2023常规跨径钢桥标准化设计指南

常规跨径钢桥系列指南标准化设计指南二〇二二年十一月常规跨径公路钢桥标准化设计指南常规跨径公路钢桥标准化设计指南目录一、总则 1指导思想 1基本原则 2标准、规范 3二、编制范围及术语 5道路等级 5主要技术参数 5标准路基宽度 5结构形式 6跨径范围 6术语 7三、材料 9混凝土 9钢筋 9钢材 9连接件 焊接材料 12涂装材料 12四、钢箱梁 15一般规定 15总体布置 16计算分析 20正交异性钢桥面板 214.5腹板 264.6横隔板 284.7底板 32悬臂板 33施工方法 34五、钢箱组合梁 36一般规定 36总体布置 36计算分析 415.4钢梁 43桥面板 50连接件 55施工方法 59六、钢板组合梁 61一般规定 61总体布置 61计算分析 63钢结构 63桥面板 69连接件 72施工方法 72七、钢结构连接 73一般规定 73焊接连接 74螺栓连接 76八、耐久性设计 78一般规定 78钢结构耐久性设计 78钢混接触面耐久性设计 82连接件耐久性设计 83九、桥面系及附属 84一般规定 84桥面铺装 849.3护栏 879.4排水 889.5伸缩缝 909.6支座 91养护通道 94抗震措施 95常规跨径公路钢桥标准化设计指南常规跨径公路钢桥标准化设计指南PAGEPAGE10一、总则指导思想1、坚持安全耐久的首要原则钢桥标准化设计既要有利于保证运营安全、工程安全、构件安全，充分考虑施工安全性、养护维修安全性等。通过标准化设计研究，全面提高我省常规公路钢桥从建设到运营到管理养护各环节的安全耐久性。2、坚持建管养一体化的设计理念在充分调研建设单位、施工单位、管理养护单位以及施工现场对钢桥设计的意见和建议，掌握施工标准化对设计的要求、对钢材、焊材的要求等，施工过程中暴露出的设计质量通病，了解钢桥维修养护对设计的要求，通过对调研资料的分析、整理和研究，总结出基于建管养一体化的高速公路钢桥标准化设计指南。3、树立全寿命周期成本的设计理念标准化设计应树立全寿命周期成本的设计理念，从落实“双碳”指标，立足于综合统筹建管养运全寿命周期的实际需求等方面，着力提高钢桥的质量品质和施工养护效能。钢桥方案应综合考虑建设成本、运营成本、管理养护成本等方面进行综合研究，合理降低全寿命周期成本、全方位减少碳排放。4、贯彻交通强国高质量发展的理念以《交通强国建设规划纲要》和广东省交通强国试点方案为指导，严格执积极借鉴、吸收先进的技术；通过制订精细化的标准化设计指南，从源头上规范广东省内钢桥结构形式，简化加工难度，提高钢桥的经济性和产品质量，推进交通行业高质量发展。基本原则1、处理好钢桥全产业链之间的关系近年来，随着国家政策性引导，我国部分省市和设计单位近年来在常规跨径钢桥上进行了相关研究，取得了一定的研究成果，但缺少从设计、制造、安装、管养等全产业链的系统研究，相同的问题在各个项目之间不断的重复出现，设计、制造、安装、管养各个环节缺乏沟通及有效衔接。应对各个环节出现的问题进行调查、梳理总结，做到有效传递并积累相关反馈和经验，应处理好钢桥全产业链之间的关系。2、处理好标准化与灵活设计的关系标准化设计通过对钢桥典型构造细节和良好的易实施性进行标准化，作为设计的基本元件，灵活应用到钢桥设计中，与提倡的灵活设计和创作性设计不矛盾，二者应是相辅相成的辩证关系。应注意对标准化设计内容的分析研究，应处理好标准化与灵活设计的关系。3、处理好标准化设计与标准化施工的关系推行标准化设计将进一步促进标准化施工。目前设计与施工存在一定的脱节现象，标准化设计通过对施工现场的调研，分析研究标准化施工对设计的要求，了解施工队伍的技术现状、先进机械设备引进与应用情况以及常规的施工工艺情况，使设计方案与施工技术现状、施工工艺紧密结合。标准、规范主要标准和规范1、《公路工程技术标准》（JTGB01）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60）3、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）4、《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/TD64-01）5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362）6（JTG/T2231-01）7（JTG/T3360-01）8、《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T3310)9、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650）10、《公路装配式混凝土桥梁施工技术规范》（JTG/T3654）11、《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722）12、《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）13、《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB/T10433）14、《公路常规跨径钢结构桥梁建造技术指南》15、《公路桥梁正交异性钢桥面板U肋双面焊接技术指南》（T/CHTS10029)参考标准和规范1-（GB50917）2-（GB50901）3、《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476）4、《桥梁用结构钢》（GB/T714）5、《碳素结构钢》（GB/T700）6、《钢结构焊接规范》（GB50661）7、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10091)8、《铁路钢桥制造规范》（Q/CR9211）二、编制范围及术语道路等级本指南适用于广东省高速公路，设计速度：主线100km/h、120km/h；匝道20km/h~40km/h。主要技术参数根据广东省高速公路的钢桥建设需要，本指南采用如下主要技术参数。序号分类参数或指标1荷载等级公路-I级2设计安全等级一级，桥梁结构重要性系数取1.13环境类别I~III类4环境作用等级*B~D级5结构设计基准期100年6设计使用年限100年7地震动峰值加速度0.05~0.1g标准路基宽度路基宽度*26.0m27.0m路基宽度*26.0m27.0m33.5m对应桥宽2×12.5m2×12.75m2×16.25m路基宽度*34.5m41.0m42.0m对应桥宽2×16.5m2×20.0m2×20.25m*注：此处所列路基宽度为主线路基宽度。结构形式本指南针对钢箱梁，钢箱组合梁，钢板组合梁等三种结构型式编制，各结构均具有一定的适用性。1、钢箱梁结构自重相对较轻，抗弯、抗扭刚度大，在横风作用下稳定性好，但结构内部应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高，提高钢桥面板疲劳性能仍需进一步研究。2、组合梁断面由一个或多个钢工字梁或箱形梁及混凝土面板组成，发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，避免了钢桥面的疲劳问题，但其结构自重相对较大，施工相对复杂，适宜常规跨径桥梁。3、应结合项目的实际情况，选择适合的桥梁结构形式。常规跨径等高度钢桥的选型原则见表2.4.1。表2.4.1常规钢桥结构选型原则分类主要优势结构选型原则钢箱梁结构轻，整体性好；抗弯、抗扭刚度大，适合曲线梁桥；施工快捷小半径曲线匝道桥可采用钢箱梁，宜选用整箱断面；保通要求高的跨线桥也可采用钢箱梁，宜采用多主梁断面；跨海钢箱梁桥宜采用整箱断面。钢箱组合梁具备较大的抗扭刚度，适合建造曲线梁桥；整体性好，抗车、船撞击性能好对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用二、三、四主梁结构钢板组合梁单个构件自重较轻，便于运输及安装对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用三、四、五主梁结构跨径范围本指南适用的跨径范围见表2.5.1，配套标准图编制范围见表2.5.2。常规跨径（m）分类常规跨径（m）分类钢箱梁30~120钢箱组合梁30~100钢板组合梁20~80表2.5.2标准图编制范围序号结构形式跨径范围1钢箱组合梁30~60m2钢板组合梁3匝道钢箱梁4跨线钢箱梁50~80m5跨海钢箱梁85~110m术语设计标准化指通过制订、发布和实施可直接用于大部分工程建设的成套标准图，使设计的灵活性限制在有限的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。标准化设计指通过制订、发布和实施减少和细化局部构造细节种类、减少材料种类及耐久性措施等的设计指南及少量标准图范例，使设计的灵活性限制在较小的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。正交异性钢桥面板用纵、横向互相垂直的加劲肋（纵肋和横肋）连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的钢结构面板。钢箱梁由槽型钢梁和正交异性钢桥面板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。钢-混凝土箱型组合梁由槽型钢梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢箱组合梁。钢-混凝土钢板组合梁由钢板梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢板组合梁。三、材料混凝土1、钢筋混凝土构件混凝土强度等级不应低于C40，预应力混凝土构件混凝土强度等级不应低于C50，相关设计指标应按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362）取用。2、混凝土强度等级、配合比（水胶比、胶凝材料和矿物掺合料用量、氯离子含量、碱含量和硫酸盐含量均应按照现行《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》取用。钢筋1、普通钢筋宜采用HPB300、HRB400、HRB500级，其技术标准应符合《钢筋混凝土用钢第1（B499.12（GB1499.2）的要求。