中华人民共和国行业标准 预弯预应力组合梁桥技术规程 Standard for Preflexed Beam Bridges CJJ/T***-0** 批准部门 : 中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期 : 0 年 月 1 日 中国建筑工业出版社 0 北京

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1 UDC 中华人民共和国行业标准 CJJ P CJJ/T -0 备案号 J -0 预弯预应力组合梁桥技术规程 Standard for Preflexed Beam Bridges ( 征求意见稿 ) 发布 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部发布

2 中华人民共和国行业标准 预弯预应力组合梁桥技术规程 Standard for Preflexed Beam Bridges CJJ/T***-0** 批准部门 : 中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期 : 0 年 月 1 日 中国建筑工业出版社 0 北京

3 前言 根据住房和城乡建设部 关于印发 015 年工程建设标准规范制订 修订计划 的通知 ( 建标 [014]189 号 ) 的要求, 规程编制组经广泛调查研究, 认真总结实践经验, 参考有关国际标准和国外先进标准, 并在广泛征求意见的基础上, 编制了本规程 ( 征求意见稿 ) 本规程的主要技术章节包括 :1 总则 ; 术语和符号 ;3 基本规定 ;4 材料 ; 5 施工阶段计算 ;6 承载能力极限状态计算 ;7 正常使用极限状态计算 ;8 连接件 ; 9 连续组合梁桥 ;10 构造要求 ;11 施工设备 ;1 施工与验收等 本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文, 必须严格执行 本规程由住房和城乡建设部负责管理, 由东南大学负责具体技术内容的解释 执行过程中如有意见或建议, 请寄送东南大学交通学院桥梁与隧道工程研究所 ( 地址 : 南京市四牌楼 号, 邮政编码 :10096) 本规程主编单位 : 东南大学北京市市政工程设计研究总院有限公司本规程参编单位 : 哈尔滨市政集团有限公司上海城建设计研究总院吉林大学南通大学北京市市政一建设工程有限责任公司北京市市政四建设工程有限责任公司本规程主要起草人员 : 黄侨包琦玮周良王今朝郑一峰包华惠斌杨明李照明陈雪峰任远李雪峰陈维生尹山马少军田延华史亚军郭彩霞王渭本规程主要审查人员 :

4 目次 1 总则 术语和符号 术语 符号 基本规定 一般规定 结构形式 作用及作用组合 材料 钢材 混凝土 钢筋 施工阶段计算 一般规定 应力计算与限值 钢梁预拱度计算 钢梁的稳定性计算 承载能力极限状态计算 一般规定 截面抗弯承载力计算 截面抗剪承载力计算 正常使用极限状态计算 一般规定 应力计算 成桥拱度及活载变形计算 抗裂性计算 连接件 一般规定 连接件设计 连接件构造要求 连续组合梁桥 一般规定 连续梁设计 连续梁的施工 构造要求 钢梁 一期混凝土 二期混凝土 施工设备 一般规定 防侧倾装置

5 11.3 加载装置 翻转架 施工设备的安全性检查 施工与验收 一般规定 施加预弯力 一期混凝土施工及释放预弯力 翻转预弯梁 运输 存放和吊装 二期混凝土施工 质量验收 附录 A 几何参数及计算系数 附录 B 截面应力计算方法 附录 C 变形计算方法 附录 D 变截面预弯预应力组合梁桥 本规范用词说明 引用标准名称 附 : 条文说明

6 Contents 1 General provisions... 1 Terms and symbols....1 Terms.... Symbols Basic requirement General requirement Structure forms Actions and actions of combination Material Structional steel Concrete Steel bar Calculation of construction stage General requirement Calculation of stress and limit value Design of steel beam pre-camber Calculation of steel beam stability Design of untimate limit states General requirement Calculation of section bending resistance Calculation of section shearing resistance Design of service ability limit states General requirement Calculation of stress and limit value Calculation of finished bridge camber and live load deformation and limit Calculation of crack resistance and limit value Design of shear conectors General requirement Design of shear conectors Detailing requirement of stud connectors Design of continuous Preflex prestressed composite beam with variable cross section General requirement Design of the continuous beam Construction of the continuous beam Detailing requirments Steel beams First-stage concrete Second-stage concrete Construction equipment General requirement Anti-roll device Loading reaction frame and load platform

7 11.4 Rotatable frame Checking of construction equipment security Construction and acception General requirement Apply pre-bending force First stage concrete construction and release prestress Flip preflex beam Transportation,storage and hoisting Second stage concrete construction Quality acceptance Appendix A Geometric parameters and calculation factors Appendix B Calculation method of section stress Appendix C Calculation method of deformation AppendixD Preflexed beam with changed sections Explanation of wording in the code 73 List of quoted standards. 74 Addition: Explanation of provisions

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9 1 总则 为使预弯预应力组合梁桥的设计 施工符合安全可靠 适用耐久 技术先进 经济合理 环保和美观的要求, 制定本规程 1.0. 本规程适用于城镇道路 公路工程及轨道交通中的预弯预应力组合梁桥的设计与施工 预弯预应力组合梁桥的设计与施工除应符合本规程外, 尚应符合国家及行业现行有关规范 标准的规定

10 术语和符号.1 术语.1.1 预弯梁 preflexed beam 以预弯曲的钢梁作为预加应力的工具, 以预弯力将其压平并浇筑一期混凝土, 卸除预弯力后利用钢梁的反弹作用对将处于受拉区的一期混凝土施加预压应力, 以此形成的半成品梁.1. 预弯预应力组合梁 preflexed composite beam 在预弯梁上浇筑腹板 上翼板等二期混凝土, 由此形成的组合梁.1.3 栓钉连接件 stud connector 用于连接钢梁与一期混凝土 二期混凝土, 保证三者共同工作的栓钉.1.4 一期混凝土 first-stage concrete 钢梁在预弯状态下, 浇筑在钢梁下翼缘周围的混凝土.1.5 二期混凝土 second-stage concrete 二期混凝土是指在预弯梁上浇筑的混凝土, 可以包括腹板混凝土 翼缘板混凝土以及横隔板混凝土.1.6 钢梁预拱度 pre-camber 钢梁的初始上拱值.1.7 预弯力 preflex force 为将具有初始预拱度的钢梁压平而施加的一对竖向荷载.1.8 拼接施工法 method of fabricated construction on preflexed beam segments 将预弯梁沿长度方向拆分成若干梁段进行运输, 在施工现场再将各预弯梁段重新连接, 并在连接部下翼缘浇筑混凝土, 使其形成预弯梁整体的施工的方法 将预弯梁纵向拆分后的部件称为预弯梁段.1.9 变高度预弯预应力组合梁 variable depth of preflexed composite beam 钢梁腹板变高度的预弯预应力组合梁.1.10 变厚度预弯预应力组合梁 variable steel plate-thickness of preflexed composite beam 钢梁顶板 底板或腹板变厚度的预弯预应力组合梁

11 .1.11 变截面预弯预应力组合梁 variable cross-section of preflexed composite beam 由变厚度钢板或变高度 变厚度钢腹板组成的工字形钢梁与一期混凝土和二期混凝土组成预弯预应力组合梁的总称.1.1 预弯预应力组合连续梁 preflexed composite continues beam 由按着恒载剪跨划分的预弯梁段 中支点组合梁段以及连接段共同构成的纵桥向连续的预弯预应力组合梁

12 . 符号..1 材料性能 E c 混凝土的弹性模量 ; E s 钢材的弹性模量 ; E r 普通钢筋的弹性模量 ; G c 混凝土的剪切模量 ; G s 钢材的剪切模量 ; f ck f cd 分别为混凝土轴心抗压强度标准值和设计值 ; f tk f td 分别为混凝土轴心抗压强度标准值和设计值 ; f y 钢材屈服强度 ; f d 钢材抗拉 抗压和抗弯强度设计值 ; f vd 钢材抗剪强度设计值 ; f sk f sd 分别为普通钢筋抗拉强度标准值和设计值 ; f sd 普通钢筋抗压强度设计值 ; f su 栓钉材料的抗拉强度最小值 ; v c 混凝土的泊松比 ; v s 钢材的泊松比 ; α c 混凝土的线膨胀系数 ; α s 钢材的线膨胀系数 ; ρ s 钢材的质量密度.. 作用与作用效应 F 侧向支撑承受的水平力 ; M 0 截面消压弯矩 ; M cr 截面开裂弯矩 ; M d 基本组合的弯矩设计值 ; M d1 由钢梁自重引起的跨中截面弯矩标准值 ; M d 由二期混凝土自重引起的跨中截面弯矩标准值 ; M d3 由桥梁二期恒载引起的跨中截面弯矩标准值 ;

13 M fd 汽车荷载频遇值引起的跨中弯矩 ( 不计冲击 ); M m 由模板的自重集度引起的跨中截面弯矩 ; M p 由两个四分点作用设计预弯力引起的跨中截面预弯矩 ; M q 由汽车荷载标准值引起的跨中弯矩 ; M s 作用频遇组合 ( 不计冲击 ) 的截面弯矩设计值 ; M u 按材料强度标准值计算的截面极限抗弯承载力 ; M ud 截面抗弯承载力设计值 ; M x 施工阶段由预弯力和钢梁自重引起的绕 x 轴作用的最大弯矩标准值 ; P 0 设计预弯力 ; P con 预弯力的施工控制值 ; q s 钢梁的自重集度 ; R 构件承载力设计值 ; S 作用 ( 或荷载 ) 效应的基本组合设计值 ; V c 钢梁顶面以上混凝土的极限压应力之和 ; V d 承载能力极限状态下基本组合的支点剪力设计值或预弯施工阶段的支点剪力设计值, 取两者中的较大者 ; V max 施工阶段预弯钢梁支点截面作用的最大剪力标准值 ; V su 栓钉连接件的极限抗剪承载力设计值 ; [V su ] 预弯阶段栓钉连接件的弹性抗剪承载力设计值 ; V ud 基本组合的弯矩设计值 ; w cr 正常使用极限状态下活载作用频遇组合 ( 不计冲击 ) 引起的一期混凝土下缘的裂缝宽度 ; [w cr ] 裂缝宽度限值 ; σ con 预弯钢梁的控制应力 ; σ su 正常使用极限状态下钢梁上缘的压应力 ; σ sb 正常使用极限状态下钢梁下缘的拉应力 ; σ cu 正常使用极限状态下二期混凝土上缘的压应力 ; σ cl 预弯梁反弹时一期混凝土下缘的最大压应力 ; σ Z 钢梁自重引起的跨中截面最大应力 ;

14 σ w 施工过程中, 钢梁上缘的最大弯曲压应力 ; σ p 一期混凝土下缘的有效预压应力..3 几何参数 A s 钢梁的全截面面积 ; A c 一期混凝土的截面面积 ; A c 二期混凝土截面面积 ; A 1 预弯梁的换算截面面积 ; A 预弯预应力组合梁的换算截面面积 ; A 3 二期混凝土与钢梁的换算截面面积 ; G 二期混凝土 ( 不含腹板 ) 与钢梁的截面形心 ; G 1 预弯梁截面形心 ; G 预弯预应力组合梁截面形心 ; G c 一期混凝土截面形心 ; G c 二期混凝土截面形心 ; G e 预弯组合梁的折算面积形心 ; G s 钢梁截面形心 ; I 0 支点截面抗弯惯性矩 ; I 1 预弯梁换算截面绕其自身重心轴的惯性矩 ; I 预弯预应力组合梁换算截面绕其自身重心轴的惯性矩 ; I 3 不计一期混凝土的换算截面惯性矩 ; I 1y I y 分别为受压 受拉翼缘对 y 轴的惯性矩 ; I c 一期混凝土截面绕自身形心轴的惯性矩, 或跨中截面抗弯惯性矩 ; I c 二期混凝土截面绕自身形心轴的惯性矩 ; I e 折算截面惯性矩 ; I s 工字形钢梁绕其重心轴的惯性矩 ; I sy 钢梁全截面对 y 轴的惯性矩 ; L 钢梁的计算跨径 ; L 1 两个荷载台之间的中心距 ;

15 S 钢梁下翼缘以下的混凝土换算截面绕预弯梁换算截面重心轴的静矩 ; a 钢梁腹板上横向加劲肋的间距 ; b 受压翼板的悬臂长度或混凝土工字形梁的腹板厚度 ; b 1 工字形钢梁受压翼板的宽度 ; b i 二期混凝土上翼板的有效宽度 ; b su 钢梁上翼板的宽度 ; b sl 钢梁下翼板的宽度 ; b w 钢梁腹板宽度 ; c 钢梁上翼板混凝土保护层厚度 ; d 钢梁截面形心至一期混凝土截面形心的距离 ; d 钢梁截面形心至一期混凝土截面形心的距离 ; d 钢梁截面形心至二期混凝土截面形心的距离 ; d c1 一期混凝土截面形心至预弯梁截面形心的距离 ; d c 一期混凝土截面形心至预弯预应力组合梁截面形心的距离 ; d c 二期混凝土截面形心至预弯预应力组合梁截面形心的距离 ; d c3 形心 G 至二期混凝土截面形心的距离 ; d ec3 形心 G e 至一期混凝土截面形心的距离 ; d ec3 形心 G e 至二期混凝土截面形心的距离 ; d es 形心 G e 至钢梁截面形心的距离 ; d s1 钢梁截面形心至预弯梁截面形心的距离 ; d s 钢梁截面形心至预弯预应力组合梁截面形心的距离 ; d s3 形心 G 至钢梁截面形心的距离 ; f 0 钢梁设计预拱度 ; f 1 计预弯力作用下梁的挠度 ; f 钢梁设计预拱度 ; f 3 卸除预弯力时预弯梁的反拱值 ; f 4 一期混凝土初期徐变产生的上拱度 ; f 5 一期混凝土收缩产生的拱度 ;

