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文檔簡(jiǎn)介

ICS93.040

CCSP28

JT45

廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸行業(yè)指南

DBJT45/T051—2023

公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋

設(shè)計(jì)指南

Designguidelineofprestressedconcretebeambridgeswithcorrugated

steelweb

2023-04-09發(fā)布2023-04-30實(shí)施

廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳發(fā)布

DBJT45/T051—2023

公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋

設(shè)計(jì)指南

1范圍

本文件界定了公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)的術(shù)語(yǔ)和定義,規(guī)定了公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力

混凝土梁橋的材料、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)、截面剛度計(jì)算、持久狀況承載力極限狀態(tài)計(jì)算、持久狀況正常使用

極限狀態(tài)計(jì)算、短暫狀態(tài)構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算、鋼腹板與頂?shù)装褰Y(jié)合設(shè)計(jì)、波形鋼腹板設(shè)計(jì)、構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、

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(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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(qiáng)度大六角頭螺栓

GB/T1229鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母

GB/T1230鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈

GB/T1231鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)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(qiáng)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(wú)粘結(jié)預(yù)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(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范

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

3術(shù)語(yǔ)和定義

JT/T784界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

波形鋼腹板預(yù)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(yù)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(yù)應(yīng)力混凝土梁橋支點(diǎn)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。

1

DBJT45/T051—2023

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(kāi)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(guò)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(guò)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(jì)方法,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。

4.2橋梁主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于表1的規(guī)定。

表1波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)使用年限

單位為年

公路等級(jí)特大橋、大橋中橋小橋

高速公路、一級(jí)公路10010050

二級(jí)公路、三級(jí)公路1005030

四級(jí)公路1005030

4.3橋梁應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類(lèi)極限狀態(tài)設(shè)計(jì):

a)承載能力極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件達(dá)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(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件達(dá)到正常使用的某項(xiàng)限值的狀態(tài)。

4.4橋梁考慮以下設(shè)計(jì)狀況進(jìn)行極限狀態(tài)設(shè)計(jì):

a)持久狀況:橋梁建成后承受結(jié)構(gòu)自重、車(chē)輛荷載等持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的狀況,應(yīng)進(jìn)行承載能力極限

狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì);

b)短暫狀況:波形鋼腹板及梁體在制作、運(yùn)送和架設(shè)過(guò)程中承受臨時(shí)性作用(或荷載)的狀況,

應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì),必要時(shí)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì);

c)偶然狀況:橋梁在使用過(guò)程中偶然出現(xiàn)的狀況,應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì);

d)地震狀況:橋梁在使用過(guò)程中遭受地震時(shí)的情況,在抗震設(shè)防地區(qū)應(yīng)考慮地震狀況應(yīng)進(jìn)行承

載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。

2

DBJT45/T051—2023

4.5橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用,按JTGD60的規(guī)定進(jìn)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(shí)際情況確定,結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作

為臨時(shí)荷載。

4.7持久狀況設(shè)計(jì)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的規(guī)定,進(jìn)行承載力及穩(wěn)定性計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算

時(shí),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(qiáng)

度設(shè)計(jì)值。

4.8持久狀況設(shè)計(jì)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(zhǔn)永久組合,對(duì)波形鋼腹板預(yù)

應(yīng)力混凝土梁橋的抗裂、應(yīng)力和撓度進(jìn)行驗(yàn)算。

4.9短暫狀況設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)施工過(guò)程中各個(gè)階段的承載能力及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆

驗(yàn)算。自重、施工荷載等除有特別規(guī)定外均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)有組合時(shí)組合系數(shù)可取1.0。

4.10計(jì)算波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時(shí),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(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40。

5.1.2混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk應(yīng)按表2規(guī)定執(zhí)行。

表2混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

單位為MPa

強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd和軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd應(yīng)按表3規(guī)定執(zhí)行。

表3混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

單位為MPa

強(qiáng)度等級(jí)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(biāo)

單位為×104MPa

強(qiáng)度等級(jí)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

3

DBJT45/T051—2023

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(yù)應(yīng)力筋應(yīng)選用鋼絞線、鋼絲,豎、橫向預(yù)應(yīng)力筋可選用預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。

5.2.3普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk和預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1960MPa的鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋作用時(shí),應(yīng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)或充分試驗(yàn)

驗(yàn)證。

表5普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

公稱直徑d抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk

鋼筋種類(lèi)

mmMPa

HPB3006~22300

HRB400、HRBF400、RRB4006~50400

HRB5008~40500

表6預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

公稱直徑d抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk

鋼筋種類(lèi)

