《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

ICS03.220.20

CCSR10

45

廣西壯族自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)

DB45/TXXXX—XXXX

大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（擬改為

鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程）

Technicalspecificationfordesignofconcrete-filledsteeltubulararch

bridges

（征求意見稿）

2024-04-23

在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

2024-XX-XX發(fā)布2224-XX-XX實(shí)施

廣西壯族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB45/TXXXX—XXXX

大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（擬改為鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技

術(shù)規(guī)程）

1范圍

本文件界定了鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的術(shù)語和定義及符號，規(guī)定了鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的基本規(guī)定、

材料、總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造、設(shè)計(jì)施工要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等技術(shù)要求。

本文件適用于廣西壯族自治區(qū)行政區(qū)域內(nèi)公路和市政單肢構(gòu)件采用圓形截面、啞鈴形截面的鋼管混

凝土拱橋設(shè)計(jì)。

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/T714橋梁用結(jié)構(gòu)鋼

GB/T1591低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

GB/T5224預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線

GB/T17101橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲

GB/T30790.1色漆和清漆防護(hù)涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)第1部分：總則

GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50017鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T50107混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)

GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范

GB50923鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范

GB/T51446鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

GB55002建筑和市政工程抗震通用規(guī)范

GB55011城市道路交通工程項(xiàng)目規(guī)范

CJJ11城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范

CJJ166城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

JT/T329公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具和連接器

JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件

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

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

JTG3363公路橋涵地基與基礎(chǔ)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/T2231-01公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

JTG/T3360-01公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范

DB45/T2279鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土施工技術(shù)規(guī)程

1

DB45/TXXXX—XXXX

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鋼管混凝土拱橋concrete-filledsteeltubular(CFST)archbridge

主拱為鋼管混凝土構(gòu)件的拱橋。

3.2

構(gòu)件承載力componentbearingcapacity

構(gòu)件在達(dá)到強(qiáng)度失效或穩(wěn)定失效時(shí)的承載能力。

3.3

主拱穩(wěn)定極限承載力stabilitybearingcapacityofarch

主拱達(dá)到體系非線性失穩(wěn)時(shí)的承載能力。

3.4

彈性模量縮減法elasticmodulusreductionmethod(EMRM)

通過對高承載構(gòu)件彈性模量縮減識別結(jié)構(gòu)破壞模式，采用彈性迭代求解結(jié)構(gòu)體系承載力的計(jì)算方法。

3.5

單元承載比elementbearingratio

多內(nèi)力組合下單元廣義內(nèi)力與廣義抗力比值的最大值。

3.6

構(gòu)件承載比componentbearingratio

構(gòu)件上所有單元的單元承載比最大值。

3.7

承載比均勻度uniformityofbearingratio

構(gòu)件承載比均值與最小值之和，與構(gòu)件承載比均值與最大值之和的比值。

3.8

均勻承載準(zhǔn)則uniformbearingratiocriterion

承載比均勻度滿足迭代收斂容差的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

3.9

兩層面承載力two-levelbearingcapacity

結(jié)構(gòu)在構(gòu)件和體系兩個(gè)層面的承載能力。

3.10

兩層面承載力設(shè)計(jì)designoftwo-levelbearingcapacity

同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系兩個(gè)層面承載力需求的設(shè)計(jì)。

3.11

兩層面優(yōu)化設(shè)計(jì)two-leveloptimaldesign

滿足兩層面承載力設(shè)計(jì)要求，并采用均勻承載準(zhǔn)則開展設(shè)計(jì)方案優(yōu)化迭代的設(shè)計(jì)方法。

3.12

構(gòu)件截面塑性發(fā)展系數(shù)plasticdevelopmentcoefficientofcomponents

構(gòu)件截面進(jìn)入塑性的塑性彎矩與彈性極限彎矩的比值。

3.13

鋼管初應(yīng)力initialstressofsteeltube

鋼管混凝土構(gòu)件中核心混凝土與鋼管形成組合截面前鋼管的應(yīng)力。

2

DB45/TXXXX—XXXX

4符號

下列符號適用于本文件。

??：構(gòu)件承載比平均值；

maxmin

??、??：構(gòu)件承載比最大值、最小值；

?

