DB51∕T 2597-2019 公路桥梁波折钢-混凝土组合桥面板技术规程(四川省).pdf
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1、 公路桥梁波折钢-混凝土组合桥面板 技术规程 ICS 93.040 B 16 DB51四川省地方标准DB51/T 25972019四川省市场监督管理局 发 布2019 - 08 - 22 发布 2019 - 09 - 01 实施I II 目 次 前言 . IV 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 总则 . 1 4 术语和符号 . 2 4.1 术语 . 2 4.2 符号 . 3 5 材料 . 6 5.1 波折底钢板 . 6 5.2 钢筋剪力键 . 7 5.3 混凝土 . 7 6 基本规定 . 8 6.1 一般规定 . 8 6.2 计算规定 . 9 7 承载能力极限状态计算 . 10
2、 7.1 一般规定 . 10 7.2 正弯矩截面抗弯承载能力 . 11 7.3 负弯矩截面抗弯承载能力 . 12 7.4 抗冲切承载能力 . 13 7.5 斜截面抗剪承载能力 . 14 7.6 剪力键计算 . 14 8 正常使用极限状态计算 . 15 8.1 一般规定 . 15 8.2 挠度与预拱度 . 15 8.3 裂缝宽度 . 16 8.4 动力特性 . 16 9 施工计算 . 17 9.1 一般规定 . 17 9.2 计算原则 . 17 9.3 强度与刚度 . 17 10 构造要求 . 18 10.1 一般规定 . 18 10.2 底钢板、封头钢板与剪力键 . 18 DB51/T 259
3、72019III 10.3 钢筋 . 20 10.4 混凝土板 . 21 10.5 耐久性 . 21 11 施工 . 21 11.1 钢结构 . 21 11.2 浇注混凝土 . 22 12 质量验收 . 22 DB51/T 25972019IV 前 言 根据四川省质量技术监督局川质监函2016146 号文件的要求, 以四川省交通科技项目“新型等效厚度钢-混凝土组合桥面板技术开发研究”的科研成果为支撑,制定了公路桥梁波折钢-混凝土组合桥面板技术规程 。 本规程主要技术内容包括:总则、术语和符号、材料、基本规定、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态计算、施工计算、构造要求、施工与质量验收等。 本
4、规程由四川省市场监督管理局审查批准,四川省交通运输厅负责管理,四川省公路规划勘察设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中如有意见和建议,请寄送四川省公路规划勘察设计研究院有限公司(地址:成都市武侯祠横街 1 号,邮编:610041) 。 主编单位:四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 参编单位:四川交通职业技术学院 武汉理工大学 西华大学 主要起草人:牟廷敏 李胜 范碧琨 梁健 何娇阳 丁庆军 周孝军 李畅 赵艺程 康玲 孙才志 倪春梅 李成君 易志宏 刘浪 周桂吉 范翊DB51/T 259720191 公路桥梁波折钢-混凝土组合桥面板技术规程 1 范围 本规程规定了波折钢-混凝
5、土组合桥面板总则、术语和符号、材料、基本规定、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态计算、施工计算、构造要求、施工与质量验收等。 本规程适用于采用钢筋混凝土结构或钢结构的梁桥、 拱桥、 斜拉桥等新建桥梁的主梁桥面结构设计或旧桥桥面结构改造。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 50017 钢结构设计标准 GB/T 50283 公路工程结构可靠度设计统一标准 JTG B01 公路工程技术标准 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG 336
