40m~150m 跨径连续梁,宜用 1600 型波形钢板。当使用图 6 所示形状以外的波形钢板时,应对波高、幅段长度、幅段倾角等进行合适的选择,波形钢板的其它构 造细节应符合 JT/T 784 的相关规定,此外还应做作相应研究、试验以确保安全性。 a) 注:图中尺寸以mm计。 b) c) 图6 波形钢板型号示意图 7.5.2 7.5.3 接。 波形钢腹板的厚度宜小于 40mm,且不宜小于 8mm。 波形钢腹板之间的连接接头可采用图 7 所示的高强度螺栓连接、对接焊缝连接和角焊缝搭接连 a) 高强度螺栓连接 b) 对接焊缝连接 c) 角焊缝搭接连接 图7 波形钢腹板之间的连接方式 7.6 连接件 7.6.1 波形钢腹板与混凝土顶、底板连接件形式的选取应考虑构造的合理性、施工可行性、结构耐久 性等因素。 7.6.2 波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接,应能够可靠传递作用于其连接部的桥轴方向水平剪力, 应能抵抗因车辆荷载所导致的与桥轴成直角方向的桥面板角隅弯矩,以保证桥梁运营期间的安全性。 7.6.3 波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接,应保证其正常使用时不发生过大的相对滑移。 7.6.4 波形钢腹板与桥面板的连接宜采用双 PBL 键连接、 角钢剪力键连接、 埋入式连接以及栓钉连接。 波形钢腹板与箱梁底板的连接宜采用单 PBL+栓钉键连接、 角钢剪力键连接、 埋入式连接以及栓钉连接。 如采用其它连接方式,应经试验验证其可靠性和抗疲劳性能。 7.6.5 波形钢腹板与端横隔板的连接可采用单 PBL 键连接。 7.6.6 连接部必须密封并实施恰当的防腐蚀处理。对于因可变作用引起的疲劳,还应做成具有充分抗 疲劳性的构造。 7.6.7 波形钢腹板与混凝土桥面板的连接,应优先采用带有翼缘板的连接构造。当波形钢腹板与混凝 土桥面板间剪力方向不明确或者有较大的掀起力时宜布置栓钉连接件。 12 DB44/T 1393—2014 7.6.8 埋入式连接中波形钢腹板斜幅段的投影面积应不小于板腋有效承压面积的 1/5(图 8)。 图8 7.6.9 a) b) c) d) e) 7.6.10 a) b) 埋入式连接斜幅板投影面积示意图 连接件的翼缘板与开孔钢板应符合下列规定: 翼缘板的厚度不宜小于 16mm,开孔钢板厚度不宜小于 12mm; 开孔钢板孔径应大于贯穿钢筋直径与集料最大颗粒直径的 2 倍之和,可取 60mm~80mm; 孔与孔的中心间距不宜大于 500mm,可取 150mm~250mm; 孔距钢板边缘的净距不宜小于孔中心距的一半; 贯穿钢筋应采用 HRB400 及以上强度级别的钢筋,直径不宜小于 12mm。 栓钉连接件应符合下列规定: 栓钉的长度不应小于栓钉直径的 4 倍,有拉拔作用时不宜小于栓钉直径的 10 倍; 栓钉纵桥向的中心间距不应小于 6 倍的栓钉直径,且不小于 100mm;横桥向的中心间距不应 小于 4 倍的栓钉直径且不小于 50mm; c) 栓钉连接件沿主要受力方向中心间距不应超过 300mm; d) 栓钉连接件的外侧边缘距翼缘板边缘的距离不应小于 20mm。 7.6.11 当波形钢腹板与箱梁底板采用翼缘型连接件时, 可在连接件的翼缘板上设置出气孔以确保翼缘 板下的混凝土浇筑密实。 7.6.12 角钢剪力键连接宜采用 U 形钢筋不与角钢焊接的方式。 7.7 转向块与转向器 7.7.1 转向块应做成将体外预应力钢筋所产生的转向力可靠得向主梁进行传递的结构,且转向块在构 造上应能承受其周边构件传来的荷载。 7.7.2 转向块的构造形式应根据结构受力、体外预应力钢筋布置方式、转向器等因素进行选择。转向 器可按相关产品说明选择。 7.7.3 转向块设计时宜考虑增加体外预应力钢筋的可能性,预留备用孔,以便在特殊需要时采用。 7.7.4 转向块内应设置两种钢筋,即围住单个转向器的内环筋和沿转向块周边围住所有转向器的外封 闭箍筋。内环筋离转向器上缘的距离不小于 25mm,直径不大于 20mm;外封闭箍筋在竖直方向高于内 环筋的净距不小于 50mm;内环筋和外封闭箍筋沿转向器纵向布置的间距不小于 100mm。 7.7.5 集束式转向器可用于成品和非成品体外索,散束式转向器可用于非成品体外索。 