16 f 6 二期混凝土自重产生的挠度 ; f 7 二期恒载产生的挠度 ; f 8 二期混凝土收缩产生的挠度 ; f 9 二期混凝土徐变引起的挠度 ; f 10 一期混凝土后期徐变引起的截面变形 ; f 11 汽车静荷载频遇弯矩 M fd 引起的跨中挠度 ; f 6 二期混凝土自重产生的挠度 ; f con 钢梁控制预拱度 ; h i 二期混凝土上翼板的高度 ; h s 钢梁高度 ; h u 钢腹板塑性区高度 ; h w 钢梁的腹板高度 ; h y 钢腹板弹性区高度 ; l 1 受压翼缘侧向支承点的间距 ; m 荷载台与同侧反力架之间的中心距, 或跨中截面抗弯惯性矩与支点截面抗弯惯性矩之比 ; r y 钢梁截面对 y 轴的回转半径 ; t 钢梁受拉翼板 ( 下翼板 ) 的厚度 ; t 钢梁受压翼板 ( 上翼板 ) 的厚度 ; t w 钢梁的腹板厚度 ; u 按纵桥向每排一个栓钉连接件考虑的栓钉间距 ; x 截面中性轴位置 ; y cu 一期混凝土截面形心到一期混凝土上缘的距离 ; y cu1 预弯梁截面形心到一期混凝土上缘的距离 ; y cu 预弯预应力组合梁截面形心至一期混凝土上缘的距离 ; y cu 预弯预应力组合梁截面形心至二期混凝土上缘的距离 ; y cu3 形心 G 至二期混凝土上缘的距离 ; y cl 一期混凝土截面形心到一期混凝土下缘的距离 ; y cl1 预弯梁截面形心到一期混凝土下缘的距离 ;

17 y cl 预弯预应力组合梁截面形心至一期混凝土下缘的距离 ; y cl 预弯预应力组合梁截面形心至二期混凝土下缘的距离 ; y cl3 形心 G 至二期混凝土下缘的距离 ; y ecu 预弯预应力组合梁折算截面形心到二期混凝土上边缘的距离 ; y ecl 预弯预应力组合梁折算截面形心到一期混凝土下边缘的距离 ; y esu 预弯预应力组合梁折算截面形心到钢梁上缘的距离 ; y esl 预弯预应力组合梁折算截面形心到钢梁下缘的距离 ; y su 钢梁截面中性轴到钢梁上边缘的距离 ; y su1 预弯梁截面形心到钢梁上缘的距离 ; y su 预弯预应力组合梁截面形心至钢梁上缘的距离 ; y su3 形心 G 至钢梁上缘的距离 ; y sl 钢梁截面中性轴到钢梁下边缘的距离 ; y sl1 预弯梁截面形心到钢梁下缘的距离 ; y sl 预弯预应力组合梁截面形心至钢梁下缘的距离 ; y sl3 形心 G 至钢梁下缘的距离 ; λ y 截面对 y 轴的长细比 ; δ 每一个垫板间隙的压密值..4 计算系数及其他 k 钢梁焊接残余变形的影响系数 ; n 对锚螺杆中螺帽与垫板间隙总数 ; n 1 钢梁与一期混凝土的弹性模量比 ; n 钢梁与二期混凝土的弹性模量比 ; α 连接件抗剪承载力折减系数 ; α b 钢梁绕 y 轴的惯性矩之比 ; β b 侧向支承点的影响系数 ; η b 截面对称性影响系数 ; υ b 钢梁的整体稳定系数 ; ϕ t 混凝土徐变系数 ;

18 γ 0 桥梁结构的重要性系数 ; ξ bs 截面界限受压区高度系数

19 3 基本规定 3.1 一般规定 预弯预应力组合梁桥应满足现行行业标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的要求, 考虑设计状况 作用组合, 并开展相应的极限状态设计 3.1. 预弯预应力组合梁桥设计中应对构件及连接件进行下列验算 : 1 应按短暂状况进行钢梁及预弯梁的强度及稳定性验算 ; 应按持久状况 偶然状况及地震状况进行承载能力极限状态的计算 ; 3 应按持久状况进行正常使用极限状态的应力 抗裂性 变形及裂缝宽度验算 预弯预应力组合梁桥主体结构的设计使用年限应按表 3.1. 采用 ; 可更换部件的设计使用年限应符合现行行业标准 城市桥梁设计规范 CJJ 11 或 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的相关规定 表 预弯预应力组合梁桥的设计使用年限 类别 设计使用年限 ( 年 ) 桥梁类型 1 50 小桥 中桥 100 特大桥 大桥 重要中桥 注 : 对有特殊要求结构的设计使用年限, 可在上述规定的基础上经经济技术论证后予以调整 预弯预应力组合梁桥可以采用简支梁或连续梁结构, 可用于多肋式直梁桥和斜梁桥, 不宜用于曲线桥梁 单跨跨径不宜大于 50m 预弯预应力组合梁桥可以采用等截面简支梁 变截面简支梁或连续梁, 其成桥竖曲线形宜与道路纵断面相匹配 当预弯预应力组合梁桥采用拼接施工方法时, 简支梁桥的拼接段应选在梁跨的两个四分点以外 ; 连续梁桥的拼接段应选在恒载弯矩零点截面附近 钢梁加工应符合 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50 的相关规定 桥面铺装 防水 排水 伸缩缝 支座及照明 栏杆等桥面系的构造应符合现行行业标准 城市桥梁设计规范 CJJ 11 或 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的相关规定

20 3. 结构形式 3..1 预弯预应力组合梁的钢梁宜采用等截面工字形截面 一期混凝土可采用现浇或预制的方法 ; 桥面板 腹板 横隔板等二期混凝土宜采用现浇方法 ; 连接件可采用栓钉或角钢等形式 预弯预应力组合梁桥的主梁断面示意如图 3..1 所示 连接件 - 一期混凝土 3- 二期混凝土 4- 钢梁图 3..1 预弯预应力组合梁桥的主梁断面示意图 3.. 预弯预应力组合梁的桥面板有效宽度 b eff 应按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 或 钢 - 混凝土组合桥梁设计规范 GB 中的相应条款计算 3..3 预弯预应力组合梁桥的混凝土桥面板宜采取整体现浇成型 混凝土桥面板的设计和验算应符合现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中的规定 3..4 预弯预应力组合梁桥的主梁之间应设置横隔板 ( 梁 ), 横隔板 ( 梁 ) 可以采用钢筋混凝土板或钢板的形式 在梁端支座处和跨中截面应设置横隔板 ( 梁 ) 横隔板 ( 梁 ) 的间距不宜大于 8m 3..5 当预弯预应力组合梁采用变截面工字形截面的钢梁时, 应符合本规程附录 D 的相关规定 3.3 作用及作用组合 预弯预应力组合梁桥的作用 作用组合及结构重要性系数, 均应符合现行行业标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的规定 3.3. 预弯预应力组合梁桥在进行短暂状况下的强度和稳定计算时, 应采用作用的标准值

21 3.3.3 在进行持久状况或偶然状况下承载能力极限状态的截面承载力计算时, 作用的组合应采用现行行业标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的基本组合 在进行持久状况下正常使用极限状态计算时, 截面应力计算应采用作用标准值 ( 计入冲击作用 ); 变形及裂缝宽度计算时, 永久作用采用标准值, 汽车荷载作用则应取频遇值 ( 不计冲击作用 ) 预弯预应力组合梁桥的温度作用可按现行行业标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的混凝土桥梁取值

22 4 材料 4.1 钢材 预弯预应力组合梁桥的钢梁应根据结构形式 受力特点 连接方式及所处环境条件合理选用钢材牌号及质量等级 4.1. 预弯组合梁桥的钢材可采用 Q345 钢 Q390 钢和 Q40 钢, 其质量应分别符合现行国家标准 碳素结构钢 GB/T 700 和 低合金高强度结构钢 (GB/T 1591) 的规定 钢材强度设计值应按表 4.1. 采用 牌号 表 4.1. 钢材的强度设计值 (MPa) 钢材 抗拉 抗压 钢板厚度 和抗弯 (mm) f d 抗剪 f vd 屈服强度 f y Q345 钢 Q390 钢 Q40 钢 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 注 : 表中厚度系指计算点的钢材厚度, 预弯钢梁的钢板厚度不宜超过 40mm 钢梁材料的物理性能指标应按表 采用 表 钢材的物理性能指标 弹性模量 E s 剪切模量 G s 线膨胀系数 α s 质量密度 ρ s 泊松比 ν s (MPa) (MPa) ( 以每 ºC 计 ) (kg/m 3 ) 栓钉连接件的材料应采用 ML15 和 ML15A1 钢材 栓钉连接件的最小屈服强度应满足 ζ s 30MPa, 最小极限强度 ζ b 400MPa, 延伸率 δ s 14% 的技术要求 钢梁及连接件的焊接材料应符合下列规定 : 1 手工焊接采用的焊接材料应符合现行国家标准 非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T 5117 或 热强钢焊条 GB/T 5118 的规定 选用的焊条型号应与主体母材金属性能相适应

23 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂, 应与主体母材金属性能相适应, 并应符合现行相关标准的规定 4. 混凝土 4..1 预弯预应力组合梁桥的一期混凝土强度等级不应低于 C50, 亦不宜高于 C60; 二期混凝土的强度等级不宜低于 C30, 亦不宜高于 C45 一期混凝土应尽量采用低收缩 徐变的早强混凝土 4.. 混凝土的轴心抗压强度设计值 f cd 和轴心抗拉强度设计值 f td, 轴心抗压强度标准值 f ck 轴心抗拉强度标准值 f tk 应按表 4.. 采用 表 4.. 混凝土的强度设计值和强度标准值 (MPa) 混凝土强度等级 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 f cd f td f ck f tk 混凝土受压或受拉时的弹性模量 E c 应按表 4..3 采用 表 4..3 混凝土的弹性模量 (MPa) 混凝土强度等级 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 E c 注 : 当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝土且无实测数据时, 表中 C50~C60 的 E c 值应乘以折减系数 混凝土的剪切模量 G c 可按本规程表 4..3 中弹性模量数值的 0.4 倍采用 ; 混凝土的泊松比 ν c 可采用 0.; 混凝土的温度线膨胀系数 α c 可取为 / 4.3 钢筋 预弯组合梁桥中的普通钢筋宜选用 HPB300 HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF500 和 RRB400 钢筋, 并应符合现行国家标准 钢筋混凝土用钢第 1 部分 : 热轧光圆钢筋 GB 或 钢筋混凝土用钢第 部分 : 带肋钢筋 GB 的规定 4.3. 预弯预应力组合梁桥使用的普通钢筋除桥面板内的横桥向钢筋外, 均为构造钢筋 钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于 95% 的保证率 钢筋的抗拉强度标准值 f sk 应按表 4.3. 采用 表 4.3. 钢筋抗拉强度标准值 (MPa) 钢筋种类符号公称直径 d(mm) f sk

24 HPB300 A 6~ 300 HRB400 HRBF400 RRB400 C C F C R 6~ HRB500 HRBF500 D D F 6~ 普通钢筋的抗拉强度设计值 f 和抗压强度设计值 f 应按表 采用 sd sd 表 钢筋抗拉 抗压强度设计值 (MPa) 钢筋种类 f f sd sd HPB HRB400 HRBF400 RRB400 HRB500 HRBF 注 : 构件中配有不同种类的钢筋时, 每种钢筋应采用各自的强度设计值 普通钢筋的弹性模量 E r 应按表 采用 表 普通钢筋的弹性模量 (MPa) 钢筋种类 HPB HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF RRB400 E r

25 5 施工阶段计算 5.1 一般规定 预弯预应力组合梁桥施工阶段, 应对钢梁预弯 预弯梁反弹 浇筑二期混凝土及施加二期恒载等四个主要受力阶段的控制截面 截面控制点的应力及跨中变形进行计算 5.1. 在钢梁预弯阶段, 应采取必要的防侧倾措施, 并验算钢梁的侧向稳定性 计算内容应包括预弯预应力组合梁桥各施工阶段梁的跨中截面的钢梁上下缘 一期混凝土下缘 二期混凝土上缘的应力, 以及跨中的拱度和挠度进行验算 在计算截面各控制点的应力时, 应分别考虑一 二期混凝土的收缩和徐变的影响 钢梁预弯力的加载点可选在计算跨径的两个四分点或两个三分点 预弯预应力组合梁桥的剩余拱度应与道路纵断线形协调 5. 应力计算与限值 5..1 设计钢梁预弯力时, 钢梁跨中截面的控制应力应按下式计算 0.75 (5..1) con f y 式中 :f y 钢材的屈服强度, 按本规程表 4.1. 采用 ; σ con 预弯钢梁的控制应力 5.. 对于等截面预弯钢梁的设计预弯力应按下列方法确定 : 1 当加载点选在计算跨径的两个四分点时, 由预弯力和钢梁自重共同引起的 跨中截面上缘或下缘最大应力达到控制应力时 : P 0 4( ) I K Z s (5..-1) Ly su 式中 :P 0 设计预弯力 ; I s 工字形钢梁绕其重心轴的惯性矩 ; L 钢梁的计算跨径 ;

26 σ Z 钢梁自重引起的跨中截面最大应力, 按下式计算 : 1 Z q s L y su (5..-) 8I s 式中 :q s 钢梁的自重集度 ; y su 钢梁截面中性轴到钢梁上边缘的距离 当钢梁的跨径小于 0m 时, 可忽略钢梁自重的影响 3 当预弯力的加载点选在两个三分点时, 由式 计算的预弯力 P 0 应乘以 0.75 的载位折减系数 5..3 施工中的预弯力控制值应在设计预弯力的基础上考虑其损失量按下列方法 计算 1 1 对于单梁加载工艺, 考虑加载装置的锁定及变形 影响, 预弯力的施工控制值可按下式计算 : Pcon 1.03P (5..3-1) 式中 :P con 预弯力的施工控制值 ; P 0 设计预弯力 对于双梁加载工艺 ( 图 5..3), 应考虑对锚杆的 螺帽和垫板间的间隙压密等引起的预弯力损失 预弯力 的施工控制值可按下列公式计算 : 1- 上钢梁 - 螺帽 3- 垫板 4- 对锚杆 5- 下钢梁 图 5..3 对锚杆构造 P P P (5..3-) con 0 式中 :ΔP 锚杆及锚具变形引起的预弯力损失量, 当两个加载点间的中心距为 L 1 时, 忽略锚杆自身的刚度影响,ΔP 可按下式计算 : 3EI s s P n (5..3-3) 3 m ( m L ) 1 式中 :n 对锚螺杆中螺帽与垫板间隙总数, 对图 5..3 中情况,n=4; δ 按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 确定的每一个垫板间隙的压密值 ; I s 工字形钢梁的截面惯性矩 ; E s 钢材的弹性模量 ; L 1 两个荷载台之间的中心距 ;

