装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

装配式钢混组合桥梁设计规范

应用指南

江苏省交通运输厅建设管理处

苏交科集团股份有限公司

江苏省交通运输厅发布

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

第1章概述

1.1编制目的

钢-混组合结构桥梁采用装配化技术可以减少施工现场的模板及混凝土浇筑

作业，大大缩短了桥梁建设时间，充分展现出桥梁工业化技术的突出优势。2016

年7月交通运输部印发《交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，

明确指出要推进钢结构和钢混组合结构桥梁工业化、标准化、智能化建造，大力

推进钢结构和钢混组合结构桥梁建设标准化设计、工业化生产、装配化施工，提

升桥梁工程的质量品质。装配式钢-混凝土组合梁桥契合桥梁工业化发展理念，

在我国有很好的推广应用前景。

国内外现有装配化施工桥梁研究和应用主要集中在预制混凝土小箱梁、T梁

和空心板梁桥，针对装配式钢-混组合桥梁的相关研究和应用非常少。现有钢混

组合桥梁的相关设计规范主要针对现浇结构，而针对装配式组合结构桥梁的设计

缺乏具有可操作性和指导性的技术规定，对该类桥型的的受力性能和设计方法不

明确，严重限制了该类桥型在我国的推广应用。因此，为促进该类桥型在江苏省

乃至全国的推广应用，江苏省市场监督管理局于2019年颁布了江苏省地方标准

《装配式钢混组合桥梁设计规范》（DB32/T3563-2019）（简称《规范》），

结合工程经验并吸收国内外最新研究成果，重点针对装配式钢混组合桥梁与传统

现浇钢混组合桥梁在材料、结构设计、构造要求和耐久性等方面存在的差异给出

明确规定，规范了常规公路装配式钢混组合桥梁的标准化设计要点，保障了设计

质量。

在地方标准的编制过程中，根据标准编制的原则和要求，仅提供了宏观的设

计理念、设计原则和设计要求，部分技术细节规定无法全面展开，可能会导致使

用人员在条文理解和实际设计时上产生偏差。为更好地指导一线设计人员使用，

提高对地方标准的理解及操和实际设计时上产生偏差。为更好地指导一线设计人

员使用，提高对地方标准的理解及操作的标准化水平，江苏省交通运输厅组织有

关单位共同编写了《装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南》（图1-1），明确

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

了本标准与其上位规范的相关性与差异性，并通过实施案例对相关条文的规定进

行更为直观的解读，是对地方标准的全面细化解读和具体操作指导。

《装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南》

材料选择结构设计构造要求耐久性设计

主要材料连接材料常规设计关键构造设计常规构造关键构造一般构造耐久性关键构造耐久性

➢➢➢➢➢➢

混凝土桥面板胶结材计算工况（施工、使预制桥面板总体布置预制桥面板➢钢主梁➢湿接缝

➢➢➢

钢筋料用）➢群钉连接件钢主梁湿接缝

➢混凝土桥面板➢结合部位

➢➢➢作用组合➢➢

钢材密封材料：密➢剪力连接度联结系负弯矩区

➢整体验算（承载力极限

➢预应力筋封胶、橡胶条➢剪力槽口➢预应力布置➢群钉连接件

状态、正常使用极限状➢

JTT722➢

态、短暂状况）➢JTG/TD64-01本《规范》

➢➢

➢JTG3362-2018➢JTG3362-2018➢GB50917-2013➢➢JTG/TD64

本《规范》➢本《规范》➢本《规范》

➢JTG/TD64JTGD60JTG/TD64-01

➢JTG/TD64➢JTG/TD64

✓3×30m装配式多主梁钢板组合梁桥

设计计算实例✓

55m装配式钢箱组合梁桥

图1-1《装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南》总体框架

1.2适用范围

1.2.1本标准规定了江苏省公路装配式钢混组合桥梁的材料、结构设计、构

造要求、耐久性设计等内容。

【条文释义】本指南重点针对装配式钢混组合桥梁与传统现浇钢混组合桥梁

在材料、结构设计、构造要求和耐久性等方面存在的差异给出明确规定。

1.2.2本标准适用于江苏省各级公路采用装配化技术建造的组合钢板梁桥和

组合钢箱梁桥的设计。

