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DB51／T 2513-2018 钢管混凝土梁桥技术规程.pdfDB51/T 25132018
P。—单管钢管混凝土构件偏心距折减系数，按本规程第7.2.5条计算； K，——钢管初应力折减系数，按本规程第7.2.6条计算； K——混凝土脱空折减系数，按本规程第7.2.7条取值； 钢管混凝土组合截面面积。
N. =元"E..A. / 2
i=/s / Asc
简支体系的主桁梁由于没有负弯矩区段，下缘钢管混凝土主管不出现受压状况GB／T50218-2014 工程岩体分级标准，无需计入该弯矩增 大折减系数。
M一偏心受压构件轴向力设计值对应的弯矩值；
e /r ≤1.55时: 0. 1+1.85eo/r 0.4 eo/r>1.55时： o/r
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式中：一一桥梁结构的重要性系数或抗震调整系数，按本规程第7.1.3条取值； Na一一轴心受拉构件轴向力设计值； 钢材弹性模量，按本规程第5.1.5条取值； D一主管外径； 钢材的屈服强度，按本规程第5.1.6条取值。 7.3.2钢管混凝土弯拉构件，其弯拉承载力应按式（7.3.2）验算
N.≤0.1125 元D"E (D+8e.)E
式中： 桥梁结构的重要性系数或抗震调整系数，按本规程第7.1.3条取值： 弯拉构件轴向力设计值； E 钢材弹性模量，按本规程第5.1.5条取值： 钢管混凝土组合弹性轴压模量，按本规程第5.4.7条取值； D 主管外径； 弯拉构件的偏心距，按e=M/N计算； M。一弯拉构件轴向力设计值对应的弯矩值； 条文说明 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院近六年三批次的模型试验和实桥测试研究表明，弯拉钢 管混凝土受载全过程，由于钢管的约束和支撑，使钢管与钢管内混凝土在弹性受载范围内的变形总体一 致和协调，钢管内混凝土对提高弯拉构件承载力的贡献显著。 根据钢管混凝土梁桥实桥测试和相关试验数据，分析弯拉钢管混凝土工作的力学行为，提出了弯拉 钢管混凝土约束协调的统一理论，基于可靠度理论、数学物理模型推导了钢管混凝土弯拉构件的承载力 公式。 当受拉钢管混凝土构件管内设置预应力钢筋时，应将预应力钢筋作为构件承载力的一部分。
V,≤Y.A.. s.
V, 式中 桥梁结构的重要性系数或抗震调整系数，按本规程第7.1.3条取值； V 组合截面剪力设计值； 截面抗剪修正系数，当≥0.85时，=0.85；当<0.85时，=1.0 Asc一 钢管混凝土组合截面面积； 一 钢管混凝土组合抗剪强度设计值，按本规程第5.4.8条计算。 7.5.1桁式墩（塔）组合受压构件，其轴心受压承载力应按式（7.5.1）验算。 7.5.1桁式墩（塔）组合受压构件，其轴心受压承载力应按式（7.5.1） 式中：一 桥梁结构的重要性系数或抗震调整系数，按本规程第7.1.3条取值； Na组合受压构件轴向力设计值； 组合受压构件长细比折减系数，按本规程第7.5.3条计算； K。——单肢钢管混凝土脱空折减系数，按本规程第7.2.7条取值； fsc——单管钢管混凝土组合轴心抗压强度设计值，按本规程第5.4.6条计 As。—单管钢管混凝土组合截面面积。 7.5.2桁式墩（塔）组合受压构件，其偏心受压承载力应按式（7.5.2）验算， DB51/T 25132018 DB51/T25132018 yN,≤PZ(K'KaJs.Ase) 入≤1.5时： 0' = 0.6584 入.