DB63T1735-2019波纹钢板拱桥设计规程

ICS.040青海省地DB63方标准DB63/T1735—2019波纹钢板拱桥设计规程Codeofdesignforcorrugatedsteelarchbridge青海省市场监督管理局发布IDBT019 1 7缝防渗密封、二次防腐及防水材料 7 7 径、交角、安全等级 10 间的最小净距 10 15.9基础(下部)结构设计 13 14 16 A DBT019前言1DBT019引用文件件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBT70锌锭GBT碳素结构钢GBT热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GBT钢结构用高强度大六角头螺栓GBT钢结构用高强度大六角螺母GBT钢结构用高强度垫圈GBT钢结构用高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈技术条件GBT.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋构钢氯丁二烯橡胶CR121、CR122土工合成材料聚乙烯土工膜GB/T冷弯波纹钢管GB17准GB55工规范JCTJTT22件JTG公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范BGC公路工程水文勘测设计规范2DBT019JTGD基设计规范JTGD泥混凝土路面设计规范JTGD涵设计通用规范JTGD涵地基与基础设计规范JTGF泥混凝土路面施工技术细则JTGF青路面施工技术规范JTGTF路桥涵施工技术规范义冷弯成型、波纹钢板相邻两个波峰(或波谷)之间的距离。3DBT019波纹钢板(件)的厚度(不含镀锌层等防腐层)。拱。截面近乎矩形、拱顶较为平坦的特殊多圆弧拱，并且波纹钢板拱的曲率半径大于0.2倍拱顶半径的檐。4DBT019标准跨径(净跨径)5DBT019材料及构件.1主体结构材料1.1波纹钢板用钢材可采用碳素结构钢、低合金高强度结构钢、耐候钢。钢板尺寸、外形、重量及1.4对耐腐蚀有特殊要求或处于侵蚀性介质环境中的波纹钢板拱，宜采用耐候结构钢，宜选用1.5波纹钢板件的长度和宽度应根据其制造设备所允许的加工尺寸、钢板尺寸、波距、开口结构截。寸、波纹参数允许偏差项目波纹钢板厚度(壁厚)t距l波高d波纹钢板件长度LC波纹钢板件宽度LW4.1.6波纹钢板件连接的螺栓孔数量及孔径(螺栓直径)，应根据结构要求验算确定。螺栓孔采用标mmmm波纹钢板，展开后的标准板片和螺栓孔中心距(如图1所示)。螺栓孔距允许偏差(见表3)，螺栓孔中心至板边缘的距离偏差应≤5mm。连接的标准孔型尺寸表M6M0M2M4M7M0许偏差6DBT019距允许偏差501~12001201~3000——间4.2连接件2.1波纹钢板件等连接用螺栓的强度等级、规格型号及相应数量，根据设计荷载、波纹钢板件参数副组合35HRC~45HRC35HRC~45HRC4.2.2螺栓用钢垫圈，其外形设计应符合波纹钢板件的波纹圆弧半径(弧度)一致的凸凹形，垫圈最4.2.4拱座连接槽钢宜设预埋地脚锚筋(带肋钢筋)，其性能、质量指标等，应符合GB/T1499.2的BT7DBT0194.3防腐材料及防腐4.3.3当采用其它防腐处理(如：锌铝镁、锌镁、热浸镀铝、静电喷涂等其他防腐方法代替热浸镀锌4接缝防渗密封、二次防腐及防水材料4.4.2高强度螺栓的螺帽防松动和防渗，宜采用厌氧胶(螺丝锁固剂)和双组分聚硫密封胶密封防渗4.4.3采用聚氨酯防腐(防水)时，其质量与技术指标、基本性能(产品适用类型)的选用，应符合4.4.4采用沥青涂层防腐(防水)时，宜采用环氧沥青或改性沥青，其性能、质量与技术指标应分别T4.6采用其他防渗密封、防腐及防水材料时，应满足波纹钢板拱在设计使用年限内防腐、抗渗基本5结构性回填材料腐蚀性、低压缩性、易压实的填料。