??：構(gòu)件c的承載比；

d0、d1：優(yōu)化設(shè)計(jì)迭代前、后的構(gòu)件承載比均勻度；

DAd：主拱豎向撓度幅值；

DAd1、DAd2：主拱豎向正向撓度、負(fù)向撓度幅值；

DBd：橋面梁（板）豎向撓度幅值；

D1、T1：截面調(diào)整后的鋼管外徑、壁厚；

Nd、?d：構(gòu)件軸向力、彎矩設(shè)計(jì)值；

Mdy、Mdz：構(gòu)件繞y軸、z軸的彎矩設(shè)計(jì)值；

Vd：構(gòu)件剪力設(shè)計(jì)值；

?0：鋼管初應(yīng)力；

fck、fcd：混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；

fpk：吊索和系桿索抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；

fsck、fsc：鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；

fy、fsd：鋼管的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

?sc：鋼管混凝土組合彈性軸壓模量；

?s：啞鈴形截面中連接鋼腹板的彈性模量；

?

?sc：啞鈴形截面的組合彈性軸壓模量；

?cr：歐拉臨界力；

NRd、MRd：構(gòu)件抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

α：鋼管混凝土材料的線膨脹系數(shù)；

?sc：鋼管混凝土組合抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

?s：球冠形脫空的最大高度；

??：單肢構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑；

?1：構(gòu)件計(jì)算長度；

?i、?o：鋼管內(nèi)徑、外徑；

?0、?1：調(diào)整前、后的構(gòu)件截面參數(shù)；

?c：鋼管混凝土的管內(nèi)混凝土截面積；

?s：鋼管混凝土的鋼管截面積；

?sc：鋼管混凝土構(gòu)件截面積；

?sw：啞鈴形截面中連接鋼腹板面積；

?

?sc：啞鈴形截面組合受力面積；

?sc,0、?sc,1：調(diào)整前、后的構(gòu)件截面積；

?：鋼管壁厚；

?：主拱的計(jì)算跨徑；

?sc、?sc：鋼管混凝土構(gòu)件截面抗彎抵抗矩、慣性矩；

?d：管內(nèi)混凝土脫空折減系數(shù)；

?p：鋼管初應(yīng)力折減系數(shù)；

?1：構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件計(jì)算安全系數(shù)；

?M：穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件計(jì)算安全系數(shù)；

[?s]：主拱非線性穩(wěn)定安全系數(shù)限值；

[?0]：構(gòu)件安全系數(shù)限值；

?ES：主拱彈性整體穩(wěn)定系數(shù)；

?f：鋼材標(biāo)準(zhǔn)值與混凝土標(biāo)準(zhǔn)值之比；

3

DB45/TXXXX—XXXX

?o：優(yōu)化設(shè)計(jì)的構(gòu)件截面參數(shù)調(diào)整系數(shù)；

?M：穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件截面參數(shù)調(diào)整系數(shù)；

?s：鋼管混凝土截面含鋼率；

?：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

?1：構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)的強(qiáng)度比指數(shù)；

??：構(gòu)件截面塑性發(fā)展系數(shù)；

??：穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件強(qiáng)度比指數(shù)；

?S：吊索和系桿索承載力計(jì)算的綜合系數(shù)；

?v：截面抗剪修正系數(shù)；

?d：優(yōu)化設(shè)計(jì)的迭代收斂容差；

?：構(gòu)件的長細(xì)比；

?n：圓鋼管構(gòu)件的相對長細(xì)比；

?p、?o：鋼管混凝土構(gòu)件彈性失穩(wěn)的界限長細(xì)比、彈塑性失穩(wěn)的界限長細(xì)比；

?k、?d：鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值；

?：穩(wěn)定系數(shù)；

??：球冠形脫空的脫空率；

?：鋼管初應(yīng)力度；

?、?：構(gòu)件編號和總數(shù)；

?：迭代步數(shù)；

?：檢測時(shí)間。

5基本規(guī)定

5.1一般規(guī)定

5.1.1鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容：

a)總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造應(yīng)包括橋型、橋跨方案、上部及下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸和材料選用、附屬結(jié)構(gòu)布

置、設(shè)計(jì)施工要求；

b)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)包括構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)和主拱穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)，宜進(jìn)行主拱兩層面承載力優(yōu)化；

c)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，應(yīng)包括組合受壓構(gòu)件承載力、節(jié)點(diǎn)承載力、疲勞承載力、主拱彈性穩(wěn)定性、抗風(fēng)