【条文释义】近些年来，我国建设了大量钢-混凝土组合桥梁，不断研发出

许多新设计、施工方法和新构造形式，若干种新型组合桥梁结构形式也得到了工

程检验，目前已积累了丰富的研究、设计和施工经验。

钢混组合桥梁具有多种结构形式，本标准主要针对的是量大面广的中小跨径

装配化钢混组合板梁桥（预制混凝土桥面板与工字钢组合）和装配式钢混组合箱

梁桥（预制混凝土桥面板与开口钢箱梁组合），其他形式的组合桥梁不列入本指

南的适用对象。

1.2.3装配式钢混组合桥梁设计除应符合本标准的规定外，还应符合国家和

行业有关标准的规定。

【条文释义】本指南侧重阐述JTG/TD64-01和GB50917中不适用于装配式

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

钢混组合桥梁的相关规定，与传统现浇钢混组合桥梁设计相同之处，可直接按现

有规范规定进行设计。

1.3编制原则

本指南是在江苏省地方标准《装配式钢混组合桥梁设计规范》（DB32/T

3563-2019）的基础上，对内容的全面细化解读和对具体操作的系统指导编制而

成。应用指南与地方标准在结构上保持一致，强调指南可读性、操作性和普适性，

补充上位规范要求、关键条文释义、要点说明和典型案例分析，使标准的宏观规

定和实施措施相结合，真正成为指导一线工程技术人员实用化工具书和设计手

册，从而起到推进地方标准应用、促进装配式钢混组合桥梁的标准化设计及工程

应用的作用。

本指南在原地方标准的基础上增加了第1章概述和第9章实施案例，其它章

节与原地方标准保持一致。首先，明确每一章节的指导对象、技术创新点、重点

内容以及关键要点，在章节前以“文本框”形式标出；其次，以【条文释义】的形

式对关键条文进行细化解读，明确条文与上位规范的关系及制定原因，详悉宏观

规定和核心要义，增加技术人员对条文的深入理解；以【要点说明】的形式增加

关键条文的实施程序、操作步骤、技术要点，提高指南工程实施的可操作性；最

后以2类典型的装配式钢-混组合梁桥为背景，依据本指南相关条文，形成了【实

施案例】，对装配式钢混组合桥梁的设计流程、要点进行了阐述，供一线设计人

员参考。

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

第2章规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日

期的版本适用于本文件。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。

GB/T700碳素结构钢

GB/T714桥梁用结构钢

GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓

GB/T1229钢结构用高强度大六角头螺母

GB/T1230钢结构用高强度垫圈

GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条

件

GB/T1591低合金高强度结构钢

GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条

GB/T5118热强钢焊条

GB/T5293埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊

丝-焊剂组合分类要求

GB/T8110熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝

GB/T10045非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝

GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉

GB/T12470埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分

类

GB/T14957熔化焊用钢丝

GB/T17493热强钢药芯焊丝

GB50917钢-混凝土组合桥梁设计规范

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

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JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