>1.5时： 22 f,A, + fekA. + AVaf,fek . = E,A, + E.A DB51/T25132018 N= Ns. + Nre M = Ms +Mr. Na≤N yNe≤M 截面受压区矩形应力图高度与实际受压区高度的比值，应按表7.5.6取用： 表7.5.6系数B值 DB51/T 25132018 式中：lo 组合墩（塔）的计算长度； eo 组合墩（塔）轴力对重心轴的偏心距： ho 箱型截面有效高度； h. 箱型截面高度： 51 荷载偏心率对截面曲率的影响系数； 52 构件长细比对截面曲率的影响系数 7.6.1空心主管的节点承载力应按表7.6.1计算。 表7.6.1节点承载力（支管承载力限值） 主管的壁厚 支管的壁厚： DB51/T 25132018 g一两支管间的间隙； D一主管外径。 条文说明 钢管混凝土梁桥桁式结构的代表节点形式主要为K、T形，主管内灌注混凝土。支管与主管的连接 采用相贯焊接。主管的钢管混凝土分期形成，主管内混凝土灌注前后，其节点破坏行为各不相同。主管 内混凝土灌注前，节点破坏为主管冲剪或塑性失效破坏，因此，需要控制支管内力的大小，保证节点的 承载能力安全。 7.6.2钢管混凝土梁桥的桁式主梁、桁式墩（塔）、混合墩（塔）采用钢管桁式横撑时，横撑钢管K、 T形节点应按7.6.1条进行承载能力验算。 .6.3桁式主梁和桁式墩（塔）等结构中，受压支管的径厚比应满足下列要求： 回后主签同业完群日主762能丽书 当径厚比位于中间值时，承载力折减系数可采用插入 文说明 DB51/T 25132018 8.2.1钢管混凝土桁式主梁在车道荷载（不计冲击力） （正负挠度绝对值之和） 应不大于， L 800 8.2.2钢管混凝土桁式主梁的变形应根据线弹性理论的方法计算。 8.2.3钢管混凝土桁式主梁应设置预拱度，计算预拱度值应为恒载累计变形、钢管混凝土徐变挠度和 活载挠度之和，并计入非线性影响，可按公式（8.2.3）计算。 式中：一一桁式主梁设计预拱度值； 桁式主梁计算预拱度值； K，一一预拱度非线性修正系数，取1.20。 条文说明 在钢管混凝土梁桥计算中，钢管混凝土施工过程的弹性模量取为终极值、钢管内混凝土脱空缺陷、 钢管初始应力、钢管混凝土徐变、节点塑性变形、弯曲开裂和不合理的施工加载程序等原因，往往引起 计算预拱度小于实际变形。根据钢管混凝土梁桥设计、施工经验，结合研究成果，本条提出了桁式主梁 预拱度非线性修正系数。 条文说明 钢管混凝土桥梁为轻质高强的轻型结构，纵向或横向较柔，在地震、风荷载和车辆等动荷载作用下， 振动明显。因此，应计算桥梁的动力特性。动力特性包括横向、竖向自振频率和振型，反映了桥梁的总 体刚度。 8.3.2专用钢管混凝土人行桥或设有人行道的钢管混凝土梁桥，宜使结构频率避开人感频率，人感频 9正常使用极限状态计算 9.1.1应根据桥位地形、地质、水文条件和桥梁使用要求，合理选择钢管混凝土梁桥桥型及结构型式。 9.1.2在结构和构件满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，应确保钢管及钢管混凝土对接接头和节 点、钢一混凝土组合连接过渡区等构造满足耐久性要求。墩（塔）及基础周边应满足防冲刷、防滚石等 安全需要。 元整性设计应包强度 b) 加工制造应建立损伤控制的原则： 1 根据静力或疲劳要求选择焊缝形式，焊接应具备可操作性和可检测性； 2) 构造细节设计应满足传力简洁、无死角、易于安装和维护的要求； 3 根据荷载、环境、细节等因素，应进行抗疲劳与抗断裂的损伤分析评估； 4) 根据钢管结构焊接应力、焊接变形的控制目标，确定制造和焊接工艺要求； 5） 以监测和维修钢管结构的损伤为目标，制定桥梁钢管结构的维护要求。 C）加工制造应建立损伤控制的措施： DB51/T 2513—20181)材料及焊接接头韧性和强度应采用等组配或低组配；2)制定焊接接头焊后处理工艺；3)控制焊缝数量和尺寸，禁止焊缝交义；4)制定焊接接头的焊接顺序、间隙控制和预热保温等措施；5)严禁焊接裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，咬边、气孔等缺陷不得超过相关规范要求；6)制定涂装工艺实施技术操作手册。