8 结构分析 整体计算 8.1 8.1.1 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥按以下四项假定进行结构分析: a) 波形钢腹板与混凝土顶、底板共同工作,不会发生相对滑移或剪切连接破坏。 13 DB44/T 1393—2014 b) 波形钢腹板不承受轴向力,纵向弯曲时忽略波形钢腹板的纵向弯曲作用,弯矩仅由混凝土顶、 底板构成的断面承担。 c) 箱梁纵向弯曲时符合平截面假定。 d) 剪力由波形钢腹板承担且剪应力均匀分布。 8.1.2 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥应根据结构形式、断面构成、断面形状以及荷载状态选用 合适的分析理论进行结构分析。结构分析模型,应依据所采用的分析理论做相应的处理。 8.1.3 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥作杆系结构进行受力分析时,主梁轴向、弯曲刚度仅考虑 混凝土顶板、底板组成的有效截面进行截面特性的计算(如图 9)。 图9 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁轴向、弯曲刚度计算图示 8.1.4 单箱单室波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的抗扭惯性矩可按下式计算。对于双室或多室截面 仅考虑最外侧的波形钢腹板按单箱单室截面计算抗扭刚度。 Jt ? 4 Am 2 ? ? h h b b ? ? ? ? ? ? ? ? ns t1 ?1 ? ? ? n s t 2 ?1 ? ? ? t 3 ?1 ? ? ? t 4 ?1 ? ? ? ? ..................... (1) 式中: Jt ——扭转惯性矩; ——箱形薄壁中心线所围面积(图10虚线所围面积); Am ——波形钢腹板和混凝土的剪变模量比; t1、t 2 ——波形钢腹板厚度(图10); t 3、t 4 ——混凝土顶、底板厚度(图10); ——修正系数, ? ? 0.4h / b ? 0.06 ,且当 h / b ≤ 0.2 时 ? ? 0 ; ? ——箱梁顶板、底板中线间的距离(图10); h ——波形钢腹板中线间的距离(图10)。 b ns 图10 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转刚度计算图示 8.1.5 14 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁纵向弯曲计算,可忽略剪切变形的影响;计算挠度与上拱度 DB44/T 1393—2014 时,可按下式计入波形钢腹板剪切变形的影响: k vV? i V dx .......................................(2) GAw Aw ? hw t w? ..........................................(3) ? i ? h w / h ............................................(4) ? ? ?a w ? b w ? / ?a w ? c w ? .................................(5) ?? ? L 式中: ? ——波形钢腹板剪切变形产生的挠度; k v ——剪切修正系数,可取1; V ——剪力设计值; ? i ——波形钢腹板与箱梁截面的高度比值; V G Aw L hw ——由单位荷载产生的剪力; ——波形钢腹板的剪变模量; ——波形钢腹板的有效剪切面积; ——箱梁长度; ——波形钢腹板竖直方向的高度; t w ——波形钢腹板的厚度; h ——梁高; ? ——波形钢腹板形状系数; a w ——波形钢腹板直板段长度(图11); bw ——波形钢腹板斜板段投影长度(图11); c w ——波形钢腹板斜板段长度(图11)。 图11 波形钢腹板形状系数计算图示 8.1.6 采用波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的连续梁桥,用单梁进行受力分析时,边、中跨组合腹 板段附近节段的顶底板有效宽度可参照 JTG D62-2004 第 4.2.3 条规定减小。 