2、普通钢筋的抗拉强度标准值、设计值，抗压设计值及弹性模量等设计指标均按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362)取用。钢材1、应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处的环境条件，合理地选用钢材，钢材应满足桥梁设计要求的交货状态、化学成分、力学性能、工艺性能及焊接性能。2、桥梁结构用钢材宜选用Q355D钢、Q420D钢，其质量应符合现行《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的规定。注：考虑高强钢材及焊材的采购、制造难度，本指南常规跨径钢桥不采用Q500及以上钢材，推荐优先选用Q420及以下的低合金高强度结构钢，桥梁用结构钢可根据实际建设条件自行选用。根据常规跨径钢桥调研情况，结合经济性、制造、吊重等因素考虑，本指南推荐钢材标号选择如下：①50m及以下钢箱梁采用Q355钢，50m以上钢箱梁采用Q420钢；②30m~50m钢箱组合梁采用Q355钢，60m钢箱组合梁采用Q420钢；③30m~40m钢板组合梁采用Q355钢，50m~60m钢板组合梁采用Q420钢。3、当采用耐候钢时，其材质应符合《耐候结构钢》（GB/T4171）的规定。4、当厚钢板有Z（GB/T的规定。5、钢材应以热机械轧制（CP、热机械轧制+回火（CPT）中任何一种交货状态交货，并在质量证明书中注明。6、正火状态交货的钢材，不得采用比空气中冷却速率快的其它介质中冷却。7、耐候桥梁钢以热机械轧制（CP、热机械轧制+回火（CPT）状态交货。8、热机械轧制（TMCP）状态交货的钢材，当强度级别为Q355钢板时，其厚度不小于32mm的钢板应进行回火处理；当强度级别为Q420钢板时，其厚度不小于20mm的钢板应进行回火处理。9、钢材的强度设计值应根据钢材的不同厚度按表3.3.1的规定采用。表3.3.1钢材强度设计值（MPa）序号d抗剪d端面承压（刨平顶紧）fcd牌号厚度（mm）Q355钢≤16280160355＞16，≤40275160＞40，≤100260155Q420钢≤16335195390＞16，≤40320185＞40，≤63305175＞63，≤100290165注：1厚板件的厚度；2范最低要求的基础上，适当提高安全储备，钢材强度设计值可按表中强度设计90%采用。连接件1、高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB/T1228)(GB/T1229)用高强度垫圈》(GB/T1230)1231)(GB/T的规定。2、普通螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《六角头螺栓》(GB/T5782)I型六角螺母》(GB/T6170)(GB/T97.1)（/T098.1（/T3098.2）的规定。3、圆柱头焊钉连接件的材料应符合现行《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》(GB/T10433)的规定。焊接材料应与主体钢材相匹配，并应符合以下规定：1、手工焊接采用的焊条应符合现行《非合金钢及细晶粒钢焊条》(GB/T5117)或《热强钢焊条》(GB/T5118)的规定；对需要验算疲劳的构件宜采用低氢型碱性焊条。2、自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂应符合现行《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T、《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》(GB/T10045)(GB/T17493)5293)或《埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》(GB/T12470)的规定。3、焊接材料进厂时应有质量证明书，焊接材料的质量管理应符合《焊接材料管理规定》（JB/T3223）的规定。涂装材料1、涂装材料应根据设计文件要求、结构部位、桥址环境条件等选定，以确保预期的涂装效果。禁止使用过期产品、不合格产品和未经试验的替用产品。2、为保证防腐材料的质量和防腐效果，考虑到不同厂家材料及施工工艺的兼容性，同一涂装体系所用的底、中、面油漆的供应商宜为同一厂家。3、涂装材料的品种、规格、技术性能指标必须符合设计文件和技术规范的要求，具有完整的出厂质量合格证明书。涂料供应商应提供涂装施工全过程的技术服务，对涂料保证年限进行承诺。4、涂装材料各项性能指标应满足《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》(JT/T722)或《桥梁钢结构冷喷锌防腐技术条件》(JT/T1266)的要求。新材料除满足各项指标要求外，应用前还应进行涂层相容性、环境适应性等相关试验，并组织专家论证后方可应用。涂装材料供应商应提供满足各项指标性能的第三方检测报告，具体指标如表3.6.1所示。表3.6.1涂层体系性能要求腐蚀环境防腐寿命（年）耐水性（h）耐盐水性（h）耐化学品性能（h）附着力（MPa）耐盐雾性能（h）人工加速老化（h）（h）C330240－－≥510001000－C424015002000－C524020004000－CX30004000-Im14000－72-－－Im23000－Im33000-Im44200注：1、耐水性、耐盐水性涂层试验后漆膜外观无变化；2、耐化学品性能涂层试验后不生锈、不起泡、不开裂、不剥落，允许轻微变色和失光；3、人工加速老化性能涂层试验后不生锈、不起泡、不剥落、不开裂、不粉化，允许2级变色和2级失光；4、耐盐雾性涂层试验后不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，拉开法附着力≥3MPa；5、耐阴极剥离性试验后，涂层不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，剥离面积的等效直径不大于20mm。四、钢箱梁一般规定1、本章节适用于立交匝道钢箱梁桥设计。2成，其中正交异性桥面板由顶板、纵横向加劲肋构成。360m以下的钢箱梁宜采用等高度箱梁。4、钢箱梁宜工厂焊接，大件运输；同时应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和运营阶段产生过大的变形或丧失稳定性。注：钢箱梁制作应在运输可行的条件下，尽量采用大件运输，减少现场安装及焊接工作量。制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同，设计应考虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用。结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。5、应根据桥梁建设条件和使用条件，合理设计正交异性钢桥面板。注：根据调研，钢箱梁主要病害集中于正交异性桥面板，应重视其刚度及构造设计，避免疲劳及桥面铺装破坏。6、钢箱梁设计应重视结构的可达、可检、可修，应设置进入箱体内的检修通道及排水孔。注：钢箱梁不能完全封闭时，由于结露等原因可能积水，应设置排水孔。当箱梁尺寸受限不能设置检修通道时，应完全封闭箱梁。总体布置横断面布置1、匝道钢箱梁宜采用整体箱断面。注：钢箱梁按照横断面布置可分为单箱单室、单箱双室、单箱多室、多箱单室等多种形式。单箱单室、单箱双室、单箱多室在外观上箱体形成一个单箱整体，可通过增加腹板分割成多个箱室，统称为整体箱断面；多箱单室断面由多个独立的小箱通过横梁组拼而成，也称为分体箱断面。（a）整体箱断面 （b）分体箱断图4.1钢箱梁断面示意整体箱断面焊接量稍大，制造运输较麻烦，但整体性好，抗扭性能优于分体箱断面，且由于在工程实践中被广泛应用，施工工艺较为成熟，采用匹配组焊对曲梁线形控制有利；而分体箱断面单个箱体小，制造难度较小，且运输时不需横向切分箱体，箱体运输稳定性较好，但对安装精度要求较高。从现阶段省内的钢箱梁应用情况，匝道钢箱梁大都用于小半径曲线、跨线等复杂节点，单个项目应用点不多且较为分散。基于现阶段实际情况，采用分体箱尚不能体现出制造规模效益，且对施工安装精度提出了更高的要求，使匝道钢箱梁在施工安装的难度加大；而采用整体箱断面有利于控制匝道钢桥安装精度，提高施工质量，其整体抗扭性能及横向赘余度也更优。同时，对于广泛应用的跨线匝道钢箱梁，采用整体性断面，其景观性更好，且安装及后期养护对桥下交通影响较小。综合考虑，匝道钢箱梁推荐采用整体箱断面。2、匝道桥宽宜与路基同宽，断面布置应综合考虑受力、制造、运输、安装、维修管养等因素，单个箱室宽度不宜大于6m，不宜小于3m。3、匝道钢箱梁宜采用直腹板。腹板位置宜尽量避开行车轮迹带，宜设置在车道中部或车道线处。（a）直腹板 （b）斜腹板图4.2腹板形式注：对于匝道钢箱梁，由于其平曲线变化大，如采用斜腹板形式在空间上腹板存在扭转的情形，制造上难度较大，建议无特殊要求时，采用直腹板形式。4、10.5m匝道推荐采用下图单箱双室断面。图4.310.5m宽匝道断面示意图（单位：mm）注：对于10.5m匝道，采用单箱单室箱室宽度达到5-5.5m，需横向分块，导致现场横隔板对接安装精度要求高，安装难度大，同时块件在运输及施工过程中稳定性较差，需增加临时支撑构件。综合考虑以上因素，10.5m匝道钢箱梁建议采用单箱双室断面。梁高主梁应满足强度和刚度要求，综合考虑制造和管养，梁高宜按下表取值。表4.1匝道钢箱梁各跨径梁高建议值跨径(m)30405060梁高(m)1.61.82.02.4注：钢箱梁桥梁高大约为跨径的20/30（L为理论跨径，建议按25取值，同时从制造、施工、检修空间考虑，跨径小时，可适当加大梁高，有利1.6m。横坡1、匝道钢箱梁推荐采用整体旋转形成横坡。注：桥面横坡一般通过以下几种方法形成：1高低腹板调节横坡：钢箱梁底板在横桥向保持水平，通过箱梁内外侧腹板的高度来使桥面板形成横坡。如图4.4（a）所示。12箱梁顶底板旋转：箱梁顶底板随桥面横坡进行旋转，腹板保持固定倾角不变，但腹板与顶底板的夹角会随横坡变化而变化。如图4.4（b）所示。23箱梁整体旋转：箱梁顶底板、腹板随横坡整体旋转形成桥面横坡，腹板与顶底板的角度保持不变。如图4.4（c）所示。34铺装厚度调节：通过调整铺装厚度形成横坡，不影响钢结构主体。如图4.4（d）所示。