钢管凝土拱桥设计规范(5)

其中?max是构件在x?x和y?y方向换算长细比的较大值。 4.2.5 格构式钢管混凝土轴心受压构件腹杆所受剪力可按下式计算：

V??fscAsc/85 （4.2.5）

1n式中 Asc——格构式构件单肢截面积；

n——肢数。

4.3 偏心受力构件

4.3.1 单肢钢管混凝土构件承受压力、弯矩、剪力及共同作用时，构件承载力应按下列公式计算：

1 构件的强度承载力按下列公式验算：

1) 当NAsc?0.21??VV0?fsc时

2?NM??? ??N??0M0?1.4?V????V???1 （4.3.1-1） ?0?2 2) 当NAsc?0.21??VV0?fsc时

2?NM???? ???1.4N0M0?1.4?V???V?0????1 （4.3.1-2） ?22 构件的稳定承载力按下列公式验算： 1) 当NAsc?0.21??VV0??fsc时

2?N??mM?????N??0?1?0.4NNE?M0?1.4?V????V???1 （4.3.1-3） ?0?2 2) 当NAsc?0.21??VV0??fsc时

2?N?mM???1.4?N?1?0.4NNE?M00?????1.4?V???V?0????1 （4.3.1-4） ?2 N0?Ascfsc （4.3.1-5）

M0??mWscfsc （4.3.1-6） V0??vAscfsc v （4.3.1-7）

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NE??2EscAsc?2 （4.3.1-8）

V组合设计值；式中 N，M，V——所计算构件段内的Mmax和相应的N、以及Nmax和相应的M、V组合设计值，此时M取所计算构件段内的最大值； NE——欧拉临界力；

?m——构件截面抗弯塑性发展系数，?m??0.48??1.92?； ?v——构件截面抗剪塑性发展系数，?v??0.30??1.30?； ?——钢管混凝土的套箍系数标准值，?? Ac——钢管内混凝土的截面面积；

fy——钢材的抗拉、抗压、抗弯强度标准值； fck——混凝土的轴心抗压强度标准值； Wsc——构件截面抵抗矩，Wsc??d332； ?m——等效弯矩系数，按表4.3.1采用。

表4.3.1 等效弯矩系数?m

无横向荷载作用的构件 荷载作用情况 M 2N( 1 )M 2N( 2 )NM 1M 1NAsfyAcfck；

有端弯矩和横向荷载同时作用的构件 NM 1NM 1无端弯矩但有横向荷载作用的构件 N M 2N( 1 )NM 2( 2 )NM1?M2 等 ?m?0.65?0.35M2M1且效?m?0.4，其中： 弯(1) 使构件产生同向曲率时，矩M1、M2取同号； 系(2) 使构件产生反向曲率时，数 M1、M2取异号。 (1) 使构件产生同向曲率时， ?m?1.0 (2) 使构件产生反向曲率时， ?m?0.85 ?m?1.0 4.3.2 单肢钢管混凝土拉弯构件的承载力应按下列公式验算：

NM??1 （4.3.2） Asfs?mWscfsc4.3.3 格构式钢管混凝土构件承受压力、弯矩、剪力及共同作用时，平面内的整体稳

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定承载力按下列公式验算：

?N??mM?????Af??scsc?1??NNE?Wscfsc?1.4?V????Af?vscscv???1 （4.3.3） ??2式中 ?——格构式轴心受压构件验算平面内的稳定系数，按本标准第4.2.3条的相关规定采用；

Asc,Wsc——格构式构件截面总面积和总抵抗矩；

NE——欧拉临界力，其计算公式（4.3.1-8）中?采用格构式构件的换算长细比。

对斜腹杆格构式构件的单肢，可按桁架的弦杆计算；对平腹杆格构式构件的单肢，尚应考虑由剪力引起的局部弯矩影响，按偏压构件计算。

腹杆所受剪力应取实际剪力和按公式（4.2.5）计算剪力中的较大值。 4.3.4 哑铃式钢管混凝土偏压构件（短柱）的承载力按下列公式计算：

M1?M2??M （4.3.4-1）

?1(1?2?)M??1(1?2?)M?，N1???NN??N （4.3.4-2） 2???2hN2hN??????1nEAs?Ac ，其中 （4.3.4-3） ??nEIs?Ic2?0.5h2?1 当N1?N2?0时，将N1、M1代入公式（4.3.1-1）、（4.3.1-2）（其中V=0），按单肢钢管混凝土偏压构件验算其承载力；

2 当N1?0,N2?0时，除按1款规定验算外，还需将N2、M2代入公式（4.3.2），按单肢钢管混凝土拉弯构件验算其承载力。

式中 N，M——哑铃式构件轴力Nmax和相应的弯矩M组合设计值，及弯矩

Mmax和相应的轴力N组合设计值；

N1，M1，N2，M2——分配到两个肢上的轴力、弯矩组合设计值； h——哑铃式截面两肢中心的距离；

?——单肢钢管混凝土和整个哑铃式构件截面抗弯刚度之比； ?——计算系数；

nE——钢管和混凝土弹性模量之比； As,Is——一个肢钢管的截面面积和惯性矩；

Ac,Ic——一个肢钢管内混凝土的截面面积和惯性矩。

4.4 整体稳定性验算

4.4.1 钢管混凝土拱桥宜通过空间有限元分析验算其整体稳定性。

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4.4.2 钢管混凝土拱桥的整体稳定系数按弹性理论计算时不小于4.0，考虑材料和几何非线性后不小于2.0。

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5 正常使用极限状态计算

5.1 一般规定

5.1.1 钢管混凝土拱桥应按持久状况正常使用极限状态对结构或构件的应力和变形进行计算。

5.1.2 正常使用极限状态的计算，采用作用（或荷载）的短期效应组合和长期效应组合。结构或构件的挠度按基本可变荷载验算，并使各项计算值不超过本规范规定的相应限值。在上述各种组合中，汽车荷载效应不计冲击系数。 5.1.3 持久状况下钢管混凝土拱肋的钢管应力?s应不大于0.80fs。

5.1.4中、下承式钢管混凝土拱桥的吊杆在持久状况下应考虑吊杆长度和水平变位的影响，其安全系数K不得小于3.0。

5.1.5 系杆拱桥的系杆安全系数K不得小于2.5。

5.1.6 钢管混凝土拱桥的其它钢筋混凝土或预应力混凝土构件的应力、裂缝宽度和挠度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）有关规定验算；钢横梁、钢桥面板的应力和挠度应按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）有关规定验算。

5.2 挠度验算

5.2.1 钢管混凝土结构或构件的变形可依据线弹性理论按一般结构力学的方法计算。 5.2.2 钢管混凝土结构或构件挠度计算应考虑混凝土徐变、收缩的影响。如缺乏可靠的实测数据时，混凝土收缩可按降温20—25℃计算，徐变按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）附录提供的公式计算。

5.2.3 汽车荷载作用时，钢管混凝土拱肋在同一工况下的正负挠度最大绝对值之和不应大于L/800，此处，L为钢管混凝土拱肋的计算跨径。

1??15.2.4 钢管混凝土拱桥应设置预拱度，拱肋预拱度一般在?~?L范围内。预拱

400600??度应取恒载挠度、混凝土收缩、徐变挠度和1/2静活载挠度之和。跨度大者取小值。拱肋预拱度按计算所得的挠度值反向比例设置。

6 施工阶段设计和计算

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