和抗震承載力等承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算，并應(yīng)包括主拱和橋面豎向撓度、橋梁動力特性等正

常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。

5.1.2鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)入鋼管初應(yīng)力和管內(nèi)混凝土脫空的影響。

5.1.3鋼管混凝土拱橋主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)為100年，吊索、系桿索的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)為20年。

鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層體系保護(hù)年限應(yīng)為30年。吊索、系桿索錨固設(shè)計(jì)必須具有查檢查、可更換的構(gòu)造和措

施。

5.2作用和作用組合

5.2.1作用分類、代表值和作用組合應(yīng)符合JTGD60、JTG/TD65-06和CJJ11的有關(guān)規(guī)定。

5.2.2地震作用和作用組合應(yīng)符合GB55011、GB55002、JTG/T2231-01和CJJ166的有關(guān)規(guī)定。

5.2.3風(fēng)荷載作用和作用組合應(yīng)符合JTGD60和JTG/T3360-01的有關(guān)規(guī)定。

5.3結(jié)構(gòu)分析

5.3.1鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)分析方法符合下列規(guī)定：

a)構(gòu)件內(nèi)力分析應(yīng)采用彈性內(nèi)力分析方法；

4

DB45/TXXXX—XXXX

b)主拱穩(wěn)定極限承載力計(jì)算可采用附錄A的工程結(jié)構(gòu)承載力分析的彈性模量縮減法，材料本構(gòu)

關(guān)系可采用附錄B的圓形截面鋼管混凝土材料本構(gòu)模型；

c)主拱兩層面承載力優(yōu)化可采用附錄C的工程結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。

5.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算宜采用空間有限元計(jì)算方法。

6材料

6.1鋼材

6.1.1鋼管混凝土拱橋鋼材應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、荷載特征、應(yīng)力狀態(tài)、連接方式、環(huán)境條件等因素確

定強(qiáng)度和質(zhì)量等級，宜采用Q355、Q390、Q420、Q460鋼。

6.1.2鋼材質(zhì)量等級應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境溫度選用B級或B級以上，需驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)符合

GB50017的有關(guān)規(guī)定。鋼材質(zhì)量應(yīng)符合GB/T700、GB/T1591、GB/T714的有關(guān)規(guī)定。

6.1.3當(dāng)鋼材有防止層狀撕裂而采用Z向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合GB/T5313的有關(guān)規(guī)定。

6.1.4鋼管宜采用直縫焊接鋼管，焊縫應(yīng)采用全熔透對接焊縫并應(yīng)符合GB50661中關(guān)于一級焊縫質(zhì)量

檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)鋼管徑厚比不滿足卷制要求時(shí)，鋼管也可采用無縫鋼管。

6.1.5鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和其他物理力學(xué)性能指標(biāo)，應(yīng)符合GB50017、GB/T700和GB/T1591、GB/T

714的有關(guān)規(guī)定。

6.1.6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面應(yīng)為雙軸對稱截面或單軸對稱截面，截面板件寬厚比等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

GB50017中S1級、S2級的要求。

6.2混凝土

6.2.1鋼管混凝土拱橋的混凝土質(zhì)量應(yīng)符合GB50010和GB/T50107的有關(guān)規(guī)定。

6.2.2鋼管內(nèi)混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和其他物理力學(xué)性能指標(biāo)，應(yīng)按GB50010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

6.2.3鋼管內(nèi)混凝土應(yīng)采用自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土，其體積穩(wěn)定性指標(biāo)要求應(yīng)符合DB45/T2279的有

關(guān)規(guī)定。

6.3鋼管混凝土

6.3.1鋼管與管內(nèi)混凝土的匹配關(guān)系宜符合表1的規(guī)定：

表1鋼管與管內(nèi)混凝土的匹配關(guān)系

鋼材牌號Q355Q390、Q420、Q460

混凝土強(qiáng)度等級C40-C80C50-C80

6.3.2鋼管混凝土構(gòu)件外徑、壁厚、徑厚比、含鋼率、約束效應(yīng)系數(shù)的構(gòu)造要求，應(yīng)符合JTG/TD65-06

的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)含鋼率應(yīng)按下式計(jì)算，取值宜為0.04~0.20：

