《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》宣貫第一部分

1、公路鋼結構橋梁設計規(guī)范（JTG D64-2015）宣貫宣貫同濟大學 徐俊 博士2016年8月主要內容新規(guī)的背景和主要原則第一章 總則第三章 材料第四章 結構分析第五章 構件設計第六章 連接的構造和計算第七、八、九章第十三章 纜索第十四、十五、十六章新版鋼橋設計規(guī)范的編制背景86版公路橋涵鋼結構和木結構設計規(guī)范不能滿足需要l編制年代久遠，遠遠不適應公路鋼橋建設發(fā)展的形勢需求l設計理念與現行橋梁結構設計規(guī)范理論體系不符l很多內容不再采用，或被更好的技術、工藝所代替新規(guī)的背景和主要原則新版鋼橋設計規(guī)范的編制背景橋梁設計中總參考國外規(guī)范很多鋼橋設計中出現的難題老規(guī)范無法解答，不得不進行專題研究無法反映

2、二十年來我國鋼橋設計積累的先進經驗不適應我國大規(guī)模推廣鋼結構橋梁的需要新規(guī)的背景和主要原則我國鋼橋的建設成就橋名主跨(m)類型世界排名西堠門大橋1650懸索橋2蘇通大橋1088斜拉橋2朝天門大橋552拱橋1盧浦大橋550拱橋1新規(guī)的背景和主要原則鋼產量過?！叭ギa能”被列為2016年五大結構性改革的任務之首。李克強總理指出要以“壯士斷腕”精神去產能2016年3月，正在舉行的兩會期間，武鋼官方首度對媒體公開，武鋼將從8萬人減至3萬人。新規(guī)的背景和主要原則我國鋼橋建設遠低于發(fā)達國家水平日本鋼橋占全國橋梁總量的41%；美國鋼橋約占全國橋梁總量的35%；歐洲2560m跨徑橋梁大部分采用鋼-混凝土組合梁橋

3、。截止2015年底，我國公路鋼結構橋梁占比不足1%。新規(guī)的背景和主要原則交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見交公路發(fā)2016115號 2016年7月1日主要內容一、總體要求（指導思想、基本原則、主要目標）二、主要措施（優(yōu)選、設計、制造、規(guī)范、人才培養(yǎng)）三、組織保障（組織領導、科技推廣、EPC、信用評價、專家作用）新規(guī)的背景和主要原則一、總體要求（一）指導思想牢固樹立創(chuàng)新、協調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，落實現代工程管理人本化、專業(yè)化、標準化、 信息化、精細化的“五化”要求，提升公路橋梁品質和耐久性，降低全壽命周期成本，推進鋼結構橋梁建設，促進公路建設轉型升級、提質增效（二）基本原則

4、政策引導、市場為主。因地制宜，有序推進。重點示范，標準先行。建養(yǎng)并重，質量可控。（三）主要目標到“十三五”時期末，公路行業(yè)鋼結構橋梁設計、制造、施工、養(yǎng)護技術成熟，技術標準體系完備，專業(yè)化隊伍和技術裝備滿足鋼結構橋梁建設養(yǎng)護需要。新建大跨、特大跨徑橋梁以鋼結構為主，新改建其他橋梁鋼結構比例明顯提高。交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見七大措施（一）加強方案比選，鼓勵選用鋼結構橋梁。（二）合理選型，更好地發(fā)揮鋼結構橋梁的優(yōu)勢。（三）重視鋼結構橋梁的構造設計/連接過渡、抗疲勞、抗?jié)B漏、抗火等（四）全面提高結構可維護性/可達、可檢、可修、可換四可設計（五）推進鋼結構橋梁工業(yè)化、標準化、智能

5、化建造。（六）盡快完善相關標準定額/專用施工和養(yǎng)護定額和標準圖（七）加強專業(yè)人才培養(yǎng)/相關標準規(guī)范和知識技能的專項培訓交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見組織保障（一）加強組織領導。省級交通運輸主管部門要加強組織領導，建立完善鋼結構橋梁推廣應用工作機制，積極組織開展鋼結構橋梁示范工程建設，總結經驗，推廣先進技術，提高鋼結構橋梁應用水平。（二）加強科研和技術推廣。公路建設單位應結合具體項目，組織開展提升鋼結構橋梁品質、保證結構安全耐久、推進標準化建造等方面的專題研究，推廣科技成果，夯實技術基礎，推動鋼結構橋梁整體技術水平的提高。（三）推動設計施工總承包和養(yǎng)護專業(yè)化發(fā)包。鼓勵公路建設單位

