公路钢结构桥梁设计规范-JTGD64-20151-4总则、材料、结构计算

,1总则3材料及设计指标4结构分析,吴冲同济大学桥梁工程系cwu,公路钢结构桥梁设计规范,公路钢结构桥梁设计规范（JTGD64-2015)公告,公路钢结构桥梁设计规范修订概要,根据交通部关于下达2006年度公路工程标准制修订项目计划的通知（交公路发2006439号文）要求，在公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）的基础上修订而成。主持主编单位中交公路规划设计院有限公司参加单位同济大学西南交通大学北京交通大学清华大学长安大学东南大学中铁宝桥集团有限公司中铁山桥集团有限公司,公路钢结构桥梁设计规范修订概要,主编：张喜刚主要参编人员：裴岷山、赵君黎、吴冲、强士中、雷俊卿、聂建国、王春生、陈惟珍、程刚、张克、黄李骥、冯苠、冯良平、刘玉擎、姚波、刘晓娣、钱叶祥、胡广瑞参与审查人员：万珊珊、徐君兰、王福敏、李怀峰、韩大章、代希华、廖建宏、李军平、沈永林、杨耀铨、张子华、王志英、田克平、包琦玮、姚翔、郭晓东、黎立新,3,本次修订的主要内容,调整了规范适用范围；主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等，采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。采用了概率理论为基础的极限状态设计方法（疲劳计算除外）；改进了钢结构的强度、稳定和疲劳设计与计算方法考虑剪力滞影响增加板件和加劲板局部稳定计算增加了疲劳荷载模型，采用容许应力幅方法计算；补充和完善了钢板梁、钢桁梁、组合梁、缆索系统、支座与伸缩装置的计算和构造规定；增加了有关钢箱梁、钢管结构、钢塔、防护及维护设计的相关规定,公路钢结构桥梁设计规范目录,1总则12术语和符号22.1术语22.2主要符号33材料及设计指标73.1材料73.2设计指标94结构分析154.1结构分析模型154.2结构变形、强度与稳定计算15,公路钢结构桥梁设计规范目录,5构件设计175.1一般规定175.2轴心受力构件255.3受弯构件265.4拉弯、压弯构件335.5抗疲劳设计346连接的构造和计算406.1一般规定406.2焊接连接406.3栓、钉连接47,公路钢结构桥梁设计规范目录,7钢板梁547.1一般规定547.2翼缘547.3腹板557.4纵横向联结系578钢箱梁588.1一般规定588.2正交异性钢桥面板588.3翼缘板598.4腹板608.5横隔板60,公路钢结构桥梁设计规范目录,9钢桁梁619.1一般规定619.2杆件619.3节点板629.4联结系6410钢管结构6510.1一般规定6510.2构造要求6710.3计算规定70,公路钢结构桥梁设计规范目录,11钢-混凝土组合梁7311.1一般规定7311.2承载能力极限状态计算7411.3正常使用极限状态计算7511.4连接件设计7611.5构造7812钢塔8012.1一般规定8012.2构造要求8013缆索系统8213.1一般规定8213.2结构设计82,公路钢结构桥梁设计规范目录,14钢桥面铺装8515防护及维护设计8716支座与伸缩装置8916.1支座8916.2伸缩装置91,公路钢结构桥梁设计规范目录,附录A轴心受压构件整体稳定折减系数92附录B受压加劲板的弹性屈曲系数98附录C疲劳细节101附录D损伤等效系数计算方法116附录E节点板撕裂强度、剪应力和法向应力验算119附录F组合梁翼缘有效宽度计算121本规范用词用语说明123附件公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015条文说明125,同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong,12,1总则,1.01钢桥设计基本原则安全性确保桥梁结构的强度、刚度、稳定、疲劳等要求耐久（养护性）防腐、有检修通道、可以再涂装、便于维修与更换适用（功能性）根据功能和交通量荷载合理确定桥梁纵断面、平面、横断面交通组织设计确保交通安全环保不采用对环境、人体等有害的涂装、施工工艺等经济性选择合理的结构形式，施工方法，使得造价最低美观性桥梁与环境相适应，桥梁结构比例协调，景观亮化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,1总则,1.0.2本规范适用于各等级公路钢结构桥梁和桥梁钢结构设计。主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等，采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。1.0.4设计使用年限特大桥、大桥、中桥主体结构应按不小于100年高速公路、一、二级公路上的小桥主体结构宜按不小于100年1.0.6公路钢结构桥梁设计应提出对制作、运输、安装、养护、管理等的要求，选择合理的结构形式，宜采用标准化、通用化的结构单元和构件，构造与连接应便于制作、安装、检查和维护。1.0.7公路钢结构桥梁设计除应符合本规范外，尚应符合现行国家和行业有关标准的规定。