8.1.7 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥温度效应计算时仅考虑混凝土顶板的温度变化。 8.1.8 体内预应力钢筋的张拉控制应力及预应力损失按 JTG D62 规定采用和计算。 8.1.9 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的体内、体外预应力钢筋应作为抗拉钢筋来进行截面抗力 计算,体外预应力钢筋的极限应力设计值应按照下式计算: ? pu ? ? pe .............................................(6) ? pu ≤ f pd .............................................(7) 式中: ? pe ——体外预应力钢筋的有效预应力。 8.1.10 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥可按下式进行上部结构抗倾覆验算: ? qf ? S bk / S sk ≥2.5 .....................................(8) 15 DB44/T 1393—2014 式中: ? qf ——抗倾覆稳定系数; S bk ——使上部结构稳定的作用效应标准组合; Ssk ——使上部结构倾覆的汽车荷载(含冲击作用)标准值效应。 8.2 横向计算 8.2.1 波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥应进行桥面板的横向计算,横向计算应包含桥面板、底板 的横向受弯计算以及波形钢腹板与桥面板连接件的角隅弯矩计算。 8.2.2 箱梁桥面板计算跨径不大于 6m 时,桥面板可根据支撑情况按简支板、悬臂板或者双向板进行 计算,也可使用平面框架模型进行分析。计算分析时车辆荷载的分布宽度应符合 JTG D62 中的规定。 8.2.3 用平面框架模型进行分析时,截面的宽度可取 1 个波形钢腹板波长的板宽,波形钢腹板与顶、 底板结合部做刚接处理,波形钢腹板截面可根据一个波长的面积和抗弯刚度等效成工字形截面。 8.2.4 箱内桥面板按单向板计算时,汽车荷载作用下其跨中弯矩宜取相同计算跨径的简支板跨中弯矩 的 90%。 8.2.5 对于桥面板跨径超过 6m 的箱型截面、单箱多室截面以及带有横梁的桥面板应采用三维有限元 模型进行分析。 8.2.6 采用三维有限元模型进行分析时,箱梁顶、底板可采用实体单元、板壳单元,波形钢腹板可采 用板壳单元。波形钢腹板与箱梁顶、底板可采用固结或者铰接的方式连接。 8.3 里衬混凝土的计算 8.3.1 里衬混凝土应满足正常使用极限状态斜截面抗裂验算要求以及承载能力极限状态抗剪承载力要 求。其验算可依 JTG D62 进行。 8.3.2 组合腹板段宜采用三维有限元模型进行局部分析。三维有限元模型考虑的作用与组合工况同整 体分析,但应处理好加载模式和边界条件以符合结构的真实受力状况。 8.3.3 里衬混凝土进行斜截面抗裂验算和抗剪承载力验算时,可按简化方法将其单独作为矩形截面考 虑。截面高度应取箱梁截面高度减去顶、底板厚度,截面宽度应按波峰处的最薄厚度取值。计算里衬混 凝土承担的剪力时,可将箱梁截面剪力按里衬混凝土的剪切分担率进行分配并按下式计算: V n ? ?V .............................................. (9) 式中: Vn ——作用组合的里衬混凝土剪力设计值; ? ——里衬混凝土的剪切分担率; V ——作用组合的截面剪力设计值; Gc ——混凝土剪变模量; G ——波形钢腹板剪变模量; Ac ——里衬混凝土面积; Aw ——波形钢腹板面积,按式(3)计算。 ? ? Gc Ac / ?Gc Ac ? GAw ? ................................ (10) 9 9.1 构件计算 波形钢腹板抗剪计算 波形钢腹板应进行持久状况承载能力极限状态抗剪强度与剪切稳定验算和持久状况、短暂状况 9.1.1 16 DB44/T 1393—2014 正常使用极限状态剪切应力验算。 9.1.2 组合腹板段波形钢腹板应按承受 100%截面剪力进行设计。 9.1.3 波形钢腹板的剪应力应同时计及剪力、扭矩以及预应力的竖向分力产生的效应。其中剪力应包 括预应力的二次效应,扭矩可取汽车荷载最大剪力、最不利偏载情况下的组合设计值。