6、2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 DB 51/T 1991 钢-混凝土组合桥面板技术规程 DB 51/T 1993 桥面铺装整平层复合强化技术规程 YB 9238 钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程 3 总则 3.1.1 为规范波折钢-混凝土组合桥面板的设计、施工与质量验收,保证工程安全适用、经济合理、技术先进、资源节约,特制定本规程。 3.1.2 本规程适用于采用钢筋混凝土结构或钢结构的梁桥、拱桥、斜拉桥等新建桥梁的主梁桥面结构设计或旧桥桥面结构改造。相关结构工程可参考使用。 3.1.3 波折钢-
7、混凝土组合桥面板应设计为顺板肋方向的单向板。 条文说明 波折钢-混凝土组合桥面板肋方向抗弯惯矩大、承载能力高,因此,板肋方向应设计为波折钢-混凝土组合桥面板承载的主受力方向。 3.1.4 波折钢-混凝土组合桥面板与主梁应采用锚固连接。 3.1.5 波折钢-混凝土组合桥面板中的钢筋抗剪连接件应与波折底钢板焊接, 焊接长度应能够传递施工和使用阶段钢板与混凝土界面间的纵、横向剪力。 3.1.6 波折钢-混凝土组合桥面板的波折底钢板应作为受力构件参与受力计算, 并兼作浇注混凝土的模板。 DB51/T 259720192 3.1.7 波折钢-混凝土组合桥面板应采用以概率理论为基础的极限状态设计法, 按分
8、项系数设计表达式进行计算,并进行以下两类极限状态设计: 1 承载能力极限状态:对应于波折钢-混凝土组合桥面板及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。 2 正常使用极限状态:对应于波折钢-混凝土组合桥面板及其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。 3.1.8 波折钢-混凝土组合桥面板的承载能力计算,应根据不同种类的作用(或荷载)及其对桥梁的影响和桥梁所处的环境条件,区分以下四种状况进行相应的极限状态设计: 1 持久状况:桥梁建成后承受自重、车辆等荷载的状况。应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 2 短暂状况:桥梁施工过程中承受临时性作用的状况。应进行承载能力
9、极限状态设计,必要时作正常使用极限状态设计。 3 偶然状况:桥梁在服役期内可能偶然出现异常的状况。应进行承载能力极限状态设计,必要时作正常使用极限状态设计。 4 地震状况:桥梁在遭受地震作用时的状况,在抗震设防地区应计入地震设计状况。应进行承载能力极限状态设计,必要时作正常使用极限状态设计。 3.1.9 波折钢-混凝土组合桥面板应合理考虑温度、混凝土收缩徐变效应。 条文说明 波折钢-混凝土组合桥面板是由两种或两种以上材料组合而成,其温度膨胀系数各不相同,当直接受热源影响时,应按规定进行温度应力的计算。由于波折钢-混凝土组合桥面板的钢板、钢筋和钢纤维约束作用,且混凝土体量较小,试验研究证明桥面板
