钢管混凝土拱桥设计与施工规程.docx

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1、福建省工程建设地方标准钢管混凝土拱桥设计与施工规程福州大学土木工程学院2007年11月前 言本规程是根据福建省建设厅闽建科【2007】号文“关于制定福建省建设工程地方标准钢管混凝土拱桥设计与施工规程的通知”要求,由福州大学土木工程学院主编,会同福建省交通规划设计院、福州市规划设计研究院、福建省第一公路工程公司等参编单位编制而成。本规程的制定吸收了近年来有关单位在钢管混凝土拱桥设计与施工领域所取得的最新科研成果以及工程实践经验,充分参考和借鉴了国内外的相关规程和规范,在广泛征求意见、反复修改的基础上,最后由福建省建设厅组织专家审查定稿。本规程共分个章节及个附录,主要技术内容包括:下列标准所包含的

2、条文,通过在本规程中的引用而构成本标准的条文,本规程出版时,所示标准版本均为有效。所有所示标准均有可能修订,使用本规程的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性:1、1、总 则1.1.1 为满足桥梁工程建设的需要,使钢管混凝土拱桥的设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求,特制定本规程。1.1.2 本规程适用于以圆形钢管内浇筑素混凝土为拱肋的钢管混凝土拱桥。1.1.3 本规程适用于本省各级市政工程钢管混凝土拱桥的设计与施工,公路工程中的钢管混凝土拱桥可参照执行。(或写成市政工程与公路工程)1.1.4 本规程主要依据公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283、交

3、通部公路工程技术标准JTG B01-2003、公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004、公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000以及福建省工程建设地方标准钢管砼结构技术规程DBJB-51-2003的有关规定制定。基本术语、符号按照国家标准工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132和道路工程术语标准GBJ124的规定采用。1.1.5 荷载分市政与公路来写,各有规程1.1.6 钢管混凝土拱桥中的墩台与基础等圬工结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的设计计算与验算,可采用公路圬工桥涵设计规范JTGD61-2005、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004和公路桥涵地

4、基与基础设计规范JTJ 024-85等规范进行设计。横撑、钢横梁等钢结构设计应符合公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86的要求。结构抗震设计应采用公路工程抗震设计规范JTJ 004-89;结构抗风设计应采用公路桥梁抗风设计规范JTGT D60-01-2004。材料和施工质量验收应符合钢结构工程施工质量验收规范GB50205、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204以及公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004的要求。1.1.7 采用本规程进行设计和施工时,应同时遵守现行有关的国家标准和行业技术规范的规定。(是否写规定中未明确部分)1.1.8 公路钢管混凝土拱桥结构的设

5、计基准期为100年。【公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 1.0.6】(根据重要等级,也可以不写)1.1.9 对有特殊要求和在特殊环境条件下的钢管混凝土拱桥设计与施工,尚应符合专门规范的规定要求。2、术语和符号2.1.1 钢管混凝土 Concrete Filled Steel Tube (CFST)在钢管内浇筑混凝土并由钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。2.1.2 钢管混凝土结构Concrete Filled Steel Tubular Structure 以钢管混凝土为主要受力构件的结构。2.1.3 钢管混凝土拱桥 Concrete Filled Steel Tube Arch

6、Bridge 以钢管混凝土结构作为拱肋的拱桥。2.1.4 钢管混凝土拱肋2.1.5 单圆管、哑铃形、桁式2.1.6 钢管、核心混凝土(管内混凝土)2.1.7 紧箍力2.1.8 上承式、刚架系杆拱、飞式,2.1.9 3、设计要求3.1一般规定3.1.1 钢管混凝土拱桥设计与其它公路桥梁一样,采用以概率理论为基础的极限状态设计,考虑以下两类极限状态设计【公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 1.0.7】【设计规范校审稿1.0.5】:1)承载能力极限状态:对应于公路钢管混凝土拱桥及其构件达到最大承载能力,或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。极限状态和以下设计状况的概念不应在这里定义,这是