27 m 荷载台与同侧反力架之间的中心距 5..4 预弯梁反弹阶段, 一期混凝土下缘应力应满足下列规定 : 0.56 f ' (5..4) cl cu. k 式中 : cl 预弯梁反弹时一期混凝土下缘的最大压应力 ; f ' cu. k 反弹时实测的一期混凝土的立方体抗压强度标准值, 不宜小于 混凝土设计强度等级的 90% 5.3 钢梁预拱度计算 等截面钢梁的设计预拱度的计算方法如下 : 1 当采用单梁预弯工艺, 设计预弯力作用点设在两个四分点时, 由设计预弯力和钢梁自重作用引起的钢梁设计预拱度可按下式计算, f P L 5q L 0 s 0 ( ) 384 E I 384 E I s s s s 式中 :f 0 钢梁设计预拱度 ; P 0 设计预弯力, 应按公式 (5..-1) 计算 ; L 预弯 ( 钢 ) 梁的计算跨径 ; E s 钢材的弹性模量 ; I s 钢梁绕水平轴的截面惯性矩 ; q s 钢梁的自重集度标准值 当预弯力作用点设在两个三分点时, 可按下式计算 f P L 5q L 0 s (5.3.1-) 648E I 384 E I s s s s 3 当钢梁的计算跨径小于 0m 时, 可不计钢梁自重对设计预拱度的影响, 即 q s 钢梁的控制预拱度应在设计预拱度 f 0 的基础上考虑钢梁焊接残余变形的影 响 可按下式计算, f con kf (5.3.) 0 式中 :f con 钢梁控制预拱度 ; f 0 钢梁设计预拱度 ; k 钢梁焊接残余变形的影响系数, 应根据实测结果取值 ; 缺少实测数

28 据时可取 k 对于等截面简支预弯梁, 释放预弯力后跨中剩余拱度值不宜小于钢梁设计预 拱度的 55% 5.4 钢梁的稳定性计算 在施工阶段, 等截面工字形钢梁的受压翼缘的自由长度与其宽度之比不大于表 的限值时, 可不进行整体稳定性验算 表 工字形截面钢梁不需计算整体稳定性的最大 l 1 /b 1 值 钢种 跨中无侧向支承点跨中有侧向支承点的工字形钢梁的工字形钢梁 Q345 钢 Q390 钢 Q40 钢 注 :(1) 对跨中无侧向支承点的钢梁,l 1 为其跨度 ; 对跨中有侧向支承点的钢梁,l 1 为受压翼缘 侧向支承点间的距离 ( 梁的支座和横隔梁可视为侧向支承点 ); ()b 1 为工字形钢梁受压翼板的宽度 5.4. 在施加预弯力时, 等截面的工字形钢梁不满足表 中的最大限值时应进 行整体稳定性验算 1 预弯钢梁的整体稳定性可按下述方法验算, w M x f d (5.4.-1) W b x 式中 :σ w 施工过程中, 钢梁上缘的最大弯曲压应力 ; M x 在施工阶段由预弯力和钢梁自重引起的绕 x 轴 ( 图 5.4.) 作用的最大弯矩标准值 ; W x 按受压边计算的钢梁截面抗弯模量 ; υ b 钢梁的整体稳定系数 ; f d 钢梁的材料强度设计值 对于等截面预弯钢梁的整体稳定系数可按下式计算 430 Ah t y 35 s s 1 ( ) b b b (5.4.-) W 4.4h f y x, eff s y 式中 :β b 侧向支承点的影响系数, 当有两个或两个以上侧向支承点时, 取 β b =1.;

29 A s h s 分别为钢梁的全截面面积和高度 ( 图 5.4.); t 钢梁受压翼板的厚度 ; f y 钢材的屈服强度 ; η b 截面对称性影响系数, 按下述方法确定 : 当 b su =b sl 时,η b =0; x b su b sl y t w t x t hs 当 b su <b sl 时,η b =α b -1 y α b 钢梁绕 y 轴的惯性矩之比 : 图 5.4. 工字形钢梁的截面特性 I I 1y 1y b I I I sy 1y y (5.4.-3) I 1y,I y 分别为受压 受拉翼缘对 y 轴的惯性矩 ; I sy 钢梁全截面对 y 轴的惯性矩 ; λ y 截面对 y 轴的长细比,λ y = l 1 /r y ; l 1 受压翼缘侧向支承点的间距 ; r y 钢梁截面对 y 轴的回转半径, r y I A sy s 3 当按式 (5.4.-) 算得的 υ b >0.6 时, 应按下式计算 υ b, 并取代 υ b 值, ' b / b 1.0 (5.4.-4) 预弯钢梁时, 需在钢梁两侧的受压区设置侧向支顶 侧向支撑承担的水平 力可按公式 (5.4.3) 计算, 并可依此设计侧向支顶杆的截面面积 A f f s1 d y F (5.4.3) 式中 :A s1 钢梁受压翼板的面积 ; F 侧向支撑承受的水平力 ; f y 钢材的屈服强度 ; f d 钢材的强度设计值 预弯钢梁时应验算受压翼板和腹板的局部稳定性 钢梁的局部稳定应满足下列要求 : 1 钢梁受压翼缘板的局部稳定可通过其宽厚比控制按式 ( ) 计算,

30 b 15 t 35 f y ( ) 式中 :b 受压翼板的悬臂长度, b 1 ( b t ) su w ( 图 5.4.); t 受压翼缘板的厚度 ; f y 钢材的屈服强度 设于钢梁腹板上的横向加劲肋间距 a 应该满足下式要求 : 4 h w 1 a h 100t 345 w h / a w w (5.4.4-) 式中 :h w 钢梁的腹板高度 ; t w 钢梁的腹板厚度 ; a 钢梁腹板上横向加劲肋的间距, 应满足 a.5h w 且 a L/8; σ 预弯力和钢梁自重弯矩作用标准值引起的钢梁腹板上边缘的正应力 (MPa); τ 预弯力和钢梁自重弯矩作用标准值引起的钢梁腹板上边缘的剪应力 (MPa) 3 在预弯钢梁的支点截面及预弯力作用截面均需设置横向加劲板 任何情况下钢梁腹板高度与腹板厚度的比值 h w /t w 不应超过 50

31 6 承载能力极限状态计算 6.1 一般规定 预弯预应力组合梁桥应按承载能力极限状态的要求, 对构件进行抗弯承载力及抗剪承载力验算 在进行承载能力极限状态计算时, 应采用作用的基本组合, 组合中汽车荷载应计入冲击系数 ; 结构材料应采用强度设计值 6.1. 预弯预应力组合梁的上翼板的有效宽度应符合现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的规定 桥梁构件承载能力极限状态计算中应采用下列表达式, S R ( ) 0 式中 : 0 桥梁结构的重要性系数 ; R R( f, a ) d d (6.1.3-) S 作用 ( 或荷载 ) 效应的基本组合设计值 ; R 构件承载力设计值 ; R () 构件承载力函数 ; f d 材料强度设计值 ; a d 几何参数设计值 6. 截面抗弯承载力计算 6..1 对于等截面的预弯预应力组合简支梁, 应对跨中截面和四分点截面的抗弯承载力进行验算 6.. 预弯预应力组合梁正截面的界限受压区高度系数可按表 6.. 采用 表 6.. 界限受压区高度 ξ bs 表 钢种 C50 及以下 C55 C60 Q345 钢材 Q390 钢材 Q40 钢材 注 :1 表中数据按公式(6..) 计算, 其中钢材强度设计值按表 4.1. 中厚度为 16~40mm 钢板取值 ;

32 计算时考虑了混凝土强度等级对参数 ε u 和 β 的影响 6..3 预弯预应力组合梁的正截面抗弯承载力应按下列公式计算 : 1 当中性轴在混凝土上翼缘内, 即 x h 时, 应以宽度为 b i i 的矩形截面计算 抗弯承载力 M ud ( 图 ), x t x t M M f [ tb ( c ) tb ( h c ) 0 d ud d su sl s h x x x x u t h ( c t) t ( c t) ] f b x( ) w u w cd i (6..3-1) 混凝土受压区高度 x 应按下式计算 : 式中 :x 截面中性轴位置 ; b su 钢梁上翼板的宽度 ; b sl 钢梁下翼板的宽度 ; f bx f h t f b t (6..3-) cd i d u w d s 钢梁上 下翼板宽度之差, b s b sl b su ; b s h y 钢腹板弹性区高度, 按下式计算 : x h x c t c t y s (6..3-3) 0.8 h u 钢腹板塑性区的高度, x h h h t h c u s y s (6..3-4) 0.8 t 钢梁翼板厚度 ; t w 钢梁腹板厚度 ; c 钢梁上翼板混凝土保护层厚度 ; h s 钢梁高度 ; h 二期混凝土上翼板的高度 ; i b 二期混凝土上翼板的有效宽度 ; i

33 ' x x x x M d 基本组合的弯矩设计值 ; f cd 混凝土抗压强度设计值 ; f d 钢材抗拉强度设计值 ; f 钢材抗压强度设计值 d ' b i bsu t f d ' f cd hi tw b c xs h h y y hu hs 中和轴 hi b sl t f d 图 中和轴位于混凝土翼板中的截面抗弯计算图式 当中性轴在混凝土腹板内, 即 x h 时, 计算中应考虑截面腹板受压的作 用, 其抗弯承载力应按下列公式计算 ( 图 6..3-), x t x t h x u M M f [ tb ( c ) tb ( h c ) t h ( c t) d ud d su sl s w u i x x h x x i t ( c t) ] f [( b b) h ( ) bx( )] (6..3-5) w cd i i f ( b b) h f bx f h t f b t (6..3-6) cd i i cd d u w d s 式中 : b 混凝土工字形梁的腹板厚度 ' b i bsu t f d ' f cd ' hi tw b c xs hy hy hs 中和轴 hi hu b sl t f d 图 中和轴位于混凝土腹板中的截面抗弯计算图式 6..4 预弯预应力组合梁抗弯承载力计算时, 截面受压区高度 x 应满足下列条件 : x ( h c) (6..4-1) bs s

34 x c t (6..4-) 式中 :x 截面中性轴位置 ; h s 钢梁高度 ; bs 截面界限受压区高度系数 ; t 钢梁翼板厚度 ; c 钢梁上翼板混凝土保护层厚度 6.3 截面抗剪承载力计算 预弯预应力组合梁的截面抗剪承载力可按下式计算, V V f h t 0 d ud vd w w (6.3.1) 式中 :V d 承载能力极限状态下基本组合的支点剪力设计值或预弯施工阶段的 支点剪力设计值, 取两者中的较大者 ; 0 桥梁结构的重要性系数 ; V ud 预弯预应力组合梁支点截面的抗剪承载力设计值 ; f vd 钢材的抗剪强度设计值 ; h w t w 分别为支点截面钢梁的腹板高度和宽度 6.3. 钢腹板应满足抗剪受力要求, 其最小厚度可按下式确定 : t w V V max 0 d min 3.3, f h f h d w vd w t wmin (6.3.) 式中 :V max 施工阶段, 预弯钢梁支点截面作用的最大剪力标准值 ; V d 承载能力极限状态下基本组合的支点剪力设计值 0 桥梁结构的重要性系数 ; f d f vd 分别为钢材的抗拉压强度设计值和抗剪强度设计值 ; t wmin 按构造要求的钢腹板最小板厚 ; h w t w 分别为支点截面钢梁的腹板高度和宽度

35 7 正常使用极限状态计算 7.1 一般规定 正常使用极限状态下应进行预弯预应力组合梁控制截面一期混凝土下缘, 二期混凝土上缘以及钢梁上 下缘的应力验算 7.1. 在持久状况正常使用极限状态下应根据作用频遇组合验算跨中截面一期混凝土下缘的抗裂性 当其不满足要求时, 应对其裂缝宽度进行验算和控制 正常使用极限状态下应根据汽车荷载作用的频遇值进行跨中截面挠度验算 挠度验算时不计冲击系数 对于变截面预弯预应力组合简支梁桥, 应对变截面的控制点进行应力及抗裂性验算 对于预弯预应力组合连续梁桥, 应对跨中截面, 中支点截面及刚度突变截面的控制点进行应力及抗裂性验算 7. 应力计算 7..1 持久状况的正常使用极限状态下, 跨中截面法向应力验算时应取结构永久作用和可变作用的标准值进行组合, 各作用的分项系数均取为 1.0 计算中需考虑混凝土收缩 徐变的影响 预弯预应力混凝土组合梁各阶段的截面几何参数按本规程附录 A 的规定计算, 预弯预应力混凝土组合梁各阶段的截面应力按本规程附录 B 的规定计算 7.. 正常使用极限状态下截面法向应力计算时, 应按现行行业标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的相关规定考虑汽车荷载的冲击作用 7..3 应力计算结果应满足下列要求 : 1 钢梁上 下缘应力应满足, su 0.7 f y, sb 0.7 f y (7..3-1) 式中 :f y 钢材屈服强度 ; σ su 正常使用极限状态下钢梁上缘的压应力 ; σ sb 正常使用极限状态下钢梁下缘的拉应力 ;

36 二期混凝土上缘压力应满足, 0.6 (7..3-) cu f ck 式中 :f ck 二期混凝土轴心抗压强度标准值 ; cu 正常使用极限状态下二期混凝土上缘的压应力 7.3 成桥拱度及活载变形计算 在持久状况正常使用极限状态下, 应对全部永久作用及一 二期混凝土收 缩 徐变共同作用下的预弯预应力混凝土组合梁桥的剩余上拱值进行计算, 计算 须符合本规程附录 C 的规定 7.3. 在正常使用极限状态下, 应对汽车荷载频遇值引起的跨中挠度进行计算, 挠度计算时不计冲击作用 活载作用阶段跨中挠度应采用汽车荷载频遇值引起的跨中弯矩 M fd 进行计 算 计算方法如下, 1) 如果 M M +M fd 0 cr 面上由活载引起的挠度可以按照下列公式计算 :, 则一期混凝土不开裂, 组合梁全截面参与工作 截 f q 5M L fd ( ) 48EI s 式中 :M fd 汽车荷载频遇值引起的跨中弯矩 ( 不计冲击 ),M fd =0.7M q ; L 简支预弯预应力组合梁的计算跨径 ; E s 钢梁材料的弹性模量 ; I 预弯预应力组合梁的截面惯性矩, 按公式 (A.0.3-) 计算 ) 如果 M >M +M fd 0 cr, 则预弯组合梁一期混凝土开裂, 应分别按本规程附录 A.0.3 条和附录 A.0.5 条计算截面惯性矩 I 和 I e 由活载频遇值 ( 不计冲击 ) 引 起的跨中挠度由两部分组成, 应按照下列公式计算 : f q fd fd o 5M L 5( M M ) L (7.3.3-) 48E I 48E I s s e 式中 :I e 折算截面惯性矩, 由公式 (A.0.5-1) 确定 ; M 0 截面消压弯矩, 按公式 (7.4.-) 计算 ;

