xA鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工規(guī)程

1、福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工規(guī)程福州大學(xué)土木工程學(xué)院2007年11月前 言本規(guī)程是根據(jù)福建省建設(shè)廳閩建科【2007】×號文“關(guān)于制定福建省建設(shè)工程地方標(biāo)準(zhǔn)鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工規(guī)程的通知”要求，由福州大學(xué)土木工程學(xué)院主編，會同福建省交通規(guī)劃設(shè)計院、福州市規(guī)劃設(shè)計研究院、福建省第一公路工程公司等參編單位編制而成。本規(guī)程的制定吸收了近年來有關(guān)單位在鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工領(lǐng)域所取得的最新科研成果以及工程實踐經(jīng)驗，充分參考和借鑒了國內(nèi)外的相關(guān)規(guī)程和規(guī)范，在廣泛征求意見、反復(fù)修改的基礎(chǔ)上，最后由福建省建設(shè)廳組織專家審查定稿。本規(guī)程共分×個章節(jié)及×個附錄

2、，主要技術(shù)內(nèi)容包括：下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本規(guī)程中的引用而構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)的條文，本規(guī)程出版時，所示標(biāo)準(zhǔn)版本均為有效。所有所示標(biāo)準(zhǔn)均有可能修訂，使用本規(guī)程的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性：1、1、總 則1.1.1 為滿足橋梁工程建設(shè)的需要，使鋼管混凝土拱橋的設(shè)計、施工和驗收等工作符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理的要求，特制定本規(guī)程。1.1.2 本規(guī)程適用于以圓形鋼管內(nèi)澆筑素混凝土為拱肋的鋼管混凝土拱橋。1.1.3 本規(guī)程適用于本省各級市政工程鋼管混凝土拱橋的設(shè)計與施工，公路工程中的鋼管混凝土拱橋可參照執(zhí)行。（或?qū)懗墒姓こ膛c公路工程）1.1.4 本規(guī)程主要依據(jù)公路工程結(jié)構(gòu)可靠

3、度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB/T50283、交通部公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ 041-2000以及福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)鋼管砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程DBJB-51-2003的有關(guān)規(guī)定制定。基本術(shù)語、符號按照國家標(biāo)準(zhǔn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號GBJ132和道路工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)GBJ124的規(guī)定采用。1.1.5 荷載分市政與公路來寫，各有規(guī)程1.1.6 鋼管混凝土拱橋中的墩臺與基礎(chǔ)等圬工結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算與驗算，可采用公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范JTGD61-2005、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范

4、JTG D62-2004和公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTJ 024-85等規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。橫撐、鋼橫梁等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范JTJ025-86的要求。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)采用公路工程抗震設(shè)計規(guī)范JTJ 004-89；結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計應(yīng)采用公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范JTGT D60-01-2004。材料和施工質(zhì)量驗收應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204以及公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004的要求。1.1.7 采用本規(guī)程進(jìn)行設(shè)計和施工時，應(yīng)同時遵守現(xiàn)行有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。（是否寫規(guī)定中未明確部分）1

5、.1.8 公路鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期為100年。【公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004 】（根據(jù)重要等級，也可以不寫）1.1.9 對有特殊要求和在特殊環(huán)境條件下的鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工，尚應(yīng)符合專門規(guī)范的規(guī)定要求。2、術(shù)語和符號2.1.1 鋼管混凝土 Concrete Filled Steel Tube (CFST)在鋼管內(nèi)澆筑混凝土并由鋼管和管內(nèi)混凝土共同承擔(dān)荷載的構(gòu)件。2.1.2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)Concrete Filled Steel Tubular Structure 以鋼管混凝土為主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。2.1.3 鋼管混凝土拱橋 Concrete Filled Ste

6、el Tube Arch Bridge 以鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為拱肋的拱橋。2.1.4 鋼管混凝土拱肋2.1.5 單圓管、啞鈴形、桁式2.1.6 鋼管、核心混凝土（管內(nèi)混凝土）2.1.7 緊箍力2.1.8 上承式、剛架系桿拱、飛式，2.1.9 3、設(shè)計要求3.1一般規(guī)定3.1.1 鋼管混凝土拱橋設(shè)計與其它公路橋梁一樣，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計，考慮以下兩類極限狀態(tài)設(shè)計【公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004 】【設(shè)計規(guī)范校審稿1.0.5】：1）承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于公路鋼管混凝土拱橋及其構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。極限狀態(tài)和以下設(shè)計狀況的概念不應(yīng)

7、在這里定義，這是通用規(guī)范的內(nèi)容和權(quán)限，只要指明出處就可以2）正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于公路鋼管混凝土拱橋及其構(gòu)件達(dá)到正常使用，或耐久性的某項限值的狀態(tài)。在進(jìn)行上述兩類極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)同時滿足構(gòu)造和工藝方面的要求。3.1.2 對于不同種類的作用（或荷載）及其對橋梁的影響、橋梁所處的環(huán)境條件，設(shè)計中應(yīng)考慮以下三種狀況進(jìn)行相應(yīng)的極限狀態(tài)設(shè)計【公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004 】【設(shè)計規(guī)范校審稿1.0.6】：1） 持久狀況：橋梁建成后承受自重、車輛荷載等持續(xù)時間很長的狀況。應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。2 ）短暫狀況：橋梁施工過程中承受臨時性作用（或荷載）的狀況。一般僅作承