条文说明钢管混凝土梁桥的钢管结构，从材料加工过程到服役期，不可避免地会在内部和表面发生微小损伤缺陷，在一定外部因素（荷载、温度、腐蚀等）作用下，损伤缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹，导致材料和结构力学性能劣化。桥梁钢管结构的完整性和损伤是相对的，损伤程度将会对结构的完整性带来影响，损伤极限则是结构的失效。损伤容限是指钢管结构在规定的使用周期内抵抗由损伤缺陷、裂纹等导致破坏的能力。钢管结构局部损伤及损伤扩展，都可能威胁桥梁安全。桥梁钢管结构的完整性设计由荷载、材料性能、细节构造、制造工艺、安装方法、使用环境及维护方式等多种因素确定，除满足强度、刚度、稳定性要求外，还应对损伤与损伤容限提出要求。钢管结构的损伤和发展，在材料、工艺及服役过程中的表现形式为：①材料损伤是指母材在治炼和轧制过程中的缺陷，如非金属夹杂物，材料偏析，焊接过程会引发冷裂纹、热裂纹、层状撕裂等缺陷；②焊接接头处金属在焊接热循环作用下使热影响区的母材组织发生变化导致强度增高，韧性降低，可能造成母材损伤；③焊接过程的裂纹、夹渣、未熔合、咬边等损伤及短焊缝，常会导致疲劳裂纹，缩短结构寿命；④钢管结构中贯穿板、镶嵌、隔板等细节和焊接顺序、间隙控制、预热不当等容易引起结构几何应力集中或内应力累加，极易引发钢管结构损伤；③钢管结构在腐蚀环境中，应力腐蚀或腐蚀疲劳会加速扩展损伤，疲劳荷载作用使早期损伤很快从无害演变为有害，导致疲劳裂纹扩展，直接威胁结构安全。9.1.4钢管混凝土式主梁的构造应符合下列规定：a)钢管混凝土桁式主梁应由钢管混凝土主管、桥面板和支管组成，支管与主管采用全熔透焊缝连接，支管与桥面板采用带孔板（管）锚固连接b)钢管混凝土桁式主梁形式主要包括三角形及矩形桁式结构，其主梁截面如图9.1.4所示。BB桥面板桥面板支管支管下弦主管下弦主管a）三角形桁式截面b）矩形桁式截面图9.1.4钢管混凝土桁式主梁截面示意图c)4钢管混凝土简支梁桥和连续梁桥的跨径宜小于50m。当跨径大于50m时，宜采用变截面连续刚构的结构形式。d)钢管混凝土等截面简支梁桥或连续梁桥主梁的高跨比，可取1/151/10，应根据桥位净空要求、设计荷载和材料等因素决定。主梁采用变截面的连续刚构桥和主梁采用等截面的斜拉桥、悬索桥，其主梁高度应根据强度、结构总体刚度及加工制造与安装要求等因素决定9.1.5钢管混凝土墩（塔）如图9.1.5所示，主要形式包括桁式墩（塔）、组合墩（塔）和混合墩（塔）。30 DB51/T2513—2018盖粱或主梁盖粱或主梁盖粱或主梁基础3基础基础a）桁式墩（塔）b）组合墩（塔）c）混合墩（塔）图9.1.5钢管混凝土墩（塔）主要结构形式9.1.6钢管混凝土梁桥的墩（塔）构造应符合下列规定：a)钢管混凝土梁桥的桁式墩（塔），其截面形式宜按图9.1.6采用；D=Ha）单管b）双管桁式c）三管桁式d）四管桁式图9.1.6钢管混凝土梁桥桁式墩（塔）截面示意图a)钢管混凝土梁桥的组合墩（塔），应根据组合截面的外形设置钢管混凝土主管桁式结构形式，或采用钢筋混凝土腹板替代桁式墩（塔）支管，形成受力的组合截面：b)钢管混凝土梁桥的混合墩（塔），应根据桁式墩（塔）的截面形式确定组合墩（塔）的外形和钢管混凝土主管桁式结构形式；钢管混凝土梁桥的墩（塔）最大高度宜符合表9.1.6的要求，对异形墩（塔）结构或IV类场地上的结构，最大高度应适当降低；d)钢管混凝土简支梁桥和连续梁桥跨度小于50m、地震烈度相对较低时，宜采用钢管混凝土桁式桥墩；钢管混凝土连续刚构桥跨度大于100m、地震烈度较高时，宜采用钢管混凝土组合桥墩；e)斜拉桥和悬索桥的索塔高度小于100m时，可采用钢管混凝土桁式结构；f)钢管混凝土斜拉桥和悬索桥的索塔，应设置避雷措施。