DB4101-T 102-2024 钢-混凝土组合桥面板应用技术规程

ICS93.040CCSP664101IDB4101/T102—2024前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 25材料 26钢混组合桥面板计算 37施工计算 78构造 79施工 10质量验收 DB4101/T102—2024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》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由郑州市交通运输局提出。本文件由郑州市交通运输标准化技术委员会（ZZTC16）归口。本文件起草单位：郑州市交通规划勘察设计研究院有限公司、郑州市公路事业发展中心、中冶京诚工程技术有限公司、河南海威工程咨询有限公司、河南埃科森道路新技术有限公司。本文件主要起草人：赵圆圆、刘建锋、韩奇峰、郑杰、寇永辉、张瑞、成光明、张天雨、时兰鹤、张建勋、钟娟、张颖达、谢芳芳、时相永、田海龙、魏永强、晏志良、马亚林、翟晓炜、秦小杰、贾新愿、杜亮亮、买仲义、魏浩、李谊修、张美丽、陈斌、赵健、胡恒茂、王建军。DB4101/T102—20241钢-混凝土组合桥面板应用技术规程本文件规定了钢-混凝土组合桥面板术语和定义、材料、钢混组合桥面板计算、施工计算、构造、施工、质量验收等。本文件适用于桥面结构采用钢板梁、钢箱梁或钢格子梁的各类桥梁，旧桥桥面结构改造可参照使2规范性引用文件下列文件中的内容通过本文件的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T1591低合金高强度结构钢GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB/T39147混凝土用钢纤维GB50017钢结构设计标准GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB50205钢结构工程施工质量验收规范GB50755钢结构工程施工规范GB50917钢-混凝土组合桥梁设计规范JG/T472钢纤维混凝土JTG/T3650公路桥涵施工技术规范JTG/T3651公路钢结构桥梁制造与施工规范JTG/TB02-01公路桥梁抗震设计细则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JTGF80/1公路工程质量检验评定标准JTG/T3364-02公路钢桥面铺装设计与施工技术规范JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1钢-混凝土组合桥面板steel-concretecompositebridgedeck将设置剪力键的钢面板铺设在钢梁上并后浇筑混凝土，从而将钢面板和混凝土组合成一个整体的桥面板。DB4101/T102—202423.2钢纤维混凝土steelfiberreinforcedconcrete掺加适量、均匀分布钢纤维的混凝土。[来源：JG/T472-2015.3.1.2]3.3带孔T肋剪力键T-ribshearkeywithholes将带孔T肋作为加劲肋焊接在底钢板上，并埋设在混凝土中的剪力键。3.4栓钉剪力键boltshearkey将栓钉焊接在底钢板上，并埋设在混凝土中的剪力键。3.5混合剪力键hybridshearkey将带孔T肋和栓钉按照一定技术要求焊接在底钢板上，并埋设在混凝土中的剪力键。4总则4.1钢-混凝土组合桥面板（以下简称钢混组合桥面板）采用以概率理论为基础的极限状态设计法，应按照JTGD60的规定进行承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。4.2钢混组合桥面板应根据不同种类的作用(或荷载)及其对桥梁的影响、桥梁所处的环境条件，分别按持久状况、短暂状况、偶然状况和地震状况四种状况进行相应的极限状态设计。