6、采用設計、施工(含制造、安裝)總承包等方式發(fā)包橋梁上部建造任務，通過設計、施工和鋼結構制造企業(yè)深度融合，提高鋼結構橋梁建設專業(yè)化水平。鼓勵橋梁管養(yǎng)單位開展鋼結構橋梁專業(yè)化養(yǎng)護發(fā)包，提高鋼結構橋梁養(yǎng)護質量，降低全壽命周期成本。交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見組織保障（四）完善信用評價體系。省級交通運輸主管部門應研究建立鋼結構制造單位的信用評價制度，交通運輸部將適時把鋼結構制造單位納入公路建設行業(yè)信用評價體系中，充分發(fā)揮市場信用的引導作用，確保鋼結構橋梁的制造、安裝質量。（五）充分發(fā)揮專家作用。在鋼結構橋梁推進過程中，有關單位要根據工作需要，充分利用專家智慧和社會力量，開展相關科研、

7、通用圖編制、標準規(guī)范修編等工作，為推進鋼結構橋梁建設提供技術支持和保障。交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見修訂原則n采用以分項系數形式表達的概率極限狀態(tài)設計方法n處理好與相關規(guī)范的關系，如公路工程可靠度設計統一標準、 公路橋涵設計通用規(guī)范 公路斜拉橋設計規(guī)范和公路懸索橋設計規(guī)范等n參考國內外先進規(guī)范和研究成果，體現國內近20年鋼橋發(fā)展的實踐經驗。n本著成熟一條寫一條的原則編制。新規(guī)的背景和主要原則理論體系容許應力法容許應力法采用單一安全系數給出了各類鋼結構材料的容許應力值。極限狀態(tài)法極限狀態(tài)法采用分項系數考慮概率影響考慮極限狀態(tài)設計方法l承載能力極限狀態(tài)l正常使用極限狀態(tài)新規(guī)的背景

8、和主要原則 maxK0GQRRk Gk Q參考國外規(guī)范EurocodeAASHTOBS5400道路橋示方書新規(guī)的背景和主要原則編制過程交通部2006439號文“關于下達2006年度公路工程標準制修訂項目計劃的通知”下達修訂任務2006.11 規(guī)范大綱2008.11 征求意見稿2010.1 送審稿2010.12 總校稿2012.3 報批稿新規(guī)的背景和主要原則章節(jié)安排新規(guī)的背景和主要原則1 總則2 術語、符號3 材料及設計指標4 結構分析（新增）5 構件設計與計算6 連接的構造與計算7 鋼板梁8 鋼箱梁（新增）9 鋼桁梁10 鋼管結構（新增）11鋼-混凝土組合梁12 鋼塔（新增）13 纜索系統14

9、 鋼橋面鋪裝（新增）15 防護及維護設計（新增）16 支座與伸縮裝置符號一 總則二 一般規(guī)定材料 材料的容許應力及其提高系數 橫向剛度與抗傾覆穩(wěn)定系數 結構內力計算原則和構件的基本計算公式 桿件的自由長度、長細比與寬厚比三 連接的構造與計算焊接、 栓接和鉚接、 銷接四 行車系、聯結系、綴板及支座的構造與計算五 橋梁的構造與計算基本要求 板梁 聯合梁 桁架 懸索橋新老1 總則1.0.1 修訂目的；（新增）1.0.2 適用范圍；1.0.3 修訂原則； （新增）1.0.4 設計使用年限； （新增）1.0.5 極限狀態(tài)設計要求； （新增）1.0.6 制作、管養(yǎng)、標準化等要求；1.0.7 應符合相關規(guī)范