8、載能力極限狀態(tài)設(shè)計，必要時才作正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。3 ）偶然狀況：在橋梁使用過程中偶然出現(xiàn)的如罕遇地震的狀況。僅作承載能力極限狀態(tài)設(shè)計。3.1.3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件之間的連接，以及施工安裝階段（混凝土澆注澆筑？前和混凝土硬結(jié)前）的承載力、變形和穩(wěn)定，應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計【設(shè)計規(guī)范校審稿】。施工階段的荷載應(yīng)改為作用，荷載和作用外延合內(nèi)涵有別。主要為濕混凝土是否應(yīng)改為新拌混凝土，或更正式名稱？的重力和實際可能作用的施工荷載 不應(yīng)具體為施工荷載，施工荷載只是其中一種大類，可能作用的還有很多作用，如風(fēng)荷載等【四川院指南2.1.7】。3.1.4 在采用本規(guī)范進(jìn)行設(shè)計時，根據(jù)橋梁的性質(zhì)和設(shè)計任務(wù)書的要

9、求，有關(guān)作用（或荷載）及其組合應(yīng)根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D602004或城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)CJJ 77-98中的規(guī)定采用；在抗震設(shè)防區(qū)還應(yīng)符合公路工程抗震設(shè)計規(guī)范JTJ 004-89的要求【四川院指南】。3.1.5 除考慮成橋后的計算外，鋼管混凝土拱橋在設(shè)計階段還應(yīng)進(jìn)行施工控制性的計算。詞條內(nèi)容規(guī)定不明，關(guān)鍵性詞語應(yīng)明了且具有唯一性。3.1.6 對于中下承式拱橋，設(shè)計時應(yīng)對其振動風(fēng)振？車振？是否應(yīng)具體規(guī)定？進(jìn)行控制。3.2截面設(shè)計剛度取值3.2.1 鋼管混凝土拱肋截面設(shè)計剛度取值應(yīng)改為“剛度設(shè)計值”或“剛度計算值”計算公式見式(3-1)(3-4)，不同截面拱肋和不同計算內(nèi)容時的選用見

10、表3-1?！颈菊n題組】 (3-1) (3-2) (3-3) (3-4)表3-1 鋼管混凝土拱肋截面設(shè)計剛度拱肋截面內(nèi)力、應(yīng)力、動力特性計算彈性屈曲及變形計算抗壓剛度抗彎剛度抗壓剛度抗彎剛度單圓管式（3-1）式（3-3）式（3-2）式（3-4）啞鈴形桁式式（3-2）注：EA為鋼管混凝土的抗壓剛度；EI為鋼管混凝土的抗彎剛度；ES、EC分別為鋼材和混凝土的彈性模量；IS和IC分別為鋼管截面和混凝土截面的慣性矩；AS和AC分別為鋼管截面和混凝土截面的面積。3.3溫度變化、混凝土收縮與徐變作用3.3.1 基準(zhǔn)溫度（合攏溫度）的取值：取空鋼管拱肋合攏后進(jìn)行管內(nèi)混凝土澆灌的當(dāng)月月平均溫度加上45°

11、;C作為計算合攏溫度【本課題組】。文獻(xiàn)【范丙臣，中承式鋼管混凝土拱橋的溫度評價及試驗研究，碩士學(xué)位論文，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2001】建議：在進(jìn)行升溫計算時，采用澆注混凝土10天內(nèi)的平均日氣溫減去35作為合攏溫度；在進(jìn)行降溫計算時，采用澆筑混凝土10天內(nèi)的平均日氣溫加上35作為合攏溫度，若合攏時，日溫變化不大，也可將澆筑混凝土10天內(nèi)的日平均氣溫值作為合攏溫度?！?.3.2 年均計算溫度的取值：取多年極值溫度出現(xiàn)當(dāng)日的日平均溫度為年均計算溫度【本課題組】。文獻(xiàn)【范丙臣，中承式鋼管混凝土拱橋的溫度評價及試驗研究，碩士學(xué)位論文，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2001】建議：在進(jìn)行鋼管混凝土拱橋溫升計

12、算中，年均最高溫度應(yīng)取日平均溫度加上46，在進(jìn)行鋼管混凝土拱橋溫降計算中，年均最低溫度應(yīng)取日平均溫度減去35。3.3.3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形計算應(yīng)考慮混凝土徐變、收縮的影響。無可靠實測資料時，混凝土收縮可按降溫2025計算，徐變可參照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）附錄提供的公式計算?！驹O(shè)計規(guī)范校審稿】溫度參照劉振宇論文（日照影響）3.4初應(yīng)力的影響3.4.1 鋼管初應(yīng)力度系數(shù)定義為： （3-5）式中：為初應(yīng)力的大小，為屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值？符號是否與fy統(tǒng)一？鋼材的屈服強度3.4.2 施工過程中初應(yīng)力度不宜超過0.4。對于桁式拱肋，弦桿鋼管初應(yīng)力度不

