DB41 河 南 省 地 方 标 准 DB41/T 643—2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥 设 计 规 范 报批稿 2010 - 10 - 18 发布 河南省质量技术监督局 2010 - 12 - 18 实施 发 布 DB41/T 643—2010 前 言 为使公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理和 有利环保的要求，制定本标准。 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由河南省交通运输厅提出并归口。 本标准由河南省交通规划勘察设计院有限责任公司负责起草。 本标准主要起草人：徐强、常兴文、王丽、汤意、吴继峰、万水、李宏瑾。 本标准参与起草人：周艳丽、韩文涛、吴萍、金继伟、魏平、王超、孙金、张兴建、柴玉卿、李峰伟。 I DB41/T 643—2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范 1 范围 本标准规定了波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的材料、构造、计算、养护检修等内容。 本标准适用于新建公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的设计。 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/T 700-2006 碳素结构钢 GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T 1229 钢结构用高强度大六角头螺母 GB/T 1230-2006 钢结构用高强度垫圈 GB/T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢 GB/T 5224-2003 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 10433-2002 电弧螺柱焊用圆柱头焊钉 GB/T 18365-2001 斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件 GB 50017-2003 钢结构设计规范 GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范 JG 161-2004 无粘结预应力钢绞线 JGJ 81-2002 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ 92-2004 无粘结预应力混凝土结构技术规程 JTG B01-2003 公路工程技术标准 JTG/T B02-01-2008 公路桥梁抗震设计细则 JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范 JTG/T D60-01-2004 公路桥梁抗风设计规范 JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG/T D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T D64-01 JTG F80/1-2004 钢-混凝土组合桥梁设计与施工细则 公路工程质量检验评定标准 JTJ 041-2000 公路桥涵施工技术规范 JT/T 722-2008 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 1 DB41/T 643—2010 JT/T 784-2010 组合结构桥梁用波形钢腹板 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥 由混凝土顶底板与波形钢腹板通过抗剪连接件组合而成能整体受力的箱梁桥。 3.2 波形钢板 被加工成波折或波纹形状构造的钢板。 3.3 波高 波形钢腹板波峰与波谷之间的距离。 3.4 波长 波形钢腹板中相邻的峰与峰、谷与谷之间的距离。 3.5 连接件 波形钢腹板与混凝土连接部位的构造。 3.6 混凝土销 连接件中，钢板开孔中的混凝土及穿过开孔的钢筋。 3.7 贯穿钢筋 混凝土销中穿过销孔中的钢筋。 3.8 内衬混凝土 在波形钢腹板预应力混凝土箱梁端部一定范围内，波形钢腹板内侧浇筑的混凝土。 4 符号 下列符号适用于本文件。 4.1 材料性能有关符号 f fv fy 2 —— 钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； —— 钢材的抗剪强度设计值； —— 钢材的屈服强度； DB41/T 643—2010 τ y —— f ck —— f cd —— f tk —— f td —— fsk —— fsd —— 钢材的剪切屈服应力； 混凝土轴心抗压强度标准值； 混凝土轴心抗压强度设计值； 混凝土轴心抗拉强度标准值； 混凝土轴心抗拉强度设计值； 普通钢筋抗拉强度标准值； 普通钢筋抗拉强度设计值； f pk —— 预应力钢筋抗拉强度标准值； f pd —— 预应力钢筋抗拉强度设计值； f py —— 预应力钢筋抗拉屈服强度； f sd' —— 普通钢筋抗压强度设计值； f pd' —— 预应力钢筋抗压强度设计值； f f w —— 角焊缝的强度设计值； f ce —— 端面承压强度设计值； E —— 钢材的弹性模量； Ec —— 混凝土的弹性模量； Es —— 普通钢筋的弹性模量； Ep —— 预应力钢筋的弹性模量； Gc —— 混凝土的剪变模量； G —— 钢材的剪变模量。 