数大于12)的细粒土或黏性土和垃圾、含有腐蚀性化学物质的土、腐殖质土、有机土、粉质土、泥炭、二价以上铜、5.3波纹钢板拱桥侧的结构性回填，需采用挡土墙侧墙时，可根据波纹钢板拱桥所处环境、条件及DC土或泡沫水泥轻质土)填料。8DBT0196基础、下部结构及附属工程材料钢筋及其他钢材(钢管桩等)、混凝土和砌体砂浆用材料(水泥、细集料、粗集料、水、外加剂、5设计5.1一般规定.1波纹钢板拱桥应根据使用功能、通行能力、抗洪防灾等要求，结合地质、地形、水文和环境等结构形式。虑排灌的需要。。应进行景观设计。构中小桥的设计使用年限公路10波纹钢板拱结构采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，按分项系数的设计表达式进行设计。波纹钢板拱结构承载能力极限状态，按式(1)验算。0SdRd (1)11当抗震设防烈度为7度及以上时，应进行竖向地震作用的组合效应验算，地震作用设计状况应满足式(2)的要求。SERd/RE.....................................(2)9DBT019SE时，荷载和地震作用组合的效应设计值；Rd——结构的承载力设计值；结构中小桥荷载组合与分项系数能力不利时能力有利时作用——0限值(拱的下挠或上拱)的变形量不应超过计算矢高的1.5%。基础上提高的，应紧贴原旧桥墩台身设置实体墙式钢筋混凝土拱座台波纹钢板拱基本类型a圆弧拱b形拱DBT019rt——拱顶半径；Lk——标准跨径；波纹钢板拱桥布置D5.3.2波纹钢板拱桥的纵轴线宜与洪水流向正交(可根据现场设导流呈正交)。对跨(穿)越道路的波纹钢板拱桥，其纵轴线宜与跨(穿)越道路正交。斜交应符合表7规定的交角。波纹钢板拱桥跨径、交角、安全等级.1波纹钢板拱桥跨径，应满足河(沟)设计洪水以内的各级洪水及水流、泥石流、漂流物或通道下D径、交角、安全等级公路公路标准跨径(Lk/m)16、20波纹钢板拱桥净空GD5.5.2根据波纹钢板拱形技术参数(附录A)，当波纹钢板拱矢高受限不能满足桥下净高要求、或需多孔(连拱)结构之间的最小净距DBT019.1当波纹钢板拱结构两孔或多孔连拱平行布置时，孔之间起拱线处的净距，应根据拱形与尺寸及孔连拱结构起拱线外侧之间最小净距≤8.08.0＜≤12.0＞12.0≤8.0＞8.07线形及引道波纹钢板件设计参数、波纹参数及适宜跨径(壁厚)t波高d6.0~7.07.0~8.08.0~9.09.0~10.011.0~12.0寸示意图DBT019物理性能指标表/MPa/MPaA/%结构钢纵向≥22HH计值钢材厚度(壁厚)t/mmNmm/N/mm2端面承压(磨平顶紧)性值mAmm2/mmm波距l波高d纹圆弧半径r677859DBT0195.9基础(下部)结构设计).4钢筋混凝土拱座应水平布置于基础顶面或实体墙式钢筋混凝土墩(台)身顶面。拱座连接应符合1)半圆拱，槽钢底面垂直于拱座水平布置,见图3、a)；2)矢高小于拱半径的圆弧拱，矢高宜为拱半径的0.90~0.99，半径较小取较小值、反之图3、b)；3)箱形拱的拱侧(拱脚)与拱座的水平内夹角宜为82°~85°，矢高较小取较小值，反a半径的圆弧拱b小于半径的圆弧拱通过预埋锚筋(钢筋)或地脚螺栓连接，锚筋(钢筋)或地脚螺栓的间距应为400mm(对应于波纹钢板件的波谷位置)。波纹钢板件拱脚与槽钢连接的高强度螺栓间距应为400mm(对应于波纹钢板件的波峰位置)。