4（a）高低腹板调节横坡 （b）顶底板旋转，腹板不变（c）箱梁整体旋转 （d）铺装厚度调图4.4箱梁横坡形成方式上述4种横坡调节方式中，方式①底板平置，制造方便，但钢材消耗高且腹板单元高度随横坡不断变化，且隔板尺寸也随横坡不断变化，板件标准化程度低；方式②底板需要不断调节角度，制造较繁琐，隔板尺寸旋转角度不断变化，但腹板高度保持不变，高度标准，容易实现腹板板件标准化；方式③整体旋转，顶底板、腹板板件标准，容易实现标准化，对于横坡保持不变的，可水平制造后整体旋转，制造简单。方式④通过铺装厚度变化形成横坡，可使主体结构保持不变，有利于制造加工，但铺装不宜设置过厚或过薄，故调整范围有限。根据制造厂家的调研，方式①和方式③是常用的横坡形成方式，在制造上相对简单。综合考虑，为简便制造，更大范围的实现板件标准化，减少非标准梁段的制造，匝道钢箱梁推荐采用整体旋转的方式形成横坡。2、存在超高渐变时，可通过铺装或腹板高度变化形成横坡调整。注：根据对近几年多条高速立交匝道钢箱梁的统计，约70%的钢箱梁横坡变化值不大于1.5%，这意味着大部分的匝道钢箱梁的横坡变化值不大，可以通过铺装厚度进行横坡调整，简化制造加工，更多的实现板件标准化。通过铺装调节横坡变化，按行车道砼铺装厚度不小于8cm控制。计算分析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。2、结构强度、稳定、变形及疲劳验算应满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）的要求。3、钢箱梁计算应考虑局部稳定、剪力滞及扭转的影响。4、为简化计算，钢桥面板的计算可采用叠加计算法。总体模型可采用梁单元模拟计算体系Ⅰ下的应力，局部模型采用板单元模拟计算体系Ⅱ、体系Ⅲ下的应力，然后将Ⅰ、Ⅱ体系下的应力合理叠加以获得最不利活载工况下的应力状态。注：钢桥面板的力学行为较为复杂，一般包含三个基本结构体系。结构体系Ⅰ：由顶板和纵肋组成的结构体系看成是主梁（桥梁主要承载构件）的一个组成部分，共同参与主梁共同受力，称为主梁体系。结构体系Ⅱ：由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分，将桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁上，称为桥面体系。结构体系Ⅲ：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，称为盖板体系。体系Ⅲ的应力较小，一般可忽略不计。5、进行正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计时，桥面上汽车局部荷载作用的冲击系数应采用0.4。6、钢结构桥梁应重视结构抗倾覆设计，横向抗倾覆验算应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）的规定执行。7（JTG/TD3360-01）的规定执行。8、钢箱梁应设置预拱度，预拱度大小宜为结构自重标准值+0.5倍活载标准值产生的竖向挠度和。预拱度应保持桥面曲线平顺。正交异性钢桥面板正交异性钢桥面板的构成部分主要有顶板、纵肋、横肋，顶板兼做行车道板。顶板1、正交异性钢桥面板应具有足够的局部和整体刚度，其顶板最小厚度不宜小于16mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。注：正交异性钢桥面板刚度直接影响桥面铺装受力和使用寿命，近年来正交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍。我国《公路钢结构（JTGD64）规定行车道桥面板最小厚度不小于14mm；欧洲规范规定桥面板不小于0.0414mm(铺装厚度6mm（铺装厚度≥0mm；日本《道路桥示方书》中规定板厚不小于.037倍的纵肋腹板间距，且不小于12mm，但日本桥梁建设协会建议重车轮迹下方6mm.625英寸（0.04倍加劲肋腹板间距。从国内外的一些好的桥面案例来看，一般使用较厚的顶板厚度时，其铺装使用效果都较好，顶板厚度对桥面板及铺装的耐久性有很大影响，综合比较各国的规范，本次钢箱梁标准化设计建议正交异性钢桥面板顶板厚度不宜小于16mm。2、正交异性钢桥面板的整体刚度及局部刚度应采用桥面板最不利荷载位置处的最小曲率半径R、纵向加劲肋间相对挠度和相对挠跨比D/L三项指标进行评价，三项指标需满足表4.2中的要求。最小曲率半径R及挠度D可通过有限元方法计算获得，也可采用现行《公路钢桥面铺装设计与施工规范》（JTG/T3364-02）中附录A中的计算方法获得。4.6正交异性钢桥面板整体刚度示意4.7正交异性钢桥面板相对挠度示意表4.2正交异性钢桥面板刚度要求指标表刚度要求最小曲率半径R(m)相对挠度D(mm)相对挠跨比D/L技术指标200.41/700注：我国钢桥发展初期，桥面铺装发生较多的早期病害正式由于正交异性（JTGD64）对局部刚度指标D/L进行了规定，未对整体刚度进行要求；而《公路钢桥面铺装设计及施工规范》中参照日本规范对局部刚度指标D和整体刚度指标R提出了刚度要求。纵向加劲肋1、钢桥面板纵向加劲肋的形式主要有板肋、L形肋、T形肋、球扁钢肋、闭口加劲肋（如图4.8所示。钢箱梁宜优先采用闭口加劲肋，平曲线半径较小时，可采用板肋或球扁钢肋。图4.8加劲肋形式注：闭口加劲肋刚度大，能有效增加桥面板刚度，改善结构局部受力性能，成为纵向加劲肋的主流形式，特别是U肋应用最为广泛，建议优先采用，但在小半径弯梁上，U肋弯曲加工较为困难，可结合桥面板的受力改用板肋或球扁钢肋。T形肋需要横隔板开设大口，横隔板连接的受力疲劳耐久性低，不建议采用。2、为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于如图4.8所示的开口或闭口加劲肋，其几何尺寸应满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）第5.1.5条的规定。3、正交异性桥面板纵向闭口加劲肋的最小板厚不应小于8mm，同时几何尺寸还应满足下列规定：Ta3r £400fT3h'f式中：tf——顶板厚度(mm)；tr——加劲肋腹板厚度(mm)；h’——加劲肋腹板斜向高度(mm)；a——加劲肋腹板最大间距(mm)。4、纵向加劲肋宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距的1.2倍。5、纵向加劲肋应连续通过横向加劲肋或横隔板，横向加劲肋或隔板角部应设10×10mm切角，焊接时角部不得起熄弧，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔宜采用堆焊填实，焊缝应平顺；板肋仅在单侧与横肋或隔板焊接，如图4.9所示。 图4.9纵肋与横肋、面板交叉处构造细节注：早期纵向板肋与隔板采用双侧焊接，日本桥梁建设协会认为此构造对纵、横肋的组装较困难，且容易出现焊接裂纹，应避免采用。6、顶板纵向加劲肋与腹板的距离不宜过小，应考虑腹板与顶板焊缝的焊接操作空间。7、闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不得小于纵向加劲肋厚度的80%，并避免焊透，焊缝有效喉高不得小于纵向加劲肋的厚度。注：匝道钢箱梁一般位于曲线段，闭口纵向加劲肋内外双面焊接实施难度大，建议采用单面焊。8、受压加劲板宜采用刚性加劲肋，构造布置困难或受力较小时可采用柔性加劲肋。9、受压加劲板的刚性加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚度应满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）第5.1.6条的要求。横向加劲肋1、横向加劲肋间距应满足下列要求：对闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于4m。对开口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于3m。2、横向加劲肋最小厚度不应小于10mm。3、横向加劲肋与闭口纵向加劲肋下翼缘相交处的弧形切口推荐尺寸及构造细节见图4.10。图4.10横肋弧形切口推荐尺寸和构造细节注：国内学者曾对各国的弧形切口孔型进行研究，其中欧洲与日本的公路桥孔型是比较接近的，研究结果表明，采用欧洲规范的弧形切口时，其切口处的细节应力幅综合表现最好，也是目前国内使用较多的孔型，因此推荐使用欧洲规范孔型。腹板1、腹板的厚度应根据截面抗剪需要确定，腹板最小厚度应满足表4.3的要求，同时考虑腐蚀及后期涂层养护的需要，最小厚度不宜小于12mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。表4.3腹板最小厚度2、腹板横向加劲肋的间距及惯性矩、纵向加劲肋的惯性矩应满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）第5.3节的要求。图4.11腹板加劲肋示意图注：纵向加劲肋为防止弯曲压应力引起的腹板失稳，布置于受压侧。横向加劲肋为防止剪应力和局部压应力引起的腹板失稳，其间距应根据纵向加劲肋的道数按规范要求设置。3、腹板纵向加劲肋与横向加劲肋相交时，横向加劲肋宜连续通过，纵向加劲肋断开，建议采用图4.12所示构造。图4.12腹板纵、横向加劲肋关系示意图（单位：mm）注：对于梁式体系钢箱梁，腹板纵向加劲肋不需传递轴向压力，纵向加劲肋的作用是为了保证腹板的局部稳定，纵向加劲肋断开可以避免横向加劲肋开孔及对横向加劲肋的削弱。考虑到焊接及涂装操作的需要，纵向加劲肋与横向加劲肋之间的间隙一般可设为35mm，如横向加劲肋倾斜设置时应根据焊接操作要求重新确定间隙值。4、腹板横向加劲肋不宜与顶、底板焊接。5、采用单箱多室断面时，中腹板宜在跨中剪力较小处设置人孔。横隔板跨间横隔板1、跨间横隔板宜采用实腹式或框架式。注：跨间横隔板横隔板分为实腹式、框架式和桁架式，构造如图4.13所示。图4.13中间横隔板结构形式实腹式横隔板主要为受弯受力，绩效较低，但面内刚度大，适用于箱室断面尺寸较小的箱梁，或在箱梁支承位置及结构抗扭要求较高的情况下使用。桁主要用于大断面的箱梁，但应注意节点处的抗疲劳构造细节。框架式隔板介于实腹式隔板和桁架式隔板之间。2、对跨径小于100m的普通钢箱梁，横隔板间距Ld需满足以下要求。D£6D£-1£0

