DB51T 2515-2018 鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點(diǎn)疲勞技術(shù)規(guī)程

鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點(diǎn)疲勞技術(shù)規(guī)程2018-07-23發(fā)布2018-08-01實(shí)施四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 12規(guī)范性引用文件 1 14術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 2 66連接類別與疲勞強(qiáng)度 77荷載及疲勞應(yīng)力幅 8疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 9構(gòu)造與工藝 10維護(hù)管理 附錄A(規(guī)范性附錄)疲勞荷載或疲勞標(biāo)準(zhǔn)車 21附錄B(規(guī)范性附錄)鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力法強(qiáng)度驗(yàn)算 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由四川省交通運(yùn)輸廳提出歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院、四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院、武船重型工程股份有限公司、西華大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：牟廷敏、范碧琨、康玲、趙藝程、宋瑞年、李勝、薛清、孫才志、周孝軍、何源、蘇俊臣、何嬌陽(yáng)、李暢、狄秉臻、陳功。11范圍件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T700碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T714橋梁用結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T3323金屬熔化焊焊接接頭射線照相GB/T5313厚度方向性能鋼板GB/T11345鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)GB/T26951無(wú)損檢測(cè)焊縫磁粉檢測(cè)GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(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JTGD64公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范JTG/TD65-06公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范JTG/TF50公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范SCGF51-2015橋梁高性能混凝土制備與應(yīng)用技術(shù)指南Q/CR9211鐵路鋼橋制造規(guī)范DB51/T2425鋼管混凝土橋梁檢驗(yàn)評(píng)定規(guī)程3總則3.1.1為規(guī)范鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點(diǎn)和接頭的疲勞設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，使其滿足安全可靠、適用3.1.2本規(guī)程適用于圓形鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)橋梁受拉焊接節(jié)點(diǎn)和接頭的疲勞設(shè)計(jì)。受拉焊接節(jié)點(diǎn)類型包括鋼管-鋼管、鋼管混凝土-鋼管、鋼管混凝土-鋼管混凝土的K形或T形連接；受拉焊接接頭包括23.1.3鋼管混凝土桁式橋梁采用的鋼材質(zhì)量等級(jí)應(yīng)與大氣極端溫度環(huán)境匹配，鋼結(jié)構(gòu)表面應(yīng)采取長(zhǎng)效的防腐措施。條文說(shuō)明當(dāng)鋼材質(zhì)量等級(jí)對(duì)應(yīng)的沖擊功不滿足環(huán)境溫度要求時(shí)，因低溫使鋼材脆性增加而降低材料的疲勞強(qiáng)度，特別是K形、T形節(jié)點(diǎn)與對(duì)接接頭容易發(fā)生疲勞破壞，因此采用的鋼材質(zhì)量等級(jí)必須與橋梁所處的大氣極端溫度環(huán)境匹配。3.1.4橋梁疲勞設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮橋梁運(yùn)營(yíng)中通行車輛組成情況、重車數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)和通行位置等因素，準(zhǔn)確確定標(biāo)準(zhǔn)疲勞荷載模型，合理評(píng)估橋梁構(gòu)件焊接節(jié)點(diǎn)和接頭的疲勞壽命。