波纹钢板件与槽钢连接的高强度螺栓强度等级、规格，参见表13DBT019槽钢连接的高强度螺栓等级及规格8.5钢筋混凝土拱座上，应预埋拱脚处波纹钢板件两侧后浇混凝土钢筋，后浇混凝土应符合本标准0结构上的荷载及作用10.1土的重力W=Dh(H+0.1075Dv) (3)——波纹钢板拱上填土每延米的重力(kN/m)；——土的重度(kN/m3)；波纹钢板拱桥计算跨径(m)，参见图13定义；——拱上填土厚度(m)；Dv——波纹钢板拱桥计算矢高(m)，参见图13定义。10.2汽车荷载0.2.10.2.2oL=BoL=BltmfL DBT019——汽车荷载扩散到波纹钢板拱顶的压力(kPa)；——跨径长度范围内布置的设计车辆荷载总轴重(kN)，应考虑车道数。在施工过程中，——沿车轮长度和宽度方向扩散后尺寸(m)，若lt大于Dh时，lt=Dh；单车道车辆荷载扩a)行车方向b)路宽方向——沿车轮长度(行车)方向扩散后的尺寸；B——沿车轮宽度(路宽)方向扩散后的尺寸。5.10.2.3车辆冲击扩大系数，按式(5)计算：拱顶以上填土厚度大于2m时，可不考虑冲击影响。=0.4(1.00.5H) (5)——车辆冲击扩大系数；——波纹钢板拱上填土(含路面结构层)厚度(m)。10.3地震作用抗震设防烈度大于或等于7度(0.10g)的地区，波纹钢板拱桥应进行抗震设计，考虑地震作用。一般可只考虑竖向地震作用，按式(6)计算。Ev=Ro6M (6)Ev——竖向地震作用(kN/m)；M——拱上填土每延米的质量(t/m)，取式(3)土体重力除于重力加速度g。水平向设计基本地震动加速度峰值789b0.10(0.15)g0.20(0.30)g1波纹钢板圆弧拱结构计算11.1内力计算和连接强度计算重量5.11.1.2波纹钢板结构的内力按式(7)、式(8)计算：a)当不考虑地震作用时，波纹钢板的轴向压应力应满足式(7)的要求。 b)当考虑地震作用时，波纹钢板的轴向压应力应满足式(8)的要求。 CS=...................................(11)——恒载引起的波纹钢板压力或推力(kN/m)，按式(9)计算；DBT019——活载(汽车荷载及动力作用)分项系数，按表6取值；kNm计算；μ——车辆活载冲击系数，按式(5)计算；A——单位长度的波纹钢板截面积(mm2/mm)；fy——波纹钢板材料屈服应力(MPa)；fb——波纹钢板的极限抗力(MPa)；——竖向地震作用(kN/m)，按式(6)计算；——回填土性质与结构尺寸的土压力折减系数，按式(11)计算；；W——拱上填土每延米的重量(kN/m)，按式(3)计算；lt——沿车轮长度(行车)方向扩散后的尺寸；若lt大于Dh时，lt=Dh；L——活载扩散到波纹钢板拱顶的压力(kPa)，按式(4)计算；——回填土体材料的弹性模量(MPa)；m义；E——波纹钢板材料的弹性模量(MPa)。AfDh/DVm DBTm 1.2波纹钢板件极限抗力计算为保证波纹钢板拱桥结构的稳定性，应按式(12)计算波纹钢板件的极限抗力。fb=〈|(0tFmfy-))|2,R三Re.....................(12),R>RepFF)hDh——波纹钢板的极限抗力(MPa)；——多跨结构屈曲应力折减系数，按式(18)计算；fy——波纹钢板材屈服强度(MPa)；——结构与周围土体相对弯曲刚度系数，按式(13)计算；R——结构的曲率半径(mm)；E——波纹钢板材的弹性模量(MPa)；p——屈曲折减系数，按式(15)计算；r——波纹钢板材回转半径(mm)；Re——等效半径(mm)，按式(14)计算；入——计算K的一个系数，按式(16)计算；I——波纹钢板材的惯性矩(mm4/mm)；1BC(22)DBT0191BC(22)Em——土体弹性模量的修正值，按式(17)计算；H——波纹钢板拱顶以上填土厚度(m)；H′——拱顶至起拱线垂直距离的一半(m)；RC——拱顶处的曲率半径(mm)；ES——回填土体弹性模量(MPa)；——多跨结构之间的最小间距(m)；Dh——波纹钢板拱结构计算跨径(m)，参见图13定义。