公路钢结构桥梁设计规范

1《公路钢结构桥梁设计规范》《公路钢结构桥梁设计规范》吴吴冲冲同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系[e-mail]@tongji.edu.cn交通部行业标准交通部行业标准同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong12013-7-12大连11公路钢结构桥梁极限状态公路钢结构桥梁极限状态))承载能力极限状态承载能力极限状态¾¾包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆¾¾按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的基本组基本组合合，组合表达式中的作用采用，组合表达式中的作用采用标准值标准值，并乘以作用分项系数，并乘以作用分项系数¾¾各种作用的分项按现行各种作用的分项按现行《《公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范》》（（JTGD60JTGD60））的规定取用的规定取用))正常使用极限状态正常使用极限状态¾¾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损坏的局部损坏¾¾按正常使用极限状态按正常使用极限状态,,采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为（频遇值系数取为1.01.0）的计算挠度值）的计算挠度值))疲劳极限状态疲劳极限状态¾¾按疲劳设计荷载计算按疲劳设计荷载计算¾¾无限寿命设计：应力幅小于无限寿命设计：应力幅小于SS--NN曲线的截止应力幅曲线的截止应力幅¾¾有限寿命设计：基于有限寿命设计：基于SS--NN曲线和应力幅的线性累计损伤准则曲线和应力幅的线性累计损伤准则同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong22013-7-12大连22材料及设计指标材料及设计指标))钢材牌号钢材牌号¾¾《《碳素结构钢碳素结构钢》》GB/T700GB/T700：：Q235Q235钢钢¾¾《《低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢》》GB/T1591GB/T1591：：Q345Q345、、Q390Q390和和Q420Q420钢钢))钢材等级钢材等级¾¾当桥梁的工作温度当桥梁的工作温度tt处于处于00℃≥℃≥tt＞＞--2020℃℃时时‹‹Q235Q235和和Q345Q345：：CC级，冲击韧性应满足试验温度级，冲击韧性应满足试验温度00℃℃的要求的要求‹‹Q390Q390和和Q420Q420：：DD级，冲击韧性应满足试验温度级，冲击韧性应满足试验温度--2020℃℃的要求；的要求；¾¾当桥梁工作温度处于当桥梁工作温度处于tt≤≤--2020℃℃时候，时候，‹‹Q235Q235和和Q345Q345：：DD级，冲击韧性应满足试验温度级，冲击韧性应满足试验温度--2020℃℃的要求的要求‹‹Q390Q390和和Q420Q420：：EE级，冲击韧性应满足试验温度级，冲击韧性应满足试验温度--4040℃℃的要求。的要求。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong32013-7-12大连22材料及设计指标材料及设计指标))冲击韧性冲击韧性27-40E34-20D340CQ42027-40E34-20D340CQ39027-40E34-20D340CQ34527-20D270CQ235冲击韧性（J）试验温度（℃）质量等级钢材牌号同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong42013-7-12大连22材料及设计指标材料及设计指标))钢材设计指标：钢材设计指标：ffdd=f=fyy/1.25/1.2542516528550～10045017530535～5048018532016～35500195335≤16Q420钢39515026550～10042016028035～5044017029516～35465180310≤16Q390钢33012522050～10035013523535～5039015026016～35410160275≤16Q345钢2459016560～1002559517040～6027010018016～40275105185≤16Q235钢fcdfvdfd厚度(mm)牌号端面承压（刨平顶紧）抗剪抗拉、抗压和抗弯钢材同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong52013-7-12大连33结构变形与刚度结构变形与刚度))采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.01.0）的）的计算挠度值不应超过下表规定计算挠度值不应超过下表规定表4.2.1竖向挠度限值ll/300/300悬索桥加劲梁ll/400/400斜拉桥主梁ll/300/300梁的悬臂端部ll/500/500简支或连续板梁ll/500/500简支或连续桁架限值桥梁结构形式注：表中l为计算跨径，l1为悬臂长度。2同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong62013-7-12大连33结构变形与刚度结构变形与刚度))杆件容许最大长细比杆件容许最大长细比杆件容许最大长细比表5.1.10.1杆件长细比受压弦杆受压或受压—拉腹杆100仅受拉力的弦杆130主桁架仅受拉力的腹杆180纵向联结系、支点处横向联结系和制动联结系的受压或受压—拉杆件130中间横向联结系的受压或受压—拉杆件150联结系杆件各种联结系的受拉杆件200同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong72013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.14.1有效截面有效截面¾¾轴心受拉杆件轴心受拉杆件‹‹考虑孔洞的影响，有效截面按净截面计算。考虑孔洞的影响，有效截面按净截面计算。