DB46-T 591-2023 超高性能轻型组合桥面结构技术规程

46TechnicalSpecificationforUltra-hI 4 4 4 5 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定公司、中交第二航务工程局有限公司、海南中交高速公路本文件的发布机构提请注意：申明符合本文件时，本文件可能涉及到ZL201020242873.0；ZL201210521668.1；ZL201110384487.4；ZL201410474441.5等相关专本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任址：湖南省长沙市岳麓区湖南大学土木工程学院，邮编：410082；caojunhui@以便修订时参4超高性能轻型组合桥面结构技术规程GB50119混凝土外加剂应用技术GB50204混凝土结构工程施工质量验收GB/T18046用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿GB/T27690砂浆和混凝土用JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计JTG3364-02公路钢桥面铺装设计与施JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁5加剂等材料，或由上述材料制成的干混料，加水拌和凝结硬化后形成的，抗弯拉强度在22MPa以上的高组合桥面结构compositedeckstr通过连接件连接，磨耗层与STC层间通过4符号和缩略语4.1材料性能有关符号STC22——抗弯拉强度标准值为22MPa的超高韧性混凝土；Es——钢材的弹性模量；Er——钢筋的弹性模量；f——钢筋、钢梁及STC的强度设计值或容许值；ffk——STC抗弯拉强度标准值；ffd——STC抗弯拉强度设计值；fcu,k——STC立方体抗压强度标准值，试件边长100mm；fck——STC轴心抗压强度标准值； fcd——STC轴心抗压强度设计值；fstud——焊钉连接件的抗拉强度；ftd——不配筋STC的轴拉fy——钢材的屈服强度；[fts,ts]——配筋STC的横桥向名义抗裂强度容许值；[ftgi]——配筋STC的纵桥向名义抗拉强度容[fts,ns,joint]——施工接缝处STC的横桥向名义抗裂强度容许值；6[fts,gi,joint]——施[ftu,tns,joint]——施工接缝处STC的横桥向名义抗拉强度容许值；[ftu,lgi,joint]——施工接缝处STC的纵桥向名义抗拉强度容许值；τwud——焊接钢筋网连接件中，纵向钢筋-钢板连接焊缝抗剪强度设计值；τcud——焊接钢筋网连接件中，纵筋与STC间的黏结强度设计值；Weff,i——4.2作用和作用效应有关符号Mdi——对应不同应力计算阶段，作用于钢梁或组合梁的弯矩设计值；Msc——抗裂计算中，受压区钢板所承担的弯矩；Mst——抗裂计算中，受拉区钢结构所承担的弯矩；Mcc——抗裂计算中，受压区STC所承担的弯矩；Mct——抗裂计算中，受拉区STC所承担的弯矩；Msr——抗裂计算中，钢筋所承担的弯矩；Mload——抗裂计算中，外荷载引起的截面弯矩；Nsc——抗裂计算中，受压区钢板所承担的轴力；Nst——抗裂计算中，受拉区钢结构所承担的轴力；Ncc——抗裂计算中，受压区STC所承担的轴力；Nct——抗裂计算中，受拉区STNsr——抗裂计算中，钢筋所承担的轴力；Nload——外荷载引起的轴力；Vsd——正常使用Vd——承载能力极限状态下的连接件剪力设计值；VV0.025mm——焊接钢筋网连接件荷载-滑移曲线对应0.025mm滑移时的荷载；σglobal——整体受力状态下的正应力；σlocal——局部受力状态下的正应力；σ——组合桥面结构考虑整体和局部叠加后的正应力；σss——按作用（或荷载）频遇组合计算的STC层中钢筋拉应力；Smax——正常使用极限状态下结合面的最大滑移值；S——连接件荷载-滑移曲线中的特征滑移值；Slim——正常使用极限状态下结合面的滑移限值；Twsmax——STC表面的最大裂缝宽度。