3.1.5鋼管混凝土桁式橋梁設(shè)計(jì)壽命中，鋼管的最大或最小名義應(yīng)力不宜超過(guò)0.45fy。條文說(shuō)明控制名義應(yīng)力，主要目的是控制焊接接頭焊縫初始缺陷導(dǎo)致的低周疲勞破壞。當(dāng)設(shè)計(jì)疲勞應(yīng)力幅大于35MPa時(shí)，主管材質(zhì)選用Q345等級(jí)以上的鋼材，能提高焊接節(jié)點(diǎn)疲勞壽命。名義應(yīng)力符號(hào)規(guī)定以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。3.1.6鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)和對(duì)接接頭的受拉構(gòu)件，對(duì)連接焊縫主管側(cè)的焊接熱影響區(qū)應(yīng)進(jìn)行修磨。修磨完成2h后，應(yīng)對(duì)修磨區(qū)域采用滲透法和磁粉法進(jìn)行檢測(cè)。條文說(shuō)明本規(guī)程適用于焊縫熱影響區(qū)外觀經(jīng)過(guò)修磨的鋼管及鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)和對(duì)接接頭的疲勞壽命評(píng)3.1.7鋼管混凝土橋梁中的鋼結(jié)構(gòu)疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)應(yīng)滿足完整性設(shè)計(jì)的要求。條文說(shuō)明近年來(lái)，美國(guó)、韓國(guó)及中國(guó)等國(guó)家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，因制造或服役期內(nèi)形成的局部缺陷，在惡劣環(huán)境和疲勞荷載反復(fù)作用下迅速擴(kuò)展，形成疲勞損傷，導(dǎo)致橋梁服役期縮短，甚至垮塌，造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。由于鋼管相貫連接的焊接工作難度大，質(zhì)量難以控制，在焊接節(jié)點(diǎn)和接頭處容易形成局部缺陷，導(dǎo)致鋼管混凝土橋梁疲勞壽命降低。因此，管結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)、制造和安裝等過(guò)程中應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)疲勞細(xì)節(jié)的完整性設(shè)計(jì)要求。3.1.8本規(guī)程未涉及鋼管及鋼管混凝土構(gòu)件疲勞極限狀態(tài)以外的安全性驗(yàn)算。條文說(shuō)明鋼管及鋼管混凝土等構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算本規(guī)程未涉及，應(yīng)按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。3.1.9本規(guī)程未涉及的其他鋼結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計(jì)事宜，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)程執(zhí)行。條文說(shuō)明非K形、T形鋼管或鋼管混凝土桁式節(jié)點(diǎn)、非桁式鋼管混凝土及其它鋼結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造，本規(guī)程未作規(guī)定，應(yīng)執(zhí)行相關(guān)規(guī)程。4術(shù)語(yǔ)和符號(hào)4.1.1疲勞損傷循環(huán)荷載作用下，在橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件及接頭內(nèi)部產(chǎn)生疲勞裂紋以及疲勞裂紋擴(kuò)展所導(dǎo)致的損傷。4.1.2疲勞極限狀態(tài)由于疲勞損傷，造成整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分，超過(guò)疲勞設(shè)計(jì)要求的特定狀態(tài)。34.1.4名義應(yīng)力4.1.5熱點(diǎn)應(yīng)力4.1.11基準(zhǔn)疲勞強(qiáng)度按節(jié)點(diǎn)構(gòu)造分類后，由疲勞設(shè)計(jì)S-N曲線算出，與疲勞壽命N=200萬(wàn)次相對(duì)應(yīng)的容許應(yīng)力幅。44.1.17冗余度系數(shù)Yb揭示鋼管或鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)或接頭發(fā)生疲勞損傷時(shí)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度或功能造成影響的系數(shù)。4.1.18重要性系數(shù)yw對(duì)不同安全等級(jí)的結(jié)構(gòu)，為使其具有規(guī)定的可靠度而采用的分項(xiàng)系數(shù)。4.1.19檢查系數(shù)y;橋梁結(jié)構(gòu)投入使用期間，定期檢查中橋梁結(jié)構(gòu)達(dá)到疲勞極限前發(fā)生疲勞損傷可檢查的系數(shù)。