1.3施工过程验算计算验算1.3.21.3.2DCDCfy M=M+M+M M1=kM1RByD (23)MB=-kM2RByDHC (24)MCkMRLDhLC.................................(25)MDBT019LC=AC/k4 (26)Nf=ES(1000Dh)3/EI (27) MPf=0hMP (33)MP=Zfy (34)P——波纹钢板截面所受轴向压力，按式(20)计算。计算包含两部分，分别为土的重力和汽TD——土的重力(恒载)引起的波纹钢板压力(KN/m)，按式(9)计算；TC——汽车荷载(考虑施工机械)引起的波纹钢板压力；PPf——波纹钢板截面考虑塑性抵抗系数的设计(极限)压力，按式(21)计算；A——波纹钢板材单位长度横截面面积(mm2/mm)，对于高强度螺栓连接的波纹钢板，应扣除螺fy——波纹钢板材屈服强度(MPa)；M——波纹钢板截面所受弯矩由三部分组成，按式(22)计算；MB——由于周边土体的支撑作用，使波纹钢板拱结构跨中截面减小的弯矩，是负值，按式(24)DBT019Y——结构性回填材料的重度(kN/m3)；Dh——波纹钢板拱结构计算跨径(m)，参见图13定义；HC——施工过程中作用于结构上的施工机械(包括汽车荷载)的等效荷载值(kN/m)，按式(26)NF式(27)计算。对于高强度螺栓连接的波纹钢板，截面惯性矩应扣ES——结构性回填土的弹性模量(MPa)；——波纹钢板的弹性模量(MPa)；——波纹钢板材的惯性矩(mm4/mm)；kM1——参数，按式(28)计算；km2——参数，按式(29)计算；km3——参数，按式(30)计算；RB——施工阶段计算弯矩的参数，按式(31)计算；RL——施工阶段计算弯矩的参数，按式(32)计算；MPf——波纹钢板截面考虑塑性抵抗系数的设计弯矩，按式(33)计算；MP——波纹钢板截面可承受的塑性弯矩，即考虑材料极限抗拉强度时截面能承受的最大弯矩(kN·m/m)，按式(34)计算；——波纹钢板的波高(mm)；t——波纹钢板的壁厚(mm)；tff——波纹钢板材极限抗拉强度(MPa)，按照采用的钢材相对应的现行国家标准中相关材料Z12取值。数的取值(单轴两轮)(单轴四轮、双轴(双轴每轴四轮、三轴每轴RURUH/Dh0.75F1.0表16等效线性荷载参数DBT019单位：m(单轴两轮)(单轴四轮、双轴(双轴每轴四轮、三轴每轴1.4运营阶段结构验算弯矩和轴向压力的组合效应不大于截面的塑性抗弯承载力，应满足式(35)的要求。Tf2Mf1.0................................(35)PPfMPfMfDM1DMDLML1 (36)MDkM2RBDHe (37)MM3UhMM3UhL.................................(38)k4Lk4HeminH,Dh/2 (39)0.2650.053lgN (40)Tf——承载能力极限状态基本组合下由恒载和活载引起的波纹钢板结构的轴向内力(kN/m)；PPf——按式(21)计算；——波纹钢板拱桥运营阶段结构截面所受弯矩，按式(36)计算；——波纹钢板截面可承受的极限弯矩，按式(33)计算；——恒载分项系数，按表(6)取值；M1——波纹钢板拱结构在土体均布力作用下跨中截面的弯矩，按式(23)计算；DBT019恒载产生的弯矩之和(kN·m/m)；——活载分项系数，按表(6)取值；——波纹钢板拱顶和拱肩由汽车荷载产生的弯矩之和(kN·m/m)；μ——车辆活载冲击系数，按式(5)计算；kM2——参数，按式(29)计算；kM3——参数，按式(30)计算；RB——参数，按式(31)计算；γ——结构性回填材料的重度(kN/m3)；Dh——波纹钢板拱结构计算跨径(m)，参见图13定义；RU——系数，按式(40)计算；AL——跨径长度范围内布置的设计车辆荷载总轴重(kN)；H——波纹钢板拱顶以上填土厚度(m)；2箱形拱结构计算13加劲肋设计厚、波纹参数、弧形曲面、螺栓、镀锌层等)相同，形成组合截面。