JT/T1266桥梁钢结构冷喷锌防腐技术条件

JTG/T3650公路桥涵施工技术规范

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第3章术语和定义

3.1装配式钢混组合桥梁prefabricatedsteel-concretecompositebridge

由工厂化制作的钢梁和预制混凝土桥面板快速装配而成的组合结构桥梁。

【条文释义】由预制混凝土桥面板和钢梁（工字钢梁、开口钢箱梁）通过预

留剪力槽孔现场快速装配施工形成的钢混组合结构桥梁。

3.2胶接缝gluedjoint

预制混凝土桥面板的节段之间结合面涂以胶粘剂后再拼接的接缝。

3.3集簇式焊钉clusteredstuds

集中式间隔布置的焊钉（群钉连接件）。

【条文释义】在钢梁上翼缘间隔一定距离集中布置多个圆柱头焊钉。

3.4剪力连接槽孔shearconnectorblockout

为使钢梁上翼缘集簇式焊钉与混凝土板连接而在预制混凝土板上预留的槽

孔。

3.5剪跨shearspan

最大弯矩截面至零弯矩截面的距离。

3.6剪力连接度shearconnectiondegree

组合梁剪跨内实际布置焊钉个数n与完全剪力连接所需焊钉个数nf的比值，

即n/nf。

3.7完全剪力连接fullshearconnection

在剪跨内全部剪力连接件的抗剪能力等于由极限平衡条件确定的交界面的

剪力。

3.8混凝土板有效宽度effectivewidthofconcreteslab

在组合梁进行截面强度和稳定计算时，混凝土板有效作用等效后的板件宽

度。

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第4章符号

4.1材料性能

fck、fcd——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；

ftk、ftd——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；

fsk、fsd——普通钢筋抗拉强度标准值、设计值；

fpk、fpd——预应力钢筋抗拉强度标准值、设计值；

Ec、Gc——混凝土弹性模量、剪切模量；

E、G——钢材弹性模量、剪切模量；

Es、Gp——普通钢筋、预应力钢筋的弹性模量；

fsu——焊钉材料的抗拉强度最小值；

fvd——钢材抗剪强度设计值。

4.2作用与作用效应

V1d——单位长度内抗剪界面上的纵向剪力设计值；

V1Rd——单位长度内抗剪界面上的纵向抗剪承载力；

V1——单位长度内钢与混凝土结合面上的纵向剪力；

Vb——单个剪力槽孔簇钉群承载力设计值；

Vs——每个剪跨区段内钢梁与混凝土桥面板交界面的纵向剪力；

Vsu——开孔板连接件的单孔抗剪承载力；

c

Nv——单个连接件的抗剪承载力设计值。

4.3几何参数

Ae——单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积；

At、Ab——混凝土板上缘、下缘单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积；

Abh——混凝土承托底部单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积；

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As——钢梁的截面面积；

Ac——混凝土桥面板的截面面积；

Art——负弯矩区桥面板有效宽度范围内的纵向普通钢筋截面面积；

beff——混凝土板有效宽度；

be1、be2——桥面板左右两侧在纵向抗剪界面以外的混凝土板有效宽度。

bf——纵向抗剪界面在垂直于主梁方向上的长度；

ds——剪力槽孔间距。

4.4其他

n/nf——组合梁的剪力连接度。

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第5章材料

本章综合考虑结构受力性及环境特点规定了根据装配式钢混组合桥梁设

计采用的混凝土、钢材、钢筋及连接构件等材料的性能指标，为设计人员掌握

该类桥型的材料选型提供指导建议。其中普通混凝土和钢筋相关设计指标应该

满足JTG3362相关要求，钢材的相关设计指标应该满足JTG/TD64相关规定，

而针对装配式钢混组合梁桥接缝材料、钢梁与预制桥面板结合面密封材料的指

标，则应满足本指南相关要求。

5.1钢筋混凝土构件混凝土强度等级不应低于C30；预应力混凝土构件混凝

土强度等级不应低于C40。

【条文释义】根据《公路钢筋混混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG

3362）中3.1.2条规定，考虑到钢筋混凝土组合构件一般用于主要受力构件，因此

规定钢筋混凝土构件采用的混凝土强度等级不低于C30，预应力混凝土构件的混

凝土强度等级不应低于C40。

5.2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。

【条文释义】对于装配式钢混组合桥梁而言，其桥面板一般采用工厂预制，

桥面板与钢梁通过预留剪力槽孔后浇混凝土进行连接，预制桥面板之间通过后浇

湿接缝形成整体。后浇剪力槽孔和湿接缝混凝土应采用补偿收缩混凝土，目的是

为保证接缝强度及受力性能，其强度等级不应低于预制桥面板的混凝土强度等

级；减少混凝土浇筑后在硬化过程中的收缩徐变，使新浇筑的混凝土与龄期不同

的混凝土之间能够更好的结合。

5.3混凝土、普通钢筋及预应力钢筋相关设计指标应按照JTG3362的规定

执行。

【条文释义】装配式钢混组合梁桥所采用的混凝土、普通钢筋和预应力筋相

关设计指标要求与传统钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁一致，直接按照上位规范

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362）进行选择即可。

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

5.4钢材相关设计指标应按照JTGD64的规定执行。

【条文释义】装配式钢混凝土组合梁的钢结构应根据结构形式、受力特点、

连接方式及所处环境条件合理选用钢材的牌号和质量等级。根据《公路钢结构桥

梁设计规范》（JTGD64）中3.1.2条规定，钢-混凝土组合梁的钢材可采用Q235

钢、Q355钢、Q390钢、Q420钢或Q345q钢、Q370q钢、Q420q钢，其质量应分别

符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）和《低合金高强度结构钢》（GB/T

1591）的规定。设计使用年限为100年的钢-混凝土组合梁宜采用桥梁用结构钢，

其质量应符合现行国家标准《桥梁用结构钢》（GB/T714）的规定。

5.5高强螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1228、GB/T1229、

GB/T1230、GB/T1231的规定。

【条文释义】装配式钢混组合桥梁钢主梁与钢主梁、钢主梁与横隔板之间的

连接方式一般有两种，高强螺栓连接和焊接。根据《公路钢结构桥梁设计规范》

JTGD64中3.1.7条规定，钢结构采用的高强度螺栓、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)、《钢结构用高强度大六

