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1、钢钢-混凝土组合梁混凝土组合梁 设计计算要点设计计算要点 吴吴 冲冲 同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系 cwu cwu 2016钢混组合桥梁研讨会钢混组合桥梁研讨会 公路钢结构桥梁设计规范公路钢结构桥梁设计规范 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲1 1 前言前言 钢梁截面钢梁截面组合截面组合截面 组合结构桥梁主要构件组合结构桥梁主要构件 钢结构钢结构 砼桥面板砼桥面板 剪力连接件剪力连接件 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
2、2 7.1 一般规定一般规定 钢梁截面形式钢梁截面形式 工形工形 跨径跨径40m 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲3 11.1 一般规定一般规定 钢梁截面形式钢梁截面形式 开口箱梁开口箱梁(槽形梁槽形梁) 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲4 11.1 一般规定一般规定 钢梁截面形式钢梁截面形式 钢箱梁钢箱梁 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
3、5 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong 5 11.1 一般规定一般规定 混凝土桥面板施工混凝土桥面板施工 钢桥临时支撑钢桥临时支撑 无支撑：仅承担二期恒载与活载无支撑：仅承担二期恒载与活载 有支撑：共同承担恒载与活载有支撑：共同承担恒载与活载 施工顺序施工顺序 先正弯矩区后负弯矩区先正弯矩区后负弯矩区 施工方法施工方法 现浇现浇 施工方便施工方便 收缩徐变较大收缩徐变较大 预制安装预制安装+湿接缝湿接缝 预制板与钢梁有间隙预制板与钢梁有间隙 收缩徐变较小收缩徐变较小 现浇混凝土桥面板 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji Univer
4、sity, Wu Chong 同济大学 吴冲6 11.1 一般规定一般规定 现浇混凝土桥面板现浇混凝土桥面板 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲7 7 预制安装：预制安装：上海长江大桥上海长江大桥:105m组合梁组合梁 钢梁制作钢梁制作浇筑砼桥面板浇筑砼桥面板 11.1 一般规定一般规定 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲8 浙江省台州市椒江二桥浙江省台州市椒江二桥 半封闭钢箱组合梁桥梁顶板宽半封闭钢箱组合梁桥梁顶板宽39.6m
5、（含风嘴（含风嘴42.5m），处高度），处高度 3.5m（不含铺装）。腹板横向间距为（不含铺装）。腹板横向间距为8.46m和和15.0m，横隔板纵向，横隔板纵向 间距间距4.5m 桥面板标准厚度桥面板标准厚度260mm，上翼缘设，上翼缘设140mm砼承托；在边跨砼承托；在边跨78m范范 围的桥面板加厚到围的桥面板加厚到400mm（无承托）（无承托） 用钢量：用钢量：14533t（410kg/m2） 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲9 浙江省台州市椒江二浙江省台州市椒江二桥桥 浙江台州椒江二桥浙江台州椒江二桥
6、公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲10 浙江省台州市椒江二桥浙江省台州市椒江二桥 浙江台州椒江二桥浙江台州椒江二桥 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲11 11.1 一般规定一般规定 连接件的形式（连接件的形式（1） 钢筋连接件 型钢连接件 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲12 11.1 一般规定一般规定 连接件的形式（连接件的形式（2） 圆柱
7、头焊钉 连接件 开孔钢板连 接件 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲13 1 总则总则 1.01 钢桥设计基本原则钢桥设计基本原则 安全性安全性 确保桥梁结构的强度、刚度、稳定、确保桥梁结构的强度、刚度、稳定、疲劳等疲劳等要求要求 耐久（养护性）耐久（养护性） 防腐、有检修通道、可以再涂装、便于防腐、有检修通道、可以再涂装、便于维修与更换维修与更换 适用（功能性）适用（功能性） 根据功能和交通量荷载合理确定桥梁纵断面、平面、横断面根据功能和交通量荷载合理确定桥梁纵断面、平面、横断面 交通组织设计确保交通安全交通
8、组织设计确保交通安全 环保环保 不采用对环境、人体等有害的涂装、施工工艺等不采用对环境、人体等有害的涂装、施工工艺等 经济性经济性 选择合理的结构形式，施工方法，使得造价最低选择合理的结构形式，施工方法，使得造价最低 美观美观性性 桥梁与环境相适应，桥梁结构比例协调，景观亮化桥梁与环境相适应，桥梁结构比例协调，景观亮化 施工性施工性 有足够的制作空间、便于自动化施工、便于运输和安装有足够的制作空间、便于自动化施工、便于运输和安装 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲14 1.0 3 公路钢结构桥梁极限状态公路钢结