4.2.1材料性能有關(guān)符號(hào)fsa——鋼管的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；f.——鋼管的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fwa——鋼管的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4.2.2幾何參數(shù)有關(guān)符號(hào)T——主管壁厚；t——支管壁厚；g——相貫焊縫間的凈距；e——K形節(jié)點(diǎn)兩支管軸線的交點(diǎn)與主管軸線的偏心距；θ——K形節(jié)點(diǎn)主管與支管軸線間的夾角；4.2.3作用效應(yīng)和抗力有關(guān)符號(hào)S——名義應(yīng)力幅；△σ,——應(yīng)力幅頻率分布的一個(gè)應(yīng)力幅分量；△omax——設(shè)計(jì)壽命中計(jì)算的最大應(yīng)力幅；5△σc——恒幅疲勞的容許應(yīng)力幅；4.2.4計(jì)算系數(shù)及其它有關(guān)符號(hào)C,——計(jì)入板厚的影響對(duì)基本容許應(yīng)力幅進(jìn)行修正的系數(shù)；C,——基本容許疲勞應(yīng)力幅的受拉修正系數(shù)；C?——疲勞強(qiáng)度S-N曲線常數(shù)；6N——疲勞壽命(達(dá)到疲勞極限狀態(tài)前的應(yīng)力總循環(huán)次數(shù))。5材料5.1鋼材5.1.1鋼管混凝土構(gòu)件中的鋼材質(zhì)量等級(jí)應(yīng)與橋梁環(huán)境溫度相匹配，其匹配關(guān)系宜滿足表5.1.1的要表5.1.1橋梁環(huán)境溫度與鋼材質(zhì)量等級(jí)的匹配關(guān)系表橋梁環(huán)境溫度(℃)CF鋼板》(GB/T5313)的規(guī)定。鋼管混凝土梁橋的桁式主梁、桁式橋墩(塔)、橫撐的主管，當(dāng)壁厚超過(guò)16mm時(shí)，受卷制制造和5.1.4鋼管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表5.1.4采用。表5.1.4鋼管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)抗拉、抗壓和抗彎屈服強(qiáng)度厚度(mm)75.2.1焊接材料應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼材的強(qiáng)度等級(jí)相匹配。當(dāng)兩種不同強(qiáng)度等級(jí)的鋼材焊接時(shí)，宜采用與強(qiáng)度5.2.2焊接接頭的屈服強(qiáng)度、沖擊功、延伸率不應(yīng)低于母材的標(biāo)準(zhǔn)值。5.3混凝土5.3.1鋼管內(nèi)灌注的混凝土應(yīng)采用自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土，鋼管混凝土內(nèi)的球冠型脫空率不應(yīng)大于0.6%,且脫空高度不應(yīng)大于5mm。5.3.2受壓鋼管內(nèi)宜灌注較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，受拉鋼管內(nèi)宜灌注普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。5.4鋼管混凝土5.4.1受壓鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于90,其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜小于40;鋼管壁厚不宜小于10mm,且支管壁厚不應(yīng)大于主管壁厚。5.4.2受壓鋼管構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于40,鋼管壁厚不宜小于8mm,且支管壁厚不應(yīng)大5.4.3受拉鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于60,其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜小于40,鋼管壁厚不宜小于12mm。5.4.4受拉鋼管構(gòu)件的鋼管壁厚不宜小于8mm,支管壁厚不應(yīng)大于主管壁厚，且不宜采用對(duì)接焊縫接由于鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)的支管或橫撐鋼管長(zhǎng)度較短、直徑較小，設(shè)置內(nèi)襯墊困難，對(duì)接焊縫質(zhì)6連接類別與疲勞強(qiáng)度6.1一般規(guī)定6.1.1鋼管桁式節(jié)點(diǎn)類型應(yīng)包括K形、T形節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)形式如圖6.1.1所示。圖6.1.1K形和T形鋼管節(jié)點(diǎn)6.1.2鋼管混凝土桁式節(jié)點(diǎn)類型應(yīng)包括K形、T形節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)形式如圖6.1.2所示。