37 M cr 截面开裂弯矩, 按公式 (7.4.-3) 计算 其他符号同前 正常使用极限状态下, 预弯预应力混凝土组合梁的静活载作用频遇值引起的跨中挠度不应超过计算跨径的 1/ 抗裂性计算 在正常使用极限状态下, 进行抗裂性计算时应取作用的频遇组合, 并考虑混凝土的收缩 徐变效应 对于预弯预应力组合连续梁桥尚应考虑温度梯度效应 7.4. 当预弯预应力混凝土组合梁按全预应力混凝土构件设计时, 在活载作用频遇值弯矩作用下, 跨中截面的一期混凝土下缘的抗裂性应按下式验算 M M M (7.4.-1) fd 0 cr 式中 :M fd 由汽车荷载频遇值引起的跨中弯矩值,M fd =0.7M q ; M q 由汽车荷载标准值引起的跨中弯矩 ; M o 一期混凝土的消压弯矩, 可按下式计算 : M n I / y (7.4.-) o 1 p cl M cr 一期混凝土的抗裂弯矩, 可按下式计算 ; M n f I / y (7.4.-3) cr 1 tk cl 式中 :σ p 一期混凝土下缘的有效预压应力, 其中应包含自重 恒载的影响, 以及混凝土收缩 徐变的影响 应按本规程附录 B 中式 (B.0.5-1) 或 (B.0.5-) 计算 在此 σ p <0, 为压应力 ; f tk 一期混凝土的抗拉强度标准值 ; I 预弯预应力组合梁跨中截面惯性矩, 由公式 (A.0.3-) 计算 ; y cl 预弯预应力组合梁截面形心到一期混凝土下缘的距离, 参见图 A.0.3; n 1 钢梁与一期混凝土的弹性模量比, 即 :n 1 =E s /E c1 ; E s E c1 分别为钢梁和一期混凝土的弹性模量 预弯预应力混凝土组合梁按预应力混凝土 A 类构件设计时, 由作用频遇组 合引起的跨中截面弯矩作用下, 一期混凝土下缘应力应满足下式要求 : 0.7 ( ) 式中 :f tk 混凝土抗拉强度标准值 ; cl f tk

38 cl 由作用频遇组合 ( 不计冲击 ) 引起的一期混凝土下缘的拉应力, 按本规 程附录 B 计算, 活载采用频遇值 当预弯预应力混凝土组合梁按预应力混凝土 B 类构件设计时, 汽车活载作用频遇值引起的跨中弯矩作用下, 考虑长期作用影响时的一期混凝土下缘的裂缝宽度可按下列方法估算 w C (0.4703K 0.085) ( ) cr 式中 :C 长期效应影响系数, C M / M, 其中 M l 和 M s 分别为作用 准永久组合和作用频遇组合的跨中截面弯矩设计值 ; K 弯矩比例系数, 按下式计算 : K M / M (7.4.4-) s u l s M 按材料强度标准值计算的截面极限抗弯承载力, 可近似取, M 1.5M ; u u ud M ud 截面抗弯承载力设计值, 按公式 (6..3-1) 或 (6..3-5) 计算 ; M s 作用频遇组合 ( 不计冲击 ) 的截面弯矩设计值, 按下式计算 : M M M M M ( ) s d1 d d3 fd M d 1 由钢梁自重引起的跨中截面弯矩标准值 ; M d 由二期混凝土自重引起的跨中截面弯矩标准值 ; M d 3 由桥梁二期恒载引起的跨中截面弯矩标准值 ; M fd 由活载弯矩频遇值引起的跨中截面弯矩,M fd =0.7M q ; M q 由汽车荷载标准值 ( 不计冲击 ) 引起的主梁跨中弯矩 在作用频遇组合下, 一期混凝土下缘的最大裂缝宽度应满足下式要求 : w cr [ w ](7.4.5) cr 式中 :w cr 正常使用极限状态下活载作用频遇组合 ( 不计冲击 ) 引起的一期混凝土下缘的裂缝宽度 ; [w cr ] 裂缝宽度限值,[ w ] 0.5mm, 或按现行行业标准 公路钢筋混凝土 cr

39 及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的相关规定取值

40 8 连接件 8.1 一般规定 预弯钢梁的上翼板顶面和下翼板底面应设置连接件 连接件的形式宜选用栓钉连接件, 其数量应由计算确定 8.1. 钢梁上缘与二期混凝土黏结的连接件应按承载能力极限状态设计, 其数量可以连接件的抗剪承载力设计值确定 钢梁下缘与一期混凝土黏结的连接件, 宜按弹性状态确定栓钉的数量 8. 连接件设计 8..1 预弯预应力组合简支梁的钢梁上缘栓钉连接件的数量可按下列方法确定 1 在承载能力极限状态下, 一个栓钉连接件的极限抗剪承载力设计值 V su 应由下式确定 : V min 0.43 A E f, 0.7 A f (8..1-1) su s c cd s su 式中 :V su 栓钉连接件的极限抗剪承载力设计值 (N); A s 栓钉杆的截面面积 (mm ); f su 栓钉材料的抗拉强度最小值 (MPa); f cd E c 分别为混凝土的抗压强度设计值和弹性模量 (MPa); 一个剪跨范围内钢梁顶面所需连接件总个数应由下式求出 : n V c (8..1-) V su 式中 :n 一个剪跨范围内的栓钉连接件个数 ; V c 钢梁顶面以上混凝土的极限压应力之和, 可按下式确定 : V 1.1b cf (8..1-3) c su cd b su 钢梁上翼板宽度 ; c 钢梁顶面到预弯预应力组合梁顶面的距离 ; f cd 二期混凝土的抗压强度设计值 α 连接件抗剪承载力折减系数, 正弯矩区段 α=1.0; 负弯矩区段 α=0.9;

41 8.. 短暂状况下预弯预应力组合简支梁的钢梁下缘栓钉连接件的数量可按下列方法确定 1 一个栓钉的弹性抗剪承载力设计值 [V su ] 可按下式计算, [ V ] 0.75V (8..-1) su su 式中 :[V su ] 预弯阶段栓钉连接件的弹性抗剪承载力设计值 (N); V su 栓钉连接件的极限抗剪承载力设计值 (N), 按公式 (8..1-1) 计算 预弯梁反弹阶段的受力状态及剪力分布 ( 图 8..) 中 P o 为设计预弯力 ; V s 为钢梁和一期混凝土自重引起的剪力, 反弹计算时可偏安全地忽略 V s 的影响 P 0 预弯 P 0 P 0 反弹 P 0 V s P 0 P 0 剪力图 V s 图 8.. 预弯梁反弹阶段剪力图 3 在支点与加载点之间可按下式设计栓钉连接件, P Su 0 I 1 [ V ](8..-) su 式中 :P 0 设计预弯力, 按公式 (5..-1) 计算 ; u 按纵桥向每排一个栓钉连接件考虑的栓钉间距 ; S 钢梁下翼缘以下的混凝土换算截面绕预弯梁换算截面重心轴的静矩, 参照图 A.0.; I 1 预弯梁换算截面绕其自身重心轴的惯性矩, 应按公式 (A.0.-) 计算 4 在梁的中部即两个加载点之间, 可取支点与加载点之间的栓钉连接件间距的一半, 或按构造要求布置栓钉连接件 8..3 上述连接件的设计方法可适用于变截面预弯预应力组合简支梁桥 8.3 连接件构造要求 预弯预应力组合梁栓钉连接件的一般构造应满足如下要求 1 连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边之间的距离应不小于 50mm

42 设置连接件的钢板厚度取值应确保不因焊接造成显著变形, 钢板厚度不得小于栓钉直径的 0.5 倍 3 连接件剪力作用方向的中心距不应小于栓钉直径的 6 倍, 且不得小于 100mm 4 与剪力作用垂直方向的连接件中心距不应小于栓钉直径的 4 倍, 且不得小于 80mm 5 钢梁上下缘的栓钉连接件可在相应的剪跨区段内均匀布置, 且横向不宜少于两排 8.3. 钢梁上缘栓钉连接件的构造要求如下 : 1 连接件抗掀起端头的底面位置应高于底部钢筋以上 30mm; 栓钉的长径比不应小于 4; 3 连接件的最大间距不得大于 400mm; 4 连接件的长度可以深入到桥面铺装混凝土中, 但不宜超过 0mm 钢梁下缘栓钉连接件的构造要求如下 : 1 栓钉的直径宜取为 10mm; 当采用直径为 13mm 的栓钉时, 其长径比不应小于 3; 连接件的最大间距不得大于 300mm; 3 一期混凝土中的栓钉连接件宜采用梅花形平面布置, 净保护层度不得小于 10mm; 4 当焊接在钢梁下翼板上的栓钉位置不正对钢梁腹板时, 则栓钉杆直径不应大于钢梁下翼板厚度的 1.5 倍

43 9 连续组合梁桥 9.1 一般规定 预弯预应力组合连续梁桥计算时, 应根据剪跨, 即恒载作用下零弯矩截面进行分段 中跨跨中及边跨跨径内梁段为预弯梁段, 中间支点段为普通钢 - 混凝土组合梁段 上述各梁段经联结后浇筑二期混凝土形成预弯预应力混凝土连续梁 ( 图 9.1.) 预弯梁段 预弯梁段 普通组合梁段 图 预弯预应力组合连续梁分段 9.1. 预弯预应力组合连续梁的各组成梁段以连接段相联结, 连接段的长度可取 1~1.5m 连续梁的整体作用 ( 荷载 ) 效应可采用有限元数值分析方法 预弯连续梁桥的预弯梁段 ( 即正弯矩区段 ) 应根据预弯预应力组合简支梁的规定进行短暂状况的预弯钢梁和反弹后的预弯梁计算 持久状况承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的应力 变形 抗裂性及裂缝宽度计算 预弯预应力连续梁桥的中支点普通钢 - 混凝土组合梁段 ( 即负弯矩区段 ) 应进行短暂状况和持久状况的承载力计算 应力计算 抗裂性计算 9. 连续梁设计 9..1 负弯矩区段的混凝土桥面板可配置体内或体外预应力束, 也可采用普通钢筋混凝土桥面板结构 混凝土桥面板配置预应力钢束时, 应按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的全预应力构件或部分预应力 A 类构件进行设计 9.. 对于负弯矩区为预应力混凝土 B 类构件或钢筋混凝土构件, 应按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的相关规定验算正常使用极限状态下混凝土桥面板的裂缝宽度 w fk 9..3 由作用频遇组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋的应力 σ ss 可按现行行业标准

44 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JTG/T D64-01 的相关规定进行计算 9..4 负弯矩区全预应力混凝土或部分预应力 A 类混凝土桥面板的应力计算时, 应根据平截面假定按组合梁全截面 ( 扣除腹板混凝土面积 ) 进行计算 ; 对于 B 类构件及普通钢筋混凝土桥面板的应力计算时, 可仅计入下缘受压区翼板混凝土截面以及上缘受拉区钢筋的面积, 不计上缘受拉区混凝土面积 9..5 采用普通钢筋或体内预应力束的负弯矩区抗弯承载力计算可参考钢 - 混凝土组合梁桥负弯矩区的计算方法 配置无黏结预应力或体外预应力钢束的负弯矩区抗弯承载力计算时, 应考虑预应力钢束的应力增量的影响 9..6 预弯梁负弯矩区段的截面抗剪承载力仍可按本规程第 条的方法计算 9..7 预弯预应力组合连续梁负弯矩区段承受弯矩和剪力共同作用时, 应按下列规定验算钢梁腹板的最大折算应力 : f d (9..7) 式中 : 钢梁腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力 剪应力 (MPa); f d 钢材抗拉强度设计值 (MPa) 9.3 连续梁的施工 对于预弯预应力组合连续梁桥应采用拼接施工法, 拼接段应选在自重作用弯矩为零的截面附近 9.3. 连续梁的施工过程可分为以下八个阶段 ( 图 9.3.), 1 钢梁预制 : 钢梁分节段制作, 跨内及跨中钢梁段需设置预拱度, 中间支点钢梁段不设预拱度 ; 钢梁段施加预弯力, 浇筑一期混凝土, 释放预弯力 : 与简支预弯梁相同 ; 3 梁段的吊装及联结 : 设置跨径内的临时墩, 各梁段吊装就位, 拼接钢梁段 ; 4 补浇联结段的一期混凝土 : 对其施加预压力或一期混凝土宜用膨胀混凝土 ; 5 体系转换 : 形成纵向预弯连续梁 ; 6 浇筑二期混凝土 : 可在预弯梁上支模, 浇筑腹板 横隔板及桥面板混凝土 ; 7 预应力钢束张拉封锚 : 对负弯矩区段或全梁上缘张拉预应力钢束, 锚固 灌浆 ; 8 完成桥面铺装 : 浇筑桥面铺装, 安装栏杆 灯杆等, 成桥, 竣工验收