7、通用规范的内容和权限,只要指明出处就可以2)正常使用极限状态:对应于公路钢管混凝土拱桥及其构件达到正常使用,或耐久性的某项限值的状态。在进行上述两类极限状态设计时,应同时满足构造和工艺方面的要求。3.1.2 对于不同种类的作用(或荷载)及其对桥梁的影响、桥梁所处的环境条件,设计中应考虑以下三种状况进行相应的极限状态设计【公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 1.0.8】【设计规范校审稿1.0.6】:1) 持久状况:桥梁建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。2 )短暂状况:桥梁施工过程中承受临时性作用(或荷载)的状况。一般仅作承载能力

8、极限状态设计,必要时才作正常使用极限状态设计。3 )偶然状况:在桥梁使用过程中偶然出现的如罕遇地震的状况。仅作承载能力极限状态设计。3.1.3 钢管混凝土结构或构件之间的连接,以及施工安装阶段(混凝土浇注浇筑?前和混凝土硬结前)的承载力、变形和稳定,应按钢结构进行设计【设计规范校审稿1.0.7】。施工阶段的荷载应改为作用,荷载和作用外延合内涵有别。主要为湿混凝土是否应改为新拌混凝土,或更正式名称?的重力和实际可能作用的施工荷载 不应具体为施工荷载,施工荷载只是其中一种大类,可能作用的还有很多作用,如风荷载等【四川院指南2.1.7】。3.1.4 在采用本规范进行设计时,根据桥梁的性质和设计任务书

9、的要求,有关作用(或荷载)及其组合应根据公路桥涵设计通用规范JTG D602004或城市桥梁设计荷载标准CJJ 77-98中的规定采用;在抗震设防区还应符合公路工程抗震设计规范JTJ 004-89的要求【四川院指南2.1.2】。3.1.5 除考虑成桥后的计算外,钢管混凝土拱桥在设计阶段还应进行施工控制性的计算。词条内容规定不明,关键性词语应明了且具有唯一性。3.1.6 对于中下承式拱桥,设计时应对其振动风振?车振?是否应具体规定?进行控制。3.2截面设计刚度取值3.2.1 钢管混凝土拱肋截面设计刚度取值应改为“刚度设计值”或“刚度计算值”计算公式见式(3-1)(3-4),不同截面拱肋和不同计算

10、内容时的选用见表3-1。【本课题组】 (3-1) (3-2) (3-3) (3-4)表3-1 钢管混凝土拱肋截面设计刚度拱肋截面内力、应力、动力特性计算弹性屈曲及变形计算抗压刚度抗弯刚度抗压刚度抗弯刚度单圆管式(3-1)式(3-3)式(3-2)式(3-4)哑铃形桁式式(3-2)注:EA为钢管混凝土的抗压刚度;EI为钢管混凝土的抗弯刚度;ES、EC分别为钢材和混凝土的弹性模量;IS和IC分别为钢管截面和混凝土截面的惯性矩;AS和AC分别为钢管截面和混凝土截面的面积。3.3温度变化、混凝土收缩与徐变作用3.3.1 基准温度(合拢温度)的取值:取空钢管拱肋合拢后进行管内混凝土浇灌的当月月平均温度加上

11、45C作为计算合拢温度【本课题组】。文献【范丙臣,中承式钢管混凝土拱桥的温度评价及试验研究,硕士学位论文,哈尔滨:哈尔滨工业大学 2001】建议:在进行升温计算时,采用浇注混凝土10天内的平均日气温减去35作为合拢温度;在进行降温计算时,采用浇筑混凝土10天内的平均日气温加上35作为合拢温度,若合拢时,日温变化不大,也可将浇筑混凝土10天内的日平均气温值作为合拢温度。】3.3.2 年均计算温度的取值:取多年极值温度出现当日的日平均温度为年均计算温度【本课题组】。文献【范丙臣,中承式钢管混凝土拱桥的温度评价及试验研究,硕士学位论文,哈尔滨:哈尔滨工业大学 2001】建议:在进行钢管混凝土拱桥温升