5050式中：L——桥梁等效跨径(m)；Ld——两相邻横隔板间距(m)；注：满足上述要求时，可认为在偏心活载的作用下，箱梁的翘曲应力与容许应力的比值在0.02~0.06，此时继续加密横隔板间距对减小箱梁畸变效应不明显。横隔板间距应结合经济性、临时运输稳定性、顶底板横肋间距等因素综合考虑。根据制造厂的调研反映，为控制变形，箱梁制造时底板胎架底部支撑一4m，此时，箱内对应位置宜设置底板横肋。经对比，采用隔板间距4m6m时增加底板横肋的方案经济性更好，且加密横4m3、跨间横隔板与顶底板和腹板的焊缝以受剪为主，可以采用角焊缝连接。4、跨间横隔板应设置人孔，保证钢箱梁的可通达性，人孔最小尺寸不宜小于400×600mm。人孔需设置补强肋。注：横隔板开口处的结构形式通常有外贴钢板式、加劲肋式、包边式。日本桥梁建设协会认为包边式在人孔四角处的弯曲气割精度不良对焊接不利，且加劲翼缘的焊缝拘束度也较大，不建议采用。本次标准化设计推荐采用加劲肋式，结构简单，加工制作方便。根据受力需要可采用单侧加劲（4.14(a)示）或双侧加劲的形式（4.14(b)所示。图4.14跨间横隔板人孔加劲示意图5、横隔板或横向加劲肋腹板上设置竖向加劲肋时，竖向加劲肋宜与顶板留有一定间隙，不与顶板焊接，如图4.15所示。图4.15横肋或横隔板竖向加劲肋与顶板构造细节注：加劲肋与顶板焊接造成顶板局部刚度突变，端部应力集中，容易产生疲劳裂缝。支点横隔板1、支点横隔板应采用实腹式横隔板，其形心宜通过支座反力的理论合力作用点。注：支点横隔板是特殊的隔板，具备跨间横隔板的作用，同时作为支点横梁将上部恒载及活载传递至支座。2、支点横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋将集中荷载加以扩散，保证局部稳定，其加劲肋应满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）第5.1.5条的要求，并按第5.3.4条规定验算横隔板和加劲肋的强度。3、支点横隔板与底板的焊缝应完全熔透。4、支承加劲肋高度应通过计算确定，其与顶板纵向加劲肋通过孔端部的距离宜大于100mm。支承加劲肋与底板加劲板间距应考虑支座上螺栓平面位置及螺栓安装空间需求。图4.16支承加劲与顶板纵向加劲肋关系示意图5、支点横隔板应设置人孔，人孔宜设置在支座范围以外。6、支点横隔板人孔宜采用补强板加劲，以确保隔板有足够的强度。图4.17人洞补强板示意图7、支点横隔板应设置临时支撑加劲，以便于营运期间顶梁更换支座。4.6.3横隔板的计算1、横隔板的最小刚度K应该满足下式要求：3³20w3d式中：Ld——两横隔板间距，E——为钢材的弹性模量Idw——为箱梁截面主扇性惯矩。实腹式、框架式、桁架式横隔板的刚度计算方法参见《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）的相关条文说明。2、中间横隔板的应力计算：1实腹式横隔板剪应力可按下式计算：1ut=ldu