4.3几何参数符号Asc——Ar——Ate 7bf——抗裂计算中，截面腹板厚度；bl——抗裂计算中，纵肋下翼缘宽度；ds——抗裂计算中，验算方向上（纵桥向或横桥向）受拉区钢筋直径；dwc——焊钉根部焊缝的直径；dr——钢筋的公称直径；lwc——焊钉根部焊缝的高度；hf——抗裂计算中，截面腹板ht——抗裂计算中，钢面板厚度；hr——抗裂hy——抗裂计算中，受压钢板屈服高度；hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊lw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝lwc——焊钉根部焊缝的高度；hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊y0——抗裂计算中，受拉STC上表面到中性轴的距离；yt——抗裂计算中，中性轴到钢板底面的距离。4.4计算系数及其他有关符号αcr——抗裂计算中，构件受力特征系数;βφΨ——裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数;Y0——桥梁结构重要性系数；Yv——焊钉连接件的η——焊缝尺寸对焊钉抗剪强度的贡献系数；pte——抗裂计算中，按有效受拉STC截面面积计算的受拉钢筋配筋率。85.1.6掺用改善拌和物和STC性能的其它外加剂时，其性能应符），长度合格率（12mm~14mm或7mm~8mm纤维比例%直径合格率（0.18mm~0.22mm或0.12mm~0.14mm纤2.50根试样的直径平均值应在0.18mm~0.22mm或0.12m>99.99标准值ffk设计值ffd标准值fcu,k标准值fck设计值fcd拉应力（MPa）8▲STC256◆STC224209MPa，极限拉应变设计值εtd宜取2000με。初裂应变设计值εcrack,d应根据轴拉应力强度设计值ftd和本拉应力（MPa）8▲STC256◆STC22420)(2000,9))(2000,8))(2000,7)05001000150020002500应变(με)0），5.3钢材和钢筋5.3.1焊钉连接件的材料性能应符合现行GB/T10433的规定。5.4黏结层材料12345注：附着力拉拔试验可采用圆形拉拔头(直径50mm)5.5磨耗层材料6.1.1组合桥面结构应根据建设条件、结构受力性能等因素，6.1.2组合桥面结构应按持久状况承载能力极限状态，进行承载能力计算，其作用（或荷载）组合应采用基本组合，结构材料性能应采用其强度设6.1.3组合桥面结构应按持久状况正常使用极限状态，进行裂缝宽度计算，其计组合应按现行JTG3362取用，挠度和连接件滑移验算的作用（或荷载）组合应按现行JTG/TD64-016.1.4组合桥面结构应进行疲劳计算，计算中仅考虑疲6.1.5组合桥面结构的计算应按第一、第二和第三体系考虑，并对计算结果进行线性叠加。——第一体系：组合桥面结构作为钢主梁全截面的上翼缘，承受整体荷载，称为“主梁体系”；——第二体系：STC层与正交异性钢面板共同形成支撑在主梁腹板、横隔板上的桥面板，承受车——第三体系：STC层与钢面板共同形成支撑在桥面纵向加劲肋上的连续组合板，板体承受车轮其中，第一体系一般按整体受力计算、第二和第三体系按局部受6.1.7局部受力宜建立节段有限元模型进行计6.2.2组合桥面结构温度效应的计算应符合下hhH hchchc=25-（1-1）=-12.5-（1-2）6.2.3STC徐变效应计算可假定徐变与S（2）6.3.2组合桥面结构抗弯承载力验算应符合下整体受力状态下的正应力应采用线弹性方法，按公式（3式中：σglobal——整体受力状态下的正应力（MPa局部受力状态下的应力σlocal应采用线弹性方法，进行有限元计算。σ=σglobal+σlocal（4）式中：σ——组合桥面结构相应计算方向上考虑整体和局部叠加后的正应力（MPa）。