31 DB51/T 25132018 6钢管混凝土梁桥墩（塔）适用的最大高度（m） 9.2桁式主梁、桁式墩（塔）结构 9.2.2钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的构件应符合下列要求： 1 主管壁厚不宜小于支管壁厚； 支管与主管的相贯焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡，不应将支管穿入主管内； 3） 支管端部宜使用相贯线切割机切割，支管壁厚小于6mm时可不开坡口； 4） 主管与支管或两支管之间的夹角θ不宜小于30°，一般应为30°～60°； 5） 桁式结构节间间距一般应为0.5～1.5倍桁高。 9.2.3 钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的节点构造几何参数宜符合以下规定： 1） 支管与主管壁厚比t/T宜为0.30～0.80； 支管与主管直径比d/D宜为0.40～0.70； 主管径厚比D/T宜为24.0～80.0。 9.2.4 钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的斜支管构造应符合下列规定： 式中：M一一偏心距产生的节点偏心弯矩； △N一一节点两侧主管轴力之差； 斜支管轴线交点与主管轴线的偏心距。 3）钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的K形节点支管间的间隙g应不小于80mn DB51/T 2513—2018图9.2.4管节点构造参数9.2.5钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的直支管构造应符合下列规定：a)支管中心距离不宜大于主管中心距的4倍：单根支管面积不宜小于单根主管面积的1/4；c)支管的长细比不宜大于单根主管长细比的1/2。9.2.6钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）K、T形节点的抗疲劳构造参数应符合以下规定：a)主管与支管同时应满足d/D≥0.4、t/T≤0.7、D/T≤50的要求；b)支管长度与支管直径之比应不大于40；c)支管与主管间相贯焊接节点，不应采用加劲肋板或插入式节点板的连接形式；d)相贯焊接的K形节点，其相贯焊缝与纵、环焊缝不得相交；e)支管相贯线和坡口应采用相贯线切割机切割完成，焊接接头跟部间隙应控制在6mm以内；f)相贯焊缝应采用全熔透焊缝形式，相贯焊缝趾部和过渡区应进行修磨。9.2.7钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的钢管对接接头应符合以下规定：a)钢管对接接头应采用全熔透焊缝；b)钢管对接接头的外径应相同、钢管壁厚差不宜超过6mm；c)钢管对接接头不应选择十字形焊接接头；d)主管直焊缝和环焊缝宜选择全自动焊接成形。9.2.8钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）主管与支管相贯线焊缝的趾部区和过渡区应修磨圆顺，修磨深度宜为0.0~0.3mm。9.2.9钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的横向连接撑可采用钢管桁式结构体系，其型式可采用单管、双管桁式、三角形桁式、四边形式和K形桁式等。9.2.10钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的横向连接撑与主管的连接接头可以采用螺栓连接、焊接连接或栓焊连接，焊接接头设计应遵循焊缝少、焊接操作性强的原则。