13、宜超過0.5【本課題組】。初應(yīng)力參照黃福云博士論文3.4.3 鋼管初應(yīng)力對鋼管混凝土構(gòu)件承載能力的影響，可以通過將組合軸壓強度設(shè)計值乘上鋼管初應(yīng)力影響系數(shù)來考慮，的計算公式如下【設(shè)計規(guī)范校審稿】： （3-6） （3-7） （3-8） （3-9）式中，考慮構(gòu)件長細(xì)比影響的函數(shù)； 考慮構(gòu)件荷載偏心率影響的函數(shù)； 鋼管中的初應(yīng)力； 空鋼管的穩(wěn)定系數(shù)，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500172003取值。3.4有限元計算方法3.5.1 在初步設(shè)計時，可采用平面有限元模型進(jìn)行分析。對于施工圖設(shè)計階段的計算，宜采用空間受力分析。對于大型、重要的設(shè)計才有初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計之分，小跨徑橋梁沒有這樣要求。此條

14、若涵蓋小跨徑橋梁時則應(yīng)說明清楚。3.5.2 有限元計算模型如僅用于進(jìn)行彈性受力分析，則鋼管混凝土拱肋可等效為等剛度單一材料單元，然后根據(jù)剛度分配計算鋼管和管內(nèi)混凝土的應(yīng)力。鋼管混凝土拱肋也可采用幾何位置相同的雙材料單元，直接計算鋼管和管內(nèi)混凝土的內(nèi)力與應(yīng)力。3.5.3 對于實體拱肋（單圓管和啞鈴型），可采用一根桿單元來模擬拱肋。對于桁式拱肋宜采用四管桁肋單元實際結(jié)構(gòu)不一定都是四肢的，所以不應(yīng)指出“四管桁肋”。，在簡化計算時可用一根桿單元來模擬整根拱肋。但在施工圖計算時應(yīng)用桿單元模擬桁肋的弦桿、腹桿等。3.5.4 鋼管混凝土拱橋中其它結(jié)構(gòu)的有限元模型與其它橋梁結(jié)構(gòu)相同，如橫撐、橫梁、（加勁）縱梁

15、、橋面板、立柱、樁等可模擬為桿單元。吊桿、系桿模擬成鏈桿。地基土作用可用彈簧模擬，地基土的水平抗力用m法計算。應(yīng)說明根據(jù)實際構(gòu)造模擬桿件之間的連接和邊界約束等。此外，一些影響結(jié)構(gòu)受力條件的實常數(shù)選擇非常重要，如樁長、鉸接還是剛接或者彈簧剛度多少等。3.5.5 對于剛架系桿拱，拱、墩、系桿與地基四位一體，施工圖設(shè)計計算時應(yīng)建立整體的計算模型。剛架系桿拱在計算恒載作用下的系桿張拉力時，可將系桿的EA趨于無窮大，EI趨于無窮小，計算出系桿力。不應(yīng)說明，如果FEM本身就是索單元，此條就是多余的。這條是限定采用梁單元模擬系桿時的情況。系桿張拉力計算完成后，可將其作為外力這只是一種有限元模擬初張力的方法，

16、還有初應(yīng)變法等，此處不應(yīng)限定。，將系桿抗拉剛度置于實際剛度，然后計算施工過程和成橋后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及系桿的附加力。 4、材料應(yīng)限定鋼管壁厚！4.1.1 公路鋼管混凝土拱橋拱肋管內(nèi)混凝土等級不宜低于C30，可參照下列材料組合：Q235鋼配C30或C40級混凝土；Q345鋼配C40、C50或C60級混凝土表達(dá)較通俗，應(yīng)采用正式用語?！驹O(shè)計規(guī)范校審稿】。4.1.2 管內(nèi)混凝土應(yīng)具有低水灰比、高流動性、低收縮、低水化熱、緩凝、早強等特點。宜摻適量減水劑。對于高溫和寒冷地區(qū)修建公路鋼管混凝土拱橋，管內(nèi)混凝土的性能要求應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的具體要求【設(shè)計規(guī)范校審稿、3.1.4】。4.1.3 混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)

17、值、軸心抗壓強度設(shè)計值、軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗拉強度設(shè)計值是否應(yīng)與公路橋涵規(guī)范一致，采用ftd？本規(guī)范很多符號有時參照建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范，有事又采用公路橋涵的規(guī)范，而且很多符號是舊規(guī)范的！此外，符號的正斜體有誤，因參照國標(biāo)規(guī)定。、彈性模量按表4-1采用。混凝土的剪變模量可按表41中彈性模量Ec的0.4倍采用，混凝土的泊松比可采用為0.2【設(shè)計規(guī)范校審稿、3.1.6】。表4-1 混凝土強度和彈性模量（） 強度種類強度等級 抗壓強度抗拉強度彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值C3020.113.82.011.393.00×104C4026.818.42.401.653.25×104