Y0σ≤f（5）式中：σ——组合桥面结构考虑整体和局部叠加后的应力（MPa），Y0——桥涵结构重要性系数，应按JTGD60规定的结构设计6.4.1组合桥面结构的疲劳计算应符合下0.70[f0.70[f0.70[f0.70[fwsmaxαcrΨσssErcspteArAtedsftdΨ=1.10.12（6-2）——裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数：当Ψ<0.2时，取Ψ=0.2；当Ψ>1.0时，取Ψ=1.0；——验算方向上（纵桥向或横桥向STC层受拉钢筋外边缘至受拉侧表面的距离型中STC层截面面积Ate=bchc，横桥向STC层按偏心受拉构件计算，取y0——htd——受拉区未开裂的STC高度，即拉应力在0到ftd之间的高度（mmαcr6.5.2由作用（或荷载）频遇组合效应引起的STC层中受拉钢筋拉应力σss应按以下步骤计算：Nsr+Nct+Ncc+NscMsr+Mct+Mcc+Msc—Mload=0式中：Nsc、Msc——分别为受压区钢板所承担的轴力（N）和弯矩（N·mmNcc、Mcc——分别为受压区STC所承担的轴力（N）和弯矩（N·mmNct、Mct——分别为受拉区STC所承担的轴力（N）和弯矩（N·mmNsr、Msr——分别为钢筋所承担的轴力（N）和弯矩（N·mmNsc=btEsφht(ht/2yt)Ncc=bcEcφ(htyt)2/2tNct=bcEcφftdhyt+bcftd(hc+ht—yt3/3t2式中：bc——抗裂验算时，计算模型中STC层的宽度（mmht——计算模型中钢板的厚度（mmAr——计算模型中横向钢筋的截面面积（mm2Er——钢筋的弹性模量（Mφ——计算模型中截面的弯曲曲率（1/yt——计算模型中性轴到钢板底面的距离（mmftd——不配筋STC的轴心抗拉强度设计值（MPa——纵桥向STC层中受拉钢筋应力计算见图4和公式9。hrhthcbc,=bc/nhrhthcbc,=bc/nSε=(y—yσSt3MhyybfhfhlyMhyybfhfhlyt214561原截面；2U肋；3STC；4换算截面；5应变；Nsr+Nct+Nst+Nsc-Nload=0（9）Msr+Mct+Mst+Msc-Mload=0式中：Nsr——钢筋所承担的轴力（N）；Msr——钢筋所承担的弯矩（N·mm）；Nct——受拉STCMct——受拉STC所承担的弯矩（N·mmNst——受拉区钢结构所承担的内力（NMst——受拉区钢结构所承担的弯矩（N·mm）;Nsc——受压区钢结构所承担的内力（NMsc——受压区钢结构所承担的弯矩（N·mmNload——外荷载引起的轴力（NMload——Nsc=fybf(hl-yt)-fyblhl+fybfhy/2Nst=bthtEsφ(hf+hl-yt+Nct=ftdbchcMsc=bfEsφhy3/3+bffy(yt-hl)2-hy2/2+fyblhl(yt-hl/2)Mst=btEsφ(yt-hf-hl3-(yt-hf-hl-ht)3f+hl-yt-hs)式中：yt——）；ftd——fy——）；），）；ht——计算模型中纵肋顶部）；bf——计算模型中hf——计算模型中换算截面腹板高度（mm）；hl——计算模型中换算截面下翼hy=fy/φ（11）将式(10)和(11)代入式(9)，方程组仅含截面曲率(φ)和中性轴高度（yt）两个未知参数，可通过αcr[ftgi]（MPa)STC的名义抗裂强度容许值（[fts,ns,joint]或[fts,gi,joint]）和名义抗拉极限强度容许值（[6.6.2组合桥面结构的局部挠度不应超过l/1000，其中l为纵肋（或横隔板）腹板的中心间距。6.7.2连接件应保证钢桥面与STC层有效结合，（a）焊钉连接件6.7.3计算连接件剪力设计值时，应按照不同剪力方向进行作用（12）式中：k——焊钉连接件的抗剪刚度（N/mmVs——焊钉连接件荷载-滑移曲线中，荷载αVu对应的滑移值（mm）。