4.3钢混组合桥面板设计使用年限应与桥梁设计年限保持一致。钢混组合桥面板应根据桥梁主体结构的设计使用年限要求和环境条件进行耐久性设计，且应符合现行国家及行业有关标准的规定。4.4钢混组合桥面板设计、施工和验收，除应符合本文件的规定外，尚应符合现行国家及行业有关标准的规定。5材料5.1底钢板与剪力键5.1.1T肋的开孔直径应为50mm～60mm，不应小于贯穿钢筋与最大骨料粒径之和。开孔距顶面的距离不应小于20mm。5.1.2钢材宜采用质量等级C级或以上级别的碳素结构钢、低合金高强度结构钢或桥梁用结构钢，其质量要求应符合GB/T700、GB/T1591和GB/T714的规定，钢材的强度设计值和物理特性指标按GB50917规定执行。5.1.3焊缝强度设计值应按GB50017的规定执行。5.1.4栓钉剪力键的材料及规格应符合GB/T10433的规定。5.2混凝土5.2.1钢混组合桥面板的混凝土宜采用补偿收缩钢纤维混凝土，强度等级不宜低于C40，混凝土的粗骨料的最大粒径不应超过0.25倍带孔T肋的开孔直径。5.2.2钢混组合桥面板采用的钢纤维混凝土，应按50kg/m3～70kg/m3掺入钢纤维，钢纤维应符合GB/T39147的规定。5.2.3钢混组合桥面板的混凝土28d收缩率不应大于4.0×10-4，28d抗渗等级应达到P8。5.2.4钢混组合桥面板的混凝土，当采用泵送法运输时，其初始坍落度不宜大于200mm，扩展度不DB4101/T102—20243宜小于450mm；当采用罐车运输时，其初始坍落度不宜大于140mm，浇筑时坍落度不宜大于120mm。（两种形式区分要修改，合并到施工部分，核对数值）5.2.5宜添加高效保塑、缓凝的减水剂，其减水率不宜低于25%，且应对混凝土和钢材无害。6钢混组合桥面板计算6.1一般规定6.1.1钢混组合桥面板结构重要性系数应取为1.1。6.1.2钢混组合桥面板应进行强度和刚度的计算，钢混组合桥面板作为钢板梁、钢格子梁或钢箱梁的上翼缘时，钢板梁、钢格子梁或钢箱梁的强度和刚度计算应按相关规范执行。6.1.3根据边界约束条件和板的长宽比，钢混组合桥面板应按单向或双向连续桥面板进行设计和计算。6.1.4钢混组合桥面板结构设计时，应对底钢板在桥面板运输、安装、混凝土浇筑和运营使用阶段等工况下进行强度和刚度验算。6.1.5使用荷载作用下，钢混组合桥面板应对三种体系的受力计算结果，进行组合截面强度与变形验6.1.6钢混组合桥面板中的剪力键应能够完全传递施工和使用阶段钢板与混凝土连接界面上的纵、横向剪力。当采用一种剪力键不能满足受力要求时，应采用混合剪力键。6.1.7钢混组合桥面板的钢结构稳定性验算按JTGD64执行。6.1.8钢混组合桥面板的剪力键设计按JTG/TD64-01执行。6.1.9钢混组合桥面板塑性理论计算采用如下基本假设：a)钢材和混凝土均视为均质弹性材料，其截面上应力应变成正比；b)忽略底钢板与混凝土板之间的相对滑移；c)组合板截面变形符合平截面假定；d)组合板截面的受拉区混凝土退出工作；e)忽略混凝土板内受力钢筋的影响。6.1.10钢混组合桥面板承载能力极限状态计算应采用式(1)计算：式中：Y0——桥梁结构的重要性系数，取1.1；sud——作用效应的组合设计值，对于汽车荷载效应应计入冲击系数；R——构件承载能力设计值。6.1.11汽车荷载（不计冲击力）和人群荷载频遇组合在钢混组合桥面跨中产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/600，在悬臂端产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/300。6.2计算规定6.2.1钢混组合桥面板的第一、第二结构体系受力计算应按组合梁的方法，第三结构体系受力计算应按组合板的方法，依据相关规范要求进行计算。a)钢混组合桥面板的第一结构体系受力计算，当计算桥面梁刚度时，可忽略钢筋的刚度影响。b)钢混组合桥面板的第二结构体系受力计算，验算纵、横梁在局部荷载作用下的强度和挠度时，其有效工作宽度bcm应按式(2)～式(4)计算。