9、构桥梁极限状态 承载能力极限状态承载能力极限状态 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 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合基本组合， 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 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（JTG D60） 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 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
10、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； 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1.0） 的计算的计算挠度挠度值值 疲劳极限状态疲劳极限状态 按疲劳设计荷载计算按疲劳设计荷载计算 无限寿命设计：应力幅小于无限寿命设计：应力幅小于S-N曲线的截止应力幅曲线的截止应力幅 有限寿命设计：基于有限寿命设计：基于S-N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 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲15 1.0 3公路公路钢结
11、构桥梁极限钢结构桥梁极限状态：承载能力极限状态状态：承载能力极限状态作用效应组合作用效应组合 基本组合基本组合: 永久作用设计值效应与可变作用设计值效应相组合永久作用设计值效应与可变作用设计值效应相组合 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值：承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值：Sud 0 0：结构重要性系数，结构重要性系数，1.1, 1. 0, 0.9 Gi, , SGik：第第i个永久作用效应的分项系数个永久作用效应的分项系数 和标准值；和标准值； Gi=1.2 (1.0)=1.2 (1.0) Q1, , SQ1k：汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值；汽
12、车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值； Q1=1.4=1.4 Qj, , SQjk：除汽车荷载外的其除汽车荷载外的其它它可变作用效应的分项系数可变作用效应的分项系数 和标准值；和标准值； 风风荷载荷载: : Qj=1.1; =1.1; 其它：其它： Qj=1.4=1.4 c：除汽车荷载效应外的其除汽车荷载效应外的其它它可变作用效应的组合系数可变作用效应的组合系数 永久汽车人群（或其永久汽车人群（或其它一种它一种可变作用）：可变作用）： c=0.8=0.8 永久汽车其永久汽车其它两种它两种可变作用：可变作用： c=0.7=0.7 永久汽车其永久汽车其它三种它三种可变作用：可变作用：
13、c=0.6=0.6 永久汽车其永久汽车其它四种或四种以上它四种或四种以上可变作用：可变作用： c=0.5=0.5 偶然组合偶然组合: 永久作用标准值效应与可变作用代表值效应和永久作用标准值效应与可变作用代表值效应和一种一种偶然偶然作用标准值效应组合作用标准值效应组合 偶然偶然作用效应的分项系数作用效应的分项系数 取取1.0 += = m i n j QjkQjckQQGikGiud SSSS 12 1100 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲16 1.0 3公路公路钢结构桥梁极限钢结构桥梁极限状态：正常使用极限
14、状态状态：正常使用极限状态作用效应组合作用效应组合 短期组合：短期组合：永久作用标准值效应与可变作用永久作用标准值效应与可变作用 频遇值效应相组合频遇值效应相组合 作用短期效应组合设计值：作用短期效应组合设计值：Ssd SGik：第第i个永久作用效应的标准值；个永久作用效应的标准值； SQjk：第第j个可变作用效应的标准值个可变作用效应的标准值 1j：第第j个可变作用频遇值系数个可变作用频遇值系数 汽车（不计冲击）：汽车（不计冲击）： 1j=1.0 (=1.0 (通规通规0.7)0.7) 人群：人群： 1j=1.0=1.0 风：风： 1j=0.75=0.75 温度梯度：温度梯度： 1j=0.8
15、=0.8 其其它它作用：作用： 1j=1.0=1.0 标准组合：标准组合：永久作用标准值效应与可变作用永久作用标准值效应与可变作用 标准值效应相组合标准值效应相组合 1 11 mn sdGikjQjk ij SSS = =+ 长期组合：永久作用标准值效应与可长期组合：永久作用标准值效应与可 变作用准永久值效应相组合变作用准永久值效应相组合 作用作用长长期效应组合设计值：期效应组合设计值：Sld SGik：第第i个永久作用效应的标准值个永久作用效应的标准值 SQjk：第第j个可变作用效应的标准值个可变作用效应的标准值 2j：第第j个可变作用准永久值系数个可变作用准永久值系数 汽车（不计冲击）：汽车（不计冲击）： 2j=0.4=0.4 人群：人群： 2j=0.4=0.4 风：风： 2j=0.75=0.75 温度梯度：温度梯度： 2j=0.8=0.8 其其它它作用：作用： 2j=1.0=1.0 Qjk n j j m i Gikld SSS = += 1 2 1 11 mn kdGikQjk ij SSS = =+ 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015 Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲17 1.0 3 公路钢