45 预制钢梁 - 一期混凝土 3- 连接钢板 4- 千斤顶 5- 拼接处一期混凝土 6- 二期混凝土 图 9.3. 施工工艺流程 预弯钢梁的联结段计算应根据预弯阶段的预弯矩进行 当预弯钢梁的下翼 板面积大于上翼板面积时, 应对联结截面进行正常使用极限状态的应力验算, 或 承载能力极限状态的抗弯承载力验算 预弯预应力组合梁连续梁的钢梁联结段可采用高强螺栓连接 ( 图 9.3.5), 联结截面的强度和刚度应不小于且与原预弯钢梁截面相近 联结段的高强螺栓数 量应通过计算确定 在保证联结段变形协调的情况下亦可采用焊接联结 联结部位的一期混凝土预压力的施加方法通常有三种 : 配重法 施加预加 力及浇筑膨胀混凝土方法 1 配重法 : 在联结处施加一定大小的荷载, 在带载的情况下浇筑联结处的一 期混凝土, 混凝土达到设计强度后释放荷载, 利用钢梁的强迫变形使联结处的一 期混凝土受压 施加预加力 : 用千斤顶对联结处的钢梁施加顶力, 使钢梁的下缘受拉, 然 后浇筑一期混凝土 待混凝土达到设计强度之后, 千斤顶卸载, 钢梁回弹使联结 处的一期混凝土受压

46 高强螺栓 - 加劲板 3- 千斤顶 4- 一期混凝土 5- 补浇一期混凝土 图 拼接处一起混凝土补浇工艺 10 构造要求 10.1 钢梁 钢梁的翼板厚度不应小于 16mm; 腹板厚度不应小于 1mm, 亦不宜大

47 于翼板的厚度 钢梁上 下翼板宽度不宜小于 400mm, 且不应大于 800mm, 也不应大于其受压翼板厚度的 5 倍 对于变板厚预弯梁应以较厚板加以控制 钢梁上 下翼板与腹板的焊接宜采用部分熔透的角焊缝 位于受压区的加劲板与翼板结构可采用双面贴角焊缝, 位于受拉区的加劲板不得与受拉翼缘直接焊连, 可留有 50~80mm 的间隙 在支承处加劲板宜延伸到翼板的外边缘, 应采用磨光并与下翼板焊连 在预弯预应力组合梁的支承位置和跨中须布置横隔板, 间距不宜大于 8m 钢梁的腹板应设置竖向加劲肋 混凝土横隔板尚应满足现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中的计算要求 预弯预应力组合梁桥的钢梁应设置加竖向劲板, 加劲板可采用 Q345 钢材, 厚度宜为 1~4mm 钢梁设计时, 应根据桥梁跨径 现场施工条件, 选择预压方式并预留预压设施 预弯钢梁的常用构造形式见图 端板 - 栓钉剪力键 3-A 型加劲肋 4-B 型加劲肋 5- 顶板 6- 腹板 7- 底板 图 钢梁构造形式 10. 一期混凝土 一期混凝土内应设纵向钢筋, 箍筋应闭合 构造形式见图 一期混凝土内钢筋的构造要求 1 沿梁纵向设置上 下两层纵向钢筋, 纵向钢筋数量不应少于 8 根, 钢筋直径不宜小于 16mm, 间距不宜大于 150mm 一期混凝土中应布置不小于 10mm 直径的闭合箍筋, 间距不应大于 50mm, 闭合箍筋的端部应与钢梁腹板焊接 3 构造钢筋保护层厚度应满足现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的要求 1 3 4

48 10..1 一期混凝土构造示意图 一期混凝土中的栓钉连接件宜采用梅花形平面布置 钢梁下翼板至梁底的净距不得小于 50mm, 钢梁下翼板至一期混凝土两侧边缘的距离不得小于 75mm 一期混混凝土的厚度范围宜为 150~50mm, 宽度范围 500~800mm 一期混凝土截面积宜为钢梁下翼板面积的十倍 单梁预弯施工时, 为避免反弹时预弯梁两端角点混凝土挤碎, 梁端应设置构造钢筋, 或采取其他有效措施 10.3 二期混凝土 预弯预应力组合梁桥的主梁间距宜为 1100~1900mm, 与跨经有关 主梁宽与主梁高之比宜在 1.0~1.6 之间 混凝土翼缘板厚度, 不宜小于 140mm 根据需要可设置承托, 梁腋部分的承托斜率宜小于 1:3, 板底承托处的钢梁距二期混凝土桥面板底的最小净距不得小于 70mm 二期混凝土的钢筋构造应符合下列规定 1 桥面板配筋应满足现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的构造要求, 宜采用直径不小于 1mm 的螺纹钢筋, 间距不大得于 50mm 横向钢筋直径不宜小于 14mm, 间距不大于 00mm 3 构造钢筋保护层厚度应按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中的梁 板钢筋的相关规定进行控制 二期混凝土中的抗剪连接件距预弯预应力组合梁混凝土顶面的净保护层厚度可按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中梁 板的相关构造要求确定 必要时可将其深入混凝土铺装层内不大于 0mm 二期混凝土构造示意见图

49 桥面混凝土 - 纵向钢筋 3- 桥面板钢筋 4- 加腋钢筋 5-] 形箍筋 6- 工字形钢梁 图 二期混凝土构造示意图 腹板混凝土的最小厚度不宜小于 160mm, 且应随主梁跨径的增加而增加, 也不宜大于 0mm 腹板混凝土的水平分布钢筋直径不宜小于 10mm, 间距不大于 00mm 钢腹板两侧均设置直径不小于 10mm 的竖向 ] 形箍筋, 端部弯钩应与钢梁腹板焊接, 并应满足焊接长度的要求 箍筋的间距不宜大于 50mm 当主梁高度大于 1.m 时应在混凝土腹板上设置防收缩钢筋, 其间距不宜小于 150mm 腹板混凝土的净保护层厚度可按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 的防收缩钢筋 防裂等表层钢筋控制 横隔板混凝土应与二期混凝土同等级且同时浇筑 横隔板混凝土的厚度不宜小于 160mm 纵向钢筋与钢梁竖向加劲肋焊接, 应满足现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中横隔板的受力及配筋要求 混凝土横隔板中的钢筋直径不宜小于 10mm, 两侧均设置直径小于 10mm 的箍筋, 构造钢筋的间距不宜小于 150mm 横隔板混凝土的净保护层厚度应按现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 中的箍筋控制 当环境条件容许且对钢梁腹板采取足够的防腐措施, 可取消腹板混凝土及相应的腹板钢筋 当采用钢板做横隔板时, 在有防腐措施的情况下可不做外包混凝土 对于不设混凝土腹板的情况, 可采用钢横隔板, 钢横隔板的厚度宜取 14~0mm 钢横隔板与主梁钢腹板之间应采用 角钢焊接或栓接等可靠的联接方式

50 11 施工设备 11.1 一般规定 钢梁的预弯施工可采用单梁预弯和双梁对弯两种施工方法 施工前, 应根据预弯梁的断面形式 预弯施工方法 设计要求及施工场地等因素, 设计并制做工装设备

51 11.1. 双梁对弯 ( 见图 (a)) 每次应对两片钢梁施加预弯力, 所需的主要施工设备为加载反力架 荷载台 加载千斤顶 防侧倾装置和翻转架等 ; 单梁预弯 ( 见图 (b)) 每次可对一片钢梁施加预弯力, 所需的主要施工设备为地锚 加载反力架, 加载千斤顶和防侧倾装置 预弯施工中的各种工装设备的地基基础承载力应满足施工使用要求 工装设备制造所用的材料 构件和配件等, 应满足工程安全和使用要求 采用的千斤顶或其它加力设备应满足设计预弯力的要求 同组预弯钢梁的多点加力应保证同步 均衡 预弯梁施工采用的其他机械设备 电器设备 安全设备等应符合国家对同类设备的有关安全及防护规定 11. 防侧倾装置 防侧倾装置 ( 图 11..1) 的形式 尺寸 功能应与预弯梁的结构形式 外 形尺寸 加载施工方法相适应 防侧倾装置应不妨碍钢梁的就位及预弯加载施工 1 1- 防倾装置 - 架体图 防侧倾装置 防侧倾装置应满足钢梁加载时竖向变位的需要, 保证防侧倾装置与钢梁接触点始终处于钢梁腹板受压区的有效工作范围内 防侧倾装置与钢梁接触端, 应具备多向可调节, 即竖向滑 ( 滚 ) 动功能 11.3 加载装置 加载反力架 ( 图 ) 的形式 尺寸及功能应满足钢梁预弯施工方法的 要求, 并与钢梁的预拱度相适应

52 (a) 双梁加载反力架 (b) 单梁加载反力架 1- 拉杆 - 反力架 3- 千斤顶 4- 固定横梁 5- 加载横梁 6- 支架立柱 7- 地面 8- 地锚 图 加载反力架 加载反力架采用拉杆传递预弯力时, 应考虑拉杆及螺纹的强度, 满足使用 要求 加载反力架的强度和刚度应满足双梁对弯施工中使用要求 加载反力架中的千斤顶工作区, 应设置千斤顶防护装置 采用单梁加载工艺时, 加载反力架应设置地锚, 地锚承载力需满足施工的要求 横梁 - 立柱 3- 斜撑 4- 锚固地基 图 荷载台 加载完成后应对变形后钢梁进行锁定 宜采用机械锁定装置, 锁定装置应满足强度 刚度的要求 双梁预弯施工中, 荷载台 ( 图 ) 强度 刚度和稳定性应满足预弯梁 自重荷载和钢梁预弯施工的要求 11.4 翻转架 翻转架 ( 图 ) 的形式 尺寸 功能应与预弯梁的翻转荷载 翻转方 法相适应 翻转架的转动可以采用人力或机械传动方式进行

53 翻转盘 - 滚轮 3- 架体图 翻转架 翻转架滚轮的承载力及安装精度, 应满足钢梁翻转施工的要求 翻转架与钢梁 ( 或预弯梁 ) 间应采用可靠的紧固装置, 保证翻转过程中的施工安全 翻转架应设置地锚, 或采用扩大基台的方法, 保证钢梁翻转时的稳定性 11.5 施工设备的安全性检查 施工工装设备制造采用的原材料 构件 配件应经入厂检验, 必要时应进行材料性能复试 工装设备加工完成后, 应按设计图纸对焊缝 螺栓 装配尺寸等进行检查 钢梁加载前应检查防侧倾装置的可靠性 双梁对弯时, 反位钢梁的防侧倾装置应处于腹板中心偏下, 正位钢梁防侧倾装置应处于腹板中心偏上, 偏移量应根据钢梁截面尺寸 防侧倾装置的形式而定 钢梁预弯加载前, 应检查 标定千斤顶, 检查已安装的防侧倾装置 双梁预弯加载后应检查梁端传力拉杆的锁定装置 加载过程中, 应密切观察防侧倾装置的可靠性, 必要时暂停预弯加载, 待防侧倾装置调整后再重新加载 加载完成后, 应将锁定装置锁紧并检查锁紧质量

54 1 施工与验收 1.1 一般规定 除本章单列条文外, 均应按 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F41 中的相关规定执行 1.1. 钢梁 预弯梁及预弯预应力组合梁的制做 现场安装及施工除应符合本规程的规定外, 尚应符合现行国家标准和行业标准的相关规定 预弯预应力组合梁桥施工采用的专用设备, 均需满足本规程第 11 章中的安全性和操作要求 预弯预应力组合梁桥的主要施工工艺流程 ( 图 1.1.4) 施工准备 钢梁加工 号料 下料 加载设备加工 安装荷载台 钢梁的腹板 翼板拼接超声波探伤组装并焊接成 I 字型钢梁矫正 I 字钢梁的变形 焊接竖向加劲板主焊缝超声波探伤焊接钢梁顶 底板剪力键校正钢梁预拱度钢梁运输到现场焊接腹板钢筋预弯梁吊装就位安装横隔板 桥面板钢筋支模浇筑二期混凝土 钢梁就位并固定 安装防侧倾装置 施加预弯力并锚固 焊接下翼缘板构造钢筋 安装一期混凝土模板并浇筑一期混凝土 一期混凝土养生 拆模 释放预弯力 ( 双梁法 ) 翻转上部预弯梁 二期混凝土养生 拆模 安装人行道或防撞墩 浇筑桥面混凝土和沥青混凝土 桥梁竣工验收 交付使用 图 预弯预应力组合梁桥施工工艺流程

55 1. 施加预弯力 1..1 施加预弯力时, 应设置防侧倾装置, 防侧倾装置应符合下列规定 1 宜在支点 跨中 四分点共计 5 处对称设置防侧倾装置 防侧倾装置的间距不宜大于 6.5m 防侧倾装置中的水平顶杆应顶在钢梁腹板的受压区内, 保证防侧倾装置对钢梁侧倾的约束效果 1.. 预弯力应分期加载, 首次加载达到施工控制吨位后, 持荷 5min 后卸载 ; 再次加载达到施工控制吨位, 此时预弯力读值与施工控制值相差不应超过 3%, 即可锁定加载装置 1..3 施加预弯力过程中, 加载速度不宜过快, 应控制在 0~50kN/min 之内 1..4 钢梁施工中的跨中拱度变化量可按下列规定计算 : 1 当不计钢梁自重及加载反力架自重引起的变形时, 单梁预弯加载时, 钢梁跨中拱度变化按公式 (1..-1) 计算 : 11PL o f kf k con 0 (1..-1) 384EI s 3 s 式中 : f con 由设计预弯力引起并考虑焊接残余变形的钢梁施工预拱度变化量 ; f 0 仅由设计预弯力 P 0 引起的钢梁预拱度 ; k 钢梁焊接残余变形的影响系数, 应根据实测结果取值, 缺少实测数 据时可近似取 k=1.06 P 0 按公式 (5..-1) 计算设计预弯力, 计算时不应计入钢梁自重 ; L 预弯 ( 钢 ) 梁的计算跨径 ; E s 钢材的弹性模量 ; I s 钢梁绕水平轴的截面惯性矩 ; 对于单梁预弯加载的情况或双梁对弯加载的下钢梁, 计入钢梁自重的影响的施工控制拱度变化量按 (5.3.-1) 和 (5.3.3) 计算 3 对于双梁对弯加载情况的上钢梁, 当计入钢梁自重及加载反力架自重时, 施工控制拱度变化量按 (1..-) 计算, 3 4 q L s 11P L 5 o f k ( f ) con 1 (1..-) 384 E I 384 E I s s s s