1)抗弯计算时：DB4101/T102—202442)抗剪计算时：式中：bcm——钢混组合桥面板的有效工作宽度，单位为毫米（mmbm——集中荷载在钢混组合桥面板中的分布宽度（图1单位为毫米（mmLp——荷载作用点至钢混组合桥面板支撑的较近距离，当跨度内有多个集中荷载时，Lp应取产生较小bcm值的相应荷载作用点至较近支承点的距离，单位为毫米（mm）；L——板的计算跨径，单位为毫米（mmbc——荷载宽度，单位为毫米（mmhc——混凝土板的厚度，单位为毫米（mmhf——铺装层的厚度，单位为毫米（mm）。图1集中荷载分布的有效宽度钢混组合桥面板的第三结构体系受力计算，钢混组合桥面板当长边长度与短边长度之比大于或等于2时，可按单向板简化计算；当钢混组合桥面板采用双向板时，第三结构体系内力应进行实体模型计算。钢混组合桥面双向板，当相邻跨连续时，桥面板周边应视为固定边；当不连续或相邻跨度相差较大时，如相邻跨比当前跨的跨度小，可视为简支边，如相邻跨比当前跨的跨度大，可视为固定边。6.2.2带孔T肋底钢板兼作浇筑混凝土的底模，计算抗弯承载力时，可采用弹性分析方法，其强边（顺肋）方向的正、负弯矩和挠度按单向板计算。6.2.3四边支承的双向板，强边方向应按钢混组合桥面板总厚度计算内力，弱边方向应按钢混组合桥面板最小厚度(h=hc）计算内力。6.2.4钢混组合桥面板应根据边界约束条件，采用有限元法进行内力计算。6.3正常使用极限状态计算6.3.1一般规定6.3.1.1钢混组合桥面板的最大正负弯矩截面应进行正常使用极限状态验算。验算的内容应包括钢混组合桥面板的底钢板、混凝土板容许拉应力，同时包括底钢板与带孔T肋和栓钉间的容许剪应力。6.3.1.2持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，采用作用频遇组合、作用准永久组合或作用频遇组合并考虑作用长期效应的影响。DB4101/T102—202456.3.1.3钢混组合桥面板正常使用极限状态计算，按线弹性理论，采用有限元法进行应力、挠度和动力性能计算。准永久值效应作用下混凝土的弹性模量宜按0.5倍频遇值效应的弹性模量取值。6.3.2挠度与预拱度6.3.2.1采用钢混组合桥面板的悬索桥、斜拉桥和拱桥，其挠度应满足下列规定：a)主拱、吊索(或立柱)、桥面梁和桥面板在汽车荷载(不计冲击力)作用下的正负挠度绝对值之和不大于主拱计算跨径的1/800。b)桥面梁和桥面板在汽车荷载(不计冲击力)作用下的正负挠度绝对值之和不大于吊索(或立柱)间距的1/1200。c)桥面板在汽车荷载(不计冲击力)作用下的正负挠度绝对值之和不大于纵梁或横梁间距的1/1600。6.3.2.2采用钢混组合桥面板的梁桥，其挠度应满足下列要求：a)桥面梁和桥面板在汽车荷载(不计冲击力)作用下的正负挠度绝对值之和不大于计算跨径的b)桥面板在汽车荷载(不计冲击力)作用下的正负挠度绝对值之和不大于纵梁和横梁间距的1/1600。6.3.3裂缝宽度6.3.3.1负弯矩区的钢混组合桥面板，混凝土裂缝宽度不应大于0.20mm，名义拉应力不宜大于5MPa。6.3.3.2钢混组合桥面板负弯矩区的纵向受拉钢筋应力σSS应按式(5)计算：式中：MS——按荷载短期效应组合计算的弯矩设计值，单位为牛毫米（N·mm）；As——混凝土板上缘钢筋的截面面积，单位为平方毫米（mm2）；At——受拉区带孔T肋翼缘的面积，单位为平方毫米（mm2）。6.4剪力连接件计算6.4.1钢混组合桥面板圆柱头栓钉剪力键的抗剪能力应按式(6)计算：(1)式中：Vzd1——单个栓钉剪力键抗剪承载力设计值，单位为牛（N）；AS1——栓钉剪力键钉杆截面面积，单位为平方毫米（mm2Ec——混凝土弹性模量，单位为兆帕（MPa）；fcd——混凝土的轴心抗压强度设计值，单位为兆帕（MPa）；fd1——栓钉剪力键的抗拉强度设计值，单位为兆帕（MPa）。6.4.2钢混组合桥面板带孔T肋剪力键的抗剪承载力计算应满足下列要求。