¾¾轴心受压杆件轴心受压杆件‹‹考虑板件局部稳定的影响考虑板件局部稳定的影响¾¾受弯杆件和拉弯杆件、压弯杆件的受拉翼缘受弯杆件和拉弯杆件、压弯杆件的受拉翼缘‹‹考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响‹‹考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响¾¾受弯杆件和拉弯杆件、压弯杆件的受压翼缘受弯杆件和拉弯杆件、压弯杆件的受压翼缘‹‹考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响‹‹考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响‹‹考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响压压同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong82013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.14.1有效截面有效截面¾¾考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法b0.05[1.12]0.050.300.150.3sesesebbbbbbbbb⎫=≤⎪⎪⎪=−⎬⎪⎪=≥⎪⎭llll2b0.02[1.063.24.5()]0.020.30b0.150.30sesesebbbbbbbbb⎫=≤⎪⎪⎪=−+⎬⎪⎪=≥⎪⎭lllll同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong92013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算表5.1.7-1翼缘有效宽度计算的等效跨度腹板单侧翼缘有效宽度计算梁段号符号适用公式等效跨度l计算图式简支梁①be,L(5.1.7-1)L①be,L10.8L1⑤be,L2(5.1.7-1)0.6L2③be,S10.2(L1+L2)⑦be,S2(5.1.7-2)0.2(L2+L3)连续梁②④⑥⑧在该区间两端点值之间线性插值be,L1beLbe,L2be,s2be,s1))4.14.1有效截面有效截面同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong102013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.14.1有效截面有效截面¾¾考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法,peiiibbρ=(),,,peffceiisiAbtA=+∑∑uyfσ同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong112013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.14.1有效截面有效截面¾¾轴心受压板件的局部稳定折减系数轴心受压板件的局部稳定折减系数‹‹矩形轴心受压板件矩形轴心受压板件2002220.4111140.41(1)1(1)2pppλρλρεελλλ⎧≤=⎪⎪⎧⎫⎡⎤⎨⎪⎪=++−++−⎢⎥⎨⎬⎪⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎪⎩⎭⎩时：时：00.8(0.4)pελ=−2212(1)1yypcrffbtEkνλσπ−⎛⎞⎛⎞==⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠‹‹园钢管园钢管701.010.00167070400DtDDttρ⎛⎞≤⎧⎜⎟⎪⎝⎠=⎨⎛⎞−−⎛⎞⎜⎟⎪⎝⎠⎩⎜⎟⎝⎠D——圆筒外径；t——圆筒板厚。3同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong122013-7-12大连44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.14.1有效截面有效截面¾¾同时考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效截面同时考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效截面(),,effeiisiAbtA=+∑∑,,,seipekekibbbb=∑∑be,k——考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效宽度；Aeff——考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效面积；As,i——有效宽度范围内第i块受压板件的加劲肋面积。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong132013-7-12大连有效截面：考虑剪力滞和局部稳定有效截面：考虑剪力滞和局部稳定净截面净截面拉弯拉弯压弯压弯有效截面：考虑剪力滞和局部稳定有效截面：考虑剪力滞和局部稳定净截面净截面受弯受弯有效截面：考虑局部稳定有效截面：考虑局部稳定净截面净截面轴心轴心拉压拉压《《公路钢结构桥梁设计规范公路钢结构桥梁设计规范((JTGD64JTGD64--202011)11)》》《《钢结构设计规范钢结构设计规范(GB50018(GB50018--2003)2003)》》受力受力构件构件44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.24.2强度强度计算计算dnfAN≤=σdeynyyexnxxfWMWM≤+γγdeynyyexnxxnfWMWMAN≤++γγ1yyNxxNuuxuyMNeMNeNNMM++++≤,,RdzzeffdMWf=,,RdyyeffdMWf=,deffcNfAσ=≤受压：0:dNfAσ=≤受拉,,yzdyeffzeffMMfWWσ=+≤,RdeffcdNAf=同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong142013-7-12大连有效截面：考虑剪力滞和局部稳定有效截面：考虑剪力滞和局部稳定毛截面：毛截面：拉弯拉弯压弯压弯有效截面：考虑剪力滞和局部稳定有效截面：考虑剪力滞和局部稳定毛截面：毛截面：受弯受弯有效截面：考虑局部稳定有效截面：考虑局部稳定毛截面：毛截面：轴心轴心受压受压《《公路钢结构桥梁设计规范公路钢结构桥梁设计规范((JTGD64JTGD64--202011)11)》》《《钢结构设计规范钢结构设计规范(GB50018(GB50018--2003)2003)》》受力受力构件构件44构件强度与稳定计算构件强度与稳定计算))4.34.3整体稳定计算整体稳定计算10.8myytxxdybxxyyEyMMNfAWNWNββηϕϕγ++≤⎛⎞−⎜⎟⎜⎟′⎝⎠10.8tyymxxdxbyyxxExMMNfAWNWNββηϕϕγ++≤⎛⎞−⎜⎟′⎝⎠1RdNNχ≤,RdeffcdNAf=,,,,1yzmyLTyRdyRdzMMMMβχ+≤,,,,1yzmzRdyLTzRdzMMMMβχ+≤,,,,,111yyNzzNmymzyRdLTzRdzRdycrzcryMNeMNeNNNNMMNNββχχ++++≤⎛⎞⎛⎞−−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠,,,,,111yyNzzNmymzzRdRdzLTyRdycrzcryMNeMNeNNNNMMNNββχ