DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范.pdf

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DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范.pdf简介:

"DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范"是一份由中国湖北省地方标准(DB)发布的工程设计标准。这份规范主要针对公路工程中波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的设计,它是桥梁设计的重要参考依据,用于指导此类桥梁的结构设计、施工过程和质量控制。

波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥是一种常见的桥梁结构形式,它采用预应力技术,结合波形钢腹板的特殊结构,能够提高桥梁的承载能力、稳定性和耐久性。该规范详细规定了设计原则、计算方法、结构选型、施工工艺、安全要求以及检测评估等内容,确保了桥梁设计的合理性和安全性。

具体来说,它可能涵盖了设计参数的选取、荷载计算、配筋设计、施工过程中的质量控制措施、抗震性能分析、桥梁的维护与管理等方面的规定。该规范的适用范围一般为公路桥梁建设,特别是对于那些跨径较大、荷载较大或者处于复杂环境条件下的桥梁。

由于这是一份技术性很强的文件,非专业人员可能难以直接阅读和理解,因此,如果你需要对具体的桥梁设计进行操作或研究,建议寻求相关专业人员的帮助或参考更详细的设计手册。

DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范.pdf部分内容预览:

10.1.1横向计算包括横隔梁、桥面板、底板及波形钢腹板与顶底板连接的横向抗弯计算 10.1.2波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥中的端横梁一般为预应力混凝土构件,其横向分析可按预应力 混凝土梁结构的分析方法进行计算。 10.1.3根据不同要求,波形钢腹板预应力混凝土箱梁的横向分析可采用平面框架或者三维有限元 莫型。桥面板跨径超过6m及单箱多室截面的横向分析应采用三维有限元进行分析。 10.1.4用平面框架进行分析时,可将横截面简化成由顶底板与腹板组成的箱梁框架计算进行 受力计算,钢腹板与顶底板结合部做刚接处理,将钢腹板的重心间距视为腹板间距。 10.1.5平面框架分析中,波形钢腹板的等效单位长度横向抗弯刚度D可按式(9)计算:

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CECA∕GC 3-2007 建设项目工程结算编审规程.2桥面板纵向抗剪计算

10. 2. 1 构造要求

A f., / L, > 0.8

凝土翼板纵向受剪控制

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混凝土板顶部单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积总和(mm*/m); 分别为混凝土板底部、承托底部单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积总和(mm²/m)。 梁承托及混凝土板纵向受剪承载力应按式(11)的规定计算:

Vid ≤ ViRd

Via一—作用(或荷载)引起的单位长度内纵向抗剪界面上的纵向剪力; VIRd一 ,单位长度内纵向抗剪承载力,按照第10.2.5条的规定计算确定。 10.2.5单位长度内纵向界面抗剪承载力设计值按式(12)及(13)计算,取两者的较小值:

Vira =0.7b fia +0.8A.f ViRd = 0.25b, fd

表11单位长度内在垂直于主梁方向上的钢筋截

11.1.1波形钢腹板的验算应包括剪应力验算、屈曲稳定性验算、钢腹板之间的连接验算。因扭转产生 的剪应力,应叠加计入剪应力的计算中。 11.1.2因波形钢腹板承受的纵桥向轴力很小,在波形钢腹板之间的连接验算中可以忽略轴向力的作用。 1.1.3在面内剪切荷载的作用下,波形钢板的屈曲模式主要有局部屈曲、整体屈曲以及合成屈曲三种 (图18)。

11.1.4波形钢腹板的验算可按图19所示顺序进行。

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图19波形钢腹板剪切力验算顺序

1波形钢腹板的剪应力主要包括弯曲剪应力和自由扭转剪应力,波形钢腹板的剪应力应符合 的规定:

+....................(14)

a 弯曲剪应力(MPa) T.—自由扭转剪应力(MPa); f、一一钢板抗剪强度设计值(MPa) 11.2.2波形钢腹板的弯曲剪应力按式(15)进行计算:

式中: 竖向剪力设计值(N); t:—同一断面中第i个波形钢腹板厚度(mm); hw 一波形钢腹板高度(mm)。 1.2.3波形钢腹板的自由扭转剪应力按式(16)进行计算: T T=2 2Amtw(1+α) 式中: T一组合箱梁所受的扭矩设计值(N·mm); 箱梁截面面积,详见9.2.6条规定(mm²);

网腹板弹性局部屈曲临界应力可按式(17)进行

式中: Terl 弹性局部屈曲临界应力(MPa); 剪切屈曲系数,k=4.0+5.34(h/a.)²; aw 波形钢腹板直板段长度(mm); E 一 钢材的弹性模量(MPa); U 钢材的泊松比; hw 一波形钢腹板高度(mm); tw 波形钢腹板厚度(mm)。 局部屈曲临界应力应满足式(18)的要求:

2 钢材的剪切屈服应力

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1.3.2为防正波形钢腹板的局部屈服强度破环先于剪切强度破环,波形钢腹板的波幅宽度应符合式 (19)规定:

一波形钢腹板局部屈曲系数,按表12采用。

表12波形钢腹板局部屈曲系数表

风腹板弹性整体屈曲临界应力可按式(20)进行

hatw 1,=(8*+) 6n

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Ter.g 弹性整体屈曲临界应力(MPa); β 波形钢腹板整体嵌固系数(可偏安全按简支取值:β=1.0); Ix 一单位长度绕波形钢腹板顺桥向中性轴的惯性矩(mm*); 一波形钢腹板波高与钢板板厚比,=dw/tw; n 形状系数,n=(aw+bw)/(aw+cw); Iy 一一单位长度对波形钢腹板高度方向的惯性矩(mm*); 一钢材的泊松比。 整体屈曲临界应力应满足式(23)的要求:

