
鋼筋種類抗拉強度標準值fpk抗拉強度設(shè)計值fpd抗壓強度設(shè)計值f’pd
17201170
鋼絞線
1×7(七股)
19601330
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表8預應(yīng)力筋強度(續(xù))
單位為MPa
鋼筋種類抗拉強度標準值fpk抗拉強度設(shè)計值fpd抗壓強度設(shè)計值f’pd
14701000
15701070
消除應(yīng)力鋼絲410
17701200
18601260
07850650
預應(yīng)力螺紋筋09300770400
10800900
5.2.5普通鋼筋的彈性模量Es和預應(yīng)力筋的彈性模量Ep宜按表9規(guī)定執(zhí)行;當有可靠試驗依據(jù)時,Es
和Ep可按實測數(shù)據(jù)確定。
表9普通鋼筋及預應(yīng)力筋的彈性模量
5
單位為×10MPa
鋼筋種類彈性模量Es
HPB3002.10
普通鋼筋
HRB400、HRBF400、RRB400、HRB5002.00
消除應(yīng)力鋼絲2.05
預應(yīng)力筋鋼絞線1.95
預應(yīng)力螺紋筋2.00
5.3鋼板
5.3.1鋼板宜采用Q235、Q355、Q390和Q420,其材性應(yīng)符合GB/T700和GB/T1591的規(guī)定。鋼板的
強度指標應(yīng)符合JTGD64的規(guī)定,并按表10規(guī)定執(zhí)行。
表10鋼板強度指標
單位為MPa
厚度抗拉、抗壓和抗彎強度標準值抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值抗剪強度設(shè)計值
牌號
mmfkfdfvd
≤16235190110
Q23516~40225180105
40~100215170100
≤16355285165
16~40345275160
Q35540~63335270155
63~80325260150
80~100315250145
≤16390310180
Q390
16~40370295170
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表10鋼板強度指標(續(xù))
單位為MPa
厚度抗拉、抗壓和抗彎強度標準值抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值抗剪強度設(shè)計值
牌號
mmfkfdfvd
40~63350280160
Q390
63~100330265150
≤16420335195
16~40400320185
Q420
40~63380305175
63~100360290165
5.3.2波形鋼腹板的物理性能指標應(yīng)按表11規(guī)定執(zhí)行。
表11波形鋼腹板的物理性能指標
彈性模量剪切模量線性膨脹系數(shù)密度泊松比
3
Es(MPa)Gs(MPa)α(/℃)ρ(kg/m)ν
55-6
2.06×100.79×1012×1078500.3
5.3.3波形鋼腹板當采用耐候結(jié)構(gòu)鋼時,其力學性能、工藝性能及沖擊性能應(yīng)符合GB/T4171的規(guī)定。
5.3.4波形鋼腹板的焊接材料選用,焊縫與主體鋼板技術(shù)條件應(yīng)相適應(yīng),并通過焊接工藝評定確定。
5.3.5高強度螺栓連接副技術(shù)條件應(yīng)符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231的規(guī)定。
5.3.6波形鋼腹板的焊釘連接件的材料及機械性能,應(yīng)符合GB/T10433的規(guī)定。
6結(jié)構(gòu)總體設(shè)計
6.1一般規(guī)定
6.1.1橋梁結(jié)構(gòu)體系,宜綜合考慮使用功能、經(jīng)濟性能、施工可行性、養(yǎng)護便利性等。
6.1.2橋梁總體設(shè)計,宜綜合考慮結(jié)構(gòu)受力、景觀效果、波形鋼腹板加工以及施工工藝等因素。
6.2結(jié)構(gòu)總體布置
6.2.1橋梁截面高度取值范圍與普通預應(yīng)力混凝土梁橋基本一致,宜考慮設(shè)置體外預應(yīng)力筋對截面高
度的影響。
6.2.2橋梁橫截面設(shè)計主要是確定橫截面布置形式,包括主梁截面形式、腹板間距、截面各部分尺寸
等,宜綜合考慮立面布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟性等因素。
6.2.3橋梁頂、底板構(gòu)造尺寸,宜綜合考慮腹板間距、懸臂板長度等因素確定。
6.3腹板布置
6.3.1波形鋼腹板高度大于5m的墩頂、梁端梁段,宜在腹板內(nèi)側(cè)澆筑混凝土或增加加勁肋形成組合
腹板。
6.3.2內(nèi)襯混凝土長度不宜小于1倍中支點梁高,宜采用變截面厚度布置,最厚處不宜小于0.07倍中
支點梁高,最薄處不宜小于20cm。
6
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6.4預應(yīng)力筋布置