角螺母》(GB/T1229)、《钢结构用高强度垫圈》(GB/T1230)、《钢结构用高强

度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T1231)、《钢结构用扭剪

型苞遥度螺栓连接副》(GB/T3632)的规定。

5.6焊接材料应与主体钢材相匹配，并应符合下列规定：

a)手工焊接采用的焊条应符合GB/T5117、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。

b)自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂应符合GB/T5293、GB/T8110、

GB/T10045、GB/T12470、GB/T14957、GB/T17493的规定。

【条文释义】焊接材料及相应的焊接工艺，直接影响焊接接头的性能，选择

经过工艺评定所确认的与主体钢材匹配的焊接材料及工艺，是保证焊接质量的基

本要求。焊接材料应与主体钢材相匹配，具体要求满足《公路钢结构桥梁设计规

范》（JTGD64）中3.1.12条规定。

5.7圆柱头焊钉连接件的材料应符合GB/T10433的规定。

【条文释义】装配式钢混组合桥梁中钢梁与预制桥面板通过圆柱头焊钉连接

件进行连接，根据《钢-混组合桥梁设计规范》（GB50917）中3.2.6条规定，组

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

合桥梁中采用的圆柱头焊钉应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》

（GB/T10433）的规定，常用型号ML15/ML15A1，屈服强度不得小于320MPa，

抗拉强度不得小于400MPa。

5.8胶粘剂接缝材料的性能指标应符合表1的要求。

表1胶粘剂的性能指标

项目技术要求

可施加时间（存罐时间）在适用温度范围的高限温度条件下，可施加时间≥30min

可粘结时间（晾置时间）在适用温度范围的高限温度条件下，可粘结时间≥60min

在适用温度范围的高限温度条件下，在结构立面上涂层的

触变性（抗流挂性能）

厚度≥3mm时，无流挂

在构件施加压力的条件下，粘结剂能在粘结面上移动并形

挤出性成均匀涂层；同时要保证有足够量的粘结剂保留在挤压后

的接缝中

在适用温度范围的低限温度条件下，粘结剂强度发展应满

物理性能

足：

固化速度

初步固化时间≥2h

完全固化时间≤24h

在适用温度范围的高限温度条件下，吸水率≤0.5%，水中

吸水率和水溶解率

溶解率≤0.1%

在适用温度范围的高限温度条件下，养护7d的试件的热

耐热性

变形温度≥50℃

颜色与混凝土颜色接近，细腻均匀

与混凝土接触的耐久性在使用期间不能与碱性混凝土发生化学反应

化学性能经50℃、95%湿度恒定作用90d后，试件的金属粘结抗剪

化学稳定性

强度的下降幅度不得超过参比试件强度的10%

在适用温度范围的低限温度条件下，粘结剂的抗压强度发

抗压强度

展应满足：12h≥40MPa；24h≥60MPa；7d≥75MPa

抗压模量瞬时抗压模量≥8000MPa；1h的延期抗压模量≥6000MPa

与混凝土的正拉粘结强

力学性能≥2.5MPa，为混凝土内聚破坏

度

在适用温度范围的低限温度条件下，粘结剂的7d抗剪强

抗剪强度

度≥12MPa

抗剪模量瞬时抗剪模量≥1500MPa；28d的延期抗剪模量≥1000MPa

使用环境温度-15℃～40℃

涂抹厚度单面涂抹时，2mm～3mm；双面涂抹时，1mm～1.5mm

不挥发物含量（固体含量）≥99%

【条文释义】预制混凝土板如采用胶结，宜采用目前常用的环氧树脂胶进行

连接。由环氧基材料和固化剂组成的双组分环氧胶，其强度上升速度可通过材料

组分的比例进行控制。合理控制环氧胶的固化时间是拼装施工的重要环节，既要

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

确保有足够的涂抹、拼接可操作时间，也要保证拼装后的强度快速上升。本《规

范》给出的环氧树脂性能指标如表1所示。由于预制节段拼装结构拼缝胶的国家

标准尚在编制中，待国标正式发布后，本条文相关内容应按国标相关规定执行。

5.9密封桥面板和钢梁上翼缘结合面两侧采用橡胶条密封时，其材料力学性

能指标应符合表2的规定。

表2橡胶条的力学性能指标

检验项目检验方法技术要求

硬度（Shore）/AGB/T531(ISO8619-1:2010)60±5

拉断伸长率/%≥300

ISO37:1994

拉伸强度/MPa≥14

无割口直角撕裂强度/（kN/m）ISO34-1:2010≥25

脆性温度/℃GB/T1682﹣45

恒定压缩永久变形/%（室温，24h）GB/T7759(ISO815:2008)20

硬度变化（Shore）/A﹣5～+10

热空气老化

扯断伸长变化率/%GB/T3512(ISO188:2008)25

（70℃，168h）

拉伸强度变化率/%15

耐臭氧老化

ISO1431-1:2009无龟裂

(40℃，48h，拉伸20%，200pphm)