?s

αs=···············································································(1)

?c

式中：

αs——鋼管混凝土截面含鋼率；

2

?s——鋼管混凝土的鋼管截面積（m）；

2

?c——鋼管混凝土管內(nèi)混凝土截面積（m）。

b)約束效應(yīng)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算，?k取值不宜小于0.6：

5

DB45/TXXXX—XXXX

?s?y?s?sd

?k=,?d=·································································(2)

?c?ck?c?cd

式中：

?k——鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值；

?d——鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計(jì)值；

?y——鋼管的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）；

?sd——鋼管的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）；

?ck——鋼管內(nèi)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

?cd——鋼管內(nèi)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）。

6.3.3鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：

(1.14+1.02?k)?ck,?≤16

?sck={··················································(3)

0.96(1.14+1.02?k)?ck,?>16

(1.14+1.02?d)?cd,?≤16

?sc={···················································(4)

0.96(1.14+1.02?d)?cd,?>16

式中：

?sck——鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

?sc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值（MPa）；

?——鋼管壁厚（mm）。

6.3.4鋼管混凝土彈性模量應(yīng)采用組合彈性軸壓模量，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)圓形截面的組合彈性軸壓模量應(yīng)按下式計(jì)算：

0.192?

(y+0.488)?×106

235sck

?sc=·······························································(5)

3.25?y

式中：

?sc——鋼管混凝土組合彈性軸壓模量（MPa）。

b)啞鈴形截面（見圖1）的組合彈性軸壓模量應(yīng)按下式計(jì)算：

圖1啞鈴形截面的幾何參數(shù)

?2?sc?sc+?s?sw

?sc=?·····································································(6)

?sc

式中：

?

?sc——啞鈴形截面的組合彈性軸壓模量（MPa）；

?s——啞鈴形截面中連接鋼腹板的彈性模量（MPa）；

6

DB45/TXXXX—XXXX

?2?

?sc——啞鈴形截面組合受力面積（m），?sc=2?sc+?sw；

22

?sc——單個(gè)圓鋼管混凝土構(gòu)件截面積（m）,?sc=π??；

2

?sw——啞鈴形截面中連接鋼腹板面積（m）,?sw=2??；

?o——構(gòu)件截面外徑（m）；

?——連接鋼腹板的厚度（m）；

?——連接鋼腹板的高度（m）；

?——啞鈴形截面的高度（m）。

6.3.5鋼管混凝土組合抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

(0.422+0.313?2.33)?0.134?,?≤16

?={sdsc(7)

sc2.330.134·······································

0.96(0.422+0.313?s)?d?sc,?>16

式中：

?sc——鋼管混凝土組合抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）。

6.3.6鋼管混凝土材料的線膨脹系數(shù)?應(yīng)取1.2×10-5。

6.4連接材料

6.4.1焊接材料和連接緊固件的選用應(yīng)符合GB50017的有關(guān)規(guī)定。

6.4.2焊縫和連接緊固件的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合GB50017的有關(guān)規(guī)定。

6.5其他材料

6.5.1吊索和系桿索材料可選用高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線，并應(yīng)符合GB50923、GB/T17101和GB/T5224

的有關(guān)規(guī)定。

6.5.2吊索和系桿索的錨具及連接件的鋼材應(yīng)選用碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，性能要求應(yīng)符合JT/T

329的有關(guān)規(guī)定。

6.5.3防腐材料應(yīng)符合GB/T30790.1的有關(guān)規(guī)定，防火涂料應(yīng)符合GB/T14907的有關(guān)規(guī)定。

7總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

7.1.1鋼管混凝土拱橋總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造應(yīng)符合JTG/TD65-06的有關(guān)規(guī)定。

7.1.2橋梁主跨跨徑選擇應(yīng)綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、通航、行洪、防撞、施工等因素。

7.1.3提籃式主拱內(nèi)傾角宜為5°~10°。

7.1.4拱肋主弦管宜采用等外徑管，并可根據(jù)受力情況在各節(jié)段采用不同壁厚，壁厚種類不宜大于4

種。當(dāng)采用變徑管時(shí)，管徑類型不宜大于3種。

7.1.5拱肋間應(yīng)設(shè)置橫撐。橫撐形式可采用一字式、K式、X式、米字式以及組合橫撐形式。橫撐構(gòu)造

應(yīng)與拱肋截面相適應(yīng)，截面可采用圓管、啞鈴型或桁式。橫撐布置應(yīng)滿足建筑限界、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求，