18、C5032.422.42.651.833.45×104C60新規(guī)范已經(jīng)增加C35、C45、C55等，應(yīng)增加，且與公路橋涵規(guī)范一致38.526.52.851.963.60×1044.1.4 鋼管和其它承重結(jié)構(gòu)鋼材鋼材包括鋼管等很多型鋼、鋼筋，而鋼筋的牌好就不用這些稱呼和等級規(guī)定，應(yīng)分開說明或不說明宜采用B級或B級以上級別的Q235號鋼和Q345號鋼，鋼材的質(zhì)量應(yīng)符合相應(yīng)的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB700-88、低合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T 1591-94、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼GBT714-2000和結(jié)構(gòu)用無縫鋼管GB/T8162-1999等有關(guān)規(guī)定【設(shè)計規(guī)范校審稿】。4.1.5 鋼管可采用卷

19、制焊接管和無縫鋼管應(yīng)限定是結(jié)構(gòu)用鋼管，對于焊接管的卷制方向是否應(yīng)說明？。當(dāng)鋼管直徑超過600mm時應(yīng)采用卷制焊接管【設(shè)計規(guī)范校審稿】。4.1.6 鋼管拱肋節(jié)段應(yīng)采用對接焊縫，符合建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的一級焊縫標(biāo)準(zhǔn)說明不夠具體，且表達(dá)不規(guī)范【設(shè)計規(guī)范校審稿】。4.1.7 鋼材的強度設(shè)計值與屈服強度采用同一符號！按表4-2采用【設(shè)計規(guī)范校審稿】。表4-2 鋼材的強度設(shè)計值 （MPa）現(xiàn)在建設(shè)部和交通部都已經(jīng)推薦業(yè)界積極采用高等級的鋼材，如Q390和Q420，是否應(yīng)增加？建筑結(jié)構(gòu)都已經(jīng)列入Q390，Q420作為推薦使用！鋼材抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓（刨平頂緊）鋼號組別厚度或直徑(mm)Q235第1組2

20、0215125320第2組>2040200115320第3組>4060190110320Q345第1組16315185445第2組1725300175425第3組26362901704104.1.8 鋼材的物理性能指標(biāo)按表43采用【設(shè)計規(guī)范校審稿】。表4-3 鋼材的物理性能指標(biāo)彈性模量（）剪變模量（）線膨脹系數(shù)（/0C）密 度（）泊松比2.06×1057.9×1041.2×10-57.85×1030.34.1.9 鋼管混凝土組合軸心受壓強度設(shè)計值按下式計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】【福建規(guī)程4.0.5】： (4-1) （4-2）式中 鋼管的截面面積

21、核心混凝土的截面面積 ¾ 鋼管混凝土的約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計值，一般不宜小于0.60； ¾ 分別為鋼材的標(biāo)準(zhǔn)強度和設(shè)計強度； ¾ 分別為混凝土的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值。 采用第一組鋼材的值由式（4-1）計算。采用第二組、第三組鋼材的值應(yīng)將式（4-1）計算值乘以換算系數(shù)后確定。 4.1.10 鋼管混凝土組合抗剪強度設(shè)計值按下式計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】： （4-3）式中，截面的含鋼率（）宜在0.050.08； ¾ 鋼管混凝土的約束效應(yīng)系數(shù)設(shè)計值；組合軸心受壓強度設(shè)計值。采用第一組鋼材的由式（4-3）計算（由表44給出）。采用第二、第三組鋼材的值應(yīng)按式（4-3）的計算

22、值乘換算系數(shù)后確定。表4-4 值（）鋼材混凝土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 對鋼管混凝土軸壓構(gòu)件和的偏壓構(gòu)件，其承受永久荷載引起的軸壓力占全部軸壓力的30 及以上時，應(yīng)將組合軸壓強度設(shè)計值乘以混凝土徐變

23、折減系數(shù) (見表4-5)。桁式構(gòu)件的長細(xì)比計算見式（5-9）和（5-10）【設(shè)計規(guī)范校審稿】，實體構(gòu)件的長細(xì)比計算見式（44），主拱的計算長度見表4-6【設(shè)計規(guī)范校審稿3.3.3】文獻(xiàn)【鐘善桐，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（修訂版），哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1994】。表4-5 徐變折減系數(shù)構(gòu)件長細(xì)比l永久荷載所占比例(%)305070及以上50<£700.900.850.8070<£1200.850.800.75 注：表內(nèi)中間值可采用插入法求得表4-6 主拱計算長度兩端結(jié)合情況計算長度三鉸拱0.58雙鉸拱0.54無鉸拱0.36 注：拱軸線長度。表4-5中，構(gòu)件的長細(xì)比

24、按式（44）計算：=4L0/D（4-4）式中，L0為柱的計算長度，主拱的計算長度L0見表4-6；D為鋼管外徑。5、承載能力極限狀態(tài)計算5.1 一般規(guī)定5.1.1 鋼管混凝土拱橋應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的要求，對構(gòu)件進(jìn)行承載力及穩(wěn)定驗算。計算時采用統(tǒng)一理論，將鋼管混凝土視為一種復(fù)合材料。本句是否應(yīng)前后半句重置？計算中作用（或荷載）（其中汽車荷載應(yīng)計入沖擊系數(shù)）效應(yīng)應(yīng)采用其組合設(shè)計值；結(jié)構(gòu)材料性能采用其強度設(shè)計值【設(shè)計規(guī)范校審稿、4.1.2】。5.1.2 對承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度，按表5-1劃分的三個安全等級進(jìn)行設(shè)計。對于有特殊要求的橋梁結(jié)構(gòu)，其安全等級可根據(jù)具體