10、混凝土收缩徐变效应影响较小,应根据本规程的规定执行。 3.1.10 波折钢-混组合桥面板的波折底钢板宜采用耐候钢板,厚度不宜小于 4mm;混凝土强度等级宜为 C30、C40。 3.1.11 波折钢-混凝土组合桥面板的混凝土浇注应采用无支架施工,其波折底钢板构造、抗剪连接件构造的设计应满足浇注混凝土时的刚度和强度要求。 条文说明 波折底钢板构造包括钢板厚度、波形的参数设计,抗剪连接钢筋构造包括钢筋的直径、间距、焊缝长度的参数设计。 3.1.12 波折钢-混凝土组合桥面板设计使用年限应为 100 年; 波折底钢板宜采用长效型防腐涂装体系,保护年限应为 1525 年。 3.1.13 波折钢-混凝土组
11、合桥面板中的钢结构构造细节应满足完整性设计的要求。 条文说明 近年来, 美国、 韩国及中国等国家的钢结构桥梁, 因制造或服役期造成的局部缺陷, 在恶劣环境中,缺陷急速恶化扩展,缩短了桥梁设计服役期甚至垮塌。波折钢-混凝土组合桥面板结构因主要采用焊接形式,并且空中安装焊接工作量大,在连接接头处更容易造成钢结构的局部缺陷,严重影响波折钢-混凝土组合桥面板的寿命。 3.1.14 波折钢-混凝土组合桥面板的设计与施工,除满足本规程外,尚应符合国家或行业现行有关标准的规定。 4 术语和符号 4.1 术语 DB51/T 259720193 4.1.1 波折钢-混凝土组合桥面板(凹肋钢-混凝土组合桥面板)
12、在波折底钢板上按构造要求焊接钢筋剪力键,再浇注纤维混凝土形成的钢-混组合结构,又称凹肋钢-混凝土组合桥面板。 4.1.2 波折底钢板 经辊压冷弯,沿板宽方向形成波形截面的成型钢板。 4.1.3 混杂纤维混凝土 用一定量乱向分布的两种或两种以上不同纤维材料增强的以水泥为胶结材料的混凝土。 4.1.4 钢筋剪力键 采用弯折钢筋与波折底钢板的波形截面正交焊接形成的抗剪连接件。 4.1.5 封头锚固钢板 在波折底钢板与主梁连接处, 设置带孔的钢板与波形端部焊接连接, 用于封闭混凝土和锚固连接构造的钢板。 4.1.6 完整性设计 钢结构材质、荷载、构造、制造、安装、维护等环节设计时,既规定构件的强度和刚
13、度要求,又规定构件损伤容限和抗断裂要求, 以保证结构的设计使用目标, 具有系统性、 整体性和综合性特点的设计。 4.2 符号 4.2.1 材料指标 E钢材的弹性模量; cE混凝土弹性模量; sE钢筋弹性模量; G钢材的剪切模量; df、df钢材的抗拉、抗压强度设计值; cdf混凝土轴心抗压强度设计值; tdf混凝土轴心抗拉强度设计值; sdf、sdf钢筋的抗拉、抗压强度设计值; vdf钢材抗剪强度设计值; yf钢材的屈服强度。 DB51/T 259720194 4.2.2 作用和作用效应 dM波折钢-混凝土组合桥面板的弯矩设计值(单位宽度内); sM按荷载短期效应组合计算的弯矩设计值(单位宽度
14、内); LN按荷载长期效应组合计算的内力值(弯矩或轴向力); SN按荷载短期效应组合计算的内力值(弯矩或轴向力); ldF波折钢-混凝土组合桥面板的冲切力设计值; dV波折钢-混凝土组合桥面板斜截面上的剪力设计值; 1zdV单个钢筋剪力键抗剪承载力设计值; 4.2.3 几何参数 sA波折底钢板截面面积(单位宽度内); sA受压区的波折底钢板面积; sdA受拉区钢筋的截面面积; sdA受压区钢筋的截面面积 cdA受压区混凝土的截面面积(单位宽度); 1sA单个钢筋剪力键钢筋截面面积; a波折底钢板肋底缘宽度; b波折底钢板单位宽度; cb荷载宽度; cmb波折钢-混凝土组合桥面板的有效工作宽度;
15、 mb局部荷载在波折钢-混凝土组合桥面板中的分布宽度; efb受压翼缘的计算宽度取值; pc临界周界长度; DB51/T 259720195 ah波折底钢板总高度。 ch波折底钢板上翼缘以上混凝土厚度; fh铺装层厚度; 0h波折钢-混凝土组合桥面板有效高度,即从波折底钢板重心至混凝土受压边缘的距离; L波折钢-混凝土组合桥面板的计算跨径; pL荷载作用点至波折钢-混凝土组合桥面板支撑的较近距离; rW波折钢-混凝土组合桥面板平均肋宽; cx波折钢-混凝土组合桥面板受压区高度; ccx波折底钢板从其受压翼缘外边缘到中性轴的距离; Y波折底钢板截面应力合力至混凝土受压区截面应力合力的距离; 1Y