并兼顧景觀效果及行車視野需要。

7.1.6拱上立柱與主弦管之間傳力應(yīng)直接、可靠，立柱宜采用鋼管、鋼管混凝土或鋼箱構(gòu)件，應(yīng)避免

現(xiàn)場高空焊接立柱與拱肋間的焊縫，矮立柱可與拱肋焊接后整體安裝，高立柱宜設(shè)置短接頭與拱肋焊接

后整體安裝。

7.1.7大跨及超大跨徑應(yīng)考慮吊索振動及其與主梁內(nèi)共振問題。

7.1.8系桿拱橋的系桿布設(shè)宜采用永臨結(jié)合方案。

7.1.9中承式和下承式拱橋橋面系應(yīng)滿足單根橫梁兩端吊桿失效后不落梁。

7.1.10單跨橋面系橫梁內(nèi)布置四車道及四車道以上時(shí)，橋面系橫梁加工應(yīng)設(shè)置橫向預(yù)拱度。

7.1.11格子梁橋面體系宜加大端梁剛度，端橫梁可采用填充混凝土的箱型截面。

7.1.12上承式拱橋橋面系計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入主拱、立柱對橋面系局部承載能力和變形的影響，采用預(yù)制

7

DB45/TXXXX—XXXX

T梁、小箱梁的裝配式橋面系應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)算。

7.1.13中承式和下承式拱橋交界墩、立柱宜采用雙支座體系。

7.1.14橋梁應(yīng)針對拱肋、吊桿、主梁、支座等設(shè)置檢修通道，應(yīng)達(dá)到可通、可修、可更換要求。

7.1.15支座布置宜采用少支座原則，支座不應(yīng)脫空?；顒又ё帒?yīng)設(shè)置可靠限位，并應(yīng)滿足溫度變化、

抗風(fēng)、抗震及長期運(yùn)營等要求。

7.1.16鋼管混凝土拱橋的鋼構(gòu)件，應(yīng)考慮橋址處的大氣腐蝕環(huán)境、構(gòu)件材質(zhì)、涂裝部位、工藝要求、

涂層體系保護(hù)年限、施工和養(yǎng)護(hù)條件等，按JT/T722的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行防腐涂裝，并對拱肋環(huán)縫外表面、

高強(qiáng)螺栓等部位進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。

7.1.17宜采用除塵處理系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、防爆照明系統(tǒng)等機(jī)械化設(shè)備，保證涂料涂裝環(huán)境溫度、濕度

及工藝要求符合JT/T722的相關(guān)規(guī)定。

8設(shè)計(jì)施工要求

8.1.1設(shè)計(jì)施工方案計(jì)算應(yīng)符合JTG/TD65-06的有關(guān)規(guī)定。

8.1.2鋼管混凝土拱橋施工方法可采用纜索吊裝斜拉扣掛法、支架法、轉(zhuǎn)體法、整體提升法，應(yīng)根據(jù)

設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場實(shí)際施工條件綜合選擇。

8.1.3采用斜拉扣掛施工方法時(shí)，主拱扣點(diǎn)宜采用錨拉板形式。

8.1.4管內(nèi)混凝土宜采用真空輔助泵送頂升壓注法。

8.1.5鋼管混凝土拱橋施工應(yīng)按施工方案進(jìn)行，宜采用兩岸對稱施工原則。

8.1.6設(shè)計(jì)施工方案計(jì)算應(yīng)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供鋼管混凝土構(gòu)件的初應(yīng)力，并應(yīng)控制鋼管初應(yīng)力在0.65fsd

以內(nèi)。

8.1.7設(shè)計(jì)施工方案應(yīng)對拱肋安裝完成并解除所有臨時(shí)支承后的拱肋軸線偏位、拱圈高程、對稱點(diǎn)高

差、相鄰拱肋高差和拱肋接縫錯邊等提出檢測和允許偏差要求。

8.1.8設(shè)計(jì)施工方案應(yīng)對管內(nèi)混凝土的灌注密實(shí)性提出質(zhì)量和檢測要求。

9結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9.1一般規(guī)定

9.1.1鋼管混凝土拱橋應(yīng)根據(jù)成橋狀態(tài)下最不利作用組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