h= dh

t=u duD

D

l2D2IuIhI2IuIhIhIlP2lP1底板

图4.18框架式横隔板计算模型1、钢箱梁底板厚度应根据计算确定并尽量减少板厚类型，最小厚度不宜小于12mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。2、匝道钢箱梁底板纵向加劲肋宜选用板肋形式。注：底板不直接承受车辆荷载，无局部刚度要求，同时考虑在弯桥加劲肋制造安装的便利性，在满足受力的前提下，宜选用板肋形式。3、对于受压底板，为保证板的屈曲稳定，加劲肋间距不宜大于底板厚度的4080为保证底板在加工制作、运输安装过程中不出现过大的面外变形及损伤，其加80倍。注：对于连续梁，正、负弯矩区底板的加劲肋要求不一致，设计时可将墩顶负弯矩区的加劲肋个数设置为奇数个，在跨中正弯矩段间隔布置，如图4.19所示。图4.19底板纵向加劲肋变化示意图4、底板纵向加劲肋应连续通过跨间横隔板或横肋，受拉底板纵向加劲肋与跨间横隔板不焊接，受压底板纵向加劲肋（板肋）与跨间横隔板或横肋单侧焊接。如图4.20所示。 （a）受拉底板 （b）受压底板图4.20底板纵向加劲肋与跨间隔板或横肋交叉设计5、底板纵横向加劲肋宜采用刚性加劲肋。悬臂板1、箱梁悬臂部分不设加劲肋时，受压翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的12倍，受拉翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的16倍。2、悬臂受压翼缘加劲肋间距不宜大于翼缘板厚度的40倍，应力很小和由构造控制设计的情况下可以放宽到80倍。受拉翼缘加劲肋间距应小于翼缘板厚度的80倍。3、悬臂板纵横向加劲肋宜按刚性加劲肋设计，受压悬臂翼缘的板端外缘加劲肋应为刚性加劲肋。4、悬臂板的横向加劲肋应与横隔板或顶板横向加劲肋对齐布置，且纵向间距不宜大于3m。5、应在边腹板的箱内侧对应悬臂板下翼缘位置设置加劲板，并与横隔板或横肋焊接。6、翼缘板纵向加劲肋可选用U肋或板肋，轮载范围优先采用U肋。施工方法吊装法架设1、钢箱梁通常采用厂内制作小节段梁段，桥位现场拼装成大节段然后进行吊装架设。2、根据吊装能力，可采用整跨吊装主梁，或利用支架分节分段吊装后焊接成整体。3、支架处地基为非刚性地基时，宜通过加载预压确认地基承载力及消除地基非弹性变形；安装过程中应安排专人观测支架的变形及沉降。4、支架需确保按安装过程中有足够的临时稳定性，钢箱梁进行分块分段安装时，首次安装的块段必须能够自稳，且宜根据实际情况加设防倾覆措施，后续安装的块段应与已安装构件连接，形成稳定体系。5、挑臂采用横向分块现场安装时，可与相应块体焊接完成后吊装。注：考虑钢箱梁的跨路施工及高空焊接难度，如果在吊装前先完成挑臂与箱梁主题的焊接及焊后补涂装作业，可降低作业难度，有助于确保焊接质量，同时对既有线路交通的影响。但应注意悬臂焊接后的块段重心相应外移，应按第4.10.1条第4点相关要求，保证其临时稳定性。顶推法架设1、在跨河、跨谷、以及桥墩较高或桥下保通需求高等建设条件下，可采用顶推法架设。2、应在一侧桥台拼装钢主梁，钢主梁前端应设置导梁。3、可采用边拼装边推出的方法将主梁从一岸向另一岸推出，直至推到另一侧桥台，推出过程中如主梁下挠较大，应采取措施将主梁拉起，确保导梁底面始终高于墩、台座。4、采用顶推法架设时，钢主梁应增设顶推时所需的临时加劲。5、如桥梁跨径较大，可根据需要设置临时墩支撑。五、钢箱组合梁一般规定1、本章适用于受弯为主的钢箱组合梁桥设计。2、钢箱组合梁由钢梁和混凝土桥面板组成，钢梁为槽型结构，钢板围焊而成；混凝土板可采用现浇板、预制板或其他结构形式的组合板。3、混凝土桥面板和钢梁间应采取可靠的连接方式用以抵抗纵、横向水平剪力和防止桥面板的掀起。4、跨线或跨航道、桥下净高受限的条件下，推荐采用钢箱组合梁。小半径曲线桥及斜交桥优先采用钢箱组合梁。总体布置横断面结构形式与布置1、横断面结构形式根据箱室个数可以分为单箱多室、多箱单室及多箱多室；根据腹板布置形式可分为斜腹板式和直腹板式；根据腹板结构形式可分为实腹板式、波形钢腹板及空腹桁架式；箱单室的斜腹板式断面，腹板结构形式采用实腹板式。图5.2.1箱室断面形式示意注：采用斜腹板式截面（腹板向内倾斜）可支撑混凝土桥面板提供合适的宽度，使桥面板的横向正负弯矩大小接近，并可减少纵向受力的剪力滞效应，同时上下箱宽关联度低，根据需要灵活确定下翼缘宽和其纵向加劲肋的用量。梯形截面的中性轴更靠上，下翼缘板受力利用率更高。另外，梯形截面更为稳定，便于钢梁制造和安装。由于腹板中的剪应力会随着腹板的倾斜而增加，腹板的倾斜度通常在1:4的范围内。斜腹板的设计剪力，可按下式计算：VUVW=cosθ其中VU——腹板上的垂直剪力；θ——腹板与垂线的夹角。2、横断面布置横断面布置可分为多箱式和少箱式，本指南建议采用多箱式。注：少箱式的单钢梁片数少，箱室宽，承受纵向弯曲承载效率高，但间距大桥面板较厚，一期恒载大；多箱式钢梁片数多，箱室较窄，间距小则桥面板薄（1）（3）（4）（5）面板的承载力。小及箱梁间距。单个槽型钢梁应结合运输条件确定。陆路运输时，箱室的宽度B1一般不超过3.75m，纵梁节段长度一般不超过12m；水路运输时箱宽和节段长度基本不受限制，可考虑整孔制造运输。箱室净距B2及悬臂长度B3由桥面板厚度和钢梁片数综合确定。箱室的宽度B1应接近等于箱室净距B2；悬臂长度B3不应超过箱室净距B2的60%。图5.2.2横断面布置示意平面布置1、平面布置主要包括单个箱室内横隔板或加劲肋的纵向间距L1，梁片之间的横联间距L。2、箱内加劲肋用于提高腹板的面外刚度，防止腹板发生弯剪、纯剪失稳，（JTGD64）的规定。箱内横隔板间L1一般取4~6m。3、梁片之间横联间距L与箱内横隔板间距对应设置，一般为箱内横隔板间距L1的2倍。4、对于斜交桥，当支承跨径线与桥轴法向交角不超过20°时，跨间横联及横隔板宜平行于跨径线连续斜向布置；当支承跨径线与桥轴法向交角超过20°时，跨间横联及横隔板应沿桥轴线法向连续或间断布置。图5.2.3正交平面布置示意图5.2.415°斜交平面布置示意图5.2.530°斜交平面布置示意注：为提高钢箱组合梁的抗扭刚度，减小畸变、翘曲变形量，箱型截面梁设置横隔板很有必要。横撑的主要作用之一是确保桥梁横截面在荷载作用下不发生扭转变形，对于箱梁桥，实腹横隔板是通过剪力流抵抗传递给箱梁的扭转作用；另一个作用是施工过程中保证桥梁横截面的几何形状以及稳定性。此外，根据施工及运维需求，横隔板也可能会有以下作用：1、在维修或者更换支座时，作为起顶的支撑结构；2、作为桥梁附属管线的支撑；3、作为现浇混凝土模板的支撑。在桥梁的支点处，应在各箱室之间设置永久性的横联结构。对于窄幅钢箱组合梁，为提高结构的整体性，同时在施工阶段为钢箱提供额外的抗扭刚度来防止主梁的横向扭转屈曲，在跨间也应设置一定数量的横联结构。20°界限，系参考《公路钢筋混凝土（JTG3362）及条关于斜交钢混组合梁的规定确定。支座及临时支点布置1、单片箱梁底宜采用单支座，避免施工误差引起的支座受力不均。2、支座处应设置支撑加劲肋并与底板焊接。3、支座处的竖向加劲肋，作为受轴向力作用的受压支柱，按照以下规定设计。置至腹板(或横隔板)12倍的范围为止。屈长度为梁高的1/2。竖向加劲肋和腹板（或横隔板）荷载进行设计。支座处的竖向加劲肋应两侧对称设置。4、支座中心线和理论跨径线间距离应按帽梁尺寸和支座安装空间综合确定。5、对于先简支后结构连续体系，应在梁端设置简支状态临时支撑点，临时支撑点应对应设置支撑加劲肋。计算分析1、组合梁的持久状况应按承载能力极限状态的要求，进行承载力及稳定性计算，必要时尚应进行结构的倾覆和界面滑移验算。在进行承载能力极限状态计算时，作用（或荷载）组合应采用作用基本组合，结构材料性能应采用其强度设计值。2、组合梁的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，对组合梁的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算。在进行正常使用极限状态计算时，作用（或荷载）组合应采用作用频遇组合、准永久组合。3稳定性进行验算，必要时尚应进行结构的倾覆验算。承载能力验算应采用作用（JTGD64）的规定。4、组合梁进行抗疲劳设计时，应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）的规定。5、计算组合梁截面特性时，应采用换算截面法，其中混凝土板取有效宽度范围内的截面。截面抗弯刚度分为未开裂截面刚度和开裂截面刚度。时，应计入混凝土板有效宽度内纵向钢筋的作用，不考虑受拉区混凝土对刚度的影响。6、组合梁的竖向挠度限值应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）的规定。7、组合梁的混凝土板最大裂缝宽度应满足现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62）规定的限值要求。8、组合梁桥应设置预拱度，50m及跨径以上的预拱度值宜等于结构自重标准值（含收缩徐变效应）和1/2车道荷载频遇值所产生的竖向挠度之和，频遇值系数为1.0，并考虑施工方法和顺序的影响；小于50m跨径的预拱度宜等于结构自重标准值（含收缩徐变效应）设置；预拱度设置应保持桥面曲线平顺。钢梁钢主梁1、总体要求力水平一般较低，通常不设置加劲肋，采用控制翼缘宽厚比保证局部稳定。腹板和底板均采用带肋加劲板，以实现结构强度、稳定性和经济性之间的平衡。沿纵桥向每隔一定距离设置箱间横向连接系（横联，保证结构的整体性。荷载传递到支座。横隔板上应设置检修孔和管线孔，支座及开孔位置处应对横隔板进行加劲。注：采用钢箱组合梁桥可能会带来更多的腹板（和钢板组合梁桥相比，从而导致板件更加地宽薄，此时，腹板需要设置必要的加劲肋以防止屈曲，即便箱梁的受压翼缘板可能会发生屈曲，因而不完全有效（钢板梁桥翼缘板通常完全有效，所以，在设计时应尽量减少因板件宽薄而导致的有效截面积的减少。2、主梁梁高主梁要求有足够的强度和刚度，简支组合梁桥的梁高H通常为L/15~L/25（L为理论跨径，连续组合梁桥的梁高H可以适当减小，取为20/30，H为含桥面板的全高。3、上翼缘板钢梁的上翼板宜采用等宽变厚度设计，厚度不应小于16mm，为防止翼缘板受压时发生局部屈曲，其宽度不宜大于厚度的24倍。4、底板及加劲肋构成，见图5.4.1，本指南推荐纵向加劲肋采用板肋和T形肋。纵向加劲肋可分担部分荷载，加劲肋受压时应在纵向一定间隔设置约束，一般利用横向加劲体系（横梁、横隔板或横肋）提供，防止其面外屈曲。为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于图5.4.1所示的开口加劲肋，翼缘加劲肋一般垂直于翼缘板布置，加劲肋的接头应该与翼缘板或腹板的接头250mm以上，其几何尺寸应满足以下要求。图5.4.1底板纵向加劲肋示意（1）板肋的宽厚比应满足下式要求：（2）L形、T形钢加劲肋的尺寸比例应满足下式要求：注：对于连续结构，中间支承处受压。防止底板、纵肋及有关的横肋受压（JTGD64）应计算纵肋及横肋所需的刚度，以确保所采用加劲肋的刚度满足要求。对于简支结构，底板受拉，连续贯通的底板纵肋主要用于分担底板的部分应力。腹板间距大于翼缘板厚度的80倍或翼缘悬臂宽度大于翼缘板厚度的16倍时，应设置纵向加劲肋。5、腹板及加劲肋腹板最小厚度不宜小于12mm，偏于安全不考虑混凝土桥面板参与结构抗剪，全部由钢梁腹板承担，腹板厚度应结合计算荷载确定。腹板纵、横向加劲肋自身宽厚比应大于15，宽度应不小于mm。腹板纵、横向加劲肋的设置根据腹板高厚比大小，结合《公路钢结构（JTGD64）确定。腹板的横向加劲与底板的横向加劲应布置在横向加劲布置的间距决定了腹板纵向加劲肋的受压计算长度，间距越大，纵向1.5~3米之间。ww横向加劲肋的间距a不得大于腹板高度hw的1.5倍，并应满足《公路（JTGD64）5.3.3条相关计算公式，必须同时考虑板件屈服和失稳这两个失效模式。腹板横向加劲肋对腹板的抗弯惯性矩应不小于。wwlww纵向加劲肋应有足够的强度和刚度阻止腹板的面外失稳和变形。采用一道时在.20hw附近，采用两道时在.14hw和.36hw附近（图.4.2，设置道数应根据腹板的高厚比确定。腹板纵向加劲肋对腹板的抗弯惯性矩应不小于，其lww2æaöJ