8圖6.1.2K形和T形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)鋼管混凝土桁式節(jié)點(diǎn)，支管長(zhǎng)細(xì)比較小，節(jié)點(diǎn)剛度大，彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力較高，已有工程實(shí)踐和模6.2結(jié)構(gòu)疲勞連接類別6.2.1鋼管及鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)和對(duì)接接頭疲勞連接分類按表6.2.1采用。詳細(xì)類別AK形鋼管節(jié)點(diǎn)渡，超聲波探傷B級(jí)檢驗(yàn)I級(jí)合格。BT形鋼管節(jié)點(diǎn)CK形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)DT形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)E//級(jí)檢驗(yàn)I級(jí)合格。鋼管及鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)和鋼管混凝土接頭以結(jié)構(gòu)細(xì)部的差異為基礎(chǔ)，分為不同的6.2.2其它鋼管及鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)或接頭類型，可根據(jù)與表6.2.1中相近似的類別、疲勞模型試驗(yàn)、9根據(jù)二十年來(lái)約30組鋼管節(jié)點(diǎn)、鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的疲勞模型試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)模型試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)參數(shù)、6.3.2鋼管節(jié)點(diǎn)S-N曲線圖6.3.2-1K形鋼管節(jié)點(diǎn)的S-N曲線2T形鋼管節(jié)點(diǎn)的S-N曲線宜按圖6.3.2-2采用。圖6.3.2-2T形鋼管節(jié)點(diǎn)的S-N曲線根據(jù)二十年來(lái)近10組鋼管節(jié)點(diǎn)的疲勞模型試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)模型試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)參數(shù)、疲勞循環(huán)次數(shù)、疲勞恒幅應(yīng)力相對(duì)的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對(duì)的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無(wú)6.3.3鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)S-N曲線6.3.3.1K形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的S-N曲線宜按圖6.3.3-1采用。圖6.3.3-1K形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的S-N曲線6.3.3.2T形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的S-N曲線宜按圖6.3.3-2采用。圖6.3.3-2T形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的S-N曲線根據(jù)二十年來(lái)近20組鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)的疲勞模型試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)模型試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)誤差為8%,標(biāo)準(zhǔn)差為4.63。計(jì)算的鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命具有合理的安全儲(chǔ)備。恒幅應(yīng)力相對(duì)的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對(duì)的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無(wú)6.3.4鋼管混凝土對(duì)接接頭S-N曲線宜按圖6.3.4采用。圖6.3.4鋼管混凝土對(duì)接接頭的S-N曲線鋼管內(nèi)灌注混凝土對(duì)對(duì)接接頭的疲勞性能有所提高，由于鋼管混凝土對(duì)接接頭管徑較大、管壁厚度一般大于12mm,因此，在歐洲空心管結(jié)構(gòu)焊接對(duì)接接頭的基本容許疲勞應(yīng)力幅的基礎(chǔ)上提高10%的安恒幅應(yīng)力相對(duì)的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對(duì)的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無(wú)類別基準(zhǔn)疲勞強(qiáng)度(MPa)恒幅疲勞極限(MPa)截止極限(MPa)AB6.4.2鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)基本容許應(yīng)力幅應(yīng)按表6.4.2采用。