Ter.g ≥ t, / 0.36

2在波形钢腹板横向波幅宽度与斜方向波幅宽度相等的情况下,为防止波形钢腹板发生整体屈 破坏先于剪切强度破坏,波形钢腹板的波高应符合式(24)的规定:

皮形钢腹板整体屈曲系数,按表13采用

表13波形钢腹板整体屈曲系数表

11. 5 合成属曲验算

波形钢腹板的合成屈曲临界应力可按式(25)进行计算:

Ter—合成屈曲临界应力。 合成屈曲应满足式(26)的要求: Ter ≥ t, / 0.4 式中: T—钢材的剪切屈服应力。 11.6波形钢腹板之间的连接计算 11.6.1高强度螺栓的抗剪承载力设计值应按式(27)计算:

.6波形钢腹板之间的连

11.6.1高强度螺栓的抗剪承载力设计值应按式(27)计算:

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11.7波形钢腹板与翼缘板的焊接计算

11.7.1在承载能力极限状态下应对焊接连接纵桥向和横桥向的合成应力进行验算。波形钢腹 板的贴角焊可按图20进行以下等效

11.7.2纵桥向的验算

11.7.2纵桥向的验算

式中: N —由水平剪力产生的剪应力(MPa); Qd —水平剪力设计值,按式(37)计算(N); hf 角焊缝的焊脚尺寸(mm); Zw 焊缝的计算长度之和(mm); f 角焊缝的强度设计值(MPa)。

11.7.3横桥向的验

式中: OM 由横向弯矩产生的正应力(MPa); M. 横向抗弯承载力设计值(N·mm) Zw 一 焊缝长度之和(mm); 角焊缝的焊脚尺寸(mm); 11.7.4合成应力验算

图20贴角焊计算等效图

Q 0.7hl ≤f

11.7.4合成应力验算

11.8内衬混凝土的验算

1在荷载作用下,验算内衬混凝主受力及配筋时, 内衬混凝土承担的剪力值按其与波形钢腹板 抗剪刚度进行分配。 1.1内衬混凝土承担的剪力可按式(33)进行计算

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G.·A G. A. +G.A .Va

式中: G 内衬混凝土的剪变模量; A 内衬混凝土的平均断面面积; 波形钢腹板的剪变模量; 波形钢腹板的有效断面面积,可根据式7计算; 竖向剪力设计值。 11.8.1.2内衬混凝土主拉应力可按式(34)及式(35)进行计算

12.1.1根据连接件的使用情况,应对连接件的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算 12.1.2连接件在承受纵桥向水平剪力作用下,应符合式(36)的规定:

Q. /0, ≥1.0

Qu连接件水平抗剪承载力设计值; Q——连接件与混凝土顶底板连接处由作用效应产生的水平剪力设计值。 波形钢腹板与混凝土顶底板之间的纵向水平剪力由连接件承受,纵向水平剪力按式(37)计算:

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Qa = V ×S1

式中: Q纵桥向连接处的水平剪力设计值; Vd截面的竖向剪力设计值(含预应力垂直分力); S一一混凝土顶底板绕截面中性轴的面积矩; I一一混凝土顶底板绕截面中性轴的惯性矩。 12.1.3嵌入型连接件的抗剪承载力由12.1.8条的抗剪齿键承载力和12.1.9条的混凝土连接销承载力叠 加而成,并满足12.1.10条及12.1.11条的要求。 12.1.4单开孔板连接件的抗剪承载力由12.1.9条进行计算,并满足12.1.10条及12.1.11条的要求。 12.1.5焊钉连接件的抗剪承载力由12.1.12条进行计算。 12.1.6单开孔板+焊钉连接件的抗剪承载力取式(43)和式(46)中较大值,并满足12.1.10条及12.1.11 条的要求。 12.1.7双开孔板连接件在肋间距与肋高比在1.5以上时,两个开孔板键的承载力可按单个开孔钢板键 承载力的2倍进行计算 12.1.8嵌入型连接件混凝土齿键抗剪承载力按式(38)进行计算(图21):

Q. = f.A, + μfA2

Q.= f.A +μf.A.

Qu 混凝土齿键抗剪承载力设计值(N); 混凝土轴心抗压强度设计值(MPa); A 一 斜折板的投影面积,A=埋入深度x波高(若A<5A,A=b。h)(mm²) A 一 钢腹板有效抗剪面积(mm²); 从 取1.0; fsd 钢筋(或板带)的强度设计值(MPa); A 接合钢筋(或板带)的截面面积(mm)

12.1.9有贯穿钢筋的单个混凝土连接销的抗剪承载力可按式(39)进行计算:

图21嵌入型抗剪连接件

12.1.11无贯穿钢筋的混凝土销的直径应满足式(41)的要求: d, ≥ Q, / (Dx 7.5 f.

式中: As 焊钉杆的横截面面积(mm²) E。 一混凝土的弹性模量(MPa); 一焊钉抗拉强度设计值(MPa); ? 焊钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比ISO 12944-1-1998 中文版 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 第1部分 总则,一般可取1.67; fa 混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)

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图22开孔钢板连接件尺寸示意图

GB∕T 23450-2009 建筑隔墙用保温条板d, ≥Qa /(Dx7.5 fd

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2.1.13正常使用极限状态下,翼缘型连接件的翼缘板与混凝土面间相对滑移不宜大于0.2mm 焊钉连接件可按式(43)进行验算:

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