æaöù中l=çh÷ê5-4çh÷ú£5。èwøë èwøû图5.4.2腹板纵向加劲肋示意为减小制造和架设过程中开口钢槽梁截面的变形，腹板横向加劲肋下端伸到下翼缘顶，并与下翼缘焊接；下翼缘在腹板外的伸出长度不宜小于5.4.3。图5.4.3腹板及横向加劲肋在下翼缘附近的构造细节（单位：cm）（2014T形加劲肋，采用角焊缝焊接于主梁之间的腹板一侧上。横向加劲肋一边焊接到腹板上,两端则焊接到翼缘上。即便横向施焊,考虑到抗疲劳特性,在拉应力下这种与翼缘板的连接不是最好的连接细节，但是这样总好于加劲两端无任何接触(图5.4.4)。这是因为在车辆荷载下,加劲肋端部与翼缘板之间留出的间隙将会使腹板承受面外的微小运动。微小的运动驱使腹板区域的应力增大,导致疲劳断裂。此现象已发生在多个既存桥梁中。 图5.4.4横向加劲肋与底板的连接AASHTO《GuidelinestoDesignforConstructabilityandFabrication：G12.1-2020（钢桥施工与制造指南）中给出四种横向加劲肋在下翼缘附近的构5.4.5。推荐优先采用构造细节一和构造细节二；如果受拉翼缘对疲劳设计有更高的要求，则在成本合理的情况下，应采用构造细节三；如果制造单位在焊接加劲肋之前已经将下翼缘板和腹板焊接连接时，推荐采用构造细节四。结合本指南实际情况，采用构造细节四处理方式。a）构造细节一 b）构造细节二c）构造细节三 d）构造细节四图5.4.5AASHTO建议的横向加劲肋与下翼缘连接细节6、截面变化方式式主要有改变梁高、改变翼缘板宽度和厚度。钢梁截面变化宜采用改变钢板厚度的方式。钢翼缘板宜按照等宽度、变厚度的方式进行布置（下图.4.6，上、下翼缘板变厚度处均采用顶面对齐的方式。当采用顶推施工时，下翼缘板可采用底对齐的方式。翼缘板的厚度变化方式翼缘厚度变化过渡图5.4.6翼缘厚度变化过渡示意图注：从减少用钢量的角度，截面变化多一些好，但是会增加制作加工的工作量，增加连接节点，对主梁受力不利。因此，截面变化数量和位置的确定应综合考虑主梁的弯矩大小变化、加工制造工作量和连接位置的受力等。当跨径较大、截面弯矩变化大时，截面变化的数量可以多一点。但是从加工制作的角度，同一截面的最小长度不宜太短，日本规范规定，同一截面的最小长度不宜小于3m。考虑到工厂制作的便利性，腹板高度宜保持不变。但这会导致上翼缘板顶面不平，影响桥面板铺设后的平整度，而下翼缘板采用顶对齐的方式不受影响，故建议翼缘板均采用顶对齐的变厚度方式。通过机械打磨较厚的钢板来实现不同厚度的翼缘板之间的连接，从而保证力传递的平顺过渡。传递区域的坡度应小于1:4，以确保其良好的抗疲劳性能。横向联结系1、横向联结系分为实腹式和桁架式。桁架式可以减轻自重、便于维修，但是刚度比实腹式的小。2、横向联结系一般与主梁腹板相连，为了使得横梁传力可靠，横梁高度不宜过小，通常为主梁高度的3/4以上，不得小于主梁高度的1/2。图5.4.7实腹式横向联结系 图5.4.8桁架式横向联结系3、横联计算。横梁主要是保证桥梁的整体刚度，由刚度控制设计。横向联结系设计的一般方法为：根据跨径和主梁布置初步拟定横向联结系的数量和位置；根据刚度要求设定横向联结系需要的结构形式和最小断面尺寸；采用桥梁空间计算或平面简化计算分析横梁的内力；验算截面应力和构件的刚度。4、连接。横梁与主梁顶面同高时，横梁可以搭接于主梁横向加劲肋、对接于主梁横向加劲肋、焊接于主梁横向加劲肋和连续通过主梁等多种结构形式。横隔板1、一般规定支点位置处必须设置横隔板，形心应该通过支座反力的合力作用点，该位置处的横隔板与底板的焊缝应完全熔透。为了分散和传递支点集中荷载，通常在箱梁底板设置钢垫块，同时在支点隔板上焊接支点加劲肋。支点横隔板必须验算横隔板与加劲肋的刚度，以及横隔板和支点加劲肋的局部承压应力和竖向应力。横隔板与底板可采用角焊缝连接。2、横隔板构造横隔板可以分为实腹式和桁架式两种。本指南推荐实腹式。图5.4.9桁架式横隔板 图5.4.10实腹式横隔板3、横隔板间距对于横隔板的间距LD，可参照《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG/TD64）给出的经验公式确定。（JTG/TD64-2015）条文说明8.5.2节给出了日本公路钢结构桥梁设计指南关于横隔板间距的经验公式，可参考使用。4、横隔板计算横隔板应进行刚度和强度的验算。验算方法同本指南4.6.3的规定。桥面板一般规定1、当桥面板采用预制混凝土板时，应采取有效措施保证新老混凝土结合并共同受力。2、桥面板及板内钢筋除应满足桥梁整体受力要求外，尚应能抵抗由局部作用引起的效应。3、桥面板混凝土达到其设计强度的85%后，方可考虑混凝土板与钢梁的组合作用。4、桥面板采用预制板时，预制板安装前宜存放6个月以上。5、钢筋混凝土构件混凝土强度等级不应低于C40，预应力混凝土构件混凝土强度等级不应低于C50。6、预制桥面板预留剪力槽孔和接缝的后浇材料，应采用补偿收缩混凝土，其强度等级不应低于预制桥面板的混凝土强度等级。7、为提高钢梁上翼缘的耐久性，宜在混凝土面板与钢梁上翼缘接触范围内设置环氧砂浆过渡层，并在钢梁上翼缘两侧粘贴可压缩的防腐橡胶垫条以保证密封。图5.5.1橡胶垫条施工构造要求1、桥面板一般可不设置承托。当主梁间距较大时，桥面板可根据实际需要设置承托。设置承托时，应使界面剪力传递均匀、平顺、承托斜边倾斜度不宜过大。承托的外形尺寸及构造应符合下列规定：80mm以上时，应在承托底侧布置横向钢筋。承托边至连接件外侧的距离不得小于40mm，承托外形轮廓应在由最45°角线的界限以外。承托高度hc2不宜大于混凝土桥面板厚度hc1的1.5倍。承托顶的宽度b0不宜小于钢梁上翼缘宽度bt与1.5倍承托高度hc2之和。2、边梁桥面板的构造应符合下列规定：有承托时，伸出长度不宜小于hc2。无承托时，应同时满足伸出钢梁中心线不小于150mm、伸出钢梁翼缘边不小于50mm的要求。3、梁端截面应结合伸缩缝预埋件空间要求对桥面板做适当加厚处理。4、混凝土桥面板板厚不宜小于180mm。5、当桥面板采用预制钢筋桥面板时，应采取措施使预制板与钢梁间密贴，满足防水要求。6、综合考虑模块化施工要求、运输和吊装能力，对预制桥面板进行横向和纵向分块。横向分块宽度一般宜取为12m以下，纵向分块长度一般宜取为2~4m左右。7、预制桥面板混凝土的湿接缝宽度应考虑钢筋传力锚固长度和可施工性的要求。桥面板配筋1度的要求。2、底部横向钢筋间距不应大于连接件超出横向钢筋高度的4于600mm。3、负弯矩区钢筋混凝土桥面板受拉钢筋截面配筋率不应小于1.5%。板下层钢筋截面积不宜小于截面总钢筋截面积的50%。4、组合梁桥面板的配筋应满足下列要求：单位长度桥面板内横向钢筋总面积应满足下式要求：e＞fAe＞fsd式中：e——单位长度内垂直于主梁方向上的钢筋截面面积（m2mm；η——系数，取为0.8N/mm2；bfd——普通钢筋强度设计值（Pa。桥面板横向钢筋尚应满足最小配筋率的要求。桥面板中垂直于主梁方向的横向钢筋（即桥面板受力钢筋）向抗剪的横向钢筋。（JTG3362）规定的锚固要求。在连续组合梁中间支座负弯矩区，桥面板上缘纵向钢筋应伸过梁的反（JTG规定的锚固长度要求；桥面板下缘纵向钢筋应在支座处连续配置，不得中断。拉应力方向布置。桥面板的计算1、钢-混凝土组合梁桥面板的有效宽度bc应符合下列规定：组合梁各跨跨中及中间支座处的混凝土桥面板有效宽度bc应按下列公式计算，且不应大于混凝土桥面板实际宽度：c=0+åii=i/6£i式中：b——钢梁腹板上方最外侧剪力连接件中心间距b——钢梁腹板一侧的混凝土桥面板有效宽度（m；i——等效跨径（m。简支梁支点和连续梁边支点处的混凝土桥面板有效宽度bc应按下列公式计算：c=0+åii=0.5+0.5i/i£1.0bc沿梁长的分布可假设为如下图所示：产生的应力可按实际混凝土桥面板全宽计算；由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按混凝土桥面板有效宽度计算。际宽度。2（JTG3362）的相应条款计算。混凝土桥面板收缩作用应按钢梁与混凝土桥面板结合后开始计入。3、钢-混凝土组合梁承托及混凝土桥面板纵向界面受剪承载力计算应符合下式要求：ld£d式中：Vld纵向剪力（mm；Rd——单位梁长内各纵向受剪界面受剪承载力设计值（mm。