12、计算中,年均最高温度应取日平均温度加上46,在进行钢管混凝土拱桥温降计算中,年均最低温度应取日平均温度减去35。3.3.3 钢管混凝土结构或构件变形计算应考虑混凝土徐变、收缩的影响。无可靠实测资料时,混凝土收缩可按降温2025计算,徐变可参照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)附录提供的公式计算。【设计规范校审稿5.2.2】温度参照刘振宇论文(日照影响)3.4初应力的影响3.4.1 钢管初应力度系数定义为: (3-5)式中:为初应力的大小,为屈服强度标准值、设计值?符号是否与fy统一?钢材的屈服强度3.4.2 施工过程中初应力度不宜超过0.4。对于桁式拱肋,弦杆钢

13、管初应力度不宜超过0.5【本课题组】。初应力参照黄福云博士论文3.4.3 钢管初应力对钢管混凝土构件承载能力的影响,可以通过将组合轴压强度设计值乘上钢管初应力影响系数来考虑,的计算公式如下【设计规范校审稿3.3.3】: (3-6) (3-7) (3-8) (3-9)式中,考虑构件长细比影响的函数; 考虑构件荷载偏心率影响的函数; 钢管中的初应力; 空钢管的稳定系数,按钢结构设计规范GB500172003取值。3.4有限元计算方法3.5.1 在初步设计时,可采用平面有限元模型进行分析。对于施工图设计阶段的计算,宜采用空间受力分析。对于大型、重要的设计才有初步设计、技术设计和施工图设计之分,小跨径

14、桥梁没有这样要求。此条若涵盖小跨径桥梁时则应说明清楚。3.5.2 有限元计算模型如仅用于进行弹性受力分析,则钢管混凝土拱肋可等效为等刚度单一材料单元,然后根据刚度分配计算钢管和管内混凝土的应力。钢管混凝土拱肋也可采用几何位置相同的双材料单元,直接计算钢管和管内混凝土的内力与应力。3.5.3 对于实体拱肋(单圆管和哑铃型),可采用一根杆单元来模拟拱肋。对于桁式拱肋宜采用四管桁肋单元实际结构不一定都是四肢的,所以不应指出“四管桁肋”。,在简化计算时可用一根杆单元来模拟整根拱肋。但在施工图计算时应用杆单元模拟桁肋的弦杆、腹杆等。3.5.4 钢管混凝土拱桥中其它结构的有限元模型与其它桥梁结构相同,如横

15、撑、横梁、(加劲)纵梁、桥面板、立柱、桩等可模拟为杆单元。吊杆、系杆模拟成链杆。地基土作用可用弹簧模拟,地基土的水平抗力用m法计算。应说明根据实际构造模拟杆件之间的连接和边界约束等。此外,一些影响结构受力条件的实常数选择非常重要,如桩长、铰接还是刚接或者弹簧刚度多少等。3.5.5 对于刚架系杆拱,拱、墩、系杆与地基四位一体,施工图设计计算时应建立整体的计算模型。刚架系杆拱在计算恒载作用下的系杆张拉力时,可将系杆的EA趋于无穷大,EI趋于无穷小,计算出系杆力。不应说明,如果FEM本身就是索单元,此条就是多余的。这条是限定采用梁单元模拟系杆时的情况。系杆张拉力计算完成后,可将其作为外力这只是一种有

16、限元模拟初张力的方法,还有初应变法等,此处不应限定。,将系杆抗拉刚度置于实际刚度,然后计算施工过程和成桥后的结构内力以及系杆的附加力。 4、材料应限定钢管壁厚!4.1.1 公路钢管混凝土拱桥拱肋管内混凝土等级不宜低于C30,可参照下列材料组合:Q235钢配C30或C40级混凝土;Q345钢配C40、C50或C60级混凝土表达较通俗,应采用正式用语。【设计规范校审稿3.1.1】。4.1.2 管内混凝土应具有低水灰比、高流动性、低收缩、低水化热、缓凝、早强等特点。宜掺适量减水剂。对于高温和寒冷地区修建公路钢管混凝土拱桥,管内混凝土的性能要求应符合相关规范的具体要求【设计规范校审稿3.1.3、3.1