耐水性增重率GB/T16904%

【条文释义】钢混接触面应该做好防腐、排水问题，必要时可设置密封胶等

防水填塞料。密封桥面板和钢梁上翼缘结合面两侧采用橡胶条密封时，其材料力

学性能指标应符合本《规范》表2条规定。

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

第6章结构设计

由于装配式钢混组合桥梁与常规现浇钢混组合桥梁在整体和关键构造设

计计算等方面存在部分差异，本章明确了装配式钢混组合桥梁关键要点说明，

重点阐述装配式钢混组合梁、预制混凝土桥面板和集簇式栓钉连接件的设计计

算与验算方法，并结合国内外最新研究成果，明确关键构造设计指标取值原则，

便于相关技术人员理解和参考。

6.1基本规定

6.1.1装配式钢混组合桥梁设计应根据对制作、运输、安装、养护、管理等

要求，选择合理的结构形式，见图1，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。

a)一般布置

b)常见断面布置

图1装配式钢混组合梁桥的典型结构布置

【条文释义】设计装配式钢混组合桥梁时应综合考虑建设条件、受力性能、

运输及安装、耐久性、施工性能、经济性、景观效果、养护与维修成本等因素，

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

合理确定结构形式、跨径布置、截面构造和施工方法。

截面形式是影响组合梁综合性能的重要因素，如工字型钢板梁的加工简单，

适合中小跨径装配式组合梁桥，但施工过程中易发生弯扭失稳，需要设置足够的

横向支撑。箱型钢梁的加工较复杂，但抗扭性能更好，施工中几乎不会发生弯扭

失稳，适合较大跨径的装配式组合梁桥和抗扭要求较高的斜弯桥。

装配式组合梁总体设计宜采用标准化、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。随着劳动力成本的增加以及环保、安全、耐

久等要求的提高，设计时需要对桥梁结构的综合性能做出更为全面的分析。

6.1.2装配式组合梁应根据组合截面形成过程对应的各工况及结构体系进行

计算。

【条文释义】装配式钢混组合梁应根据组合截面形成过程对应的各工况及结

构体系进行计算。装配式钢混组合梁是将钢主梁与预制混凝土桥面板叠加，后期

浇筑湿接缝而形成的组合截面，需考虑组合梁桥钢梁吊装、安装、桥面板吊装、

湿接缝浇筑、成桥等施工全过程，根据施工阶段、正常使用阶段面临的各种荷载

组合作用，分析施工阶段结构受力的安全性和使用阶段结构的使用性能和承载性

能，对组合梁进行全面的安全验算。如现场采用先结合后吊装施工方案，施工阶

段计算按组合后截面进行考虑。

【要点说明】对于施工过程结构安全性分析主要包括以下几个工况：

（1）钢主梁架设到位；

（2）吊装预制混凝土桥面板（钢主梁作为承重主体，桥面板作为外加荷载）；

（3）浇筑湿接缝和剪力槽孔混凝土；

（4）浇筑的湿接缝与桥面板连成整体，通过剪力件与钢梁共同受力；

（5）施加二期铺装，完成成桥；

（6）完成结构的徐变收缩，设定时间为成桥十年。

对于正常使用阶段结构安全性分析主要包括以下几方面：

（1）持久状况承载能力极限状态计算；

（2）持久状况正常使用极限状态计算；

（3）持久状况及短暂状况构件应力验算；

（4）稳定性及抗倾覆性验算；

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装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

（5）疲劳性验算。

6.1.3装配式钢混组合桥梁施工阶段的作用组合，应符合JTG/T3650的相

关规定。

【条文释义】装配式钢混组合桥梁施工阶段的作用组合，应符合《公路桥涵

施工技术规范》（JTG/T3650）的相关规定，即把钢主梁作为施工支撑，作用组

合效应分为两个阶段计算，钢主梁受荷为第一个阶段，组合梁共同受荷为第二个

阶段。

第一阶段：湿接缝混凝土达到强度标准值前，作用应考虑预制桥面板自重、

现浇湿接缝及剪力槽口混凝土自重、钢主梁自重及施工时附加的其他作用。

第二阶段：湿接缝混凝土达到强度标准值后，组合梁应按整体计算，作用应

计算组合梁自重、桥面系自重及使用阶段可变作用。

6.2组合梁计算

6.2.1装配式钢混组合梁的持久状况设计应按承载能力极限状态的要求，进

行承载能力及稳定性验算，必要时尚应对结构进行抗倾覆和界面滑移的验算，相

关验算应符合JTGD64和JTG3362的规定。

【要点说明】装配式钢混组合桥梁结构分析应根据结构类型、材料性能和受

力特点等因素，采用线性、非线性数值分析方法或试验分析方法；当结构始终处

于弹性工作状态时，可采用弹性理论进行结构分析，否则宜采用弹塑性理论进行

结构分析。相关验算应符合《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64)和《公路钢

筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362)的规定。

1承载能力极限状态计算应采用下式：

SR

0ud（6-1）

式中：0—结构的重要性系数，对应于设计安全等级一级、二级的钢-混凝土组

合梁应分别取不小于1.1、1.0；

Sud—作用效应的组合设计值，对于汽车荷载应计入冲击系数；

R—构件承载力设计值。

2装配式钢混组合桥梁整体倾覆稳定性计算应采用下式：

15

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

SS

qfskbk（6-2）

式中：qf—抗倾覆稳定系数，不应小于2.5；

Ssk—不平衡作用效应的标准组合；

Sbk—平衡作用效应的标准组合。

3持久状况下，装配式钢混组合梁的应力验算应符合下列规定：

①混凝土构件正截面的最大压应力不宜大于0.50fck。

②钢结构应力不应大于75%的强度设计值，且应满足稳定的要求。

③体内钢束（钢绞线、钢丝）最大拉应力不应大于0.65fpk。

④体外钢束（钢绞线、钢丝）直线段最大拉应力不应大于0.60fpk。

6.2.2装配式钢混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、裂缝宽度和变形进行验算，相关验算应符合JTGD64和JTG