4、单位长度内纵向界面受剪承载力设计值VlRd应按下列公式计算，并应取两者的较小值：d=sd+edd=2sd式中：Rd——单位长度内纵向界面受剪承载力（mm；——纵向受剪界面的长度（m；fsd——横向钢筋的抗拉强度设计值（MPa）;d——混凝土轴心抗压强度设计值（Pa连接件一般规定1、钢-混凝土组合梁抗剪连接件的选用应保证钢梁和混凝土桥面板有效组合，共同承担作用力，并应具有一定的变形能力。2、钢-混凝土组合梁抗剪连接件应能够承担钢梁和混凝土板间的纵桥向剪力及横桥向剪力，同时应能抵抗混凝土板与钢梁间的掀起作用。3、钢-混凝土组合梁的抗剪连接件宜采用焊钉，也可采用开孔板、槽钢连接件（如下图（a）焊钉 （b）开孔板连接件 （c）槽钢连接件构造要求1、抗剪连接件的设置应符合下列规定：30mm。连接件沿梁跨度方向的最大间距不宜大于混凝土桥面板（包括承托4倍，且不应大于400mm。30mm。100mm。15mm。2、焊钉连接件除应满足第1条的要求外，尚应符合下列规定：不应大于钢梁上翼缘厚度的1.5倍；如钢梁上翼缘不承受拉力，则焊钉杆径不应大于钢梁上翼缘厚度的2.5倍。焊钉长度不应小于其杆径的4倍，并不宜超过其杆径的6倍。焊钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍，垂直于梁轴线方向的间距不应小于杆径的4倍；当焊钉间距较小时，应计入群顶效应。3、抗剪连接件可在对应的剪跨区段内均匀布置。当在此剪跨区段内有较大集中荷载作用时，应将连接件个数按剪力图面积比例分配后再各自均匀布置。4、采用预制混凝土构件与钢构件结合时，可将焊钉连接件集中配置在混凝土构件预留孔中，并应考虑群钉效应所造成的连接件承载性能的降低。连接件的计算1、计算连接件剪力设计值时，应考虑钢与混凝土组合后的结构重力、汽车荷载、预应力、收缩、徐变以及钢与混凝土的升、降温差等作用，尚应按照不同的剪力方向分别进行作用组合。2、钢-混凝土组合梁正常使用极限状态下，单个抗剪连接件承担的剪力设计值不应超过75%的抗剪承载力设计值。3、焊钉连接件的抗剪刚度可按下列规定进行计算：式中：—焊钉连接件的抗剪刚度（mm；焊钉连接件杆部的直径（m；混凝土弹性模量（P；混凝土抗压强度标准值（P。4、依据连接件的使用情况，应对连接件的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算。承载能力极限状态应按下式验算：式中：—承载能力极限状态下连接件剪力设计值（；承载能力极限状态下连接件抗剪承载力设计值（。正常使用极限状态应按下式验算：式中： —正常使用极限状态下结合面的最大滑移值（m；正常使用极限状态下结合面的滑移限值（m。5、承载能力极限状态下，焊钉连接件抗剪承载力设计值可按下列要求计算：式中：—承载能力极限状态下焊钉连接件抗剪承载力设计值（；—焊钉连接件杆部截面面积（ ；混凝土弹性模量（Pa；混凝土轴心抗压强度设计值（P；焊钉材料的抗拉强度最小值（P。6、正常使用极限状态下，结合面最大滑移值可按下列要求计算：式中： —正常使用极限状态下的结合面最大滑移值（m；正常使用极限状态下的连接件剪力设计值（；焊钉连接件的抗剪刚度（mm。7、抗剪连接件的疲劳荷载模型，采用现行规范规定的车道荷载形式，其集中荷载为0.7Pk，均布荷载为0.3qk，计算时应计入多车道的影响，多车道系数按现行行业标准的相关规定计算。8、抗剪连接件的疲劳容许剪力幅应符合下式规定：DN£0.2Ncv9、每个剪跨区段内抗剪连接件的数目nf应满足下式要求：n³V/Ncf v式中：——每个剪跨区段内钢梁与混凝土桥面板交界面的纵向剪力（；vc——单个连接件的抗剪承载力设计值（。v10、剪跨区的划分应以弯矩绝对值最大点及零弯矩点为界限逐段进行。v11、位于负弯矩区段的抗剪连接件，其抗剪承载力设计值Nc应乘以折减系数0.9（中间支座两侧）或0.8（悬臂部分）。v12、组合梁中的钢梁与混凝土板结合面纵桥向剪力作用按未开裂分析方法计算，不考虑负弯矩区混凝土开裂的影响。施工方法顶推法架设1、在跨河、跨谷、以及桥墩较高的建设条件下，宜采用顶推法架设。2、应在一侧桥台拼装钢主梁及横向联结系，钢主梁前端应设置导梁。3、可采用边拼装边推出的方法将主梁从一岸向另一岸推出，直至推到另一侧桥台，推出过程中如主梁下挠较大，应采取措施将主梁拉起，确保导梁底面始终高于墩、台座。4、如桥梁跨径较大，可根据需要设置临时墩支撑。5、钢主梁架设完成后，施工混凝土桥面板。架桥机架设1、与顶推法建设条件相同，如桥梁跨数较多，桥长较长，宜采用架桥机架设。2、架桥机架设主梁时不需设置临时支撑。3、如采用预制混凝土桥面板，架桥机每完成一跨主梁架设，可继续进行预制桥面板的吊装，已吊装就位的桥面板可作为运梁车的运梁通道和架桥机行走时的临时支撑平台。4、如采用现浇混凝土桥面板，可在钢主梁上设置运梁轨道完成运梁，在桥墩上或钢主梁上设置临时支撑措施协助架桥机行走。5、应对架设全过程进行结构整体验算；并应对架桥机在梁体上的支点进行局部复核计算。吊装法架设1、适宜顶推法或架桥机法架设条件以外的其余地形条件均可采用吊装架设方案。2、根据吊装能力，可采用整跨吊装主梁、逐片吊装主梁，或先将两片主梁横向联结后再吊装的方案。3、如采用逐片吊装主梁方案，第一片主梁就位后，应采取临时措施保证其横向稳定性。4、每个主梁节段接头处可设置临时支架支撑；为减少临时设施，推荐接头处采用反牛腿的临时支撑方式。六、钢板组合梁一般规定1、本章适用于受弯为主的钢板组合梁桥设计。2、钢板组合梁由若干片工字形断面钢主梁通过横向联结系连接，并通过剪力键与混凝土桥面板形成整体共同受力。3、正交的直线桥或大半径曲线桥，桥下净高不控制设计、不跨线的条件下，推荐采用钢板组合梁。斜交桥优先采用钢箱组合梁，不得已时采用钢板组合梁。总体布置横断面布置1、横断面布置主要根据桥面宽度合理确定主梁的片数与间距、悬臂长度。主梁横向宜均匀布置。2、主梁间距结合横向联结系对桥面板的支撑形式确定。对于非支撑横联体系，主梁间距宜不大于7m，混凝土桥面板内通过计算确定是否需要设置横向预应力。对于支撑式横联，主梁间距宜不大于18m，具体需结合结构受力确定。注：钢板组合梁的总体发展趋势减少主梁数量，简化主梁间连接构造。美国钢结构设计手册中建议主梁间距应不小于3m、不超过4.6m，法国钢混组合梁设计指南（Steel-ConcreteCompositeBridges：SustainableDesignGuide）中建议主梁间距不超过13.75m，同时对于非支撑体系桥面宽度超过12.5m时，宜设置横向预应力，对应的主梁间距约为7m。从简化施工步骤、保证施工质量的角度考虑，建议桥面板尽量不设置预应力钢束，并且桥面板宜采用等厚构造，将主梁间距不超过7m。3、桥面横坡通过将每片钢主梁设置在不同高度实现，钢主梁翼缘板水平设置，上翼缘板范围内横坡的调节通过橡胶条的压缩实现。4、混凝土桥面板厚度通过计算确定。桥面板悬臂长度大于2.5m时，宜在主梁外设置悬臂横梁。平面布置横向联结系通常采用单一的结构形式，主要形式有实腹式和桁架式两种。结构形式和数量主要由桥梁的整体横向刚度和主梁的侧向失稳要求控制设计。1、支撑体系横向联结系间距一般为3m~4m，宜等间距布置。2、非支撑体系横向联结系间距在跨中区域宜不大于8m，在中支点区域宜不大于6m。注：横向联结系把各片钢主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁侧向失稳的作用，它把桥面系传来的荷载传递到主梁。纵向联结系主要是加强桥梁的整体稳定性、与横向联结系共同承担横向力和扭矩的作用。纵向联结系结构复杂，在钢板组合梁桥中已几乎不再使用。a）实腹式横向联结系 b）桁架式横向联结系图6.2.1横向联结系分类支座及临时支点布置1、每片钢主梁底在支承处设一个支座，其中一个支座约束纵向位移，其他支座纵向活动。2、支座位置处对应设置支承加劲肋，并在腹板两侧对称设置。3、支承加劲肋设计和计算参照《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）第7.3.2条执行。4、支承加劲肋与底板的连接采用磨光顶紧后焊接。5、支座中心线和理论跨径线间距离由帽梁尺寸和支座安装空间综合确定。6、支座附近需设置临时起顶构造。计算分析计算分析的规定同钢箱组合梁的对应要求。钢结构钢主梁1、主梁梁高H通常为L/15~L/20（L为理论跨径，连续组合梁桥的梁高H可以适当减小，取为20/5，H为含桥面板的全高。注：法国组合梁桥设计指南（Steel-ConcreteCompositeBridges：SustainableDesignGuide）规定对于双主梁钢板组合梁钢主梁的高度取值为max(