25、情況另行確定。同座橋梁的各種構(gòu)件宜取相同的安全等級，必要時部分構(gòu)件的安全等級可作適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整后的級差不應(yīng)超過一個等級【公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004 】【設(shè)計規(guī)范校審稿4.1.3、4.1.4】。表5-1 橋梁結(jié)構(gòu)安全等級安 全 等 級橋 梁 類 型一級特大橋、重要大橋二級大橋、中橋、重要小橋三級小橋5.1.3 鋼管混凝土拱橋或構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算，應(yīng)采用下列表達(dá)式【設(shè)計規(guī)范校審稿】： (5-1) (5-2)式中 橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)分別取1.1、1.0、0.9；橋梁的抗震設(shè)計不考慮結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)； 作用（或荷載）（其中汽車荷載

26、應(yīng)計入沖擊系數(shù)）效應(yīng)的組合設(shè)計值，按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004的規(guī)定計算； 構(gòu)件承載力設(shè)計值； 構(gòu)件的承載力函數(shù)； 材料強度設(shè)計值； 幾何參數(shù)設(shè)計值。5.1.4 對于下承式剛架系桿拱的拱墩固結(jié)點，應(yīng)對局部結(jié)構(gòu)采用空間有限元“空間有限元”+“法”，說法應(yīng)正式且前后統(tǒng)一進(jìn)行應(yīng)力分析，必要時還應(yīng)配合有限元進(jìn)行模型試驗，對其它局部應(yīng)力突出的部位也應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行應(yīng)力驗算。5.1.5 中、下承式鋼管混凝土拱橋的吊桿在持久狀況下應(yīng)考慮吊桿長度和水平變位的影響，安全系數(shù)不應(yīng)小于3.0【設(shè)計規(guī)范校審稿】。5.1.6 鋼管混凝土剛架系桿拱中的柔性系桿安全系數(shù)不應(yīng)小于2.5【設(shè)計規(guī)范校審稿】。

27、5.2 軸心受力構(gòu)件5.2.1 單肢鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的承載力按式（5-3）計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】。 （5-3）式中 N 軸向壓力組合設(shè)計值是設(shè)計值還是計算值，這兩者有區(qū)別，請看結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一欄；鋼管混凝土的組合軸心受壓強度設(shè)計值；鋼管混凝土構(gòu)件的截面面積，； 鋼管的外直徑前后符號要一致。 軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，按表5-2采用； 構(gòu)件長細(xì)比，具體計算見條規(guī)定。 表5-2 穩(wěn)定系數(shù)值構(gòu)件長細(xì)比10 20 30 40 50 60 70 80鋼材Q235Q3451.0 0.998 0.989 0.972 0.946 0.912 0.860 0.8191.0 0.997 0.987 0.966 0.

28、935 0.895 0.844 0.783構(gòu)件長細(xì)比 90 100 110 120 130 140 150鋼材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：表內(nèi)中間值可采用插入法求得。5.2.2 單肢鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件的承載力不考慮管內(nèi)混凝土的作用，直接按鋼管構(gòu)件進(jìn)行計算，見式（5-4）【設(shè)計規(guī)范校審稿】。1.1？ (5-4)式中 鋼材的抗拉強度設(shè)計值； 鋼管的截面面積。5.2.3 鋼管混凝土啞鈴型構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件的承載力Nl按式（5-5）（5-7）計

29、算【盛葉博士論文】： （5-5） （5-6） （5-7）式中：下標(biāo)一般都有特定含義，應(yīng)統(tǒng)一，尤其是規(guī)范文字都有很強的限定。為單根圓鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力，可按式（53）采用或按下式采用【盛葉博士論文】：式中，為截面的約束效應(yīng)系數(shù)；為鋼管材料的標(biāo)準(zhǔn)強度說法有誤；為鋼管截面面積；為混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；為管內(nèi)混凝土截面面積。為腹板與腹腔混凝土的極限承載力，按矩形鋼管混凝土計算【DBJ 13-51-2003-】，如下式所示：式中，為腹腔內(nèi)混凝土面積；為腹腔內(nèi)混凝土按矩形鋼管混凝土計算時材料的組合屈服強度。5.2.4 格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的整體承載力應(yīng)按公式（5-8）計算，其受壓穩(wěn)定系