9.1.2鋼管混凝土拱橋應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件和主拱非線性穩(wěn)定兩層面承載力設(shè)計(jì)，并宜進(jìn)行主拱兩層面承載力

優(yōu)化。

9.1.3主拱穩(wěn)定極限承載力計(jì)算可采用附錄A工程結(jié)構(gòu)承載力分析的彈性模量縮減法（EMRM），計(jì)算

流程見圖2。

8

DB45/TXXXX—XXXX

圖2彈性模量縮減法計(jì)算流程

9.1.4主拱兩層面承載力優(yōu)化可采用附錄C工程結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，計(jì)算流程見圖3。

開始

根據(jù)結(jié)構(gòu)初始設(shè)計(jì)的幾何、材

料和荷載參數(shù)建立有限元模型

并開展EMRM迭代分析

根據(jù)EMRM迭代首步的構(gòu)件承載

比，計(jì)算各構(gòu)件的安全系數(shù)。

調(diào)整所有不滿足構(gòu)件承載

安全的構(gòu)件對應(yīng)的截面設(shè)否

構(gòu)件是否安全承載

計(jì)參數(shù)，然后根據(jù)不同截

面類型確定構(gòu)件截面尺寸是

根據(jù)EMRM迭代末步的構(gòu)件承載

比，計(jì)算各構(gòu)件的安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)

的整體安全系數(shù)和承載比均勻度。調(diào)整整體強(qiáng)度富余量

大的構(gòu)件對應(yīng)的截面

調(diào)整所有不滿足整體承載

否設(shè)計(jì)參數(shù)，然后根據(jù)

安全的構(gòu)件對應(yīng)的截面設(shè)

整體是否安全承載不同截面類型確定構(gòu)

計(jì)參數(shù)，然后根據(jù)不同截

件截面尺寸

面類型確定構(gòu)件截面尺寸

是

否

是否滿足均勻承載優(yōu)化循環(huán)次數(shù)增加

是

根據(jù)模數(shù)要求確定各構(gòu)

件截面尺寸

結(jié)束

圖3工程結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化流程

9

DB45/TXXXX—XXXX

9.1.5鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)橋面系應(yīng)根據(jù)JTGD64的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算疲勞荷載，并驗(yàn)算橋面與吊索連接位

置的局部構(gòu)造。

9.1.6橋墩和橋臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合JTG3362的有關(guān)規(guī)定。

9.1.7地基與基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合JTG3363的有關(guān)規(guī)定。

9.2計(jì)算模型

9.2.1鋼管混凝土拱橋主拱宜采用梁單元建模，并應(yīng)計(jì)入橋面荷載作用和橋面剛度影響，且應(yīng)施加下

部結(jié)構(gòu)對上部結(jié)構(gòu)的約束作用。

9.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用空間有限元計(jì)算模型時(shí)，主拱肋宜采用空間梁單元模擬，相鄰腹桿間主拱肋單元

劃分?jǐn)?shù)不宜小于4個(gè)。吊桿宜采用桿單元模擬。

9.3構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)

9.3.1軸心受壓、壓彎組合內(nèi)力作用下圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件（見圖4）承載力設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)

定：

a)構(gòu)件承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

圖4圓形鋼管混凝土構(gòu)件的截面幾何參數(shù)和內(nèi)力

0.3090.691

?d?d?d?d

?[+?(?d,?)?(?d)()()+]≤1······························(8)

?p?d?Rd?p?d?Rd?Rd?Rd

2

?(?d,?)=1+(?2.845?3.280?d)(1??)+(1.062+4.201?d)(1??)·····················(9)

234

?(?d)=?1.135+1.222?d?0.728?d+0.195?d?0.019?d·····························(10)

式中：

?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取?=1.1；

?d——構(gòu)件軸向力設(shè)計(jì)值（kN）；

22

?d——構(gòu)件彎矩設(shè)計(jì)值（kN·m），?d=√?dy+?dz；

?dy——構(gòu)件繞y軸的彎矩設(shè)計(jì)值（kN·m）；

?dz——構(gòu)件繞z軸的彎矩設(shè)計(jì)值（kN·m）；

?Rd——構(gòu)件抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN）,?Rd=??sc?sc；