10、。 （新增）修訂目的1.0.1 為規(guī)范公路鋼結構橋梁的設計，提高設計水平，保障工程質量，按照安全、耐久、適用、環(huán)保、經濟和美觀的原則，制定本規(guī)范。1 總則適用范圍1.0.2 本規(guī)范適用于各等級公路鋼結構橋梁和橋梁鋼結構設計。1 總則鋼板梁橋鋼箱梁橋鋼結構橋梁鋼桁梁橋斜拉索鋼塔橋梁鋼結構鋼橋墩修訂原則1.0.3 本規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，按照分項系數的設計表達式進行設計。1 總則工程結構可靠性設計統一標準公路工程結構可靠性設計統一標準公路橋涵設計通用規(guī)范設計使用年限1.0.4 公路鋼結構橋梁應進行耐久性設計，特大橋、大橋、中橋主體結構應按不小于100年設計使用年限進行設計，高

11、速公路、一、二級公路上的小橋主體結構宜按不小于100年設計使用年限進行設計。1 總則公路等級主體結構可更換部件特大橋大 橋中橋小橋涵洞斜拉索吊 索系桿等欄 桿伸縮裝置支座等高速、一級100100502015二、三級路1005030四級路1005030通規(guī)規(guī)定極限狀態(tài)設計要求1.0.5 公路鋼結構橋梁應按公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2015)的要求，考慮設計狀況并開展相應的極限狀態(tài)設計。l1 持久狀況應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計。l2 短暫狀況應作承載能力極限狀態(tài)設計，可根據需要進行正常使用極限狀態(tài)設計。l3 偶然狀況應作承載能力極限狀態(tài)設計。l4 地震狀況應作承載能力

12、極限狀態(tài)設計。1 總則制作、管養(yǎng)、標準化等要求1.0.6 公路鋼結構橋梁設計應提出對制作、運輸、安裝、養(yǎng)護、管理等的要求，選擇合理的結構形式，宜采用標準化、通用化的結構單元和構件，構造與連接應便于制作、安裝、檢查和維護。1 總則應符合相關規(guī)范1.0.7 公路鋼結構橋梁設計除應符合本規(guī)范外，尚應符合現行國家和行業(yè)有關標準的規(guī)定。1 總則3 材料與設計指標增加了平行鋼絲、鋼絞線等拉索材料增加了沖擊韌性等物理性能指標各種材料按最新國家標準修訂給出了材料的強度設計值3.1 材料3.2 設計指標條文3.1.1應根據結構形式、受力狀態(tài)、連接方法及所處環(huán)境條件，合理地選用材料。3.1.2鋼材宜選用Q235鋼

13、、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質量應分別符合現行碳素結構鋼GB/T 700和現行低合金高強度結構鋼GB/T 1591的規(guī)定。其中，Q235鋼中的沸騰鋼不宜用于需要驗算疲勞的，以及雖不需要驗算疲勞但工作溫度低于-20時的焊接結構；也不宜用于需要驗算疲勞且工作溫度等于或低于-20的非焊接結構。3 材料與設計指標/3.1 材料材料沖擊韌性要求3 材料與設計指標/3.1 材料焊接構件-20t0t-20Q235Q345: CQ390Q420: E非焊接構件t-20Q235Q345: DQ390Q420: D鋼材牌號Q235Q345Q390Q420質量等級CDCDDEDE試驗溫度（）0-200-

14、20-20-40-20-40沖擊韌性（J）27273434342734273.1.53.1.12條3 材料與設計指標/3.1 材料條文號內容滿足標準備注3.1.5鑄鋼GB/T 11352修訂3.1.6銷鉸軸錨具GB/T 699修訂3.1.7高強螺栓、螺母、墊圈GB/T 1228、GB/T1229GB/T 1230、GB/T1231、GB/T3632修訂3.1.8普通螺栓GB/T 5780、GB/T 5782修訂3.1.9鉚釘GB/T 715修訂3.1.10錨栓GB/T 700，GB/T 1591修訂3.1.11圓柱頭焊釘GB/T 10433新增3.1.12手工焊接焊條GB/T 5117、GB/

15、T5118修訂自動焊接焊絲焊劑GB/T 14957、GB/T8110、GB/T12470GB/T 10045、GB/T17493、GB/T52933.1.13 3.1.14條3 材料與設計指標/3.1 材料條文號內容滿足標準備注3.1.13高強度鋼絲GB/T 17101、GB/T18365修訂鋼絞線GB/T 5224、YB/T152鋼絲繩GB/T 8918、GB/T20118、GB/T20067p3.1.14 熱鑄錨頭鑄體材料應選用低熔點鋅銅合金。冷鑄錨頭鑄體材料可由環(huán)氧樹脂、鐵砂、礦料、固化劑等組成，其配比應由試驗確定。3.1.15 錨具、連接器、伸縮裝置、阻尼器、鞍座3 材料與設計指標/3