16、波折底钢板受拉区截面拉应力合力至受压区混凝土板截面压应力合力的距离; 2Y波折底钢板受拉区截面拉应力合力至波折底钢板截面压应力合力的距离。 3Y受拉钢筋应力作用点至受压混凝土截面应力合力的距离; sW波折底钢板截面抵抗矩; sI单位宽度波折底钢板对截面重心轴的惯性矩; 容许挠度; 永久荷载作用产生的挠度; fk最大裂缝宽度。 4.2.4 计算系数及其它 0桥梁结构的重要性系数; 构件系数; 波折钢-混凝土组合桥面板的计算截面的剪跨比; 1C钢筋表面形状系数; DB51/T 259720196 2C作用(或荷载)长期效应影响系数; 3C与构件受力性质有关的系数; ss荷载短期效应组合下负弯矩纵向
17、钢筋应力; e纵向受拉钢筋的配筋率; qf波折钢-混凝土组合桥面板的计算自振频率。 5 材料 5.1 波折底钢板 5.1.1 波折底钢板宜采用 Q235B,其质量应符合现行国家标准碳素结构钢(GB/T 700)的规定。 条文说明 波折钢-混凝土组合桥面板的钢板厚度薄、应力水平低,而刚度要求大,Q235B钢材质量稳定、性能可靠、工程经验成熟、价格低,因此,采用Q235B材质。 5.1.2 钢材的物理力学性能应满足表 5.1.2-1 的要求;钢材强度设计值应满足表 5.1.2-2 的要求。 表 5.1.2-1 钢材的物理力学性能 弹性模量 E(MPa) 剪切模量 G(MPa) 线膨胀系数 () 密
18、度 (kg/m3) 2.06 105 0.79 105 1.2 10-5 7850 表 5.1.2-2 钢材的强度设计值 钢 材 抗拉强度 df(MPa) 抗压强度 df(MPa) 屈服强度 yf(MPa) 抗剪强度 vdf(MPa) Q235 215 215 235 125 5.1.3 波折钢-混凝土组合桥面板的波折底钢板,可选用耐候钢。相关耐候钢技术要求按焊接结构用耐候钢(GB/T 4172)执行。 条文说明 在桥位具有特殊环境保护要求、 桥梁设计除桥面板的波折底钢板防腐涂装外没有其他钢结构的防腐等情况时,波折钢-混组合桥面板的波折底钢板可选用耐候钢。 5.1.4 波折钢-混凝土组合桥面板
19、用波折底钢板,应检验抗拉强度、屈服强度、冲击功断后伸长率、冷弯性能和化学成分分析。 条文说明 波折钢-混凝土组合桥面板用波折底钢板作为桥面板的受力构件,其物理力学性能必须可靠;冷弯试验合格对冷成型波折底钢板极为重要;为保证波折钢-混凝土组合桥面板中波折底钢板与混凝土之间DB51/T 259720197 的组合作用,需在波折底钢板板肋上焊接钢筋剪力键,因此对碳,硅,锰,硫、磷的含量应满足碳素结构钢(GB/T 700)的规定。 5.2 钢筋剪力键 5.2.1 波折钢-混凝土组合桥面板的钢筋剪力键,宜采用 HRB400 的钢筋,其物理力学性能及强度设计值应满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
20、(JTG 3362)的要求。 条文说明 波折钢-混凝土组合桥面板的钢筋剪力键仅指组合桥面板中承担剪力的钢筋,纵横向受力钢筋不在本条规定之内。 5.2.2 波折钢-混组合桥面板的钢筋剪力键与波折底钢板的焊接,宜采用等组配或低组配的焊接材料。 5.3 混凝土 5.3.1 波折钢-混凝土组合桥面板的混凝土,宜采用低收缩、高抗裂、高韧性的混杂纤维混凝土。 5.3.2 钢-混凝土组合桥面板采用的混杂纤维混凝土的混合纤维主要包括: 1 掺入0.70.9kg/m 的聚丙烯腈纤维和3550 kg/m 的钢纤维的混合纤维; 2 掺入3560 kg/m 钢纤维的总量,可为长、粗钢纤维与短、细钢纤维的混合; 3本规