B( )

q+ ) L

，式中为桥面宽度，q为等效跨径，对于跨径Lq125LLq1.L。对跨度在30~60m的简支钢板组合梁，按上式计算钢主梁与跨度的比值。当桥面宽度为16.5m1/17.3；20.25m梁与跨度之比为1/15.8。对于跨度在30~60m的等跨连续钢板组合梁，当桥面宽度为16.5m时，钢主梁与跨度之比为1/19.4；桥面宽度为20.25m时，钢主梁与跨度之比为1/17.7。当钢主梁数量多于2个时，为减小腹板的用钢量，钢主梁的高度可适当降低。2、主梁翼缘板翼缘板厚度钢梁的上翼缘板宜采用等宽变厚度设计，厚度宜不小于20mm，且不小于1.1倍腹板厚度。注：美国SHO设计规范规定翼缘板厚度，w为腹板厚度。德克萨斯州交通局建议曲线梁的最小翼缘板厚度为25m（1翼缘板厚度可减少至19mm（3/4英寸。德克萨斯州交通局规定翼缘板的最大76m（3325mmS355100mm。翼缘板宽度大于其厚度的12翼缘板在制作、运输、安装过程中可能出现的局部失稳，受拉翼缘板的伸出肢宽宜不大于其厚度的16倍。翼缘板宽度宜不小于腹板高度的1/6。注：法国组合梁桥设计指南（Steel-ConcreteCompositeBridges：Sustainableb=5+B+q2+B)flDesignGuide）规定下翼缘板的总宽度为

。=2(0.25+B+

q

)(0.92+B)设钢主梁数量为n，则每根钢主梁下翼缘宽度为 n

。上翼缘宽度一般比下翼缘宽度小0.1~0.2m。美国钢结构设计手册建议翼缘板宽fb≥wf度不小于380mm（15英寸。美国AASHTO设计规范规定翼缘板宽度 6，0.1£Iyc£10为腹板高度。翼缘板的面外惯性矩宜满足 t ，式中，c，t分别为受压翼缘和受拉翼缘对腹板中心的惯性矩。3、主梁腹板应结合计算荷载确定，最小厚度宜不小于12mm。根据腹板高厚比大小，结合《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）确定腹板纵、横向加劲肋的设置。于受拉区高度，该情况下可以适当放宽对纵向加劲肋的设置要求。负弯矩区的腹板受压区高度有可能大于受拉区高度，当受压区高度很大时，加劲肋应该适当加密。4、截面变化方式板厚改变位置截面变化的数量和位置应该综合考虑主梁的弯矩变化大小、加工制作工作量和连接位置的受力等因素。当跨径较大、截面弯矩变化大时，截面变化的数量可适当增加。从加工制作的角度，同一截面的最小长度不宜太短，同一截面的最小长度宜不小于3m。板厚过渡方式顶板为了方便混凝土板的施工，通常采用顶对齐的方式。底板可采用顶对齐和底对齐，具体结合施工方法采用。底对齐方式可可采用顶对齐或底对齐。顶推施工时，采用底对齐。腹板不等厚对接方式为中心对齐。图6.4.1翼缘板厚度变化对齐示意5、梁端构造设计时应保证有足够的空间便于梁端检查。必要时可在梁端开孔，尺寸不小于400×600mm。6、钢主梁计算

图6.4.2梁端开口构造钢主梁按现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG/TD64）有关条款进行强度、疲劳和稳定性验算。横向联结系1确定。注：非支撑体系横联与主梁的连结位置在主梁高度的中部，安装起来更为方便简单（特别是为了适应路面的横截面形状主梁高度有差异时，此横联可以保持水平状态与主梁作相互