9.2.11当钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）的横向连接撑刚度不能满足结构横向整体要求时，可增加横撑主管壁厚、灌注横撑主管内混凝土或增加横撑数量。9.3组合墩（塔）、混合墩（塔）结构9.3.1组合墩（塔）与混合墩（塔）的截面应符合下列要求：a组合墩（塔）及混合墩（塔）的组合结构部分，应采用钢管混凝土主管作为主要受力体系；b)组合墩（塔）及混合墩（塔）的组合结构部分，其截面承载力应由钢管混凝土主管和外包钢筋混凝土共同承担：33 DB51/T 25132018c钢管混凝土主管与组合截面面积之比应不小于8%；d）钢管混凝土主管与组合截面承载力之比应不小于20%。条文说明钢管混凝土主管截面与组合截面面积之比和承载力之比应选取墩（塔）钢管混凝土主管含钢率最低的节段。9.3.2主管外包混凝土的构造宜符合图9.3.2的构造示意要求：钢管混凝土主管环形箍筋抱箍钢筋墩身纵向钢筋图9.3.2主管外包混凝土的构造示意图9.3.3腹板与主管连接构造宜符合图9.3.3的构造示意要求：钢管混凝土主管定位钢板贴脚焊连接钢筋腹板纵向钢筋图9.3.3月腹板与主管连接构造示意图9.3.4组合墩（塔）水平隔板的构造宜符合图9.3.4的构造示意要求：墩身纵向钢筋隔板水平钢筋网片钢筋混凝土腹板钢管混凝土主管人洞34 DB51/T 25132018a）平面外包钢管混凝土主管墩身纵向钢筋隔板水平钢筋网片钢筋混凝土腹板人洞b）立面图9.3.4组合墩（塔）水平隔板的构造示意图9.3.5组合墩（塔）的钢管混凝土主管宜在水平隔板处设置环向预应力束，预应力束应符合图9.3.5的构造示意要求：纵向束张拉端横桥向塑料波纹管横向束锚固端预埋钢管预埋钢管型钢骨架钢管立柱塑料波纹管型钢骨架图9.3.5组合墩（塔）水平隔板环向预应力束构造示意图9.3.6组合墩（塔）与混合墩（塔）过渡连接构造宜符合图9.3.6的构造示意要求：直支管墩（塔）柱主管服务平台图9.3.6组合墩（塔）与混合墩（塔）过渡连接构造示意图9.3.7受压组合墩（塔）主管内混凝土强度等级宜大于C60，主管外包混凝土强度等级不宜大于C40。9.4钢一混过渡接头35 DB51/T251320189.4.1钢管混凝土墩柱与混凝土盖梁及主梁连接时，伸入盖梁及主梁长度应大于1.5倍立柱主管外径，且不小于1.0m；可采用开孔钢板和预埋锚筋等形式的钢一混凝土构造连接，其构造宜符合图9.4.1的构造示意要求；桥墩主管与连续刚构主梁连接时，宜设置主管间约束的环向预应力钢束。锚筋顶板穿孔钢筋肋板肋板开孔底板管壁开孔盖粱底面墩柱主管图9.4.1墩的主管与盖梁或主梁连接示意图条文说明桥墩主管与连续刚构主梁连接时，宜设置主管间约束的环向预应力钢束，加强桥墩主管与主梁的锚固连接性能。9.4.2钢管混凝土桁式墩与钢管混凝土桁式主梁的连接构造宜符合图9.4.2的构造示意要求：下弦主管下弦主管加劲助板加劲助板加劲助板加劲助板底座钢板底座钢板加动助板加劲肋板墩柱主管墩柱主管a）墩、梁固结构造示意图下弦主管下弦主管加动肋板加劲肋板加劲助板加劲助板底座钢板底座钢板支座支座墩顶盖板墩顶盖板加动助板加劲肋板墩柱主管墩柱主管b）墩、梁支撑构造示意图图9.4.2桁式墩、桁式主梁连接构造示意图36 DB51/T2513—20189.4.3钢管混凝土墩（塔）的主管与基础的连接宜采用埋入式，其埋入深度应大于2倍主管外径，且不小于1.5m；在预埋段应设置分布环向钢筋、焊钉或开孔钢板等锚固构造。承压板直径（或边长）宜为1.5～2.0倍墩（塔）主管外径，厚度不宜小于25mm，承压板下应设置不少于三层钢筋网片，其构造宜符合图9.4.3的构造示意要求。