30、數(shù)根據(jù)構(gòu)件的換算長細(xì)比查表5-2。構(gòu)件的換算長細(xì)比按表5-3的規(guī)定確定【歐智菁博士論文】【設(shè)計規(guī)范校審稿4.2.3】。 （5-8）式中 l*軸心受壓格構(gòu)柱的穩(wěn)定系數(shù)； n柱肢數(shù)； N0i第i肢鋼管混凝土構(gòu)件軸心抗壓承載力，按式（5-3）計算。表5-3 格構(gòu)式構(gòu)件的換算長細(xì)比項 目截面型式腹桿類別計算公式雙肢構(gòu)件平腹桿斜腹桿三肢構(gòu)件斜腹桿四肢構(gòu)件斜腹桿構(gòu)件長細(xì)比：； （5-9）單肢長細(xì)比： （5-10） （5-11） （5-12）式中 、整個構(gòu)件對Y軸、X軸的長細(xì)比； 、構(gòu)件對Y軸、X軸的計算長度； 單根柱肢的截面面積和慣性矩； 單根柱肢中心到虛軸和的距離； K換算長細(xì)比系數(shù)；柱肢截面換算面積；

31、，其中As，Ac分別為柱肢鋼管橫截面面積和鋼管混凝土截面面積一個節(jié)間內(nèi)各斜腹桿面積之和；一個節(jié)間內(nèi)各平腹桿面積之和；單肢一個節(jié)間的長細(xì)比； 單肢節(jié)間距離。5.2.5 格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件除驗算整體穩(wěn)定承載力外，尚應(yīng)按式（5-3）驗算單肢穩(wěn)定承載力。當(dāng)單肢的節(jié)間長細(xì)比符合下列條件時，可不再驗算單肢穩(wěn)定承載力【設(shè)計規(guī)范校審稿】。 平腹桿格構(gòu)式構(gòu)件：及； 斜腹桿格構(gòu)式構(gòu)件：； 其中是構(gòu)件在和方向換算長細(xì)比的較大值。5.2.6 格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件腹桿所受剪力應(yīng)說明規(guī)定此條的目的，避免混淆可按下式計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】： （5-13）式中格構(gòu)式構(gòu)件單肢截面積；肢數(shù)。5.2.7 鋼管混凝

32、土構(gòu)件局部受壓強度強度是否應(yīng)改為承載力？按下式計算【四川院規(guī)范】【DBJ 13-51-2003-5.2.1】： (5-14)式中：為鋼管混凝土局部受壓強度折減系數(shù)。，當(dāng)小于1/3時，取=1/3。（注：Nu為構(gòu)件極限容許承載力設(shè)計值，按本規(guī)范體系或DBJ 13-51-2003應(yīng)為5-3式中的fsc×Asc，但四川院為另一種算法。）5.3 偏心受力構(gòu)件5.3.1 單肢鋼管混凝土構(gòu)件承受壓力、彎矩、剪力及共同作用時，構(gòu)件強度承載力按式（5-14）計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】。1) 當(dāng)時 （5-14a） 2) 當(dāng)時 （5-14b）偏心構(gòu)件的穩(wěn)定承載力按式（5-15）驗算。 1) 當(dāng)時 （5-15a

33、） 2) 當(dāng)時 （5-15b）在式（5-14）和（5-15）中： （516） （517） （518） （519）其中 N，所計算構(gòu)件段內(nèi)的和相應(yīng)的、組合設(shè)計值；以及和相應(yīng)的、組合設(shè)計值，此時M取所計算構(gòu)件段內(nèi)的最大值此處應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的特點，說明在作用效應(yīng)組合時，M、V分別對應(yīng)的荷載工況和計算截面！這與建筑結(jié)構(gòu)很大不同??； NE歐拉臨界力； 構(gòu)件截面抗彎塑性發(fā)展系數(shù)，； 構(gòu)件截面抗剪塑性發(fā)展系數(shù)，； 鋼管混凝土的套箍系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，； 鋼管內(nèi)混凝土的截面面積； 鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度標(biāo)準(zhǔn)值； 混凝土的軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值； Wsc構(gòu)件截面抵抗矩，； bm等效彎矩系數(shù)，按表5-4采用。表5-4 等

34、效彎矩系數(shù)荷載作用情況無橫向荷載作用的構(gòu)件有端彎矩和橫向荷載同時作用的構(gòu)件無端彎矩但有橫向荷載作用的構(gòu)件等效彎矩系數(shù) 且，其中：(1) 使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，、取同號； (2) 使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時，、取異號。(1) 使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時， (2) 使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時， 5.3.2 單肢鋼管混凝土拉彎構(gòu)件的承載力按式（520）驗算【設(shè)計規(guī)范校審稿】。 （5-20）5.3.3 啞鈴式型？鋼管混凝土偏壓構(gòu)件（短柱）的承載力按下列公式計算【設(shè)計規(guī)范校審稿】【肖澤榮論文】：應(yīng)按盛葉論文 （5-21-1）， （5-21-2） ，其中 （5-21-3）1 當(dāng)時，將N1、代入條款（其中V=0），按單肢鋼管