16、.1 材料序號標準號/計劃號標準名稱實施日期1GB/T 17955-2009橋梁球型支座2009.9.12JT/T 843-2012公路橋梁彈塑性鋼減震支座2013.2.13JT/T 852-2013公路橋梁摩擦擺式減隔震支座2013.5.14JT/T 873-2013公路橋梁多級水平力球型支座2014.1.15JT/T 927-2014橋梁雙曲面球型減隔震支座2014.11.16JT/T 327-2004公路橋梁伸縮裝置2004.6.17JT/T 892-2014公路橋梁節(jié)段裝配式伸縮裝置2014.9.18JT/T 723-2008單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置2008.11.19JT/T

17、 502-2004公路橋梁波形伸縮裝置2004.7.1510JT 2014-147公路橋梁阻尼減振梳齒板式伸縮裝置11JT 2014-148公路橋梁模數式伸縮裝置12JT 2015-174單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置3 材料與設計指標/3.1 材料序號標準號/計劃號標準名稱實施日期1GB/T 17955-2009橋梁球型支座2009.9.12JT/T 843-2012公路橋梁彈塑性鋼減震支座2013.2.13JT/T 852-2013公路橋梁摩擦擺式減隔震支座2013.5.14JT/T 873-2013公路橋梁多級水平力球型支座2014.1.15JT/T 927-2014橋梁雙曲面球型減隔

18、震支座2014.11.16JT/T 327-2004公路橋梁伸縮裝置2004.6.17JT/T 892-2014公路橋梁節(jié)段裝配式伸縮裝置2014.9.18JT/T 723-2008單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置2008.11.19JT/T 502-2004公路橋梁波形伸縮裝置2004.7.1510JT 2014-147公路橋梁阻尼減振梳齒板式伸縮裝置11JT 2014-148公路橋梁模數式伸縮裝置12JT 2015-174單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置3 材料與設計指標/3.1 材料序號標準號/計劃號標準名稱實施日期1JT 2010-60大跨徑公路橋鋼桁梁與鋼箱梁2JT/T 784-20

19、10組合結構橋梁用波形鋼腹板2010.11.13JT/T 804-2011分體式鋼箱梁2011.9.14JT/T 903-2014懸索橋索鞍、索夾2014.9.15JT/T 728-2008裝配式公路鋼橋 制造2008.12.16JT/T 722-2008公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件2008.11.17JT 2015-172裝配式公路鋼橋構件管養(yǎng)、報廢技術條件 8JT 2010-61斜拉索外置式粘滯阻尼器3.2.1 鋼材強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標鋼材抗拉、抗壓和抗彎fd抗剪fvd端面承壓fcd牌號厚度（mm）Q235鋼1619011028016401801054010017

20、0100Q345鋼1627516035516402701554063260150638025014580100245140Q390鋼163101803701640295170406328016063100265150Q420鋼163351953901640320185406330517563100290165fd=fy/R , R=1.25/ 3vddff/1.322cduff3.2.2 鑄鋼和鍛鋼強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標強度種類鋼號ZG230-450ZG270-500ZG310-57035號鋼45號鋼抗拉、抗壓和抗彎fd170200225250280抗剪fvd100115

21、130145160鉸軸緊密接觸時徑向受壓frd185100110125140輥軸或搖軸自由接觸時徑向受壓frd26.58.09.010.011.0銷孔承壓fsd19021086規(guī)范ZG 25IIZG35IIZG 45II35號鋼45號鋼/ 3vddff10.470.5rdddfff0.76sddff3.2.3 焊縫的強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標焊接方法和焊條型號構件鋼材對接焊縫角焊縫牌號厚度（mm）抗壓抗拉 抗剪抗拉、抗壓或抗剪焊縫質量等級一、二級三級自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊Q235鋼1619019016011014016401801801551054010017

