钢管凝土拱桥设计规范(10)

土的收缩，保证管内混凝土的密实，应要求管内混凝土具有低收缩性；管内混凝土的封闭环境，不利于水化热的散发，因此要求低水化热；为了使管内混凝土浇注能够一次完成，要求混凝土具有缓凝的特点；早强是让混凝土尽早形成强度和参与受力，以加快施工速度，缩短落裸拱状态时间。

要使管内混凝土既有良好的工作性能，又有较好的使用性能，需要填加适量的外掺剂，常用的外掺剂为减水剂。

3.1.5钢管混凝土拱桥的设计，一般是钢管的应力控制；如果采用极限状态法进行验算，钢管对混凝土有套箍作用，混凝土的强度也不必要求太高。我国已建成的钢管混凝土拱桥，钢管内混凝土一般都在C60及以下。因此，本规范的钢管内混凝土强度和弹性摸量表3.1.5只列出了标号为C30—C60的混凝土。

3.1.4、3.1.5、3.1.6都是参照《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）编写。

3.2 钢材

3.2.1 为了满足悍接性能和承受动力荷载的需要，要求钢管和其它承重结构钢材采用B级及或B级以上的钢材。

3.2.2 当管径较大时，卷制焊接管无论是质量还是经济性方面均优于无缝管，所以优先选用。

3.2.3 本条明确焊缝质量等级为“建筑钢结构规范的一级焊缝标准”。建筑钢结构规范《钢结构设计规范》（GB50017—2003）和《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205—2001）规定的一、二级焊缝，对应于《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》（GB11345）和《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）的2、3级质量等级。

3.2.4 由于目前组合材料强度的研究成果，其钢材分类都是基于《钢结构设计规范》（GBJ17-88），将钢材分为三组，所以，本规范的钢材也分为三组，而没有按新版《钢结构设计规范》（GB 50017-2003），将钢材分为四组。

3.3 钢管混凝土

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3.3.1 《钢-混凝土组合结构设计规程》（DL/T 5085-1999）的钢管混凝土组合轴压强度设计值计算公式为：fsc?(1.212?B?0?C?02)fc，并给出了相应的表格；《钢管混凝土构件实用设计方法》（福州大学科研报告，2002）的钢管混凝土组合轴压强度设计值的计算公式为：fsc?(1.14?1.02?0)fc，经过比较分析，后者的计算更简单，计算结果偏安全。2003年11月1日开始实施的福建省工程建设地方标准《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13-51-2003，J10279-2003）也采用了后一个计算公式，因此，本规范也采用这一比较简单而安全的公式。

一般建筑结构的可靠度指标小于桥梁，本规范是通过采用桥梁规范的混凝土设计强度fc来调整的。因为同一强度等级的混凝土，桥梁规范采用的设计强度fc比建筑结构规范的设计强度fc低。

3.3.2 根据试验结果分析，在长期荷载作用下，钢管内混凝土产生徐变，引起钢管和混凝土的应力重分布，二者的模量发生变化，使构件的稳定承载力降低，其下降幅度与长期荷载大小、占全部荷载的比例及构件的长细比有关（对长柱和极短柱没有影响）。对偏压构件，只在小偏心率er?0.3，且50???120时，才考虑混凝土徐变的影响；当er?0.3时，以及er?0.3，但??50及??120时，都可以不考虑混凝土徐变的影响。（详见钟善桐《钢管混凝土结构》（修订版）（1994）149－160页）。 3.3.3 由于钢管混凝土拱桥一般都是用于大跨径，因此钢管的初应力一般都比较大。根据最新的研究成果《钢管初应力对钢管混凝土压弯构件承载能力的影响研究》（土木工程学报2003年4月，p9-18），在工程常用参数范围内，钢管初应力的存在，可使钢管混凝土构件的极限承载能力最多降低20%左右。因此，应该计入钢管初应力对钢管混凝土构件的极限承载能力的影响。