21、程规定的混杂纤维可选用上述两种混合形式,也可选用一种形式的钢纤维。 5.3.3 钢纤维应满足下列要求: 1采用多锚点的碳素钢丝切断型钢纤维,表面应有明显的压痕,其长度为2030mm,直径或等效直径为0.60.9mm,抗拉强度大于600MPa。 2 表面不得有锈蚀、油污等杂质,加工不良的粘连片、铁屑等杂质含量不得超过总量的1.0%。 3 长度、直径偏差不应超过长度、直径公称值 10%,长径比偏差不应超过 15%,每根重量不应超过公称重量值的 15%。 4 应具有良好的外形,形状合格率不应低于90%。 5 应具有良好的弯折性能,能承受一次弯折90而不断裂。 6 在混凝土中不应变“V”形、不结团,具
22、有良好的分散性。 条文说明 采用合理的钢纤维掺量和粗短纤维形状是避免钢纤维在混凝土拌和时成团的技术途径。 试验研究表明,多锚点且带压痕的钢纤维,其锚固强度高、黏结性能好。 5.3.4 聚丙烯腈纤维应满足下列要求: 1 直径为1215m,长度为612,抗拉强度910MPa,弹性模量7.09.0GPa。 2 在混凝土中不应结团,分散性能优良。 3 外色应均匀,没有污染,不得含有杂质。 4 应具有良好的亲水性能,在水中均匀分散。 5.3.5 波折钢-混凝土组合桥面板采用的混凝土强度等级宜为 C30C40。当采用 C40 混凝土时,其力学性能指标为:混凝土 28d 试配抗压强度不应小于 48MPa,2
23、8d 试配抗折强度不应小于 5.5MPa。当采用C30 混凝土时,其力学性能指标为:混凝土 28d 试配抗压强度不应小于 38MPa,28d 试配抗折强度不应小于 5.0MPa。 条文说明 本条规定的指标为掺入纤维后的混凝土标准试件力学性能指标。 5.3.6 波折钢-混凝土组合桥面板的混凝土,其 28d 收缩率不应大于 4.010-4,28d 抗渗等级应达到W8。 DB51/T 259720198 5.3.7 波折钢-混凝土组合桥面板的混凝土,当采用泵送运输时,其初始坍落度不宜大于 200mm,扩展度不宜小于 450mm;当采用罐车运输时,其初始坍落度不宜大于 140mm,浇注时坍落度不宜大于
24、 120mm。 5.3.8 波折钢-混凝土组合桥面板的混凝土,宜采用高效保塑、缓凝的聚羧酸系减水剂,其减水率不宜低于 25%,且不降低混凝土和钢材的力学性能和耐久性能。 5.3.9 采用的外加剂应满足下列要求: 1 减水剂应有厂商提供的相应减水率及推荐掺量, 同时应提供氯离子含量、 含碱量和使用注意事项。 2 外加剂的合理掺量应针对不同原材料通过试配确定。 3 减水剂中的氯离子含量不应大于混凝土中胶凝材料总量的0.02%,硫酸钠含量不应大于减水剂固含量的15%。 4 不应使用氯化钠、氯化钙等氯盐的外加剂,不宜使用早强剂。 5 不宜使用亚硝酸钠类阻锈剂。 条文说明 减水剂超量或欠量使用时,对混凝
25、土的有害影响和减水剂掺加方法应明确。 5.3.10 混凝土材料性能应符合表 5.3.10 的规定。 混凝土的剪切模量cG可按表 5.3.10 中弹性模量cE的 0.4 倍取值,泊松比eV采用 0.2。 表 5.3.10 混凝土材料性能 混凝土 等级 强度标准值(MPa) 强度设计值(MPa) 弹性模量cE (MPa) 线膨胀系数 c 轴心抗压 ckf 轴心抗拉 tkf 轴心抗压 cdf 轴心抗拉 tdf C30 20.1 2.01 13.8 1.39 3.00 104 1.00 10-5 C40 26.8 2.40 18.4 1.65 3.25 104 1.00 10-5 6 基本规定 6.1
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