3362的规定。

【要点说明】装配式钢混组合梁的持久状况设计应按正常使用极限状态的要

求，对组合梁的截面应力、抗裂、裂缝宽度和变形进行验算，相关验算应符合《公

路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设

计规范》(JTG3362)的规定。

当计算组合梁正常使用极限状态下的挠度时，简支组合梁截面刚度采用考虑

滑移效应的折减刚度；当连续组合梁考虑混凝土开裂影响时，中支座两侧0.15l

范围以外区段组合梁截面刚度采用考虑滑移效应的折减刚度，中支座两侧0.15l

范围以内区段组合梁截面刚度采用开裂截面刚度，如图6-1所示。

弹性区（考虑滑移效应的组合

梁作用）

负弯矩区开裂区（不考虑混凝

土作用）

钢主梁

跨径

图6-1组合梁计算模型

1正常使用极限状态验算应采用下式：

SC

sd（6-3）

16

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

式中：Ssd—正常使用极限状态作用（或荷载）组合的效应设计值；

C—结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力裂缝宽度和振动特征

等的限值。

2装配式钢-混凝土组合桥梁的正常使用极限状态应符合下列规定：

①对短期挠度验算及混凝土结构抗裂验算，作用（或荷载）应采用现行行业

标准JTGD60中作用频遇组合；对长期挠度验算，作用（或荷载）应采用现行行

业标准JTGD60中作用频遇组合并考虑长期效应系数；计算值不得超过本指南规

定的各相应限值。

②应力验算的作用（或荷载）应采用标准组合。其中，汽车荷载应计入冲击

系数。

③对连续梁等超静定结构，尚应计入由预加力、基础不均匀沉降以及温度变

化等引起的次效应。

6.2.3装配式钢混组合梁的短暂状况设计应对组合梁在施工过程中各个阶段

的承载能力和稳定性进行计算，必要时尚应对结构进行抗倾覆验算，相关验算应

符合JTGD64和JTG/T3650的规定。

【要点说明】在装配式钢混组合桥梁中，由于成桥后混凝土板主要承受压应

力，钢梁上缘压应力很小，因此组合桥梁中钢梁的上缘一般较窄、侧向刚度较小，

在未与混凝土形成组合作用之前，有可能发生受弯侧扭失稳。因此，在施工阶段

进行钢梁的受弯稳定性验算，当稳定性验算不满足设计要求时，应采取必要的措

施，例如增设钢梁之间的横向连接，防止发生钢梁侧扭失稳。

1对短暂状况的设计，应计算构件在制作、运输及安装等施工阶段由自重、

施工荷载等引起的应力，并不应超过上位规范《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64)和《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650)规定的限值，同时钢梁应考虑施