横向间距(间隔波距)。波纹钢板件非通长加劲肋板截面布置形式见图8、图9；mDBT019图10通长(连续)波纹钢板件加劲肋板示意图a)跨径≥16m的箱形拱和圆弧拱结构，除拱顶上布置波纹钢板件加劲肋板外，宜在拱腹(拱下)memH图11波纹钢板拱腹(拱下)增加栓接“H“型钢加劲肋拱梁示意图DBT0194结构耐久性及防腐设计特d)波纹钢板顶面与土壤接触面的防腐处理，应结合回填土腐蚀性等级(见表17)，在波纹钢板e)波纹钢板拱背的波纹钢加劲肋板端头，宜采用2.5mm~3.0mm厚的环保用高密度聚乙烯土工板下(拱背波谷内)不得有土等杂物进入填充；压下层布搭接宽度不小于5cm，搭接连接采用耐候胶粘接。土工膜总宽度不宜小于桥宽、总长度不宜小于(延伸到)结构性回填范围两端头以外各10.0m；g腐腐蚀性等级指标Acm％％20~500.3~0.0250.75~0.055~125~66~9。防腐组合年——≥1.0—≥1.0DBT019年———————5结构性回填设计5.1结构性回填厚度5.15.1.1波纹钢板拱桥结构性回填最小填土厚度(Hmin)为波纹钢板拱顶(波峰顶)到路面结构层(不12所示。或范围图示5.15.1.2波纹钢板拱顶结构性回填厚度，对于深波形(波高或波深为150mm)波纹钢板拱结构，其填土厚度应取式(41)计算的最小填土厚度与1500mm两者的较小值。因此，对于跨径≤8m的圆(41)计算结果的较大值，且不得小于0.6m；对跨径＞8m的圆弧拱顶的Hmin——波纹钢板拱顶最小填土厚度(m)，参见图12；Dh算跨径(自波纹截面中性轴起算：即：起拱线处净跨径+波高)；DV计算矢高(自波纹截面中性轴起算)，按图13的定义界限取值。DBT019a)圆弧拱b)箱形拱DV——计算矢高；Dh——计算跨径。图13波纹钢板拱桥拱形结构Dh和Dv的取值定义图示5.2结构性回填区的范围5.15.2.1单孔结构起拱线外侧和多孔(连拱)两端孔起拱线外侧的最小纵向长度范围b区(如图14表19单孔和多孔(连拱)两端孔起拱线外侧结构性回填最小长度≤8.0＞10.0≤8.0＞8.0且≥1.5且≥3.0b=≥1.0b=不小于矢高与/2ab)箱形拱b——结构性回填最小长度范围区；填最小长度范围区(b)示意图DBT0195.15.2.2多孔(连拱)之间的结构性回填最小净距，按本标准第5.6条规定的最小净距确定。15.3结构性回填肩加筋肋板下端为宜。5.15.3.4在结构性回填区域范围内(不包括路面结构层)，拱座(拱脚)以下分层压实度不得小于95%、拱座(拱脚)以上分层压实度不得小于96%，以保证结构稳定性和发挥土—钢结构相互作用。5.4减载板设置减载板不得与波纹钢板拱顶接触，减载板底面与波纹钢板拱顶(波峰)之间的最小净高应大于或等于.4.2在沥青路面结构层下设钢筋混凝土刚性基层或水泥混凝土路面作为波纹钢板拱桥减载板的.15.5旧桥加固拱上回填规定执行。.16附属工程设计DBT019(规范性附录)技术参数A波纹钢板圆弧拱结构技术参数hs/mmt/mmHmin/m土厚度范围H/m1.50~2.502.50~4.00板壁厚t/≥mm6.0~7.07.0~8.08.0~9.09.0~10.011.0~12.0注1：波纹钢板厚度(壁厚)为参考值，应按本标准通过计算确定。A波纹钢板圆弧拱结构技术参数hs/mmt/mmHmin/m土厚度范围H/m0.30~0.700.70~1.001.00~1.50板壁厚t/≥mm6.0~7.07.0~8.08.0~9.09.0~10.011.0~12.0DBT019青海省地方标