類別基準(zhǔn)疲勞強(qiáng)度(MPa)恒幅疲勞極限(MPa)截止極限(MPa)CD6.4.3鋼管混凝土對(duì)接接頭的基本容許應(yīng)力幅應(yīng)按表6.4.3采用。類別基準(zhǔn)疲勞強(qiáng)度(MPa)恒幅疲勞極限(MPa)截止極限(MPa)E6.5.1鋼管節(jié)點(diǎn)參數(shù)的修正系數(shù)宜按下列要求取值。a)壁厚比修正系數(shù)H=1.5-t;b)直徑比修正系數(shù)Hp=10;6.5.2鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)參數(shù)及混凝土等級(jí)修正系數(shù)按b)直徑比修正系數(shù)Hg=0.48+2.10β-2.10β2c)主管徑厚比修正系數(shù)M=1;6.6其它修正系數(shù)力超過(guò)150MPa時(shí)，應(yīng)取鋼管或鋼管混凝土受拉支管K、T形節(jié)點(diǎn)或?qū)咏宇^的基本容許疲勞應(yīng)力幅修正6.6.2鋼管壁厚t修正系數(shù)6.6.2.1鋼管或鋼管混凝土對(duì)接接頭，當(dāng)主管壁厚大于25mm時(shí)，應(yīng)按式(6.6.2-1)對(duì)接頭基本容許應(yīng)6.6.2.3主管、支管壁厚修正系數(shù)應(yīng)按式(6.6.2-3)取值。C,=min[Cc,C??]……te——鋼管或鋼管混凝土對(duì)接接頭主管壁厚；t,——鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)支管壁厚。條文說(shuō)明鋼管壁厚，對(duì)鋼管或鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)與接頭疲勞影響較大，試驗(yàn)研究表明，當(dāng)支管壁厚超過(guò)16mm,對(duì)節(jié)點(diǎn)的疲勞性能有顯著影響，因此，提出了修正系數(shù)。6.6.3鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)，當(dāng)主管內(nèi)混凝土球冠型脫空率小于或等于0.6%且脫空高度小于或等于5mm時(shí)，取鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)基本容許疲勞應(yīng)力幅的脫空修正系數(shù)Ch=0.95。條文說(shuō)明脫空模型試驗(yàn)研究和有限元分析表明，當(dāng)鋼管混凝土的K形、T形節(jié)點(diǎn)主管內(nèi)混凝土脫空小于規(guī)定值時(shí)，對(duì)疲勞性能有一定的影響，因此，提出了修正系數(shù)。6.6.4鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)，當(dāng)主管為受拉構(gòu)件時(shí)，取鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)基本容許疲勞應(yīng)力幅的受拉修正系數(shù)C,=0.95。條文說(shuō)明模型驗(yàn)證試驗(yàn)和有限元模型分析表明，以K形、T形節(jié)點(diǎn)的主管受壓為基準(zhǔn)，當(dāng)主管受拉時(shí)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的疲勞性能有一定影響，因此，提出了修正系數(shù)。7荷載及疲勞應(yīng)力幅7.1.1疲勞設(shè)計(jì)荷載的取用應(yīng)充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)壽命中橋梁結(jié)構(gòu)的性狀和車輛組成的代表性。條文說(shuō)明疲勞設(shè)計(jì)荷載根據(jù)荷載大小、頻率、位置、移動(dòng)性等進(jìn)行設(shè)定，可體現(xiàn)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)作用于橋梁結(jié)構(gòu)的移動(dòng)荷載特征。7.1.2車輛疲勞荷載宜符合以下規(guī)定：a)鋼管混凝土拱橋主拱的疲勞荷載宜采用《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD64)中疲勞荷載模型I,按附錄A采用。b)跨度小于50m的鋼管混凝土梁橋的疲勞荷載宜采用《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD64)中疲勞荷載模型Ⅲ,按附錄A采用。c)跨度大于或等于50m的鋼管混凝土梁橋的疲勞荷載宜采用《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD64)中疲勞荷載模型Ⅱ,按附錄A采用。