17、.4】。4.1.3 混凝土轴心抗压强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度标准值、轴心抗拉强度设计值是否应与公路桥涵规范一致,采用ftd?本规范很多符号有时参照建筑结构的规范,有事又采用公路桥涵的规范,而且很多符号是旧规范的!此外,符号的正斜体有误,因参照国标规定。、弹性模量按表4-1采用。混凝土的剪变模量可按表41中弹性模量Ec的0.4倍采用,混凝土的泊松比可采用为0.2【设计规范校审稿3.1.5、3.1.6】。表4-1 混凝土强度和弹性模量() 强度种类强度等级 抗压强度抗拉强度弹性模量标准值设计值标准值设计值C3020.113.82.011.393.00104C4026.818.42

18、.401.653.25104C5032.422.42.651.833.45104C60新规范已经增加C35、C45、C55等,应增加,且与公路桥涵规范一致38.526.52.851.963.601044.1.4 钢管和其它承重结构钢材钢材包括钢管等很多型钢、钢筋,而钢筋的牌好就不用这些称呼和等级规定,应分开说明或不说明宜采用B级或B级以上级别的Q235号钢和Q345号钢,钢材的质量应符合相应的现行国家标准碳素结构钢GB700-88、低合金结构钢GB/T 1591-94、桥梁用结构钢GBT714-2000和结构用无缝钢管GB/T8162-1999等有关规定【设计规范校审稿3.2.1】。4.1.5

19、 钢管可采用卷制焊接管和无缝钢管应限定是结构用钢管,对于焊接管的卷制方向是否应说明?。当钢管直径超过600mm时应采用卷制焊接管【设计规范校审稿3.2.2】。4.1.6 钢管拱肋节段应采用对接焊缝,符合建筑钢结构规范的一级焊缝标准说明不够具体,且表达不规范【设计规范校审稿3.2.3】。4.1.7 钢材的强度设计值与屈服强度采用同一符号!按表4-2采用【设计规范校审稿3.2.4】。表4-2 钢材的强度设计值 (MPa)现在建设部和交通部都已经推荐业界积极采用高等级的钢材,如Q390和Q420,是否应增加?建筑结构都已经列入Q390,Q420作为推荐使用!钢材抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压(刨平顶紧

20、)钢号组别厚度或直径(mm)Q235第1组20215125320第2组2040200115320第3组4060190110320Q345第1组16315185445第2组1725300175425第3组26362901704104.1.8 钢材的物理性能指标按表43采用【设计规范校审稿3.2.5】。表4-3 钢材的物理性能指标弹性模量()剪变模量()线膨胀系数(/0C)密 度()泊松比2.061057.91041.210-57.851030.34.1.9 钢管混凝土组合轴心受压强度设计值按下式计算【设计规范校审稿3.3.1】【福建规程4.0.5】: (4-1) (4-2)式中 钢管的截面面积

21、核心混凝土的截面面积 钢管混凝土的约束效应系数设计值,一般不宜小于0.60; 分别为钢材的标准强度和设计强度; 分别为混凝土的抗压强度标准值和设计值。 采用第一组钢材的值由式(4-1)计算。采用第二组、第三组钢材的值应将式(4-1)计算值乘以换算系数后确定。 4.1.10 钢管混凝土组合抗剪强度设计值按下式计算【设计规范校审稿3.3.4】: (4-3)式中,截面的含钢率()宜在0.050.08; 钢管混凝土的约束效应系数设计值;组合轴心受压强度设计值。采用第一组钢材的由式(4-3)计算(由表44给出)。采用第二、第三组钢材的值应按式(4-3)的计算值乘换算系数后确定。表4-4 值()钢材混凝土

22、aS=0.050.060.070.08Q235C30C40C50C608.038.919.7910.699.2710.1511.0411.9410.3311.2312.1313.0311.4112.3213.2314.14Q345C30C40C50C6010.0311.3212.6313.9611.2712.5613.8615.1712.3513.6414.9416.2513.4514.7516.0517.374.1.11 对钢管混凝土轴压构件和的偏压构件,其承受永久荷载引起的轴压力占全部轴压力的30 及以上时,应将组合轴压强度设计值乘以混凝土徐变折减系数 (见表4-5)。桁式构件的长细比计算