35、混凝土偏壓構(gòu)件驗算其承載力；2 當(dāng)時，除按1款規(guī)定驗算外，還需將N2、代入公式（5-20），按單肢鋼管混凝土拉彎構(gòu)件驗算其承載力。式中 N，啞鈴式構(gòu)件軸力和相應(yīng)的彎矩組合設(shè)計值，及彎矩和相應(yīng)的軸力組合設(shè)計值；N1，N2，分配到兩個肢上的軸力、彎矩組合設(shè)計值； h啞鈴式截面兩肢中心的距離； 單肢鋼管混凝土和整個啞鈴式構(gòu)件截面抗彎剛度之比； 計算系數(shù)； 鋼管和混凝土彈性模量之比； 一個肢鋼管的截面面積和慣性矩； 一個肢鋼管內(nèi)混凝土的截面面積和慣性矩。5.3.4 啞鈴形鋼管混凝土偏壓長柱承載力計算公式可表示為【盛葉論文】： （5-22）式中，N0為啞鈴形鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力計算值，按5-6

36、式計算；l為長細(xì)比折減系數(shù)，按5-7式計算；e為偏心率折減系數(shù)符號稱呼是否應(yīng)跟其他規(guī)范一致，如“長細(xì)比影響系數(shù)、偏心率影響系數(shù)”，不然字面上有混淆！，按下式計算： 當(dāng)， （5-23a）當(dāng) （5-23b）5.3.5 對于啞鈴形型？形？前后不一致斷面的腹板，當(dāng)腹腔內(nèi)沒有填充混凝土?xí)r，尚應(yīng)對吊桿處的腹板進(jìn)行局部穩(wěn)定驗算吊點包括立柱設(shè)置處一般都有更強的加勁構(gòu)造，此條是否有特定含義？。5.3.6 格構(gòu)式鋼管混凝土構(gòu)件承受壓力、彎矩、剪力及共同作用時，平面內(nèi)的整體穩(wěn)定承載力按式（5-24）驗算【設(shè)計規(guī)范校審稿】。 （5-24）式中 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件驗算平面內(nèi)的穩(wěn)定系數(shù)，按表5-2計算； ,格構(gòu)式構(gòu)件截面

37、總面積和總抵抗矩； NE歐拉臨界力，其計算公式中采用格構(gòu)式構(gòu)件的換算長細(xì)比。對斜腹桿格構(gòu)式構(gòu)件的單肢，可按桁架的弦桿計算；對平腹桿格構(gòu)式構(gòu)件的單肢，尚應(yīng)考慮由剪力引起的局部彎矩影響，按偏壓構(gòu)件計算。腹桿所受剪力應(yīng)取實際剪力和按式（5-13）計算剪力中的較大值。5.3.7 四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱承載力的計算公式見表5-5【歐智菁論文】。表5-5 四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱承載力計算公式整體承載力偏心率折減系數(shù)換算長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)，查本規(guī)范附錄一得到。5.4 整體穩(wěn)定性驗算5.4.1 鋼管混凝土拱橋宜通過空間有限元分析有限元法分析驗算其整體穩(wěn)定性【設(shè)計規(guī)范校審稿】。5.4.2 鋼管混凝土拱橋的整體穩(wěn)定系

38、數(shù)按彈性理論計算時不小于4.0，考慮材料和幾何非線性后不小于2.0桁肋拱橋與實腹式肋拱橋是否應(yīng)區(qū)別？【設(shè)計規(guī)范校審稿】。5.4.3 鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱剛架系桿拱等系桿和橋墩的相對剛度應(yīng)針對“無鉸拱”予以限定范圍的極限承載力可通過等效梁柱法進(jìn)行計算，等效梁柱的長細(xì)比按5-25式進(jìn)行計算【韋建剛博士論文】： （5-25）式中等效梁柱的計算長度L0可按表4-6取用。5.4.4 對于拱肋截面僅承受軸力的鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱，其均布極限荷載應(yīng)說明其概念的外延和內(nèi)涵qcr可由下式得出【韋建剛博士論文】： （5-26）式中，Ncr為等效柱的極限承載力，可由下式進(jìn)行計算：NcrK1×

39、;K2×fsc×Asc （5-27）式中K1為考慮矢跨比因素的折減系數(shù)，K2為考慮初始缺陷因素的折減系數(shù)，p為臨界長細(xì)比，可由下式進(jìn)行計算（常用矢跨比下K1、K2的具體數(shù)值可查閱附錄二、三）：， （5-28) ， ， （5-29）, ， （5-30）， 。5.4.5 對于拱肋截面同時承受軸力和彎距的鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱，其極限荷載f（P）可用下式表達(dá)【韋建剛博士論文】：f（P）f（N1/4，M1/4） （5-31）式中，N1/4與M1/4為通過一階分析求得的拱肋四分點處軸力和彎矩。N1/4與M1/4的極限狀態(tài)值可由式5-15（V0）求得，其中穩(wěn)定系數(shù)K1×