7.1.3鋼管及鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)或鋼管混凝土接頭疲勞驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同橋型計(jì)入車輛疲勞荷載沖擊系數(shù)。車輛疲勞荷載沖擊系數(shù)計(jì)算按照四川省地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土梁橋技術(shù)規(guī)程》(DB51/T)執(zhí)行。當(dāng)鋼管混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨徑小于等于40m時(shí)，主桁梁鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)與對(duì)接接頭的車輛疲勞荷載沖擊系數(shù)不應(yīng)小于1.20。條文說(shuō)明鋼管混凝土橋梁為輕質(zhì)高強(qiáng)的輕型結(jié)構(gòu)，其車輛荷載沖擊響應(yīng)度較高，結(jié)合依托工程測(cè)試數(shù)據(jù)和不同橋型不同結(jié)構(gòu)部位的特點(diǎn)，按照四川省地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土梁橋技術(shù)規(guī)程》(DB51/T)執(zhí)行?？鐝叫∮诨虻扔?0m的簡(jiǎn)支梁橋，因疲勞荷載較高、橋面接頭數(shù)量多，為安全需要，規(guī)定其疲勞荷載沖擊系數(shù)不應(yīng)小于1.20。7.1.4當(dāng)鋼管混凝土橋梁功能需求、使用環(huán)境或交通荷載組成特殊時(shí)，可采用實(shí)際統(tǒng)計(jì)的車輛荷載組使用實(shí)際統(tǒng)計(jì)的車輛荷載頻譜作為疲勞設(shè)計(jì)荷載模型時(shí)，等效應(yīng)力幅△σe按式(7.0.4)計(jì)算。△oe=叫Z△σ"n,/Zn,(7.0.4)式中：△oe——設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，與變幅應(yīng)力m——表示疲勞設(shè)計(jì)曲線斜率的常數(shù)；n,——應(yīng)力幅頻率分布中△o,的循環(huán)次數(shù)。8疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算8.1.1鋼管或鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)或接頭的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，可采用連接分類法和疲勞強(qiáng)度曲線法，當(dāng)采用8.1.2相同鋼材強(qiáng)度等級(jí)、同類構(gòu)造參數(shù)的節(jié)點(diǎn)或接頭呈連續(xù)分布時(shí)，應(yīng)選擇應(yīng)力幅最大的節(jié)點(diǎn)或接應(yīng)根據(jù)連接處鋼材強(qiáng)度等級(jí)和連接構(gòu)造參數(shù)，對(duì)節(jié)點(diǎn)或接頭進(jìn)行分類，選擇同類節(jié)點(diǎn)或接頭中應(yīng)8.1.3鋼管及鋼管混凝土連接構(gòu)造的安全系數(shù)由冗余度系數(shù)、重要性系數(shù)、檢查系數(shù)組成。其取值應(yīng)a)冗余度系數(shù)y?:當(dāng)鋼管或鋼管混凝土連接部位發(fā)生疲勞損傷后，造成橋梁結(jié)構(gòu)整體破壞時(shí)，取y?=1.10;造成橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或功能影響時(shí)，取Y?=1.00;不會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度或功能造成影響時(shí)，取y?=0.80。b)重要性系數(shù)YW:大橋或特大橋取Yw=1.10,中、小橋梁取Yw=1.00。c)檢查系數(shù)y,:當(dāng)鋼管及鋼管混凝土連接部位能定期進(jìn)行維護(hù)管理時(shí)，取γ;=1.00,無(wú)法實(shí)現(xiàn)定d)鋼管及鋼管混凝土連接部位的安全系數(shù)(Yo×Yw×Y1)取值范圍為0.80~1.25。安全系數(shù)取值范圍為冗余度系數(shù)、重要性系數(shù)、檢查系數(shù)的乘積。8.1.4恒幅疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)滿足式(8.0.4)的要求。Y?YwY;△omx≤AoeCRC,CC………………(8式中：△omx——設(shè)計(jì)壽命中計(jì)算的最大應(yīng)力幅；△σc——連接節(jié)點(diǎn)或接頭的恒幅疲勞的容許應(yīng)力幅。8.1.5變幅疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)滿足下列要求：1變幅應(yīng)力幅作用下的疲勞強(qiáng)度在使用疲勞設(shè)計(jì)曲線進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)遵循線性疲勞累積損傷準(zhǔn)則；2基于等效應(yīng)力幅進(jìn)行疲勞驗(yàn)算時(shí)，容許應(yīng)力幅△σR按式(8.0.5-1)計(jì)算。