?Rd——構(gòu)件抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN·m）,?Rd=?m?sc?sc；

22

?sc——構(gòu)件截面積（m）,?sc=π??；

33

?sc——構(gòu)件截面抗彎模量（m）,?sc=(π??)?4；

4

?sc——構(gòu)件截面慣性矩（m）；

?p——鋼管初應(yīng)力折減系數(shù)，按第9.3.3條計(jì)算；

?d——鋼管混凝土脫空折減系數(shù)，滿足第9.3.4條脫空條件時(shí)，可取?d=0.95計(jì)算；

?m——構(gòu)件截面塑性發(fā)展系數(shù)，?m=1.30+0.62ln(?k+0.06)；

?o——構(gòu)件截面外徑（m）；

?——穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)采用GB/T51446的計(jì)算方法：

10

DB45/TXXXX—XXXX

1,?≤?o

2

?={??+??+?,?o<?≤?p·····················································(11)

?

,?>?

(?+35)2p

1+(35+2?p??o)?2

?=2,?=??2??p,?=1???o???o·································(12)

(?p??o)

235250.3α0.05

?=[13000+4657?n()]()(s)··········································(13)

?y?ck+50.1

??

?=3·········································································(14)

(?p+35)

1743420?k+550

?p=,?o=π√·····················································(15)

√?y(1.02?k+1.14)?ck

??

?=1,??=√sc·····································································(16)

??sc

式中：

?——構(gòu)件的長細(xì)比；

?p——構(gòu)件彈性失穩(wěn)的界限長細(xì)比；

?o——構(gòu)件彈塑性失穩(wěn)的界限長細(xì)比；

?1——構(gòu)件計(jì)算長度，按照構(gòu)件所在主拱單肢構(gòu)件相鄰腹桿間長度計(jì)算（m）；

??——單肢構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑（m）。

b)當(dāng)構(gòu)件承載力不滿足上述式（8）要求時(shí)，應(yīng)采用下列兩種方式對構(gòu)件截面參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：

1)構(gòu)件截面參數(shù)應(yīng)按下列公式進(jìn)行調(diào)整：

?1=?1?0···········································································(17)

1,?1≥[?0]

S?1

?1={[?0]····························································(18)

()?1<[?0]

?1

1

?1=0.3090.691······································(19)

?d?d?d?d

?[+?(?d,?)?(?d)()()+]

?p?d?Rd?p?d?Rd?Rd?Rd

式中：

?0——調(diào)整前的構(gòu)件截面參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況選取截面積、截面慣性矩等；

?1——調(diào)整后的構(gòu)件截面參數(shù)；

?1——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)的截面參數(shù)調(diào)整系數(shù)；

[?0]——構(gòu)件安全系數(shù)限值，考慮重要性系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)和材料分項(xiàng)系數(shù)時(shí)，可取[?0]=1.0；

?1——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件計(jì)算安全系數(shù)，可根據(jù)附錄C計(jì)算；

?1——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)的強(qiáng)度比指數(shù)，根據(jù)附錄C計(jì)算；

?——計(jì)算參數(shù)，根據(jù)本規(guī)程附錄A的式A.2至A.6中齊次廣義屈服函數(shù)最高階次取值：式A.2至A.5，

S=1；式A.6，S=4。

2)構(gòu)件截面調(diào)整參數(shù)選取截面積時(shí)，截面積可采用下列公式進(jìn)行調(diào)整：

1,?1≥[?0]

?1={[?0]································································(20)

,?1<[?0]

?1

?sc,1=?1?sc,0·······································································(21)

11

DB45/TXXXX—XXXX

?

?=2√sc,1·········································································(22)

1π

?1

?=1(1?)··································································(23)

12?