23、见式(5-9)和(5-10)【设计规范校审稿3.3.3】,实体构件的长细比计算见式(44),主拱的计算长度见表4-6【设计规范校审稿3.3.3】文献【钟善桐,钢管混凝土结构(修订版),哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1994】。表4-5 徐变折减系数构件长细比l永久荷载所占比例(%)305070及以上50700.900.850.80701200.850.800.75 注:表内中间值可采用插入法求得表4-6 主拱计算长度两端结合情况计算长度三铰拱0.58双铰拱0.54无铰拱0.36 注:拱轴线长度。表4-5中,构件的长细比按式(44)计算:=4L0/D(4-4)式中,L0为柱的计算长度,主拱的计算

24、长度L0见表4-6;D为钢管外径。5、承载能力极限状态计算5.1 一般规定5.1.1 钢管混凝土拱桥应按承载能力极限状态的要求,对构件进行承载力及稳定验算。计算时采用统一理论,将钢管混凝土视为一种复合材料。本句是否应前后半句重置?计算中作用(或荷载)(其中汽车荷载应计入冲击系数)效应应采用其组合设计值;结构材料性能采用其强度设计值【设计规范校审稿4.1.1、4.1.2】。5.1.2 对承载能力极限状态,应根据桥梁结构破坏可能产生的后果的严重程度,按表5-1划分的三个安全等级进行设计。对于有特殊要求的桥梁结构,其安全等级可根据具体情况另行确定。同座桥梁的各种构件宜取相同的安全等级,必要时部分构件

25、的安全等级可作适当调整,但调整后的级差不应超过一个等级【公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 1.0.9】【设计规范校审稿4.1.3、4.1.4】。表5-1 桥梁结构安全等级安 全 等 级桥 梁 类 型一级特大桥、重要大桥二级大桥、中桥、重要小桥三级小桥5.1.3 钢管混凝土拱桥或构件的承载能力极限状态计算,应采用下列表达式【设计规范校审稿4.1.5】: (5-1) (5-2)式中 桥梁结构重要性系数,对安全等级为一级、二级、三级的结构或构件应分别取1.1、1.0、0.9;桥梁的抗震设计不考虑结构的重要性系数; 作用(或荷载)(其中汽车荷载应计入冲击系数)效应的组合设计值,按公路桥涵设

26、计通用规范JTG D60-2004的规定计算; 构件承载力设计值; 构件的承载力函数; 材料强度设计值; 几何参数设计值。5.1.4 对于下承式刚架系杆拱的拱墩固结点,应对局部结构采用空间有限元“空间有限元”+“法”,说法应正式且前后统一进行应力分析,必要时还应配合有限元进行模型试验,对其它局部应力突出的部位也应根据实际情况进行应力验算。5.1.5 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,安全系数不应小于3.0【设计规范校审稿5.1.4】。5.1.6 钢管混凝土刚架系杆拱中的柔性系杆安全系数不应小于2.5【设计规范校审稿5.1.5】。5.2 轴心受力构件5.2

27、.1 单肢钢管混凝土轴心受压构件的承载力按式(5-3)计算【设计规范校审稿4.2.1】。 (5-3)式中 N 轴向压力组合设计值是设计值还是计算值,这两者有区别,请看结构重要性系数一栏;钢管混凝土的组合轴心受压强度设计值;钢管混凝土构件的截面面积,; 钢管的外直径前后符号要一致。 轴心受压稳定系数,按表5-2采用; 构件长细比,具体计算见4.1.11条规定。 表5-2 稳定系数值构件长细比10 20 30 40 50 60 70 80钢材Q235Q3451.0 0.998 0.989 0.972 0.946 0.912 0.860 0.8191.0 0.997 0.987 0.966 0.93

28、5 0.895 0.844 0.783构件长细比 90 100 110 120 130 140 150钢材Q235Q3450.760 0.692 0.617 0.521 0.444 0.383 0.3330.712 0.632 0.541 0.455 0.387 0.334 0.291 注:表内中间值可采用插入法求得。5.2.2 单肢钢管混凝土轴心受拉构件的承载力不考虑管内混凝土的作用,直接按钢管构件进行计算,见式(5-4)【设计规范校审稿4.2.2】。1.1? (5-4)式中 钢材的抗拉强度设计值; 钢管的截面面积。5.2.3 钢管混凝土哑铃型构件轴心受压构件的承载力Nl按式(5-5)(5-