40、K2，K1、K2按照式5-28、5-29進(jìn)行計算。5.4.6 三跨飛鳥式拱恒載作用下，簡化計算的基本平衡方程如5-32式所示，在初步設(shè)計時，可根據(jù)工程經(jīng)驗與已建橋梁的資料，確定某些變量，然后應(yīng)用式5-32確定另一些變量【鄭懷穎論文】。這部分應(yīng)屬于設(shè)計部分，不要放在極限承載力這里圖5-1 三跨飛鳥式拱的簡化計算圖示 （5-32）5.5 受彎構(gòu)件5.5.1 對于僅承受彎距作用的鋼管混凝土單圓管構(gòu)件，其極限承載力Mu可按照式5-14進(jìn)行計算（N0，V0），即MuM0符號不統(tǒng)一，公式不統(tǒng)一【DBJ 13-51-2003-】。5.5.2 對于僅承受彎距作用的鋼管混凝土啞鈴型構(gòu)件，其極限承載力Mu可按下式

41、進(jìn)行計算【盛葉博士論文】：MuM0 （5-33）式中為啞鈴形截面形狀比值系數(shù)，可取值為0.911，M0為通過面積等效原則將啞鈴型截面等效成單圓管截面的抗彎承載力。5.5.3 格構(gòu)式應(yīng)改為桁式，一是桁式用的比較普及，二是桁式更接近于受彎鋼管混凝土受彎構(gòu)件的承載力由節(jié)點控制，節(jié)點承載力可按文獻(xiàn)【J.A. Packer, J.E. Henderson，曹俊杰譯. 空心管結(jié)構(gòu)連接設(shè)計指南M. 北京: 科學(xué)出版社, 1997.】計算，其中鋼材強度計算值采用屈服強度，【黃文金論文】或按5.6小節(jié)計算5.6 節(jié)點計算此處是指間隙節(jié)點，對于搭接節(jié)點如何處理應(yīng)說明？【四川院規(guī)范4.4】5.6.1 焊縫強度計算可

42、注明該條參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）.1在節(jié)點處直接焊接的圓鋼管結(jié)構(gòu)，支管與主管或支管與支管的連接，采用相貫線切割機切開坡口，沿全周采用部分熔透性焊縫增加“連續(xù)”連接。在計算連接焊縫的強度時候，可按以下要求確定。（1）、所用連接焊縫均視為沿全周焊縫進(jìn)行計算；（2）、焊縫的平均有效厚度，可取；（3）、角焊縫的焊腳尺寸，可?。ㄖЧ鼙诤穹枒?yīng)統(tǒng)一，可參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范有關(guān)符號規(guī)定）；（4）、支管與主管或支管與支管軸線之間的夾角小于30或大于150 時，其連接焊縫不能用作受力焊縫。.2 在節(jié)點處直接焊接的圓鋼管結(jié)構(gòu)，支管與主管或支管與支管的連接焊縫，應(yīng)按下列公式計算強度（如圖5-2所

43、示）： (5-34)式中：支管的軸心拉力或壓力；焊縫的有效厚度。?。缓缚p的焊腳尺寸，??；支管的壁厚；當(dāng)支管與支管相連時，為較薄支管的壁厚；沿全周的焊縫計算長度（兩管相貫線的長度），可按下列公式計算：當(dāng)時，當(dāng)時，支管與主管相連時，為主管的外徑；當(dāng)支管與支管相連時，為較大支管的外徑；支管的外徑；當(dāng)支管與支管相連時，為較小支管的外徑；支管與主管或支管與支管軸線之間的夾角。鋼管焊縫計算長度系數(shù)（兩管相貫的長度系數(shù)）可查5-6，圖5-2 T型節(jié)點典型連接構(gòu)造圖表5-6 鋼管焊縫計算長度系數(shù)表908580757065605550454035301.00342343345349354361370382398

44、4184444785241.053403413433473523593683803964154414755221.103383393413453503573663783934134394725191.153363373393433483553643763914114364705161.203343353373413463533623743894084344675131.253323333353393443513603723874064314645101.303303313333373423493583693844034294625071.3532932933133534034735636738

45、24014264595041.403273273293333383443543653803994234565011.453253253273313363423523633783964214534981.503223233253293343403493613753944194514952.003203213233263313383473583723914154474912.503193193213253303363453563713894134454893.003183183203243283353443553693884124444873.503163173193223273343433543

46、683864104424854.003153163183213263323413523663854094404835.6.2 節(jié)點強度計算.1 為保證節(jié)點處主管有足夠的強度，避免主管管壁產(chǎn)生過大的局部變形和焊縫中出現(xiàn)裂縫，此規(guī)定為針對鋼管結(jié)構(gòu)而言，對于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)不使用。支管的軸向應(yīng)力小于按表5-7所列公式計算得到的支管在節(jié)點處的承載力設(shè)計值。表5-7 支管在節(jié)點處的承載力設(shè)計值計算公式表序號節(jié)點形式支管在節(jié)點處的承載力設(shè)計值這些是舊版的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的管節(jié)點公式，新規(guī)范已經(jīng)根據(jù)更新后的數(shù)據(jù)庫，尤其是大管徑的鋼管節(jié)點進(jìn)行了修訂！適用范圍支管受壓時支管受拉時1X型節(jié)點當(dāng)時取2T型和Y型當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)時取3K型節(jié)點附：表中支管外徑與主觀外徑之比，即；參數(shù)：當(dāng)時，；當(dāng)時，；主管的壁厚；鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值；主管最大軸向應(yīng)力（拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)）；鋼材的