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(yù)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(lèi)的鋼筋時(shí),每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

f’pd應(yīng)按表8規(guī)定執(zhí)行。

表7普通鋼筋強(qiáng)度

單位為MPa

鋼筋種類(lèi)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f’sd

HPB300250250

HRB400、HRBF400、RRB400330330

HRB500415400

表8預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度

單位為MPa

鋼筋種類(lèi)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f’pd

17201170

鋼絞線

1×7(七股)

19601330

4

DBJT45/T051—2023

表8預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度(續(xù))

單位為MPa

鋼筋種類(lèi)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f’pd

14701000

15701070

消除應(yīng)力鋼絲410

17701200

18601260

07850650

預(yù)應(yīng)力螺紋筋09300770400

10800900

5.2.5普通鋼筋的彈性模量Es和預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量Ep宜按表9規(guī)定執(zhí)行;當(dāng)有可靠試驗(yàn)依據(jù)時(shí),Es

和Ep可按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定。

表9普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量

5

單位為×10MPa

鋼筋種類(lèi)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(yù)應(yīng)力筋鋼絞線1.95

預(yù)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(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合JTGD64的規(guī)定,并按表10規(guī)定執(zhí)行。

表10鋼板強(qiáng)度指標(biāo)

單位為MPa

厚度抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

牌號(hào)

mmfkfdfvd

≤16235190110

Q23516~40225180105

40~100215170100

≤16355285165

16~40345275160

Q35540~63335270155

63~80325260150

80~100315250145

≤16390310180

Q390

16~40370295170

5

DBJT45/T051—2023

表10鋼板強(qiáng)度指標(biāo)(續(xù))

單位為MPa

厚度抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

牌號(hào)

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(biāo)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(biāo)

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(dāng)采用耐候結(jié)構(gòu)鋼時(shí),其力學(xué)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(guò)焊接工藝評(píng)定確定。

5.3.5高強(qiáng)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(jī)械性能,應(yīng)符合GB/T10433的規(guī)定。

6結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

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(jì)性能、施工可行性、養(yǎng)護(hù)便利性等。

6.1.2橋梁總體設(shè)計(jì),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(yù)應(yīng)力混凝土梁橋基本一致,宜考慮設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力筋對(duì)截面高

度的影響。

6.2.2橋梁橫截面設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)度不宜小于1倍中支點(diǎn)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(diǎn)梁高,最薄處不宜小于20cm。

6

DBJT45/T051—2023

6.4預(yù)應(yīng)力筋布置

6.4.1可采用全體外預(yù)應(yīng)力筋、全體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋、體內(nèi)外預(yù)應(yīng)力筋混合布置的布置形式。

6.4.2支點(diǎn)及跨間應(yīng)設(shè)置橫隔梁(板),確??古ば阅芎腕w外預(yù)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(diǎn)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(dāng)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(diǎn)橫隔梁的設(shè)計(jì),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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系時(shí),橫隔梁(板)設(shè)計(jì)應(yīng)復(fù)核預(yù)應(yīng)力錨固與轉(zhuǎn)向的規(guī)定。

7截面剛度計(jì)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(xiàn)。

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(jì)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(gè)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(zhǎng)度;

bw——波形斜板段投影長(zhǎng)度;

cw——波形斜板段長(zhǎng)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(jì)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(jì)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(jì)算截面

8持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)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(jì)安全等級(jí),按照承載能力極限狀態(tài)規(guī)定進(jìn)行承載能力計(jì)算。

8.1.2承載能力極限狀態(tài)應(yīng)按式(4)計(jì)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(jì)安全等級(jí),一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分別取用1.1、1.0、

0.9,橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)應(yīng)符合JTGD60的規(guī)定;

Sd——作用(或荷載)效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)值;

Rd——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值。

8.1.3體外預(yù)應(yīng)力筋作為抗拉鋼筋進(jìn)行截面承載力計(jì)算時(shí),體外預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力設(shè)計(jì)值σpu應(yīng)按

式(5)計(jì)算:

σ=σ+△σ,且σ≤f············································(5)

pupe,exppupy

式中:

σpe,ex——體外預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力;

Δσp——體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量;

fpy——預(yù)應(yīng)力筋的屈服強(qiáng)度。

8.1.4承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí),不考慮內(nèi)襯混凝土對(duì)抗彎、抗剪和抗扭承載力的貢獻(xiàn)。

8

DBJT45/T051—2023

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(jìn)行計(jì)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(duì)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(yù)應(yīng)力筋的有效高度變化。

8.2.2截面抗彎極限承載力計(jì)算時(shí),混凝土頂?shù)装蹇珊?jiǎn)化為矩形截面,且僅考慮混凝土頂?shù)装宄袚?dān)縱

向彎矩。

8.2.3截面相對(duì)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(jì)算時(shí),假定波形鋼腹板承擔(dān)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(jì)值可按式(6)、式(7)、式(8)計(jì)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(jì)值;