4.2 作用和作用效应有关符号 M d —— 纵向弯矩设计值； M u —— 横向抗弯承载力设计值； Vd —— 竖向剪力设计值； Vp —— 预应力的竖向分力； Qd T P Su —— 水平剪力设计值； —— 扭矩设计值； —— 高强螺栓的预拉力； —— 抗拉拔承载力； b v N —— 螺栓的抗剪承载力设计值； σ pe —— σ pu —— τ a —— τ t —— τ cr,l —— τ cr,g —— τ cr —— 体外预应力钢筋的有效预应力； 体外预应力钢筋的极限应力设计值； 波形钢腹板的弯曲剪应力； 波形钢腹板的自由扭转剪应力； 局部屈曲临界应力； 整体屈曲临界应力； 合成屈曲临界应力。 3 DB41/T 643—2010 4.3 几何参数有关符号 —— 箱梁高度； h l λw —— 波形钢腹板波长； h w —— 波形钢腹板高度； h f —— 角焊缝的焊脚尺寸； a w —— 波形钢腹板直板段长度； b w —— 波形钢腹板斜板段投影长度； c w —— 波形钢腹板斜板段长度； d w —— 波形钢腹板波高； tw —— 波形钢腹板厚度； R —— 波形钢腹板弯折半径； lw —— 焊缝的计算长度； Ix —— 单位长度波形钢腹板桥轴向中性轴的惯性矩； Iy —— 单位长度波形钢腹板高度方向的惯性矩； J t —— 抗扭惯性矩。 4.4 计算系数及其它有关符号 β βi η —— 波形钢腹板整体嵌固系数； —— 波形钢腹板剪切分担率； —— 形状系数； δ —— 波形钢腹板波高与钢板板厚比； υc —— 混凝土的泊松比； ns —— 钢材与混凝土的剪变模量比； n —— 螺栓个数； k —— 剪切屈曲系数； kv —— 剪切修正系数； kl kg nf µ —— 波形钢腹板局部屈曲系数； —— 波形钢腹板整体屈曲系数； —— 传力摩擦面数； —— 摩擦面的抗滑移系数。 5 总则 5.1 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。 本标准采用的设计基准期为 100 年。 5.2 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥应按以下两类极限状态进行设计： a）承载能力极限状态：包括构件和连接件的强度破坏、疲劳破坏，波形钢腹板丧失稳定及结构倾覆； b）正常使用极限状态：包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部破坏。 4 DB41/T 643—2010 5.3 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥应考虑以下设计状况及其相应的极限状态设计： a）持久状况：桥梁建成后承受结构自重、车辆荷载等持续时间长的状况。该状况波形钢腹板预应 力混凝土箱梁桥应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计； b）短暂状况：波形钢腹板在制作、运送和桥梁架设过程中承受临时荷载的状况。该状况结构、构 件应进行承载能力极限状态设计，必要时进行正常使用极限状态设计； c）偶然状况：桥梁在使用过程中偶然出现的状况。该状况只需要进行承载能力极限状态设计。 5.4 在公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计与建设中，应重视施工过程控制和运营过程中的养护。 5.5 除常规梁式桥外，为了把握波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的其它特性，在进行结构分析、设计、 施工之前，宜进行必要的试验和研究，以确定相关设计模式和施工工艺。 5.6 按本标准进行设计时，材料和工程质量应符合 JTG F80/1-2004、JTJ 041-2000 的要求。 5.7 波形钢腹板的加工、制造及运输应符合 JT/T 784-2010 的规定。 5.8 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计时，除应符合本标准外，尚应符合现行有关国家标准及行业标 准的规定。 6 材料 6.1 混凝土 6.1.1 波形钢腹板预应力混凝土箱梁的混凝土强度等级不应低于 C40。 6.1.2 混凝土轴心抗压强度标准值f ck 和轴心抗拉强度标准值f tk 应按表 1 采用。 表 1 混凝土强度标准值 单位为 MPa 强度等级 强度种类 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 f ck 26.8 29.6 32.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 f tk 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.93 3.00 3.05 3.10 6.1.3 混凝土轴心抗压强度设计值f cd 和轴心抗拉强度设计值f td 应按表 2 采用。 表 2 混凝土强度设计值 单位为 MPa 强度等级 强度种类 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 f cd 18.4 20.5 22.4 24.4 26.5 28.5 30.5 32.4 34.6 f td 1.65 1.74 1.83 1.89 1.96 2.02 2.07 2.10 2.14 6.1.4 混凝土受压或受拉时弹性模量E c 应按表 3 采用。 单位为×104MPa 表 3 混凝土弹性模量 强度等级 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 Ec 3.25 3.35 3.45 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 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~C80 的E c 值应乘以折减系数 0.95。 5 DB41/T 643—2010 6.1.5 混凝土的剪变模量G c 可按表 3 数值的 0.4 倍采用，混凝土的泊松比v c 可采用 0.2。 6.2 钢筋 6.