墩（塔）柱主管直径D基础顶面管壁开孔底板开孔穿孔铜髓顶板00Z助板开孔穿孔钢脑底板承压板钢筋网锚筋1.5~2.0D图9.4.3墩（塔）主管与基础连接构造示意9.5防排水构造9.5.1防排水构造应在主体结构设计时综合设计，局部构造细节不得影响结构的可维护性和耐久性，并应符合环保相关规范要求。9.5.2主体结构上易于积水处应设置相应的泄水孔，其孔径应不小于80mm。9.5.3当桥面排水采用直排式时，出口排水不得腐蚀和污染钢结构；当采用汇集式时，泄水管孔径及数量应根据桥面汇水面积确定，排水口应设置于主体结构之外。汇集式的集水管与主体结构的连接，应适应桥面板（梁）、桁式墩（塔）的变形需要。跨越桥梁伸缩缝的集水管应设置伸缩装置。9.6检修养护设施9.6.1桁式主梁、桁式墩（塔）、组合墩（塔）和混合墩（塔）等主体结构，应设置检修通道。9.6.2检修通道应设置在桁式主梁、桁式墩（塔）、组合墩（塔）和混合墩（塔）的主管、横撑、组合构件及节点和接头处。9.6.3检修通道钢构件与主体结构的主管构件焊接时，其焊接工艺和质量控制应与主体结构的要求相同。9.6.4i设计时应根据构造特点，提出桥梁检查、养护、维修的技术要求。信息服务平10制造、安装与防腐10.1一般规定10.1.1钢结构制造、涂装应选用专业技术工人，并具有相应的资格等级。10.1.2钢结构制造、涂装操作人员，应根据相关规定进行现场考试，合格后佩戴上岗证作业。10.1.3钢结构制造、涂装应开展专项工艺试验和评定，应编制钢结构制造、涂装工艺作业技术指导书。10.1.4钢结构制造、涂装应建立首件验收和评定制度，验收合格后再全面开展钢结构制造、涂装作业。10.1.5钢结构制造、涂装时，应加强过程工艺、质量标准和作业流程的监理、检查和督促工作。10.1.6钢管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）、组合墩（塔）、混合墩（塔）的钢管混凝土主管安装工艺方案的制定，应充分利用有钢管结构的强度、刚度和稳定性，安装过程中应开展专项安全措施设计。37 DB51/T2513—2018图10.2.5全熔透焊缝坡口形式10.2.6钢管对接接头应采用全熔透焊缝，管端坡口可采用图10.2.6的形式。内衬板内衬板 40mm7:140mm图10.2.6钢管对接坡口形式10.2.7钢管混凝土桁式结构的主管采用直缝焊接管时，对环焊缝、纵焊缝和节点的相贯焊缝，应按图10.2.7所示的要求避免焊缝交叉或焊缝过于集中。焊缝焊缝主管b>80mmb>80mm主管e DB51/T 25132018 DL／T 1828-2018 火电厂烟气脱硝再生催化剂附录A （规范性附录） 钢管混凝土徐变系数 DB51/T 25132018 当约束效应系数标准值三~1.0时，二者的纵向承载力的增大值和下降值接近相等，就出现水平塑性 阶段； 当约束效应系数标准值<1.0时，上述纵向承载力的增大值小于下降值，就出现下降段； 随后曲线趋于平缓。钢管混凝土在应变s时基本都达到了极限状态，即钢材应力达到了屈服状态。 DB51/T 25132018 Nse + Ms. Ose =0%+0m Asc Wse Osc sc Es. Es. 钢管混凝土构件钢管和混凝土的应力： 钢管应力： O,=Osen,+0o 混凝土应力：0。=(osc 2T o%)n,~0sen. D DB51/T 25132018 式中：0sc 为钢管混凝土组合截面的应力； Nse 钢管混凝土组合截面形成后构件中所增加的轴力设计值，即扣除计算初应力。的内力； Msc 钢管混凝土组合截面形成后构件中所增加的弯矩设计值GB／T50081-2019 混凝土物理力学性能试验方法标准及条文说明，即扣除计算初应力。的内力； Ws. 钢管混凝土组合截面外缘的抵抗矩； 8sc 钢管混凝土组合截面的轴向线应变； ns 钢与钢管混凝土组合材料弹性模量比值n=E。/Esc； n. 混凝土与钢管混凝土组合材料弹性模量比值n.=E./E