6.4.1可采用全體外預應(yīng)力筋、全體內(nèi)預應(yīng)力筋、體內(nèi)外預應(yīng)力筋混合布置的布置形式。
6.4.2支點及跨間應(yīng)設(shè)置橫隔梁(板),確??古ば阅芎腕w外預應(yīng)力筋錨固、轉(zhuǎn)向的規(guī)定。
6.5橫隔梁(板)布置
6.5.1支點應(yīng)設(shè)置混凝土端橫梁,折線形梁底板折角處以及跨內(nèi)適當位置應(yīng)設(shè)置橫隔板。
6.5.2橋梁跨內(nèi)應(yīng)設(shè)置不少于2道中間橫隔板。
6.5.3支點橫隔梁的設(shè)計,應(yīng)確保將混凝土橋面及波形鋼腹板承受的荷載安全可靠的傳遞給下部結(jié)構(gòu)。
6.5.4采用體外預應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系時,橫隔梁(板)設(shè)計應(yīng)復核預應(yīng)力錨固與轉(zhuǎn)向的規(guī)定。
7截面剛度計算
7.1梁段的軸向剛度EA、彎曲剛度EI,僅考慮混凝土頂?shù)装宓娜孛嬗行?,不考慮剪力滯效應(yīng)及腹板
的貢獻。
7.2梁段的剪切剛度僅考慮波形鋼腹板的剪切剛度,梁段的剪切剛度GA可按式(1)計算:
GA=nwαwGshwtw···················································(1)
式中:
Gs——鋼板的剪切模量;
hw——波形鋼腹板高度;
tw——波形鋼腹板厚度;
nw——腹板個數(shù);
w——波形鋼腹板形狀系數(shù),αw=(aw+bw)/(aw+cw);
aw——波形直板段長度;
bw——波形斜板段投影長度;
cw——波形斜板段長度。
7.3梁段的扭轉(zhuǎn)剛度GJ,為鋼腹板與混凝土頂?shù)装鍢?gòu)成的組合箱梁截面(如圖1)的扭轉(zhuǎn)剛度,可按
式(2)計算:
2
4AmGc
?J=hbhb·······································(2)
m+c1+m+c2
nEtw1(1+βw)tc1(1-βw)nEtw2(1+βw)tc2(1-βw)
式中:
Gc——混凝土剪切模量;
組合箱梁扭轉(zhuǎn)抵抗面積,2;
Am——Am=hm(bc1+bc2)/
bc1——頂板處的腹板中心線間距;
bc2——底板處的腹板中心線間距;
hm——組合截面頂?shù)装逯行木€的間距;
tc1——頂板的厚度;
tc2——底板的厚度;
tw1——左側(cè)鋼腹板的厚度;
tw2——右側(cè)鋼腹板的厚度;
nE——鋼與混凝土的剪切彈性模量比,nE=Gs/Gc;
7
DBJT45/T051—2023
βw——組合截面扭轉(zhuǎn)剛度修正系數(shù),可按式(3)計算:
0.8hh
m(m>0.1)
(bc1+bc2)-0.06bc1+bc2(3)
β={h··································
w0(m≤0.1)
bc1+bc2
bc1
c1
t
h
c2
t
b
c2
圖1扭轉(zhuǎn)剛度計算截面
8持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
8.1一般規(guī)定
8.1.1應(yīng)根據(jù)JTGD60的規(guī)定選定設(shè)計安全等級,按照承載能力極限狀態(tài)規(guī)定進行承載能力計算。
8.1.2承載能力極限狀態(tài)應(yīng)按式(4)計算:
≤(4)
γ0SdRd······················································
式中:
γ0——橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),按橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級,一級、二級、三級分別取用1.1、1.0、
0.9,橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級應(yīng)符合JTGD60的規(guī)定;
Sd——作用(或荷載)效應(yīng)的組合設(shè)計值;
Rd——構(gòu)件承載力設(shè)計值。
8.1.3體外預應(yīng)力筋作為抗拉鋼筋進行截面承載力計算時,體外預應(yīng)力筋的極限應(yīng)力設(shè)計值σpu應(yīng)按
式(5)計算:
σ=σ+△σ,且σ≤f············································(5)
pupe,exppupy
式中:
σpe,ex——體外預應(yīng)力筋的有效預應(yīng)力;
Δσp——體外預應(yīng)力筋的應(yīng)力增量;
fpy——預應(yīng)力筋的屈服強度。
8.1.4承載能力極限狀態(tài)計算時,不考慮內(nèi)襯混凝土對抗彎、抗剪和抗扭承載力的貢獻。
8
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8.2抗彎承載力
8.2.1截面抗彎承載力可按下列基本假定進行計算:
a)截面正應(yīng)變分布符合擬平截面假定;