Vped——有效預(yù)應(yīng)力豎向分量;

fvd——波形鋼腹板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

hw——波形鋼腹板高度;

nw——腹板個(gè)數(shù);

tw——波形鋼腹板厚度;

Fpe——有效預(yù)應(yīng)力;

θp——預(yù)應(yīng)力軸向傾角(rad)。

8.3.3波形鋼腹板應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)剪切穩(wěn)定性驗(yàn)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(yàn)算時(shí),在驗(yàn)算抗扭承載力的同時(shí),對(duì)于曲線梁橋應(yīng)對(duì)混凝土頂?shù)装宓葮?gòu)件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)

與剪切相互作用的計(jì)算分析。

8.4.2截面抗扭承載力設(shè)計(jì)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(jìn)行

計(jì)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(jì)算:

2(9)

Mtcud=Amtiftcd····················································

????=1.25√???≤7.8MPa··········································(10)

式中:

fcd——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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

DBJT45/T051—2023

8.4.4截面整體扭轉(zhuǎn)破壞承載力Mtyd可按式(11)計(jì)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(zhǎng)度面內(nèi)抗剪承載力的最小值。

混凝土頂、底板單位長(zhǎng)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(jì)值Txyd、

橫橋向混凝土板鋼筋承載力設(shè)計(jì)值Tyyd兩者較小值,Txyd、Tyyd可分別按下列式(12)和式(13)計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)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(zhǎng)度面內(nèi)抗剪承載力最小值Vod可按式(14)計(jì)算:

(14)

Vod=fvd?tw·····················································

式中:

fvd——波形鋼腹板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(yù)應(yīng)力筋的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行上拔抗拉承載力計(jì)算,在采用拉桿―壓桿模型計(jì)算時(shí)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(jì)值;

fsd——內(nèi)環(huán)筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度,取JTG3362-2018中第3.2.2條規(guī)定的0.6倍,fsd值大于330MPa時(shí)取

330MPa;

As——內(nèi)環(huán)筋的抗拉截面面積。

8.5.2體外預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂面應(yīng)進(jìn)行抗剪承載力計(jì)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

DBJT45/T051—2023

Vd——橫向剪切力的組合設(shè)計(jì)值;

Nd——與Vd對(duì)應(yīng)的豎向拉力的組合設(shè)計(jì)值;

Μ——摩阻系數(shù),整體澆筑混凝土剪切面取1.4;

fsd——穿過(guò)剪切面的鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;

Asv——穿過(guò)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(kāi)裂面,進(jìn)行抗拉承載力和開(kāi)裂面抗剪承載力的計(jì)算。

8.5.4體外預(yù)應(yīng)力筋的錨固塊或錨固橫梁,在采用拉桿―壓桿模型計(jì)算時(shí),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(jì)值;

fsd——拉桿鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)安全等級(jí)和作用(或荷載)組合,進(jìn)行波形鋼腹板預(yù)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(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力、腹板剪應(yīng)力的驗(yàn)算。

9.1.2預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失,應(yīng)按JTG3362的規(guī)定計(jì)算。

9.2截面應(yīng)力驗(yàn)算

9.2.1遠(yuǎn)離支點(diǎn)處組合截面彎曲應(yīng)力可按下列基本假定進(jìn)行計(jì)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(duì)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(diǎn)區(qū)段一定范圍內(nèi)彎曲應(yīng)力計(jì)算時(shí),應(yīng)考橫隔梁對(duì)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(jì)算值;

fck——混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

9.2.4體內(nèi)預(yù)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

DBJT45/T051—2023

式中:

σpe——體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力;

σp——體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量;

fpk,i——體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

9.2.5體外預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)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(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力;

fpk,ex——體外預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(guò)其鋼板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)值及有效預(yù)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(jì)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(jì)強(qiáng)度。

9.3抗裂驗(yàn)算

9.3.1在正常使用狀態(tài)下不允許混凝土開(kāi)裂,應(yīng)進(jìn)行正截面抗裂驗(yàn)算。

9.3.2整體式全預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)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(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;

σpc——永存預(yù)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(yù)制節(jié)段式全預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)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(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;

σpc——永存預(yù)應(yīng)力在截面邊緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力。

9.3.4A類(lèi)預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合梁正截面混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)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(zhǔn)永久組合下抗裂驗(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;

σpc——永存預(yù)應(yīng)力在截面邊緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力;

ftk——混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

9.4撓度驗(yàn)算

9.4.1撓度計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮波形鋼腹板剪切變形和荷載長(zhǎng)期效應(yīng)對(duì)撓度的影響,撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)可

按JTG3362的規(guī)定取用。

9.4.2簡(jiǎn)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(jì)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(yù)應(yīng)力混凝土梁跨度;

H——波形鋼腹板預(yù)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(jiǎn)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(jì)算:

5qL4

f=(1+β)············································

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