56 式中 : f1 为加载反力架 ( 含千斤顶重量 ) 产生的上钢梁跨中挠度值, 应根 据荷载台的位置按双悬臂梁计算确定 q s 钢梁的自重集度标准值 1.3 一期混凝土施工及释放预弯力 浇筑一期混凝土前, 应将钢梁下翼板周边混凝土板内的钢筋焊接固定 1.3. 浇筑一期混凝土时, 应同时采用板式振捣器与振捣棒进行振捣, 使混凝土充分包裹住钢梁下翼板且振捣密实 一期混凝土施工时, 应采用合适的掺合剂, 以减小混凝土收缩 徐变的不良影响 预弯梁反弹时, 一期混凝土实测强度不得小于其设计强度等级的 90%, 一期混凝土的养生时间不得少于 6 天 释放预弯力的速度不宜超过 5kN/min 1.4 翻转预弯梁 采用双梁对弯法施工时, 上梁处于反位 ( 倒置 ) 的状态 应对钢梁或预弯梁采用两个专用的翻转架进行翻转, 确保预弯组合梁不发生扭转变形 1.4. 钢梁或预弯梁翻转时, 应保证两个翻转架同步 同向转动, 应避免钢梁或预弯梁受到扭矩作用 1.5 运输 存放和吊装 梁的运输 存放和吊装应符合下列规定 : 1 运输应符合相应运输方式的有关安全规定, 钢梁和预弯梁抗倾覆安全系数不应小于 1.5 梁在吊装时应考虑梁的受力及稳定性的要求 在起吊钢索与混凝土翼板或钢梁上 下翼缘板的接触点处均宜采用柔性垫层, 以防止混凝土表面或钢梁翼缘板受损 1.5. 预弯梁的存放应符合下列规定 : 1 存放台座应坚固稳定, 且宜高出地面 00mm 以上, 存放场地应有相应的防排水设施, 并应保证梁 板等构件在存放期间不致因支点沉陷而受到损坏 预弯梁实际支点应与理论支撑位置一致

57 预弯梁应按其安装的先后顺序编号存放, 预弯预应力组合梁的存放时间不宜超过 60 天, 特殊情况下应采取措施 3 在预弯梁或钢梁的存放期间, 应采取有效措施防止梁发生变形 扭曲和倾覆 当预弯梁分阶段存放时, 需做好梁 段的分段编号 标记和记录 1.6 二期混凝土施工 浇筑二期混凝土前应做好腹板及桥面板中的钢筋安装, 钢筋安装应满足现行行业规范 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50 的相关要求 1.6. 预弯预应力组合梁二期混凝土浇筑应符合下列规定 : 1 二期混凝土应采用合适的外加剂, 减少混凝土的收缩 徐变 ; 浇筑二期混凝土时, 纵桥向应由跨中向两端对称浇筑, 保证预弯梁的拱度对称 ; 横桥向应由中梁向两侧边梁对称浇筑 二期混凝土的模板可直接架设在吊装后的预弯梁一期混凝土上 1.7 质量验收 钢梁加工和质量验收应按照现行行业标准 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1 或 铁路钢桥制造规范 TB101 执行 1.7. 钢梁加工预拱度应在正位并支承在两个理论支点的情况下进行测量, 钢梁预拱度的实测结果可包含钢梁自重挠度的影响 实测值与施工控制预拱度 f con 的相对误差应在 3% 以内 一期混凝土 二期混凝土施工中涉及到的钢筋 模板与支架 混凝土质量及成桥剩余拱度验收应符合现行行业标准 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ 或 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1 中的相关规定 桥面铺装施工, 桥梁支座 伸缩缝 栏杆及照明等安装工程的施工及验收方法应符合现行行业标准中的相关规定

58 d 附录 A 几何参数及计算系数 A.0.1 钢梁预弯阶段截面计算图式 1 在钢梁预弯阶段, 两个设计预弯力 P 0 和钢梁自重的共同作用使得钢梁预弯 预弯钢梁截面形式 ( 图 A.0.1), 图中主要参 数如下 : b su G s 钢梁截面形心 ; ysu t w t h s 钢梁的高度 ; G s x hs b sl t 分别为钢梁下翼板的宽度和厚度 ; b su t 分别为钢梁上翼板的宽度和厚度 ; h w t w 分别为钢梁腹板的高度和厚度 ; y su y sl 分别为钢梁截面形心至上 下边缘的距离 3 钢梁截面的几何性质可按下列公式计算 钢梁截面面积 : A b t h t b t (A.0.1-1) s su w w sl ysl b sl t y 图 A.0.1 钢梁截面参数 钢梁截面惯性矩 : 1 I ( b t t h b t ) b t ( y 0.5 t ) s su w w sl su su t h h t y b t t h t y (0.5 ) (0.5 ) w w w su sl w su 钢梁截面形心轴至钢梁顶面的距离 : y b t h t h t b t t h t A 0.5 (0.5 ) ( 0.5 ) / su su w w w sl w s 式中 :A s I s 分别为钢梁截面的面积和惯性矩 ; (A.0.1-) (A.0.1-3) A.0. 预弯梁反弹阶段截面计算图式 1 预弯梁截面由钢梁和一期混凝土组 成 预弯梁的截面形式 ( 图 A.0.) 图中主要几何参数如下 : G s G 1 G c y cu y cl y su1 d s1 x y sl1 y cl1 y cu1 d c1 y 图 A.0. 预弯梁截面参数

59 y cl G 1 预弯梁截面形心 ; G c 一期混凝土截面形心 ; A c 一期混凝土的截面面积 ; I c 一期混凝土绕自身形心轴的惯性矩 ; y cu1 y cl1 分别为预弯梁截面形心到一期混凝土上 下缘的距离 ; y su1 y sl1 分别为预弯梁截面形心到钢梁上 下缘的距离 ; y cu y cl 分别为一期混凝土截面形心到其上 下缘的距离 ; d 钢梁截面形心至一期混凝土截面形心的距离 ; d s1 d c1 分别为预弯梁截面形心至钢梁截面形心和一期混凝土截面形心的距离 ; 3 预弯梁的换算截面面积和换算截面惯性矩应按下式计算 : A 1 As Ac / n1 (A.0.-1) I 1 I s d s1 As d c1ac n1 I c / / n (A.0.-) 1 式中 :A 1 预弯梁的换算截面面积 ; I 1 预弯梁的换算截面截面惯性矩 ; n 1 钢梁与一期混凝土的弹性模量比, 即 :n 1 =E s /E c1 ; E s E c1 分别为钢材和一期混凝土的弹性模量, 在反弹阶段计算时应取 E c1 为反弹时一期混凝土的实际模量 A.0.3 预弯组合梁截面计算图式 1 预弯组合梁截面由钢梁 一期混凝土和二期混凝土组成, 其截面形式见 ( 图 A.0.3) 图中主要参数如下 : y cu G c G c 二期混凝土截面形心 ; A c 二期混凝土截面面积 ; I c 二期混凝土截面绕其自身形心轴的惯性矩 ; d d d c d c y cl ycu d s d s1 G G s G 1 G c y cu y cl y sl y su y cl y cu 图 A.0.3 预弯组合梁截面参数

60 G 预弯预应力组合梁截面形心 ; d c, d c 分别为预弯预应力组合梁截面形心至一 二期混凝土截面形心的距离 ; d, d 分别为钢梁截面形心至一 二期混凝土截面形心的距离 ; d s1, d s 分别为钢梁截面形心至预弯梁截面形心和预弯预应力组合梁截面形心的距离 ; y su, y sl 分别为预弯预应力组合梁截面形心至钢梁上 下缘的距离 ; y cu,y cl 预弯预应力组合梁截面形心至二期混凝土上 下缘的距离 ; y cu,y cl 预弯预应力组合梁截面形心至一期混凝土上 下缘的距离 ; 3 预弯预应力组合梁的换算截面面积和换算截面惯性矩应按下式计算 : A As Ac n1 Ac / / n (A.0.3-1) I / n (A.0.3-) I s I c n1 I c / n Asd s d cac / n1 d c Ac / 式中 :A 预弯组合梁的换算截面面积 ; I 预弯组合梁的截面惯性矩 ; n 钢梁与二期混凝土的弹性模量比, 即 :n =E s /E c A.0.4 不计一期混凝土的截面计算图式 1 在活载作用阶段, 当一期混凝土完全开裂或作为截面开裂的判断手段时, 预弯预应力组合梁的截面由二期混凝土中的桥面板混凝土和钢梁组成, 其截面形式由图 A.0.4 给出 图中参数及截面几何参数按下列方法计算 : A 3 As Ac / n (A.0.4-1) I / n (A.0.4-) 3 I s I c n Asd s3 Acd c3 / G c y cu3 y cl3 d s3 d c3 G G s y sl3 y su3 图 A.0.4 不计一期混凝土的截面几何参数

61 式中 : G 二期混凝土 ( 不含腹板 ) 与钢梁的截面形心 ; A 3 二期混凝土与钢梁的换算截面面积 ; I 3 不计一期混凝土的换算截面惯性矩 ; n 钢梁与一期混凝土的弹性模量比, 即 :n =E s /E c ; E s E c 分别为钢材和二期混凝土的弹性模量 ; d s3, d c3 分别为形心 G 至钢梁截面形心和二期混凝土截面形心的距离 ; y su3, y sl3 分别为形心 G 至钢梁上 下缘的距离 ; y cu3,y cl3 分别为形心 G 至二期混凝土上 下缘的距离 A.0.5 折算截面计算图式 1 在活载作用阶段, 当一期混凝土为 B 类构件时, 其折算截面几何参数应由 图 A.0.5 给出 G c d ec3 d ec3 d es G e G s y esu y esl y ecl y ecu G c 图 A.0.5 折算截面几何参数 图中 :G e 预弯组合梁的折算面积形心 ; y esu y esl 预弯预应力组合梁折算截面形心到钢梁上 下缘的距离 ; y ecu y ecl 预弯预应力组合梁折算截面形心到二期混凝土上边缘和一期混凝土下边缘的距离 ; d ec3 d ec3 分别为形心 G e 至一 二期混凝土截面形心的距离 ; d es 形心 G e 至钢梁截面形心的距离 距离参数 y esu y esl 和 y' ecu 的近似计算方法确定 : m I y, ( ) esl y y h y sl esu s esl I e ln( y / y ) sl 3 sl ', ecu ( s esl ) m y h c y ln( I / I ) 3 (A.0.5-1)

62 算 : 3 由试验给出的图 A.0.5 中的截面以钢材为基础的折算惯性矩 I e 可由下式计 I e I, M max M o M cr M cr I 1 M max M o M M max cr M o I 3, M max M o M cr (A.0.5-) 式中 :I e 一期混凝土开裂后的折算惯性矩 ; I 预弯组合梁跨中截面惯性矩 ; 由 (A.0.3-1) 式计算 ; I 3 不计一期混凝土时, 跨中截面惯性矩 ; 由 (A.0.4-) 式计算 ; M max 预弯组合梁曾经承担过的最大弯矩, 可取正常使用阶段跨中截面活载弯矩作用标准值 M q, 并应计入冲击作用 ; M o 消压弯矩, 即使一期混凝土下缘预压应力为零时的弯矩, 见式 (7.4.-); M cr 抗裂弯矩, 即使一期混凝土下缘由零应力到其抗拉强度标准值 f tk 的弯矩, 见式 (7.4.-3)

63 附录 B 截面应力计算方法 B.0.1 一般规定 1 预弯预应力组合截面的应力计算采用基于弹性理论的换算截面法 根据结构的受力过程, 将预弯预应力组合梁桥应力计算划分为 11 个计算步骤, 采用分步计算 结果迭加, 即可求出所需的应力状态 3 符号约定 : 力以拉为正, 以压为负 ; 梁高方向截面形心以上的距离为负, 形心以下距离为正 ; 挠度计算时以梁体下挠为正, 上拱为负 4 脚标规定 : 计算中所有符号的第一脚标 S 表示钢,C 表示混凝土 ; 上标 ' 表示二期混凝土 ; 计算中第二脚 u 表示上翼缘位置, 表示下翼缘位置 ; 变量中第三脚标数字表示计算步骤或受力阶段 B.0. 钢梁预弯阶段钢梁预弯阶段有设计预弯力 P 0 和钢梁自重集度 q s 共同作用 钢梁截面几何参数见附录 A.0.1 条和图 A.0.1 本阶段仅涉及一个计算步骤 计算步骤 1: 预弯钢梁若设计预弯力 P 0 在 L/4 点加载 钢梁上 下缘由预弯力 P 0 和钢梁自重 q s 引起的应力可按下列公式计算 : su1 M M M M p s p s y su, sl 1 y I I s s sl (B.0.-1) PL 0 M p, 4 ql s M s (B.0.-) 8 式中 :M p 由两个四分点作用设计预弯力引起的跨中截面预弯矩 ; M s 钢梁自重引起的跨中截面弯矩 ; q s 钢梁自重集度 ; I s 为钢梁的截面惯性矩, 由式 (A.0.1-) 计算 B.0.3 预弯梁反弹阶段在此阶段, 一期混凝土已浇筑完毕, 卸除预弯力, 预弯梁反弹, 同时一期混凝土开始发生收缩和徐变 预弯梁的截面几何参数见附录 A.0. 条和图 A.0. 本阶段应涉及 (1) 五个计算步骤

64 计算步骤 : 卸除预弯力 当一期混凝土达到要求的强度后, 卸除预弯力 P, 梁体反弹, 一期混凝土受 压形成预弯梁 卸除预弯力在预弯梁上产生的应力可按下列公式计算, M M p p 钢梁上 下缘应力 : su ysu1, s l ys l 1 I I 1 M M p p 一期混凝土上 下缘应力 : cu ycu1, c l yc l 1 ni ni (B.0.3-1) 计算步骤 3: 一期混凝土自重作用 预弯梁在自重作用下钢梁和一期混凝土的应力可按下列公式计算 : M M d1 钢梁上 下缘应力 : su 3 y su1, l I I 1 d1 s 3 sl1 M M d1 一期混凝土上 下缘应力 : cu3 y cu1, l ni ni y d1 c 3 cl1 1 1 y (B.0.3-) 式中 :M d1 由一期混凝土的自重集度产生的跨中弯矩, M q L /8 d1 1 ; 计算步骤 4: 一期混凝土初期徐变影响当 t=0 时, 由预弯力和预弯梁自重引起一期混凝土截面内力可按下列公式计算 : N M M c c1 ( ) Ad c0 y d1 ( 压力 ) ni 1 1 M ( M M ) I ni c ( 负弯矩 ) c0 y d1 1 1 (B.0.3-3) 当 t=t 1 时, 由一期混凝土徐变所产生的内力损失为, t 一期混凝土 : N N (1 e ) ct1 c0 ( 拉力 ) N di M M e e e ct1 ni 1 t c0 c t t (1 ) ( ) c0 1 s ( 正弯矩 ) 钢梁 : N st1 N ct1 ( 压力 ) (B.0.3-4) M ( M N d )( 负弯矩 ) st1 ct1 ct1 式中 : ϕ t 混凝土徐变系数, 可取 ϕ t =0.5 或按现行行业标准 公路钢筋混