29、7)计算【盛叶博士论文】: (5-5) (5-6) (5-7)式中:下标一般都有特定含义,应统一,尤其是规范文字都有很强的限定。为单根圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力,可按式(53)采用或按下式采用【盛叶博士论文】:式中,为截面的约束效应系数;为钢管材料的标准强度说法有误;为钢管截面面积;为混凝土抗压强度标准值;为管内混凝土截面面积。为腹板与腹腔混凝土的极限承载力,按矩形钢管混凝土计算【DBJ 13-51-2003-4.0.5】,如下式所示:式中,为腹腔内混凝土面积;为腹腔内混凝土按矩形钢管混凝土计算时材料的组合屈服强度。5.2.4 格构式钢管混凝土轴心受压构件的整体承载力应按公式(5-8)计

30、算,其受压稳定系数根据构件的换算长细比查表5-2。构件的换算长细比按表5-3的规定确定【欧智菁博士论文】【设计规范校审稿4.2.3】。 (5-8)式中 l*轴心受压格构柱的稳定系数; n柱肢数; N0i第i肢钢管混凝土构件轴心抗压承载力,按式(5-3)计算。表5-3 格构式构件的换算长细比项 目截面型式腹杆类别计算公式双肢构件平腹杆斜腹杆三肢构件斜腹杆四肢构件斜腹杆构件长细比:; (5-9)单肢长细比: (5-10) (5-11) (5-12)式中 、整个构件对Y轴、X轴的长细比; 、构件对Y轴、X轴的计算长度; 单根柱肢的截面面积和惯性矩; 单根柱肢中心到虚轴和的距离; K换算长细比系数;柱

31、肢截面换算面积;,其中As,Ac分别为柱肢钢管横截面面积和钢管混凝土截面面积一个节间内各斜腹杆面积之和;一个节间内各平腹杆面积之和;单肢一个节间的长细比; 单肢节间距离。5.2.5 格构式钢管混凝土轴心受压构件除验算整体稳定承载力外,尚应按式(5-3)验算单肢稳定承载力。当单肢的节间长细比符合下列条件时,可不再验算单肢稳定承载力【设计规范校审稿4.2.4】。 平腹杆格构式构件:及; 斜腹杆格构式构件:; 其中是构件在和方向换算长细比的较大值。5.2.6 格构式钢管混凝土轴心受压构件腹杆所受剪力应说明规定此条的目的,避免混淆可按下式计算【设计规范校审稿4.2.5】: (5-13)式中格构式构件单

32、肢截面积;肢数。5.2.7 钢管混凝土构件局部受压强度强度是否应改为承载力?按下式计算【四川院规范4.3.8】【DBJ 13-51-2003-5.2.1】: (5-14)式中:为钢管混凝土局部受压强度折减系数。,当小于1/3时,取=1/3。(注:Nu为构件极限容许承载力设计值,按本规范体系或DBJ 13-51-2003应为5-3式中的fscAsc,但四川院为另一种算法。)5.3 偏心受力构件5.3.1 单肢钢管混凝土构件承受压力、弯矩、剪力及共同作用时,构件强度承载力按式(5-14)计算【设计规范校审稿4.3.1】。1) 当时 (5-14a) 2) 当时 (5-14b)偏心构件的稳定承载力按式

33、(5-15)验算。 1) 当时 (5-15a) 2) 当时 (5-15b)在式(5-14)和(5-15)中: (516) (517) (518) (519)其中 N,所计算构件段内的和相应的、组合设计值;以及和相应的、组合设计值,此时M取所计算构件段内的最大值此处应根据桥梁结构的特点,说明在作用效应组合时,M、V分别对应的荷载工况和计算截面!这与建筑结构很大不同!; NE欧拉临界力; 构件截面抗弯塑性发展系数,; 构件截面抗剪塑性发展系数,; 钢管混凝土的套箍系数标准值,; 钢管内混凝土的截面面积; 钢材的抗拉、抗压、抗弯强度标准值; 混凝土的轴心抗压强度标准值; Wsc构件截面抵抗矩,; b

