DB51∕T 2515-2018 鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點(diǎn)疲勞技術(shù)規(guī)程

93.060

21DB51 51/T

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

2018

四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局

DB51/T

2018目 次

...............................................................................

II

范圍

..............................................................................

規(guī)范性引用文件

....................................................................

總則

..............................................................................

術(shù)語和符號(hào)

........................................................................

材料

..............................................................................

連接類別與疲勞強(qiáng)度

................................................................

荷載及疲勞應(yīng)力幅

.................................................................

13

疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算

.....................................................................

14

構(gòu)造與工藝

.......................................................................

1610

........................................................................

19附錄

...........................................

21附錄

鋼管或鋼管混凝土

形節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力法強(qiáng)度驗(yàn)算

...............

22DB51/T

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

JTG

B01 JTG

D60JTG

D64

DB51/T

2425DB51/T

1995

DB51/T

2018

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

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

0.45fy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

h

本規(guī)程適用于焊縫熱影響區(qū)外觀經(jīng)過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)

近年來，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)

4.1

DB51/T

2018

DB51/T

2018

γ

γ4.1.19

γ4.2

fsd

fv

fvd

θ

φ

ΔσΔσ

Δσ

maxDB51/T

2018ΔσΔσΔσ

μτ

μβμγ

μc

τ

β

CC

ChCl

γ

γγ

C0

Dd

Δσ

fyfvdDB51/T

2018N

Δσ

N

5.1

5.1.1

鋼管的材料質(zhì)量應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T

鋼管的材料質(zhì)量應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T

1591）

鋼板》（GB/T

5.1.4

DB51/T

2018

0.6%

mm。

)不宜小于

10mm，且支管壁厚不應(yīng)大于主管壁厚。

)不宜大于

)不宜小于

40，鋼管壁厚不宜小于

12mm。

受拉鋼管構(gòu)件的鋼管壁厚不宜小于

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

6.1.1

0.50.590

級(jí)檢驗(yàn)

0.50.565

形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)0.50.5

0.50.58065

級(jí)合格。DB51/T

2018

6.1.2

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

6.2.1

6.2.1

lgS(MPa)lgS(MPa)DB51/T

2018lgS(MPa)lgS(MPa)

6.3.2-1

lgN4

5

6

7

8

6.3.2-1

6.3.2-2

1000500100

1

m=5

65502910

lgN104

105

106

107

108

6.3.2-2

lgS(MPa)lgS(MPa)DB51/T

2018lgS(MPa)lgS(MPa)

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

6.3.3-1

lgN4

5

6

7

8

6.3.3-1

6.3.3-2

1000500100

1

m=5

8050

3610

lgN105106 105106 107

6.3.3-2

形、T

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N=2×10

(N=5×10

MPa(N=1×10

N=2×10

(N=5×10

MPa(N=1×10

lgS(MPa)DB51/T

2018lgS(MPa)

6.3.4

56 56 7

6.3.4

lgN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

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

6.4.1

6.4.1

6.4.2

N=2×10

(N=5×10

MPa(N=1×10

655030DB51/T

2018

6.4.3

6.4.3

a)

μτ

=τ

b)

μβ

=

1

.0；c)

μγ

=1

a)

b)

μτ

=τ

μβ

=+β

β

c)

μγ

=1

d)

μ

C

=

4

/tc

6.6.2-1

C

t

……………..6.6.2-2

Ct

Ctc

,

Ctb]6.6.2-3DB51/T

2018tctb

C

=

0.95

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

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》（JTG

D64）中疲勞荷載

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》（JTG

D64）

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》（JTG

采用。

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)

σ

σσ

σ

7.0.4

ΔσΔσ——設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，與變幅應(yīng)力幅具有相同應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和疲勞損傷程度的恒幅應(yīng)Δσ

Δσ

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)

a)

度系

γ鋼管或鋼混凝土連部位發(fā)生勞損傷后造成橋梁構(gòu)整體破

γ=1.10；造成橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或功能影響時(shí)，取

γ=1.00；不會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度或功能

γ=0.80。b)

γ

γ

γ=1.00。c)

γ

γ

γ

=1.10。d)

γ

γ

γ

）取值范圍為

0.80～1.25。DB51/T

2018

γγγΔσΔσCCC

ΔσΔσ

Δσ8.0.5-1tlΔσ

Rm

0

tRCCCh

tlΔσ

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

1/3

0

8.0.5-2γγγΔσΔσ……………..8.0.5-2Δσ

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

a)

D

Δσ

Δσ

dDB51/T

2018db)

γbγ

wγi5

8.0.6-2

鋼管及鋼管混凝土

1/10。

D

e

e不宜大于

D/2。

φ

宜為

9.1.4

支管

支管

支管

支管橫撐主管主管

主管

9.1.4

≥0.4、

≤0.7、

≤50

a)

DB51/T

2018b)

c)

9.2.7

DB51/T

2018

9.2.8

9.2.9

9.2.10

a)

b)

9.2.11

a)

b)

c)

d)

DB51/T

20189.2.12

鋼管及鋼管混凝土

合格時(shí)，應(yīng)提高抽檢率為

100%復(fù)檢。

所有焊縫應(yīng)進(jìn)行

30%的抽檢，檢查包括超聲波法、射線探傷、磁粉探傷、滲

10.1.1 10.1.2 10.1.310.1.410.1.510.1.610.1.7a)

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)b)

c)

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)

（JTG

10.1.8 DB51/T

2018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

10.1.9

DB51/T

2018

D60）的相關(guān)規(guī)定取值；應(yīng)考慮多車道的影響，多車道系數(shù)應(yīng)按

A-1 3

610

≤N

≤5

×101

?16?logS

=

12.476logN

+0.06

logNlog?

?3

?

t

?6

85

×10

≤N

≤101

?16?logS

=

16.327logN

+0.402

log?

?5

?

t

?lgS(MPa)DB51/T

2018lgS(MPa)

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

形、T

S-N

B.1.2

B.1.2

曲線公式宜按表

B.1.2-1

t=4mmt=5mmt=8mmt=12mmt=16mmt=25mmt=32mmt=50mmlgN4

5

6

7

8

B.1.2

B.1.2-1

DB51/T

2018

B.1.2-2

B.1.2-2

鞍點(diǎn)

冠點(diǎn)

B.2.1

a)b)c)

T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.DB51/T

20183.4ESC3.4ESCASCπ

ES

D

D2

2

A A D

E

0.85

EA

=0.85EA=π

πT3.4EA3.4EAπ

E

D

D

2

(1.43β

0.97β

0.03)γ

(0.71γα

)B.2.5-2SCF

γτ? ??τβ α

(1.43β

0.97β

0.03)γ

(0.71γα

)B.2.5-2SCF

γτ? ??τβ α

B.2.5-3?β

τα a)

??SCFc