工荷载作用进行稳定性验算。施工荷载除有特别规定外，均应采用标准组合。

2短暂状况下，装配式钢混组合梁的应力验算应符合下列规定：

①混凝土构件正截面的最大压应力不宜大于0.70fck。

②钢结构应力不应大于80%的强度设计值，且应满足稳定的要求。

③体内钢束（钢绞线、钢丝）最大拉应力不应大于0.75fpk。

④体外钢束（钢绞线、钢丝）直线段最大拉应力不应大于0.65fpk。

17

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

6.2.4装配式钢混组合梁中的钢梁及连接件应进行疲劳验算，相关验算应符

合现行JTGD64的规定。

【要点说明】装配式钢混组合梁中的钢梁及连接件疲劳验算应符合现行《公

路钢结构桥梁设计规范》JTGD64的规定。

1装配式钢混组合梁的疲劳计算应采用下式：

（6-4）

式中：—应力幅；对于常幅疲劳，−=maxmin，对于变幅疲劳，可取为

等效常幅应力幅；

—容许应力幅。

2抗剪连接件的疲劳验算采用与上位规范《公路钢结构桥梁设计规范》JTG

D64中规定的钢结构疲劳验算方法进行计算。

①当剪力连接件焊于受压钢翼缘处，疲劳验算公式为：

/

FfECMf（6-5）

式中：E表示栓钉或其它剪力连接件的焊缝200万次循环等效常幅剪应力

幅；Ff表示疲劳荷载分项系数，无特殊说明可取1.0；Mf表示疲劳抗力分项系

6

数，多余的结构单元取1.0，主要结构单元取1.15；C表示对应于2.0×10次常幅

疲劳循环的疲劳抗力。

②当剪力连接件焊于受拉钢翼缘处，栓钉剪力连接件焊缝中的剪应力幅和钢

梁翼缘中的正应力幅E之间存在相互作用，应采用下式进行疲劳验算：

FfEFfE

+1.3（6-6）

C//MfCMf

/

FfECMf（6-7）

（6-8）

式中：E、C—疲劳荷载作用下钢梁翼缘等效正应力幅、钢材疲劳抗力，

按现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）的相关规定计算；

Mf—疲劳抗力分项系数，按现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）

18

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

的相关规定取值。

6.3预制混凝土桥面板计算

6.3.1预制混凝土桥面板安装前应存放3个月以上。在组合梁计算时可忽略

预制桥面板混凝土收缩徐变效应的影响。

【条文释义】如桥面板采用现浇施工，受钢梁的约束作用，混凝土收缩徐变

将使桥面板产生拉应力，导致桥面板开裂，降低结构的耐久性。研究和经验均表

明，存放期的增加对混凝土徐变效应的减小具有明显效果，因为混凝土的徐变特

征与其加载龄期有密切关系，加载龄期的延长较显著地减小徐变。后期构件中如

果存在较大的桥面板徐变变形，会导致桥面板分担的体系应力较小，混凝土的应

力向钢梁上转移；由于徐变对桥面板应力的松弛效应，使得桥面板体系中存在的

压应力水平下降，从而降低桥面板抵抗荷载拉应力的能力，同时也就降低了混凝

土桥面板的抗裂性能。按照混凝土收缩徐变一般发展规律，混凝土大部分收缩徐

变在前3个月完成，因此，为降低混凝土收缩徐变效应，预制混凝土桥面板宜存

放3个月以上。

由于预制混凝土桥面板在组合安装时基本完成了收缩徐变，因此在计算时可

忽略预制桥面板混凝土收缩徐变对组合梁的影响。

6.3.2预制混凝土桥面板应能满足桥梁纵向受力和横向受力要求。

【条文释义】桥面板及参与组合梁断面总体受力，同时也要传递桥面荷载，

承受车辆荷载等局部荷载。桥面板参与总体受力时，以纵向受压或受拉为主，同

时承受少量弯矩。桥面板承受局部荷载时，根据桥面板及钢梁构造的不同，存在

不同的传力途径和受力体系。

因此，预制混凝土桥面板的设计应能同时满足桥梁纵向受力和横向受力要

求。纵向受力要求主要验算桥面板在受弯作用下的法向应力和纵向抗剪性能，其

中法向应力验算可参照《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB50917)中4.2节进行，

纵向抗剪验算，可按照本《规范》中6.3.3条执行；横向受力要求主要验算桥面板

的横向配筋要求，可按照本《规范》中6.3.4条执行。

6.3.3预制混凝土桥面板应进行纵向抗剪验算。预制桥面板设置承托时，应

分别验算图2所示的纵向抗剪截面a-a及b-b，可按以下规定进行验算：

19

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

VVldlRd(1)

VlRd=min0.7ftdbf+0.8Aefsd,0.25bffcd(2)

a)对于a-a纵向抗剪界面：

Vl

Vld=maxbe1,be2(3)

beff

Ae=+AbAt(4)

b)对于b-b纵向抗剪界面：

VVld=l(5)

Ae=2(Ab+Abh)(6)

式中：

V1d——单位长度内抗剪界面上的纵向剪力设计值（N）；

V1Rd——单位长度内抗剪界面上的纵向抗剪承载力（N）；

V1——单位长度内钢与混凝土结合面上的纵向剪力（N）；

2

Ae——单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积（mm）；

At、Ab——混凝土板上缘、下缘单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积

（mm2）；

2

Abh——混凝土承托底部单位长度内垂直于主梁方向的钢筋面积（mm）；

bf——纵向抗剪界面在垂直于主梁方向上的长度（mm）；

be1、be2——桥面板左、右两侧在纵向抗剪界面以外的混凝土板有效宽度

（mm）；

beff——混凝土板有效宽度（mm）；

ftd、fcd——混凝土轴心抗拉、抗压强度设计值（MPa）；

fsd——普通钢筋抗拉强度设计值（MPa）。

20

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

图2设置承托混凝土板的纵向抗剪验算界面

【条文释义】国内外众多试验表明，在剪力连接件集中剪力作用下，组合梁

混凝土板可能发生纵向开裂现象，组合梁纵向抗剪能力与混凝土板尺寸及板内横

向钢筋的配筋率等因素密切相关。

沿着一个既定的平面抗剪称为界面抗剪，组合梁的混凝土板（承托、翼板）

在纵向水平剪力作用时属于界面抗剪。图2给出对应不同翼板形式的组合梁纵向

抗剪最不利界面，a-a抗剪界面长度为桥面板厚度，b-b抗剪截面长度取刚好包

络焊钉外缘时对应的长度。

6.3.4预制混凝土桥面板应进行簇钉群集中剪力作用下的抗劈裂验算。单位

长度内桥面板横向普通钢筋面积，可按下式计算：

0.25Vb

Ae(7)