65 凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 方法计算 ; AI s s α 计算参数, AI 1 1 (B.0.3-5) d 钢梁截面形心到一期混凝土形心的距离 ;( 应取负值 ) d c1 预弯梁截面形心到一期混凝土截面形心的距离 ( 应取负值 ) 一期混凝土初期徐变在钢梁上 下翼缘及一期混凝土上 下表面产生的应力可按下列公式计算 : 钢梁上 下缘应力 : N M N M st1 st1 su4 y st1 st1 su, sl4 y A I A I 一期混凝土上 下缘应力 : s s s s sl (B.0.3-6) N M ct1 ct1 y cu N M ct1 ct1 cu 4, cl4 y A I A I c c 式中 :y cu y cl 分别为一期混凝土截面形心到一期混凝土上 下表面的距离 c c cl 计算步骤 5: 一期混凝土收缩影响 由于一期混凝土收缩引起的钢梁和一期混凝土中的应力可按下列公式计算, 钢梁上 下缘应力 : N M s1 s1 y su N M s1 s1, su5 sl5 y A I A I s s (B.0.3-7) s s sl 一期混凝土上 下缘应力 : N M N M c1 c1 cu5 y c1 c1, cu cl5 y A I A I c c (B.0.3-8) c c cl 式中 : n n 1 1 t 1 f A A d c c 1 n A I n I s c s (B.0.3-9) N N E A f / n c1 s1 s c s

66 I c M N d c1 c1 I c n I s n I s M N d s1 c1 I c n I s 式中其他符号意义同前 计算步骤 6(1): 浇筑二期混凝土在二期混凝土结硬前, 由二期混凝土和模板自重在钢梁上 下缘及一期混凝土上 下表面产生的应力可按下列公式计算, 钢梁上 下缘应力 : su 6 M M M M d m y d m, su1 l y I I 1 (B ) s 6 sl1 1 一期混凝土上 下缘应力 : cu 6 M M d m y cu1 M M d m, l y ni ni 1 1 (B ) c 6 cl1 1 1 式中 :M d 由二期混凝土的自重集度 ( 含腹板混凝土的重量 ) 引起的弯矩 ; M m 由模板的自重集度引起的跨中截面弯矩 B.0.4 全截面参与工作阶段二期混凝土结硬后, 预弯预应力组合梁全截面参与工作, 但不计腹板混凝土对截面几何特性的影响 此阶段截面几何特性按附录 A.0.3 计算 本阶段应涉及 6() 等五个计算步骤 计算步骤 6(): 拆除二期混凝土模板拆除二期混凝土模板后, 预弯预应力组合梁截面已形成 截面应力可按下列公式计算, 钢梁上 下缘应力 : M M M y I I d m m sl 6 sl1 sl 1 一期混凝土上 下缘应力 : M M M y I I d m m su 6 su1 su y 1 M M M y y (B.0.4-1) n I n I d m m cu6 cu1 cu y 1 1 1

67 M M M y n I n I d m m cl 6 cl1 cl y 二期混凝土上 下缘应力 : cu6 M M m y cu, m cl6 y cl ni n I 计算步骤 7: 二期恒载作用由二期恒载产生的钢梁和一 二期混凝土中的应力可按下列公式计算, M M d3 d3 钢梁上 下缘应力 : y I I, y su7 su sl7 sl M M d3 d3 一期混凝土上 下缘应力 : y, y (B.0.4-) cu7 cu cl7 cl n I n I 1 1 M M d3 d3 二期混凝土上 下缘应力 : y, y l l n I n I cu7 cu c 7 c 式中 :M d3 由二期恒载集度引起的跨中截面弯矩 计算步骤 8: 二期混凝土收缩影响由二期混凝土收缩将引起并分配给一期混凝土 二期混凝土及钢梁上的内力可按下列公式计算, 一期混凝土 : N c s E s, M I c c 1 ni t M s 二期混凝土 : N c 钢梁 : N s ( N c N c ), M E s I c, M ni I s s 1 I t c 1 M t M (B.0.4-3) 其中 : M 1 dn c d N c 式中 : I t I I c c I s, n n dd I t 1 A s d n 1 d n 1, I A A I A A t c s t c s (B.0.4-4) n t n 1 1, t n n 1

68 由二期混凝土收缩引起钢梁 一期混凝土及二期混凝土中的应力应按下列公 式计算 : N M N M s s su8 y s s su, sl8 y A I A I s s s s sl N M c c y cu N M c c cu8, cl8 y cl (B.0.4-5) A I A I c c c c cu8 N M c c y cu A c I c, cl8 N M c c y cl A c I c 式中 :A c I c 二期混凝土截面面积及二期混凝土对自身形心的截面惯性矩 ; y cu y cl 二期混凝土截面形心到二期混凝土上 下表面的距离 计算步骤 9: 二期混凝土徐变作用由二期混凝土徐变引起的截面内力应按下列方法计算, ' 1 t 二期混凝土内力 : N N (1 e ) ct c0 ' ' ' ' N ( d d d ) I t c0 c s s1 c 1 1 t t M { M (1 e ) ( e e )} ct c0 (B.0.4-6) ni 预弯梁内力 : N st N ct M M N ( d d d ) st ct ct c s s1 式中 : 1 A I A 1 I 1 (B.0.4-7) 式中 N c0 M c0 是在二期混凝土产生徐变前 (t=0), 作用在预弯预应力组 合梁二期混凝土上的轴力和弯矩, 按下式计算 : N Ad c c M c0 d3, ni M c0 I c ni M d3 (B.0.4-8) 计算, 由上述二期混凝土徐变引起的钢梁和一 二期混凝土中的应力应按下列公式 二期混凝土 : cu9 N M ct ct y cu A c I c, cl9 N M ct ct y cl A c I c

69 N M N M st st 钢梁 : su9 y st st su1, sl9 y sl1 (B.0.4-9) A I A I N M N M st st 一期混凝土 : cu9 y st st cu1, l y n A n I n A n I 计算步骤 10: 一期混凝土后期徐变作用 ( c 9 cl t t 1 ) 一期混凝土后期徐变引起的截面内力变化可以按照以下方法计算 : ( t) N N 1 e ct3 c3 N ( d d ) I M M e e e e ct3 ni 1 ( t ) c3 s3 c ( i ) ( i ) 1 c3 1 3 N st3 N ct3 (B ) M M ( d d ) N st3 ct3 s3 ct3 式中 :N ct3 M ct3 一期混凝土后期徐变引起的一期混凝土内的轴力和弯矩 ; N st3 M st3 一期混凝土后期徐变引起的二期混凝土上的轴力和弯矩 ; α 计算参数, A A 3 I I 3 (B ) N c3 M c3 t 时刻作用在一期混凝土上的轴力和弯矩, A d A d A A d N N N N N M M N M n I n I n A n I c c1 c c c c c1 c3 c0 ct1 c1 c d d3 st st I I I c c c M M M M M M M M c3 co ct1 c1 c d d3 st (B.0.4-1) n I n I n I 一期混凝土后期徐变引起的截面应力变化可以按照下列公式计算 : 钢梁应力 : N M N M st3 st3 su10 y st3 st3 su3, l y A I A I 一期混凝土应力 : 3 3 s 10 sl3 3 3 N M N M ct3 ct3 cu10 y ct3 ct3 cu, cl10 y cl(b ) A I A I 二期混凝土应力 : c c c c

70 cu10 N M st3 st3 y cu3, l A n I n 3 3 N M y A n I n st3 st3 c 10 cl3 3 3 B.0.5 成桥状态及活荷载作用阶段在自重 恒载作用下的成桥状态, 一期混凝土应处于受压状态 成桥应力状态应为上述 10 步应力计算结果的组合 活载作用阶段应在此基础上考虑 1 在长期恒载作用下, 一期混凝土下缘的应力可由下式计算 : p 10 (B.0.5-1) i1 cli 在成桥阶段, 不计混凝土长期收缩 徐变影响的一期混凝土下缘的应力可由 下式计算 : p 7 (B.0.5-) i1 cli 应力 式中 σ p 即为用于一期混凝土消压弯矩 M o 计算的成桥状态一期混凝土下缘压 计算成桥状态一期混凝土下缘压应力 σ p 时, 可根据成桥状态计算的时间需 要选取式 (B.0.5-1) 或 (B.0.5-) 进行计算, 与之相应的一期混凝土消压弯矩 M o 应按式 (7.4.-) 计算 计算步骤 11: 活荷载作用阶段 1 在活载弯矩标准值 M q ( 含冲击 ) 作用下, 如果 M M M q 0 cr, 则预弯预 应力组合梁的一期混凝土不开裂, 其中 M cr 为一期混凝土的抗裂弯矩, 按式 (7.4.-3) 计算 截面上由活载引起的各点应力增量可以按照下列公式计算 : M q su11 y su, I M sl11 sl I q y M q q cu11 y cu, cl11 y cl (B.0.5-3) ni 1 M ni 1 M q cu11 y cu, ni M cl11 cl ni 预弯应力组合梁的六个控制点的最终应力值可以按照下列公式计算 : q y

71 10 10, su sui su11 sl sli sl11 i1 i (B.0.5-4), cu cui cu11 cl cli cl11 i1 i , cu cui cu11 cl cli cl11 i1 i1 在活载弯矩 M q 作用下, 如果 M M M, 则预弯预应力组合梁的一期 q 0 cr 混凝土已开裂 按式 (B.0.5-4) 计算的由活载引起的截面上各点应力应按照下列 公式重新计算 : M o q o su11 y su y esu I M e M o q o sl11 y sl y esl e M I M M (B.0.5-5) I I M o q o cu11 y cu y ecu n I e M M n I 式中 :y esu y esl y' ecu 分别是预弯组合梁折算截面形心到钢梁上 下缘的距 离, 及其到二期混凝土上边缘的距离 ( 图 A.0.5), 按 式 (A.0.5-1) 计算 按式 (B.0.5-5) 计算活载各应力增量时, 截面几何性质 I 应按附录 A.0.3 节计 算,I e 应按附录 A.0.5 节计算

72 附录 C 变形计算方法 C.0.1 一般规定 1 预弯预应力组合梁变形计算采用与应力计算相同的理论与方法 将钢梁的挠度计算分解为 11 个计算步骤, 并将变形计算结果迭加 与应力计算相区别的地方在于钢梁预弯前已有预拱度 f o 存在 在挠度计算中做以下符号规定 : 梁在水平状态的挠度为零, 上拱为负, 下挠为正 3 附录 C 中各公式的符号意义与附录 A 和附录 B 相同 C.0. 钢梁预弯阶段此阶段截面几何特性计算按附录 A.0.1 计算, 仅涉及一个计算步骤 计算步骤 1: 预弯钢梁在设计预弯力 P 0 和钢梁自重集度 q s 共同作用下钢梁应处于压平状态若设计弯力 P 0 在两 L/4 点加载, 则由预弯力和钢梁自重引起的跨中截面竖向变形 f 1 可按下列公式计算 : f f (C.0.-1) 1 0 f q L s 11P L 5 o (C.0.-) 384 E I 384 E I s s s s 式中 :f 1 设计预弯力作用下梁的挠度 ; f 0 钢梁设计预拱度 C.0.3 预弯梁反弹阶段此阶段截面几何特性计算按附录 A.0. 计算, 涉及 (1) 等五个计算步骤 计算步骤 : 一期混凝土自重作用一期混凝土自重产生的挠度 f 可按下列公式计算 : f 5M d1 L 48EI s 1 (C.0.3-1) 式中 M d1 为一期混凝土自重引起的跨中弯矩, 其他符号意义同前 计算步骤 3: 卸除预弯力

73 卸除预弯力时, 预弯梁的回弹拱度相当于在预弯梁上作用一对反向预弯力 -P 0, 此时预弯梁的反拱值为 f 3, 可按下列公式计算 : f PL 0 384EI s 1 (C.0.3-) 计算步骤 4: 一期混凝土初期徐变影响 一期混凝土初期徐变产生的上拱度 f 4 可按下列公式计算 : f 4 5M st1 48EI s L s (C.0.3-3) 其中 M st1 按式 (B.0.3-4) 计算 计算步骤 5: 一期混凝土收缩影响 一期混凝土收缩产生的拱度 f 5 可按下列公式计算 : f 5 5M l s1 (C.0.3-4) 48EI s s 其中 M s1 按式 (B.0.3-9) 计算 计算步骤 6(1): 浇筑二期混凝土 在二期混凝土结硬前, 由二期混凝土自重 M d 和模板自重 M m 产生的挠度 f 6 可按下列公式计算 : C.0.4 全截面参与工作阶段 f 5( M M ) l d m 6 (C.0.3-5) 48EI 此阶段时的截面形式及几何性质由附录 A.0.3 给出, 涉及 6() 等五个计算步骤 计算步骤 6(): 拆除二期混凝土模板 二期混凝土结硬后, 形成预弯预应力组合梁 拆除模板, 梁发生回弹, 其回 弹挠度 f 6 可按下列公式计算 : s 1 5M l m f 6 48EI s (C.0.4-1) 将计算步骤 6(1) 和计算步骤 6() 叠加后即得二期混凝土结硬后, 由于 二期混凝土自重所产生的挠度 f 6 :