b)不考慮鋼與混凝土之間的相對滑移;
c)忽略波形鋼腹板的抗彎作用;
d)不考慮混凝土的抗拉作用;
e)忽略體外預應(yīng)力筋的有效高度變化。
8.2.2截面抗彎極限承載力計算時,混凝土頂?shù)装蹇珊喕癁榫匦谓孛妫覂H考慮混凝土頂?shù)装宄袚v
向彎矩。
8.2.3截面相對界限受壓區(qū)高度ζb可按JTG3362的規(guī)定選用。
8.3抗剪承載力
8.3.1抗剪承載力計算時,假定波形鋼腹板承擔組合截面全部剪力,且剪應(yīng)力沿腹板高度均勻分布。
8.3.2截面抗剪承載力設(shè)計值可按式(6)、式(7)、式(8)計算:
Vud=Vwd+Vped·····················································(6)
(7)
Vwd=nw?fvd?hw?tw····················································
Vped=Fpe?sinθp····················································(8)
式中:
Vud——組合截面抗剪承載力;
Vwd——波形鋼腹板抗剪承載力設(shè)計值;
Vped——有效預應(yīng)力豎向分量;
fvd——波形鋼腹板抗剪強度設(shè)計值;
hw——波形鋼腹板高度;
nw——腹板個數(shù);
tw——波形鋼腹板厚度;
Fpe——有效預應(yīng)力;
θp——預應(yīng)力軸向傾角(rad)。
8.3.3波形鋼腹板應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)剪切穩(wěn)定性驗算,其相關(guān)內(nèi)容應(yīng)符合第12章的規(guī)定。
8.4抗扭承載力
8.4.1截面抗扭驗算時,在驗算抗扭承載力的同時,對于曲線梁橋應(yīng)對混凝土頂?shù)装宓葮?gòu)件進行扭轉(zhuǎn)
與剪切相互作用的計算分析。
8.4.2截面抗扭承載力設(shè)計值,應(yīng)分別按照頂、底板扭轉(zhuǎn)斜壓破壞和截面整體扭轉(zhuǎn)破壞兩種模態(tài)進行
計算,取兩者中較小值。
8.4.3頂、底板扭轉(zhuǎn)斜壓破壞承載力Mtcud可按式(9)和式(10)計算:
2(9)
Mtcud=Amtiftcd····················································
????=1.25√???≤7.8MPa··········································(10)
式中:
fcd——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;
Am——組合箱梁扭轉(zhuǎn)抵抗面積(參照7.2);
ti——頂?shù)装搴褡钚≈怠?/p>
9
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8.4.4截面整體扭轉(zhuǎn)破壞承載力Mtyd可按式(11)計算:
Mtyd=2AmVodi···················································(11)
式中:
Am——組合箱梁扭轉(zhuǎn)抵抗面積(參照7.2);
Vodi——混凝土頂、底板或波形鋼腹板單位長度面內(nèi)抗剪承載力的最小值。
混凝土頂、底板單位長度面內(nèi)抗剪承載力的最小值Vod,取橋軸方向混凝土板鋼筋承載力設(shè)計值Txyd、
橫橋向混凝土板鋼筋承載力設(shè)計值Tyyd兩者較小值,Txyd、Tyyd可分別按下列式(12)和式(13)計算:
(12)
Txyd=pxfsd?tc····················································
(13)
Tyyd=pyfsd?tc····················································
式中:
px——縱橋軸向混凝土板配筋率;
py——橫橋向混凝土板配筋率;
fsd——鋼筋的抗拉強度設(shè)計強度;
b——混凝土頂、底板的單位寬度;
tc——混凝土頂、底板的厚度。
波形鋼腹板單位長度面內(nèi)抗剪承載力最小值Vod可按式(14)計算:
(14)
Vod=fvd?tw·····················································
式中:
fvd——波形鋼腹板抗剪強度設(shè)計值;
h——波形鋼腹板單位高度;
tw——波形鋼腹板厚度。
8.5轉(zhuǎn)向與錨固結(jié)構(gòu)
8.5.1體外預應(yīng)力筋的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)應(yīng)進行上拔抗拉承載力計算,在采用拉桿―壓桿模型計算時鋼筋的抗
拉承載力應(yīng)符合式(15)規(guī)定:
≤(15)
γ0NdfsdAs·····················································
式中:
γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
Nd——豎向拉力的組合設(shè)計值;
fsd——內(nèi)環(huán)筋的抗拉設(shè)計強度,取JTG3362-2018中第3.2.2條規(guī)定的0.6倍,fsd值大于330MPa時取
330MPa;
As——內(nèi)環(huán)筋的抗拉截面面積。
8.5.2體外預應(yīng)力筋轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的開裂面應(yīng)進行抗剪承載力計算,并符合式(16)規(guī)定:
≤(16)
γ0Vdμ(fsdAsv-Nd)················································
式中:
γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
10
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Vd——橫向剪切力的組合設(shè)計值;
Nd——與Vd對應(yīng)的豎向拉力的組合設(shè)計值;
Μ——摩阻系數(shù),整體澆筑混凝土剪切面取1.4;
fsd——穿過剪切面的鋼筋的抗拉設(shè)計強度;
Asv——穿過剪切面的鋼筋截面面積。
8.5.3非塊狀轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)可依據(jù)可能發(fā)生的開裂面,進行抗拉承載力和開裂面抗剪承載力的計算。
8.5.4體外預應(yīng)力筋的錨固塊或錨固橫梁,在采用拉桿―壓桿模型計算時,鋼筋的抗拉承載力應(yīng)符合
式(17)規(guī)定:
≤(17)
γ0TdfsdAs·····················································
式中:
γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
Td——拉桿拉力的組合設(shè)計值;
fsd——拉桿鋼筋的抗拉強度設(shè)計值;
As——拉桿鋼筋的抗拉截面面積。
9持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
9.1一般規(guī)定
9.1.1應(yīng)根據(jù)JTG3362的規(guī)定選定設(shè)計安全等級和作用(或荷載)組合,進行波形鋼腹板預應(yīng)力混凝
土梁混凝土頂?shù)装宸ㄏ驂簯?yīng)力和抗裂性、撓度、預應(yīng)力筋拉應(yīng)力、腹板剪應(yīng)力的驗算。
9.1.2預應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力及預應(yīng)力損失,應(yīng)按JTG3362的規(guī)定計算。
9.2截面應(yīng)力驗算
9.2.1遠離支點處組合截面彎曲應(yīng)力可按下列基本假定進行計算:
a)截面正應(yīng)變分布符合擬平截面假定;
b)不考慮鋼與混凝土之間的相對滑移。
c)忽略波形鋼腹板的抗彎作用;
d)鋼材與混凝土為彈性材料;
e)混凝土頂、底板全截面有效。
9.2.2支點區(qū)段一定范圍內(nèi)彎曲應(yīng)力計算時,應(yīng)考橫隔梁對波形鋼腹板剪切變形抑制效應(yīng)在頂?shù)装逯?/p>
產(chǎn)生的附加應(yīng)力。
9.2.3正截面混凝土最大壓應(yīng)力應(yīng)符合式(18)規(guī)定:
≤0.50(18)
σccfck····················································
式中:
σcc——正截面混凝土最大壓應(yīng)力計算值;
fck——混凝土的抗壓強度標準值。
9.2.4體內(nèi)預應(yīng)力筋最大拉應(yīng)力應(yīng)符合式(19)規(guī)定:
≤0.65(19)
σpe+σpfpk,i·················································
11
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式中:
σpe——體內(nèi)預應(yīng)力筋有效預應(yīng)力;
σp——體內(nèi)預應(yīng)力筋應(yīng)力增量;
fpk,i——體內(nèi)預應(yīng)力筋的抗拉強度標準值。
9.2.5體外預應(yīng)力筋有效預應(yīng)力應(yīng)符合式(20)規(guī)定:
≤0.60(20)
σpe,exfpk,ex··················································
式中:
σpe,ex——體外預應(yīng)力筋有效預應(yīng)力;
fpk,ex——體外預應(yīng)力筋的抗拉強度標準值。
9.2.6波形鋼腹板上的剪應(yīng)力應(yīng)確保因剪力引起的剪應(yīng)力τwsd與因扭矩引起的剪應(yīng)力τwtd的和,不超
過其鋼板抗剪強度設(shè)計值fvd,即符合式(21)、式(22)、式(23)規(guī)定:
≤(21)
τwsd+τwtdfvd····················································
Vd-Vped
τwsd=·····················································(22)
nwhwtw
Mtd
τwtd=··················································(23)
2Amtw(1+βw)
式中:
Vd、Vped——剪力組合設(shè)計值及有效預應(yīng)力豎向分量;
τwsd、τwtd——剪力、扭矩作用下波形鋼腹板的剪應(yīng)力設(shè)計值;
tw——波形鋼腹板的厚度;
hw——波形鋼腹板的高度;
nw——波形鋼腹板的數(shù)量;
組合箱梁扭轉(zhuǎn)抵抗面積;
Am——
βw——組合截面扭轉(zhuǎn)剛度修正系數(shù)。
fvd——鋼板抗剪設(shè)計強度。
9.3抗裂驗算
9.3.1在正常使用狀態(tài)下不允許混凝土開裂,應(yīng)進行正截面抗裂驗算。
9.3.2整體式全預應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗算,應(yīng)符合式(24)規(guī)定:
σst-0.85σpc≤0···················································(24)
式中:
σst——作用頻遇組合下構(gòu)件抗裂驗算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;
σpc——永存預應(yīng)力在截面邊緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力。
9.3.3現(xiàn)澆節(jié)段式和預制節(jié)段式全預應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗算,應(yīng)符合式(25)
規(guī)定:
σst-0.8σpc≤0····················································(25)
12
DBJT45/T051—2023
式中:
σst——作用頻遇組合下組合梁抗裂驗算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;
σpc——永存預應(yīng)力在截面邊緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力。
9.3.4A類預應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗算,應(yīng)符合式(26)、式(27)規(guī)定:
≤0.7(26)
σst-σpcftk···················································
σlt-σpc≤0······················································(27)
式中:
σst、σlt——作用頻遇組合、準永久組合下抗裂驗算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;
σpc——永存預應(yīng)力在截面邊緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力;
ftk——混凝土的抗拉強度標準值。
9.4撓度驗算
9.4.1撓度計算時,應(yīng)考慮波形鋼腹板剪切變形和荷載長期效應(yīng)對撓度的影響,撓度長期增長系數(shù)可
按JTG3362的規(guī)定取用。
9.4.2簡支梁橋在集中荷載作用下考慮剪切變形的跨中撓度,可按式(28)、式(29)計算:
PL3
f=(1+β)·················································(28)
L?248EcIcp
0.670.5312EcIc(29)
βp=(-h/L)2···········································
αwGsAwL
式中:
fL/2——跨中撓度;
P——集中荷載;
βp——集中荷載作用下的撓度修正系數(shù);
L——波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁跨度;
H——波形鋼腹板預應(yīng)力混凝土梁高度;
Ec——混凝土彈性模量;
Gs——波形鋼腹板剪切模量;
Ic——混凝土頂?shù)装宓膽T性矩;
Aw——波形鋼腹板的橫截面積;
w——波形鋼腹板形狀系數(shù),w=(aw+bw)/(aw+cw)。
9.4.3簡支梁橋在均布荷載作用下考慮剪切變形的跨中撓度,可按式(30)和式(31)計算:
5qL4
f=(1+β)············································
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