（13）式中：k——焊接钢筋网连接件的抗剪刚度（N/mmV0.025mm——焊接钢筋网连接件荷载-滑移曲线对应0.025mm滑s——焊接钢筋网连接件荷载-滑移曲线单位长度（1mm）双面焊缝的抗剪刚度可取为：（14）式中：VdVSmax≤Slim（15）式中：Smax——正常使用极限状态下结合面的最大滑移值（mmSlim——正常使用极限状态下结合面的滑移限值（mm可取0.05mm。V=0.85Ascfstud+ηfckdwclwc)/Yv（16）Asc——焊钉钉杆横截面面积（mm2fstud——焊钉抗拉强度（MPaη——焊缝尺寸对焊钉抗剪强度的贡献系数，取为2.5；fck——STC的轴心抗压强度标准值（MPaVhw——纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸（mmlw——纵筋-钢面板连c——纵向钢筋黏结长度，τwud——纵向钢筋-钢板连接焊缝的抗剪强度设计值，取为2τcud——纵筋与STC间的黏结强度设计值，取为22式中：Smax——正常使用极限状态下的结合面最大滑移值（mmVsd——正——STC层的厚度不宜小于35mm；——黏结层宜采用高黏高弹沥青、环氧沥青、改性环氧树脂等材料，用量宜为：高黏高弹沥青——钢筋净间距不宜小于1.5倍的钢纤维长度，中心间距不宜大于50mm；——STC内应包含横桥向和纵桥向两层钢筋，一般情况下，纵桥向钢筋应置于下层，横桥向钢筋——焊钉连接件的外侧边缘与钢面板边缘的距离不应小于25mm；6.8.4焊接钢筋网连接件的设置应符合下6.8.5STC预制拼装或分段浇筑时，应设置施工接缝，宜采用Z型钢板接缝（图6且应符合下列规肋的中间位置（图7）。6.8.8STC层连接周边混凝土结构时，6.8.9组合桥面结构应用于栓接钢桥面板时，宜将钢桥面螺栓区域一半数量的纵向钢筋焊接在拼接板6.8.12若采用简支梁时，为确保桥梁主体结构在强震下的安全性，便于震后修复，宜采用如图1所——相邻梁段间仅STC层、钢面板、倒T肋连续，且钢结构通过螺栓不焊接——支座隔板、端隔板的间距宜为400-1000mm，螺栓带长度（即相邻两跨端隔板间距）宜为倒T肋的间距也宜为600mm；——螺栓应尽可能与该区域内的栓钉对齐，以便于布置纵、横桥向钢筋。7.2.3原材料、袋装干混料储存应防潮、防雨、防涝，并应按品种、批号分别堆放，不应混堆。应备7.3.1应对钢桥面进行联测，测定基面的纵向——检查钢桥面板有无损伤，并按设计要求做相应修——当焊钉的设计位置与钢主梁拼接焊缝位置冲突时，应将焊钉偏离焊缝边界2-3cm，7.5.1钢筋网铺设应根据设计图纸进行纵向、横向、竖向定位，钢筋直径、搭接长度、钢筋网高度及——STC材料宜提前进行工厂预混干拌，应采用专用设备，且应确保钢纤维不结团。干拌时各原——采用现场集中拌和方式时，除钢纤维外各原材料的容许计量偏差不应大于±2%，钢纤维宜待——采用预拌干混料方式时，干混料的容许计量偏差不应大于±2%，水的容许计量偏差不应大于——搅拌前应清理搅拌机，湿润搅拌缸，但不能有积水，且应满足下列规定：搅拌应保证拌和物均匀，出料口拌和物中不得有粉团或钢纤维结团现7.6.3宜采用专用摊铺机进行STC摊铺施工，布——养护薄膜应搭接铺设，搭接位置宜采用压板或砂粒覆盖，搭接宽度应大于20cm；——STC终凝后，应撤除养护薄膜，开始蒸——应根据现场条件和养护要求确定网架搭设、蒸汽发生器、管道布置及养护方案；1238.2.1原材料进场时，应按规定批次验收出厂检验报告或合格证等质量证明文件，外加剂产品应具有8.2.2材料进场检验的检验样品应随机8.2.6STC各原材料按本文件5.1节要求进行检验123—焊缝外形应饱满，无气孔、夹渣、裂纹等明123接缝处加强钢板的摆放平齐，无明显偏差，各加强板块间相互紧——钢筋的冷拉调直、加工、弯制等操作应满足国家现行标准要求。1234123——材料配合比应满足本文件的要求，按规定的配合比1fcu,m-1.1Sfcu≥fcu,kfcu,min≥0.95fcu,k2ff,m≥1.05ftkff,min≥0.95ftk34注：*fcu,m和fcu,min分别为STC立方体抗压强度的平均值和最小值，ff,m和ff,min分别为STC的抗弯拉强度的平均值1