dfssd

式中：

Vb——单个剪力槽孔簇钉群承载力设计值（N）；

ds——剪力槽孔间距（mm）。

【条文释义】与传统现浇钢混组合桥梁相比，装配式钢混组合桥梁增加了预

制桥面板在簇钉群集中建立作用下的抗劈裂验算。

单根栓钉在组合梁中引起集中力P，集中力P可沿竖向和水平向进行分解，

竖向分力Pv，容易引起混凝土板和钢梁的分离掀起效应，该部分作用主要是由栓

钉钉帽位置和混凝土板重量进行平衡；横向分力PL沿桥跨纵向传递，在桥面板横

向产生劈裂应力，造成栓钉前侧混凝土板纵向开裂，可构建拉压杆模型反映其受

21

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

力机理，如图6-2所示。为了防止栓钉集中力引起的混凝土板纵向劈裂，应在混

凝土板内布置足够的横向钢筋，以抵抗混凝土板的横向劈裂应力。

dTburstTburst

0.5PL

Pburstingcrack

Ld

PvPTburst

0.5PCC

PLL

（a）（b）（c）

图6-2单根栓钉受力作用

burstingcrack

PL

bc

图6-3簇钉群劈裂效应

而群钉集中力在混凝土板中传递过程，与后张预应力锚固区作用类似，栓钉

水平分力传递路径可简化成图6-3所示的拉压杆模型，在栓钉前后对称分布拉压

应力区。簇钉群剪力连接件将栓钉集中布置在剪力槽孔内，相比单根栓钉槽孔位

置集中力作用更加明显。当剪力槽孔间距较小时，槽孔前的劈裂应力与前一槽孔

后的压应力区域相互重合，一定程度降低了混凝土板的横向劈裂效应。当剪力槽

孔间距较大时，相邻槽孔位置的拉压应力区域出现分离，混凝土板出现较大的横

向劈裂效应。

【要点说明】剪力槽孔的横向劈裂效应可类比后张预应力锚固区劈裂力计算

方法，利用对称棱柱体将剪力槽孔宽度类比成锚垫板宽度，混凝土板有效宽度类

比为锚固端面高度，参考拉压杆模型方面的研究成果及借鉴美国AASHTO桥梁

设计规范中锚固区劈裂力计算公式，则剪力槽孔劈裂力简化计算公式为：

bc

TVburst=−0.25b(1)（6-9）

be

式中：Vb为簇钉群水平分力，竖向力相对较小可以忽略，P可以按簇钉承载

力进行计算；bc为剪力槽孔宽度；be为混凝土板有效宽度。混凝土板单位长度内

横向钢筋面积为：

22

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

Tburst

Ae=（6-10）

dfssd

式中：ds为剪力槽孔中心间距，fsd为横向钢筋抗拉强度设计值。

避免发生纵向劈裂破坏，英国规范BS5400对混凝土板横向最小配筋率作了

以下规定：梁单位长度内横向钢筋面积不得小于0.8shc/fry，且不小于50%的钢筋

应该设置在底板附近，hc为混凝土板厚度，s=1MPa，为单位应力。该配筋设计

方法与利用对称棱柱体计算桥面板横向配筋相比，没有凸显出簇钉群剪力连接组

合梁的特点，且无法反应簇钉间距的影响。

本《规范》参照美国AASHTO桥梁设计规范中相关规定，在此基础上，偏

安全考虑，不考虑剪力槽孔对横向受力的贡献，给出了群钉连接下预制桥面板横

向普通钢筋计算公式，即

0.25Vb

Ae（6-11）

dfssd

6.4剪力连接件计算

6.4.1宜采用集簇式焊钉作为预制混凝土板与钢梁的剪力连接件。当各个焊

钉应满足本标准7.5.3条规定的最小布置间距要求时，可不考虑群钉效应所造成

的连接件承载性能的降低。

【条文释义】当采用集簇式焊钉连接件最小间距不满足7.5.3条规定时，根

据集簇式焊钉连接件推出试验可知，由于集簇式焊钉连接件中焊钉的密集程度较

高，各层焊钉间产生显著的群钉效应其力学特性和单钉连接件存在明显差异。国

内现有规范中针对焊钉连接件的抗剪承载力计算方法没有考虑群钉效应的影响，

或者仅考虑了焊钉间距对群钉效应的折减，未考虑群钉排数的影响。国内最新研

究成果表明，焊钉间距和排数均对群钉效应影响较大，因此，本标准基于推出试

验和大量数值模拟结果，给出了同时考虑焊钉间距和排数的集簇式焊钉连接件中

单钉抗剪承载力计算公式。

【要点说明】当采用集簇式焊钉连接件时，其抗剪承载力需考虑焊钉间距和

排数的影响，单钉抗剪承载力可按下式计算：

NG=Nv（6-12）

23

装配式钢混组合桥梁设计规范应用指南

0.215ld0.098

=0.715−0.024nd++0.0