22、0170145100自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊Q345鋼1627527523516017516402702702301554063260260220150638025025021514580100245245210140自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q390鋼163103102651802001640295295250170406328028024016063100265265225150Q420鋼1633533528519520016403203202701854063305305260175631002902902451650.85/3wwvdcdff焊縫等級簡介焊縫等

23、級是施工驗收等級，有三級。三級最低，只要求外觀檢查和尺寸檢查。二級要求部分作超聲波探傷檢查。一級最高，要求全部做探傷檢查。對焊縫等級來說，原則是受拉等級高于受壓，受動力的高于受靜力的。對接焊縫一般需要做無損探傷（或部分需要）。故一般對接焊縫的焊接等級為二級或一級，不小于二級。角焊縫沒必要作無損探傷，故角焊縫為一級的話，就沒有多少意義。一般角焊縫為二級或三級。3 材料與設計指標/3.2設計指標3.2.3 焊縫的強度設計值原規(guī)范沒有對焊縫強度的要求。有對焊劑、焊絲、焊條的要求如下：l“自動焊和半自動焊選用的焊絲焊劑應與主體金屬強度相適應?！眑“手工焊接用焊條型號應與主體金屬相適應。”3 材料與設計

24、指標/3.2設計指標焊接方法焊接方法焊條型號焊條型號熔敷金屬抗拉強度熔敷金屬抗拉強度MPa最小抗拉強度最小抗拉強度MPa鋼材牌號鋼材牌號自動、半自動焊、和手工焊E43焊條430375Q235E50焊條490470Q345E55焊條550490Q390520Q4203.2.4 普通螺栓和錨栓的連接強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標螺栓的性能等級、錨栓和構件鋼材的牌號普通螺栓錨栓C級A、B級抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉普通螺栓4.6級、4.8級1451205.6級 1851658.8級 350280錨栓Q235鋼 125Q345鋼 160構件Q235鋼 265350Q345鋼 34045

25、0Q390鋼 355470Q420鋼 380500因抗疲勞性能差，普通螺栓通常不用在橋梁設計中3.2.5 高強錨栓預拉力設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標性能等級性能等級螺紋規(guī)格螺紋規(guī)格M20M22M24M27M308.8S12515017523028010.9S1551902252903550.9 0.9 0.91.2uePf A高強度螺栓預拉力值計算公式：其中：fu為經熱處理后的最低抗拉強度：對8.8級，取830N/mm2； 對10.6級，取1040830N/mm2； Ae為螺紋處有效面積。 3.2.6 鉚釘連接的強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標鉚釘鋼號和構件鋼材牌號抗拉

26、(釘頭拉脫)抗剪 承壓 I類孔II類孔I類孔II類孔鉚釘BL2或BL3105160135構件Q235鋼390320Q345鋼500405Q390鋼520425uI類孔指在裝配好的構件上鉆成的孔；在單個零件和構件上用鉆模鉆成的孔；在單個零件上先鉆成或沖成較小的孔，然后在裝配好的構件上再擴鉆成的孔。u類孔指在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆鉆成的孔。u沉頭和半沉頭鉚釘連接表中數值應乘以折減系數0.8。3.2.7 鋼材和鑄鋼的物理性能指標彈性模量E(MPa)= 2.06105剪切模量G(MPa)= 0.790105線膨脹系數(1/)=1210-6泊松比v=0.31質量密度(kg/m3)= 7 8503

27、 材料與設計指標/3.2設計指標3.2.8 拉索用鋼絲、鋼絞線的抗拉強度設計值3 材料與設計指標/3.2設計指標材料種類抗拉強度標準值fk抗拉強度設計值fd鋼絲15708501670900177095518601005鋼絞線15708501670900172092517709551860100519601055R=1.85從安全系數2.5換算1表列鋼絲抗拉強度設計值系為II級松弛鋼絲的數值，當采用公稱直徑5mm的I級松弛鋼絲時，乘以折減系數0.95。2 表列抗拉強度設計值，用于銷接式吊索時應乘以折減系數0.83。3.2.9 鋼絲繩最小破斷拉力鋼絲繩應按其最小破斷拉力（kN）除以抗拉強度分項系數R求得最小破斷拉力設計值Fd。最小破斷力應根據現行粗直徑鋼絲繩GB200