式中：△oR——基于等效應(yīng)力幅進(jìn)行疲勞驗(yàn)算時(shí)采用的容許應(yīng)力幅；Co——疲勞強(qiáng)度S-N曲線常數(shù)；n,——設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)，不包括小于變幅應(yīng)力相對(duì)的應(yīng)力幅疲勞極限的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。條文說(shuō)明在變幅荷載中，大于恒幅疲勞極限的應(yīng)力幅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷，而小于恒幅疲勞極限的應(yīng)力幅也會(huì)促進(jìn)損傷進(jìn)一步發(fā)展。因此，本規(guī)范偏于保守的采用保持S-N曲線斜率不變，而將疲勞極限降低至1/3恒幅疲勞極限，其中Co保持不變，為原有S-N曲線的常數(shù)值。3變幅疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)滿足式(8.0.5-2)的要求。YBYY;△oa≤△o……………(8.0.條文說(shuō)明當(dāng)使用代表荷載單位作為疲勞設(shè)計(jì)荷載時(shí)，設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)代表所有應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)；同時(shí)不能使用變幅應(yīng)力相對(duì)的應(yīng)力幅疲勞極限。8.1.6基于疲勞累積損傷度和安全系數(shù)進(jìn)行鋼管或鋼管混凝土連接疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)符合下列要求：a)疲勞累積損傷度Da應(yīng)按公式(8.0.6-1)計(jì)算。Da=≥(n/N)…………………(8.式中：n,——應(yīng)力幅頻率分布中△σ,的循環(huán)次數(shù)；N,——疲勞設(shè)計(jì)S-N曲線上，經(jīng)過(guò)修正后△o,對(duì)應(yīng)的疲勞壽命。b)疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)滿足式(8.0.6-2)的要求。9構(gòu)造與工藝9.1一般規(guī)定9.1.2鋼管及鋼管混凝土對(duì)接接頭與K形、T形節(jié)點(diǎn)的距離應(yīng)大于1.0D。9.1.3K形節(jié)點(diǎn)的主、支管軸線間夾角θ宜為30°~60°;支管軸線交點(diǎn)與鋼管主管軸線的偏心距e0不宜大于D/4;支管軸線交點(diǎn)與鋼管混凝土主管軸線的偏心距e0不宜大于D/2。9.1.4K形、T形節(jié)點(diǎn)兩支管軸線橫向夾角9宜為60°~180°,該夾角的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)符合圖9.1.4的φφφ?qǐng)D9.1.4K、T型節(jié)點(diǎn)支管橫向夾角示意圖9.1.5主管與支管應(yīng)同時(shí)滿足d/D≥0.4、t/T≤0.7、D/T≤50的要求。9.2焊接工藝9.2.1支管與主管間相貫焊接節(jié)點(diǎn)，不應(yīng)采用加勁肋板或插入式節(jié)點(diǎn)板的連接形式。9.2.2相貫焊接的K形節(jié)點(diǎn)，相貫焊縫與縱、環(huán)焊縫不得相交，相貫焊縫間凈距應(yīng)不小于80mm。9.2.3支管相貫線焊接接頭跟部間隙應(yīng)控制在6mm以內(nèi)。當(dāng)施工困難時(shí)，若焊接接頭跟部間隙大于6mm,則應(yīng)進(jìn)行工藝評(píng)定。9.2.5選擇焊接方法和組裝順序時(shí)，應(yīng)避免焊后出現(xiàn)裂紋、應(yīng)力集中或焊接應(yīng)力過(guò)大等缺陷。9.2.6焊接接頭應(yīng)符合以下規(guī)定：a)焊接接頭不應(yīng)采用間斷、超間隙或塞焊的焊縫；b)不得選擇十字交叉焊縫；c)應(yīng)控制焊接缺陷、焊接應(yīng)力、焊接變形、焊接收縮量，并提出相應(yīng)的制造和焊接質(zhì)量要求。9.2.7相貫連接接頭，其相貫線坡口應(yīng)采用相貫線切割機(jī)切割成型，支管全熔透焊縫坡口形式可按圖9.2.7所示設(shè)置。詳圖區(qū)，aL詳圖“A”鈍邊a=150°~90°詳圖“B”詳圖“C”wftt詳圖“D”圖9.2.7全熔透焊縫坡口形式9.2.8鋼管及鋼管混凝土對(duì)接接頭應(yīng)采用全熔透焊縫，管端坡口可采用圖9.2.8的形式。內(nèi)襯板圖9.2.8鋼管對(duì)接坡口形式9.2.9主管與支管相貫線焊縫的趾部區(qū)和過(guò)渡區(qū)應(yīng)修磨圓順，修磨深度宜為0.0～0.3mm。修磨方位應(yīng)符合圖9.2.9要求。受拉支管壁圖9.2.9焊縫修磨方位圖a)相貫焊縫、主管對(duì)接焊縫外觀成型質(zhì)量應(yīng)滿足相心角約為270°;9.3.1鋼管及鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)相貫焊縫，應(yīng)首先進(jìn)行100%檢查，判定焊縫外觀質(zhì)量，滿足焊縫質(zhì)量I級(jí)要求。