√1+k

?f

式中：

?sc,0——優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)整前構(gòu)件截面積；

?sc,1——優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)整后構(gòu)件截面積；

?1——優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)整后的鋼管外徑；

?1——優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)整后的鋼管壁厚；

?f——鋼材標(biāo)準(zhǔn)值與混凝土標(biāo)準(zhǔn)值之比，即?f=?y??ck。

c)重復(fù)上述式（8）至式（23），直至所有鋼管混凝土受壓構(gòu)件都滿足式（8）構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)

要求。

9.3.2軸心受壓、壓彎組合內(nèi)力作用下啞鈴形截面鋼管混凝土構(gòu)件（見圖1）承載力設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列

規(guī)定：

a)構(gòu)件承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

0.706

0.2942222

?d?d?dy?dz?dy?dz

?[+?(?d,?)?(?d)()(√()+())+√()+()]≤1(24)

?p?d?Rd?p?d?Rd?Rdy?Rdz?Rdy?Rdz

2

?(?d,?)=1+(?1.480?4.039?d)(1??)+(?0.042+14.090?d)(1??)················(25)

234

?(?d)=?1.002+0.958?d?0.733?d+0.241?d?0.028?d·····························(26)

式中：

?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取?=1.1；

?Rd——構(gòu)件抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN）,?Rd=?[2?sc?sc+?sw?sd]；

?

?Rdy——構(gòu)件面內(nèi)抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN·m）,?Rdy=?m?scy?sc；

?Rdz——構(gòu)件面外抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN·m）,?Rdz=?m?scz?sc；

31

?——截面繞y軸的抗彎模量（m）,?=[48π?4+12π?2(2?+?)2+16t?3]；

scyscy48????

33

?scz——截面繞z軸的抗彎模量（m）,?scz=(π??)?2；

??

?m——構(gòu)件面內(nèi)抗彎塑性發(fā)展系數(shù)，?m=1.05+0.29ln(?k?0.27)；

?——穩(wěn)定系數(shù)，按下列公式計(jì)算：

?

?0.0051(2?16)

?=e?···································································(27)

?2——拱等效計(jì)算長度，采用0.36倍拱軸線長度（m）。

b)當(dāng)構(gòu)件承載力不滿足上述式（24）要求時(shí)，應(yīng)采用附錄C對構(gòu)件截面參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

c)重復(fù)上述式（24）至式（27），直至所有鋼管混凝土受壓構(gòu)件都滿足式（24）構(gòu)件承載力設(shè)

計(jì)要求。

9.3.3鋼管混凝土構(gòu)件鋼管初應(yīng)力折減系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：

?p=1?0.2ω·······································································(28)

?

ω=0·············································································(29)

?sd

式中：

ω——鋼管初應(yīng)力度,ω不應(yīng)超過0.65；

?0——鋼管初應(yīng)力（MPa），取主拱鋼管截面初應(yīng)力的最大值。

9.3.4鋼管內(nèi)混凝土脫空率應(yīng)符合下列要求：

12

DB45/TXXXX—XXXX

a)鋼管混凝土主拱不得出現(xiàn)周邊均勻形膠空缺陷。

b)鋼管混凝土球冠形脫空缺陷（見圖5）的脫空率應(yīng)按下式計(jì)算：

圖5球冠形脫空示意

1—球冠形脫空；2—鋼管；3—鋼管內(nèi)混凝土

??

??=············································································(30)

2?o

式中：

??——球冠形脫空的脫空率；

??——球冠形脫空的最大高度（m）。

c)當(dāng)鋼管混凝土球冠脫空率大于0.6%，或脫空高度大于5mm時(shí)，應(yīng)對鋼管內(nèi)混凝土脫空缺陷進(jìn)

行修補(bǔ)灌注。

9.3.5軸心受拉作用下鋼管混凝土構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)構(gòu)件承載力應(yīng)按下式驗(yàn)算：

??

d≤1····································································(31)

(1.1?0.4??)?????

式中：

?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取?=1.1。

b)當(dāng)構(gòu)件承載力不滿足上述式（31）要求時(shí)，可采用式（20）至（23）對構(gòu)件截面進(jìn)行調(diào)整，

其中?1按下式計(jì)算：

(1.1?0.4??)?????

?1=···································································(32)

??d

c)重復(fù)上述式（31）和式（32），直至所有鋼管混凝土受拉構(gòu)件都滿足式（31）構(gòu)件承載力設(shè)

計(jì)要求。

9.3.6剪力作用下鋼管混凝土構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)構(gòu)件承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

??

d≤1··········································································(33)

?v?sc?sc