,1.0.3极限状态设计方法：承载能力极限状态作用效应组合,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承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值：Sudg0：结构重要性系数，1.1,1.0,0.9gGi,SGik：第i个永久作用效应的分项系数和标准值；gGi=1.2(1.0)gQ1,SQ1k：汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值；gQ1=1.4gQj,SQjk：除汽车荷载外的其它可变作用效应的分项系数和标准值；风荷载:gQj=1.1;其它：gQj=1.4fc：除汽车荷载效应外的其它可变作用效应的组合系数永久汽车人群（或其它一种可变作用）：fc=0.8永久汽车其它两种可变作用：fc=0.7永久汽车其它三种可变作用：fc=0.6永久汽车其它四种或四种以上可变作用：fc=0.5偶然组合:永久作用标准值效应与可变作用代表值效应和一种偶然作用标准值效应组合偶然作用效应的分项系数取1.0,1.0.3极限状态设计方法：正常使用极限状态作用效应组合,短期组合：永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合作用短期效应组合设计值：SsdSGik：第i个永久作用效应的标准值；SQjk：第j个可变作用效应的标准值f1j：第j个可变作用频遇值系数汽车（不计冲击）：f1j=1.0(通规0.7)人群：f1j=1.0风：f1j=0.75温度梯度：f1j=0.8其它作用：f1j=1.0标准组合：永久作用标准值效应与可变作用标准值效应相组合,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作用长期效应组合设计值：SldSGik：第i个永久作用效应的标准值SQjk：第j个可变作用效应的标准值f2j：第j个可变作用准永久值系数汽车（不计冲击）：f2j=0.4人群：f2j=0.4风：f2j=0.75温度梯度：f2j=0.8其它作用：f2j=1.0,1.0.5公路钢结构桥梁极限状态,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，组合表达式中的作用采用标准值，并乘以作用分项系数各种作用的分项按现行公路桥涵设计通用规范（JTGD60）的规定取用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1.0）的计算挠度值疲劳极限状态按疲劳设计荷载计算无限寿命设计：应力幅小于S-N曲线的截止应力幅有限寿命设计：基于S-N曲线和应力幅的线性累计损伤准则,2材料及设计指标,钢材牌号碳素结构钢GB/T700：Q235钢Q235中的沸腾钢不宜用于需要验算疲劳以及工作温度低于-20时的结构低合金高强度结构钢GB/T1591：Q345、Q390和Q420钢钢材等级需要验算疲劳的焊接构件当桥梁的工作温度t处于0t-20时Q235和Q345：C级，冲击韧性应满足试验温度0的要求Q390和Q420：D级，冲击韧性应满足试验温度-20的要求；当桥梁工作温度处于t-20时候Q235和Q345：D级，冲击韧性应满足试验温度-20的要求Q390和Q420：E级，冲击韧性应满足试验温度-40的要求。需要验算疲劳的非焊接构件当桥梁工作温度处于t-20时候Q235和Q345：C级，冲击韧性应满足试验温度-20的要求Q390和Q420：D级，冲击韧性应满足试验温度-40的要求。，当,2材料及设计指标,冲击韧性,2材料及设计指标,钢材设计指标：fd=fy/1.25,2材料及设计指标,注：1铰轴紧密接触系指接触面为圆弧中心角为245的接触；辊轴或摇轴自由接触系指轴与板平面的接触。2计算紧密接触或自由接触受压强度时，其承压面积采用轴径截面。轴与板采用不同钢种时，径向受压设计值取用其较低者。,表3.2.2铸钢和锻钢的强度设计值(MPa),2材料及设计指标,3.2.3焊缝的强度设计值(MPa),2材料及设计指标,3.2.4普通螺栓和锚栓连接的强度设计值(MPa),2材料及设计指标,3.2.5高强度螺栓的预拉力设计值Pd（kN）3.2.6铆钉连接的强度设计值(MPa),注：1I类孔指在装配好的构件上钻成的孔；在单个零件和构件上用钻模钻成的孔；在单个零件上先钻成或冲成较小的孔，然后在装配好的构件上再扩钻成的孔。2类孔指在单个零件上一次冲成或不用钻模钻钻成的孔。3沉头和半沉头铆钉连接表中数值应乘以折减系数0.8。,4结构分析,4.1结构分析模型4.1.1结构分析采用的模型和基本假定，应能反映结构实际受力状态，其精度应能满足结构设计要求4.1.2在结构分析中，应考虑环境对构件和结构性能的影响4.1.3结构受力分析可按线弹性理论进行，当极限状态条件下结构的变形不能被忽略时，应考虑几何非线性对结构受力的影响4.1.4结构动力分析应考虑以下因素：所有相关的结构构件质量、刚度和阻尼特性。模型的边界条件应反映结构的固有特性。,4结构分析,4.2极限状态验算内容承载能力极限状态截面极限强度：基本组合构件整体稳定：基本组合板件局部稳定：构造控制考虑局部稳定的有效截面折减系数倾覆稳定：疲劳：疲劳荷载模型（疲劳车）正常使用极限状态挠度：短期效应组合（标准组合），汽车荷载不计冲击系数构件容许最大长细比（组合梁）混凝土结构抗裂：短期效应组合，汽车荷载不计冲击系数,4结构分析,4.2.2上部结构采用整体式截面的梁桥在持久状况下结构体系不应发生改变，并应按下列规定验算横桥向抗倾覆性能：控制负反力法在作用基本组合下，单向受压支座始终保持受压状态倾覆稳定系数法当整联只采