74 f f f (C.0.4-) 计算步骤 7: 二期恒载作用由二期恒载产生的挠度 f 7 可按下式计算 : f 7 5M l d3 (C.0.4-3) 48EI s 计算步骤 8: 二期混凝土收缩影响 二期混凝土收缩产生的挠度 f 8 可按下式计算 : f 5M s 8 (C.0.4-4) 48EI s l s 其中 M s 按式 (B.0.4-3) 计算 计算步骤 9: 二期混凝土徐变作用由二期混凝土徐变引起的挠度 f 9 可按下列公式计算 : f 9 5M l st 48EI s 1 (C.0.4-5) 其中 M st 按式 (B.0.4-6) 计算 计算步骤 10: 一期混凝土后期徐变作用 ( t t 1 ) 一期混凝土后期徐变引起的截面变形 f 10 可以按照以下公式计算 : f 10 5M l st3 48EI s 3 (C.0.4-6) 其中 M st3 按式 (B ) 计算 C.0.5 成桥状态及活荷载作用阶段在成桥状态, 一期混凝土应处于受压状态 成桥应力状态应为上述 10 步变形计算结果的组合 1 在长期恒载作用下, 预弯预应力组合简支梁桥梁跨中剩余上拱值 f p 可由下式计算 : f p 10 f (C.0.5-1) i1 i 在成桥阶段, 不计混凝土长期收缩 徐变影响的成桥上拱值 f p 可由下式计算 : f p 7 f (C.0.5-) i1 i

75 计算成桥状态上拱值 f p 时, 可根据成桥状态计算的时间要求选取式 (C.0.5-1) 或 (C.0.5-) 进行计算 上拱值的计算结果不宜小于第 条的要求 计算步骤 11: 活荷载作用阶段在正常使用极限状态下, 由汽车静荷载频遇弯矩 M fd 引起的跨中挠度计算方法同 条 预弯预应力组合梁桥跨中挠度需满足 条的要求

76 附录 D 变截面预弯预应力组合梁桥 D.0.1 一般规定 1 变截面预弯预应力组合简支梁可采用钢梁变截面的方式形成 钢梁变截面可以通过上下翼板变厚度 钢腹板变高度或两者兼有的方式实现 当预弯预应力组合梁桥位于道路竖曲线顶部时, 可采用变高度预弯预应力组合梁桥 变高度预弯预应力组合梁可通过钢梁腹板变高度实现 3 变高度钢梁的设计预弯力和预弯阶段的整体稳定性可按有限元方法计算, 预拱度可按 D.0.3 条的近似方法确定 4 变板厚预弯预应力组合梁主要用于较大跨经的简支梁桥或连续梁桥, 可通过将钢梁顶板 底板或腹板变厚度实现 D.0. 变高度预弯预应力组合梁通常采用钢腹板上缘加高的方式形成钢梁, 进而形成变高度预弯预应力组合梁, 其截面高度可按抛物线或圆曲线变化 ( 图 D.0.-1) 变高度梁的截面几何参数可按下述方法确定: 图 D.0.-1 梁高变化示意图 1 截面上缘按照抛物线变化的曲线方程及坐标系可由式 (D.0.-1) 给出, 4 c L y c ( x ) (D.0.-1) L 任意计算截面的梁高 h 可按下式计算 : 4 c L h h c ( x ) L 0 (D.0.-) 式中 : y 截面上缘梁高的增量 ; h 任意截面的梁高 ; x 任意截面到支点的距离 ;

77 L 简支梁计算跨径 ; h 0 支点截面的梁高 ; c 跨中截面与支点截面梁高的差值,c 0. h 0 3 变高度梁的任意计算截面的抗弯惯性矩可由式 (D.0.-3) 确定, I c I( x) x 1 ( m 1)(1 ) L (D.0.-3) 式中 : I c 跨中截面抗弯惯性矩 ; I (x) 任意计算截面抗弯惯性矩 ; m 跨中截面抗弯惯性矩与支点截面抗弯惯性矩之比, m I / I c 0 ; I 0 支点截面抗弯惯性矩 其他符号意义同前 4 变高度预弯预应力组合梁各受力阶段的截面计算惯性矩可借助已知的各 阶段跨中截面惯性矩按式 (D.0.-4) 确定 变高度梁各阶段计算惯性矩可用于相 应阶段的变形计算 I I c arctan m 1 m 1 (D.0.-4) 式中 : I 变高度梁的计算惯性矩 ; I c 变高度梁跨中截面抗弯惯性矩, 与各受力阶段截面几何性质有关 ; m 跨中截面抗弯惯性矩与支点截面抗弯惯性矩之比, m I / I c 0 ; I 0 支点截面抗弯惯性矩 ; D.0.3 变高度钢梁的设计预弯力和设计预拱度可基于计算惯性矩按下述方法计算 1 设计预弯力仍按式 (5..-1) 计算, 其中钢梁自重应力计算时应计入钢腹板高度变化的影响 变高度简支钢梁在两个四分点加载时, 由设计预弯力作用引起的跨中挠度

78 可按式 (D.0.3-1) 计算, 1 f P L m EI (D.0.3-1) 0 0 s c 式中 :P 0 对变高度钢梁施加的设计预弯力 ; m 变截面钢梁跨中截面抗弯惯性矩 I c 与支点截面抗弯惯性矩 I o 之比 ; I c 变截面钢梁跨中截面的惯性矩 ; L 简支梁计算跨径 ; E s 钢梁材料的弹性模量 D.0.4 由附录 A 可计算的梁在各受力阶段的跨中截面和支点截面惯性矩 I s I 1 I I 3 和 I e, 利用式 (D.0.-4) 可确定各受力阶段的截面抗弯惯性矩计算值 再由附录 C 可求出变高度预弯预应力组合梁的跨中变形值 D.0.5 由各阶段的跨中截面抗弯惯性矩 I c 和附录 B 可验算变高度预弯预应力组合简支梁各受力阶段的跨中截面控制点的应力值 D.0.6 变板厚预弯预应力组合梁可用于跨径大于 30m 的情况, 可采用改变钢梁的顶板 底板或腹板厚度的变钢板厚度钢梁制作 构造要点如下 : 1 腹板厚度不得小于 6.3. 条中的规定 ; 钢板厚度变化点宜选在跨中 L/ 梁段向支座方向的 1.5 米范围内 ; 3 由钢板厚度带来的刚度比变化不宜大于 1.5; 4 变板厚钢梁计算图式见图 D.0.6, 其中钢梁跨中梁段的截面抗弯惯性矩为 I m, 端部梁段的截面抗弯刚度为 I n I n P 0 I P 0 m I n 图 D.0.6 变厚度梁的截面刚度变化图 D.0.7 当满足上述要求时, 变板厚钢梁的设计预弯力 P 0 仍可按式 (5..-1) 计算, 其中的钢梁自重应力 σ Z 计算时可考虑钢板厚度变化的影响 D.0.8 当满足比值 I m /I n 小于 1.5 时, 可按截面抗弯惯性矩为 I m 的等截面钢梁计

79 算钢梁的设计预拱度 f 0 该方法同样可用于变板厚预弯预应力组合简支梁各阶段的跨中变形计算 D.0.9 由变板厚钢梁组成的预弯预应力组合简支梁各受力阶段及截面控制点的应力及截面变形仍可按附录 B 和附录 C 中等截面预弯预应力组合简支梁的方法计算

80 本规程用词说明 1 为便于在执行本规程条文时区别对待, 对要求严格程度不同的用词说明如下 : 1) 表示很严格, 非这样做不可的 : 正面词采用 必须, 反面词采用 严禁 ; ) 表示严格, 在正常情况下均应这样做的 : 正面词采用 应, 反面词采用 不应 或 不得 ; 3) 表示允许稍有选择, 在条件许可时首先这样做的 : 正面词采用 宜, 反面词采用 不宜 ; 4) 表示有选择, 在一定条件下可以这样做的, 可采用 可 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为 : 应符合 的规定 或 应按 执行

81 引用标准名录 1 钢结构设计规范 GB 道路工程术语标准 GBJ 14 3 工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ 13 4 钢- 混凝土组合桥梁设计规范 GB 碳素结构钢 GB/T 钢筋混凝土用钢第 1 部分 : 热轧光圆钢筋 GB 钢筋混凝土用钢第 部分 : 带肋钢筋 GB 低合金高强度结构钢 GB/T 非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T 热强钢焊条 GB/T 电弧螺栓焊用圆柱头焊钉 GB/T 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ 13 城市桥梁设计规范 CJJ11 14 公路桥涵涉及通用规范 JTGD60 15 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 16 公路钢结构桥梁设计规范 JTG D64 17 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JTG D 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1 19 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50 0 铁路钢桥制造规范 TB101 1 栓钉焊接技术规程 CECS 6

82 中华人民共和国行业标准 预弯预应力组合梁桥技术规程 条文说明 中国建筑工业出版社 017 北京

83 制订说明 预弯预应力组合梁桥设计规程 CJJ -017, 经住房和城乡建设部 017 年 月 日以 号公告批准 发布 本规程在编制前, 编制组人员曾针对预弯预应力组合梁桥先后开展过预弯预应力组合梁的抗弯 抗剪承载力, 刚度及抗裂性 时效影响等方面的研究 ; 还结合实际工程开展过钢梁加工 制造, 预弯施工技术 施工中钢梁的稳定性以及工装设备方面的研究工作 本规程的主要技术内容包括 :1 规定了预弯预应力组合梁桥的使用条 ; 规定了组合梁的设计方法及控制条件 ;3 规定了组合梁桥的构造要求 ;4 规定了组合梁桥的施工工艺及技术要求 ;5 给出了规程中主要条纹制定的技术背景 本规程的编制过程中, 编制组经广泛调查研究, 认真总结实践经验, 参考有关国际标准和国外先进标准, 并在广泛征求专家意见的基础上编制了本规程 为便于广大工程技术人员 科研单位及高校研究人员正确理解和执行条文规定, 预弯预应力组合梁桥设计规程 编制组按章 节 条顺序编制了本规程的条文说明, 对条文规定的目的 依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明 但是本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力, 仅供使用者作为理解和把握规程的参考

84 目次 1 总则 符号 基本规定 一般规定 结构形式 作用及作用组合 材料 钢材 混凝土 钢筋 施工阶段计算 一般规定 应力计算与限值 钢梁预拱度计算 钢梁的稳定性计算 承载能力极限状态计算 一般规定 截面抗弯承载力计算 截面抗剪承载力计算 正常使用极限状态计算 一般规定 应力计算 成桥拱度及活载变形计算 抗裂性计算 连接件 一般规定 连接件设计 连接件构造要求 连续组合梁桥 一般规定 连续梁设计 连续梁的施工 构造要求 钢梁 一期混凝土 二期混凝土 施工设备 一般规定 防侧倾装置 加载装置 翻转架 施工设备的安全性检查

85 1 施工与验收 一般规定 施加预弯力 一期混凝土施工及释放预弯力 翻转预弯梁 运输 存放和吊装 二期混凝土施工 附录 A 几何参数及计算系数 附录 B 截面应力计算方法 附录 C 变形计算方法 附录 D 变截面预弯预应力组合梁桥

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87 - 1 -

88 1 总则 预弯预应力组合梁桥具有刚度大 承载能力大的技术特点, 适用于中小跨径桥梁 上世纪九十年代开始在我国的城市立交桥及公路桥梁建设中开使推广应用, 取得了较好的经济效益和社会效益 为使该类桥梁的设计 施工规范化, 确保工程建设质量, 在已有理论研究和建设经验的基础上, 编制了该规程 1.0. 预弯预应力组合梁桥的高跨比可达到 1/30 左右, 在城镇道路 公路工程及轨道交通, 尤其是立交桥建设中可有效降低桥梁的结构高度, 减小引桥长度, 降低工程总造价 本规程的制定对这类桥梁的设计 施工具有指导意义 预弯预应力组合梁桥的设计与施工除应符合本规程外, 在作用及其组合, 材料及强度取值, 钢结构加工及施工技术等方面尚应符合国家及行业现行有关规范 标准的规定 - -

89 符号 本规程的基本术语和符号主要依据国家现行行业标准 工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ 13 和 道路工程术语标准 GBJ 14 的规定采用 本章列出了人们较生疏的技术术语 对专用技术术语做出了必要的解释, 并给出了相应的 推荐性的英文术语, 可供引用时参考 本章同时列出了规程中涉及的主要符号, 并解释了各符号的物理意义 - 3 -

90 3 基本规定 3.1 一般规定 由预弯钢梁产生的各截面弯矩应能满足预弯预应力组合梁的各截面可能出现的设计弯矩包络值 由于曲线钢梁在预弯阶段存在弯扭耦合作用, 钢梁的整体稳定性不易控制, 因此预弯预应力组合梁桥不宜用于曲线桥梁 当预弯预应力组合简支梁桥用于斜梁桥时, 梁的混凝土端面应与斜交角度保持一致, 以便于梁端伸缩装置的安装 3. 结构形式 3..1 一期混凝土的预制是指在工厂预弯钢梁后即浇筑混凝土, 并以预弯梁的形式进行运输 ; 一期混凝土的现浇是指钢梁运输到工地现场进行预弯施工并浇筑一期混凝土 二期混凝土的现浇通常是指在桥位上浇筑混凝土, 支架 模板可支承在预弯梁上 从国内目前的应用情况来看, 钢梁顶面或底面常用的连接件形式多为栓钉 为保证钢梁底面的混凝土浇筑质量, 可以考虑采用角钢连接件, 但目前国内各行业规范 标准中尚缺少角钢连接件抗剪承载力的计算方法 其他能保证可靠连接的连接件也可应用于预弯预应力组合梁, 但应通过实验等方式确保其可靠性 3..4 为获得较好的美学效果, 横隔板 ( 梁 ) 与主梁腹板宜采用相同同材质 为便于主梁与横隔板 ( 梁 ) 的联接, 当主梁钢腹板有外包混凝土时, 宜采用钢筋混凝土横隔板 ; 当主梁腹板为裸钢板时, 宜采用钢质横隔板, 但应做好防腐措施 3.3 作用及作用组合 预弯预应力组合梁的钢梁包裹在温度敏感性较差的混凝土内, 其截面上温度梯度的变化规律目前尚缺少相关的实测数据, 建议仍按 JTG D 第 条中混凝土桥梁的相关规定和参数考虑 本节中未提到的作用及作用组合问题, 原则上可按 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 的规定执行 当预弯预应力组合梁桥用于铁路或轨道交通时, 可参考相关规范 标准的规定 - 4 -