34、m等效弯矩系数,按表5-4采用。表5-4 等效弯矩系数荷载作用情况无横向荷载作用的构件有端弯矩和横向荷载同时作用的构件无端弯矩但有横向荷载作用的构件等效弯矩系数 且,其中:(1) 使构件产生同向曲率时,、取同号; (2) 使构件产生反向曲率时,、取异号。(1) 使构件产生同向曲率时, (2) 使构件产生反向曲率时, 5.3.2 单肢钢管混凝土拉弯构件的承载力按式(520)验算【设计规范校审稿4.3.2】。 (5-20)5.3.3 哑铃式型?钢管混凝土偏压构件(短柱)的承载力按下列公式计算【设计规范校审稿4.3.4】【肖泽荣论文】:应按盛叶论文 (5-21-1), (5-21-2) ,其中 (5

35、-21-3)1 当时,将N1、代入5.3.1条款(其中V=0),按单肢钢管混凝土偏压构件验算其承载力;2 当时,除按1款规定验算外,还需将N2、代入公式(5-20),按单肢钢管混凝土拉弯构件验算其承载力。式中 N,哑铃式构件轴力和相应的弯矩组合设计值,及弯矩和相应的轴力组合设计值;N1,N2,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; 钢管和混凝土弹性模量之比; 一个肢钢管的截面面积和惯性矩; 一个肢钢管内混凝土的截面面积和惯性矩。5.3.4 哑铃形钢管混凝土偏压长柱承载力计算公式可表示为【盛叶论文】: (

36、5-22)式中,N0为哑铃形钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算值,按5-6式计算;l为长细比折减系数,按5-7式计算;e为偏心率折减系数符号称呼是否应跟其他规范一致,如“长细比影响系数、偏心率影响系数”,不然字面上有混淆!,按下式计算: 当, (5-23a)当 (5-23b)5.3.5 对于哑铃形型?形?前后不一致断面的腹板,当腹腔内没有填充混凝土时,尚应对吊杆处的腹板进行局部稳定验算吊点包括立柱设置处一般都有更强的加劲构造,此条是否有特定含义?。5.3.6 格构式钢管混凝土构件承受压力、弯矩、剪力及共同作用时,平面内的整体稳定承载力按式(5-24)验算【设计规范校审稿4.3.3】。 (5-2

37、4)式中 格构式轴心受压构件验算平面内的稳定系数,按表5-2计算; ,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式(5-13)计算剪力中的较大值。5.3.7 四肢钢管混凝土格构柱承载力的计算公式见表5-5【欧智菁论文】。表5-5 四肢钢管混凝土格构柱承载力计算公式整体承载力偏心率折减系数换算长细比稳定系数根据,查本规范附录一得到。5.4 整体稳定性验算5.4.1 钢管混凝土拱桥宜通过空间有限元分析有

38、限元法分析验算其整体稳定性【设计规范校审稿4.4.1】。5.4.2 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桁肋拱桥与实腹式肋拱桥是否应区别?【设计规范校审稿4.4.2】。5.4.3 钢管混凝土单圆管抛物线无铰拱刚架系杆拱等系杆和桥墩的相对刚度应针对“无铰拱”予以限定范围的极限承载力可通过等效梁柱法进行计算,等效梁柱的长细比按5-25式进行计算【韦建刚博士论文】: (5-25)式中等效梁柱的计算长度L0可按表4-6取用。5.4.4 对于拱肋截面仅承受轴力的钢管混凝土单圆管抛物线无铰拱,其均布极限荷载应说明其概念的外延和内涵qcr可由下式得出【韦建刚博士论文】: (5-26)式中,Ncr为等效柱的极限承载力,可由下式进行计算:NcrK1K2fscAsc (5-27)式中K1为考虑矢跨比因素的折减系数,K2为考虑初始缺陷因素的折减系数,p为临界长细比,可由下式进行计算(常用矢跨比下K1、K2的具体数值可查阅附录二、三):

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