本条是参照福建省工程建设地方标准《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13-51-2003，J10279-2003）第6.0.2条编写的。

3.3.4 根据钢材和混凝土的本构关系，采用数值计算方法得到构件受纯剪作用时的组合剪应力－剪应变全过程曲线，以截面边缘最大剪应变为3500??时对应的剪应力为

vyv组合剪切强度标准值fsc,引入材料分项系数后，即为设计值fsc（详见钟善桐《钢管

混凝土结构》（修订版）（1994）254－255页）。本规范的适用对象是钢管混凝土拱桥，故组合轴压强度设计值fsc取自本规范的3.3.1条。

3.3.5 根据钢管混凝土轴压构件的组合应力－应变关系，可以得出组合轴压弹性模量

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pEsc?fscp?scf??，比例极限fscp??0.192yk?0.488?fscyk，比例极限应变

235??p?sc?0.67fyk（修订版）（1994）106页）。 Es（详见钟善桐《钢管混凝土结构》

表3.3.5详见《钢—混凝土组合结构设计规程》（DL/T5085 1999）表6.2.8。 3.3.6钢管混凝土拱桥一般为超静定拱，内力计算时，抗弯刚度越大，弯矩越大。因此，在内力计算时，组合抗弯刚度按钢管和混凝土刚度直接叠加是偏于安全的。 考虑到构件受弯时混凝土开裂的可能性，对混凝土部分的抗弯刚度宜适当折减。研究结果表明，圆形钢管对其核心混凝土的约束效果较好，参照福建省工程建设地方标准《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13-51-2003，J10279-2003），混凝土的刚度折减系数取0.8。

4 承载能力极限状态

4.1 一般规定

4.1.2 ~ 4.1.5这四条均参照《公路工程可靠度设计统一标准》和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》采用“概率极限状态设计法”所作的相关规定。

4.2 轴心受力构件

4.2.1 对轴心受压构件，按初始弯曲为L01000的偏心受压构件计算其临界应力?cr，跟大量试验结果很吻合（参见钟善桐著《钢管混凝土结构》，黑龙江科学技术出版社）。

y稳定系数?＝?crfsc，经回归分析，?值可按下列公式计算：

?1.0????0???＝?a(???0)2?1 ??0????p? （4-1）

?2????p??d??0＝?Eschfysc，?P??Escfpsc，a?(d??2p)(?p??0)?22p，d?5000?2500(235/fy)

式中 ?0——稳定与强度的界限长细比；

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Esch——强化阶段模量；

?p——弹性与弹塑性稳定的界限长细比。

4.2.2 根据钟善桐著《钢管混凝土结构》，采用数值分析方法可得到钢管混凝土轴心受拉时的应力－应变曲线，以曲线上转入塑性阶段时的应力为钢管混凝土抗拉组合强度标准值，可按下式计算：

fysct(1.121?s?0.167?s2)?fy （4-2）

1??syNt?fsctAsc?(1.121?0.167?s)fyAs?(1.114~1.088)fyAs （4-3）

为简化并偏安全计算，取Nt?1.0fyAs，引入钢材的材料分项系数后，即得钢管混凝土轴拉强度计算公式。

4.2.3 根据格构式轴心受压构件的临界状态，计入腹杆剪切变形的影响，可推导出构件换算长细比的计算公式。目前钢管混凝土拱桥通常采用各肢相同的形式，若需采用不等肢时，可按下述公式计算换算长细比。

当四肢构件内外肢截面不相同时，可按下式计算换算长细比：

?0y??2y?13.52.5?(EsAsi)i?1nEsAw2.5?(EsAsi)i?1n （4-4）

?0x??2x?13.5EsAw （4-5）

当三肢构件内外肢截面不相同时，可按下式计算换算长细比。

?0y??2y?272.5?(EsAsi)i?1nEsAw （4-6）

式中 Asi——各单肢钢管截面面积； < …… 此处隐藏：1796字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……