再采用無(wú)損檢查方法進(jìn)行100%探傷，焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量均應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的驗(yàn)收等9.3.2鋼管及鋼管混凝土K形、T形節(jié)點(diǎn)相貫焊縫的抽檢率不應(yīng)低于30%;當(dāng)抽檢發(fā)現(xiàn)焊縫出現(xiàn)一次不合格時(shí)，應(yīng)提高抽檢率為50%;當(dāng)再次發(fā)現(xiàn)焊縫一次不合格時(shí)，應(yīng)對(duì)報(bào)檢焊縫進(jìn)行100%復(fù)檢。9.3.3鋼管及鋼管混凝土連接節(jié)點(diǎn)或接頭焊縫的焊接質(zhì)量缺陷，同一部位返修一般不應(yīng)超過(guò)兩次。9.3.5所有焊縫應(yīng)進(jìn)行100%自檢和不低于30%的抽檢，檢查包括超聲波法、射線探傷、磁粉探傷、滲10.1.6橋梁焊接節(jié)點(diǎn)或接頭定期檢查，宜采用目測(cè)法、超聲波法、磁粉探傷、滲透等方法。a)對(duì)鋼管及鋼管混凝土焊接節(jié)點(diǎn)或接頭出現(xiàn)的疲勞裂紋，應(yīng)及時(shí)疲勞損傷程度及其影響進(jìn)行評(píng)b)對(duì)修磨的相貫線焊接節(jié)點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)疲勞荷載車作用時(shí)，其達(dá)到破壞的剩余疲勞壽命為200萬(wàn)次。勞荷載車作用時(shí)，其達(dá)到破壞的剩余疲勞壽命一般不會(huì)超過(guò)50萬(wàn)次。c)當(dāng)發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋長(zhǎng)度小于5cm時(shí)，可采用直接修磨的方法清除疲勞裂紋；當(dāng)疲勞裂紋長(zhǎng)度大于5cm時(shí)，可采用在疲勞裂紋尖端設(shè)置直徑不小于20mm的止裂孔，并對(duì)疲勞裂紋周邊的焊縫應(yīng)d)鋼管及鋼管混凝土對(duì)接接頭出現(xiàn)疲勞裂紋后的剩余疲勞壽命按照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說(shuō)明疲勞裂紋長(zhǎng)度極限指當(dāng)疲勞裂紋穿透主管鋼管壁厚，連接接頭喪失承載能力時(shí)相應(yīng)的裂紋長(zhǎng)度。根據(jù)已有模型試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)，疲勞裂紋長(zhǎng)度一般為10T時(shí)，裂紋已穿透壁厚。10.1.9根據(jù)疲勞裂紋發(fā)生原因和疲勞裂紋開(kāi)展可能導(dǎo)致的后果進(jìn)行分析，制定合理的修補(bǔ)方法。修補(bǔ)方法應(yīng)能提高連接部位的疲勞強(qiáng)度或降低連接部位的應(yīng)力幅，并應(yīng)避免對(duì)焊接節(jié)點(diǎn)、接頭及其他部位疲勞強(qiáng)度或應(yīng)力造成不利影響。10.1.10鋼管混凝土焊接節(jié)點(diǎn)或接頭疲勞裂紋修補(bǔ)后，應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)連接部位重新進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。A.1.1疲勞荷載模型I采用等效的車道荷載，集中荷載為0.7P,均布荷載為0.3qk。P和qk按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60)的相關(guān)規(guī)定取值；應(yīng)考慮多車道的影響圖A-1疲勞荷載模型ⅡA.1.3疲勞荷載模型Ⅲ指采用單車模型，模型車軸載及分布規(guī)定如圖A-2所示。圖A-2疲勞荷載模型Ⅲ(規(guī)范性附錄)強(qiáng)度驗(yàn)算，鋼管混凝土將鋼管內(nèi)混凝土等剛度換算為同主管直徑的等效壁厚的空心鋼管，再按空?qǐng)DB.1.2圓形鋼管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力S-N曲線表B.1.2-1鋼管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力S-N曲線公式表B.1.2-2鋼管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力S-N曲線特征值厚度t(mm)恒幅疲勞極限(MPa)臨界值(MPa)458圖B.2.1T形相貫線節(jié)點(diǎn)位置名稱示意a)主管兩端固定時(shí)，C=0.5;b)主管兩端壓住時(shí)，C=1.0;c)其他情況，C=0.7B.2.3T形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)，宜將鋼管內(nèi)混凝土換算為等效鋼管壁厚，等效鋼管壁厚宜按式(B.2.3-1)計(jì)算。式中：Te——為鋼管混凝土換算后的等效壁厚；A——鋼管混凝土截面面積?？招匿摴軣狳c(diǎn)應(yīng)力曲線及相應(yīng)的計(jì)算理論、方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。公式中(B.2.3-2),