1带孔T肋剪力键抗剪承载力应按下列要求计算：DB4101/T102—20246a)带孔T肋孔内无贯穿钢筋时，抗剪承载力按式(7)、式(8)计算：式中：Vzd2——带孔T肋剪力键单孔的抗剪承载力设计值，单位为牛（NY——构件系数，取值为1.0；A——计算参数，应符合式(9)的要求：40×103(N)≤A≤200×103(N)·············································(9)dp——带孔T肋剪力键开孔直径，单位为毫米（mm）；tr——带孔T肋剪力键厚度，单位为毫米（mm）。b)带孔T肋有贯穿钢筋时，抗剪承载力按式(10)、式(11)计算：f (11)式中：A——计算参数，应符合式(12)的要求：80×103(N)≤A≤380×103(N (12)dst——贯穿钢筋直径，单位为毫米（mm）；fst——贯穿钢筋抗拉强度设计值，单位为兆帕（MPa）。2带孔T肋剪力键的抗剪承载力应按下列要求验算：a)带孔T肋孔间钢板抗剪承载力应按式(13)验算：式中：Vs——带孔T肋孔间钢板抗剪承载力设计值，单位为牛（N）；fy——带孔T肋剪力键钢板屈服强度，单位为兆帕（MPa）；Aw——孔间钢板最小平面(纵向)截面积，单位为平方毫米（mm2）。b)带孔T肋焊缝承载能力应按式(14)验算：DB4101/T102—20247Nv=flwℎe≥vzd2·················································(14)式中：Nv——带孔T肋剪力键焊缝承载力设计值；f——带孔T肋与底钢板间焊缝强度设计值；lw——带孔T肋孔间的焊缝长度；ℎe——带孔T肋与底钢板间的焊缝高度。6.4.3钢混组合桥面板混合剪力键的抗剪能力应按式(15)计算：vzd=vzd1+vzd2···················································(15)式中：vzd——混合剪力键抗剪承载力设计值。6.4.4钢混组合桥面板在负弯矩区段内的剪力键抗剪极限承载力应乘以折减系数0.9。7施工计算7.1一般规定7.1.1钢混组合桥面板应按运输与安装、混凝土浇筑两个阶段进行施工过程计算。7.1.2当拟定的钢混组合桥面板的底钢板和带孔T肋受力截面不能满足运输与安装、混凝土浇筑两个阶段的强度、刚度时，可增加受力截面或增加支撑构造。7.2计算原则7.2.1钢混组合桥面板的施工计算，底钢板与带孔T肋的强度、刚度应按钢结构计算。7.2.2钢混组合桥面板的钢结构施工计算，当受力方向与带孔T肋平行时，应计入底钢板和带孔T肋形成的受力截面对强度、刚度的影响；当受力方向与带孔T肋垂直时，仅计入底钢板受力截面对强度、刚度的影响。7.2.3受力截面与纵横梁或钢箱梁的连接为栓接或焊接时，应按固结条件计算；受力截面与纵横梁或钢箱梁的连接为支撑时，应按简支条件计算。7.2.4钢混组合桥面板浇筑桥面板混凝土阶段的钢结构施工计算，待浇混凝土及人群荷载宜按均布荷载计算，施工设备等荷载可按集中荷载计算。7.3强度与刚度7.3.1钢混组合桥面板的钢结构施工计算，底钢板的容许应力不宜大于0.35fy，带孔T肋的容许应力不宜大于0.45fy。7.3.2钢混组合桥面板的钢结构施工计算，底钢板的容许挠度不应大于L/180及20mm中的较小值。8构造8.1一般规定钢混组合桥面板承托处的构造示意如图2所示。DB4101/T102—20248图2钢混组合桥面板承托构造示意图L1——承托底的宽度；L2——承托顶的宽度；h——钢混组合桥面板标准截面总厚度；ht——承托截面总高度；hc1——承托高度。8.1.1钢混组合桥面板标准截面总厚度(h)宜为100mm～150mm，承托截面总高度(ht)宜为220mm~280mm。8.1.2钢混组合桥面板钢底板应与钢格子梁或钢箱梁主受力方向锚固连接。8.2底钢板与剪力键8.2.1钢混组合桥面板的底钢板厚度宜为8mm～10mm，带孔T肋腹板、翼缘厚度宜为6mm～10mm。8.2.2钢混组合桥面板的底钢板与纵横钢梁的焊脚至钢梁边缘的距离宜为10mm～15mm。承托处底钢板折角宜为40°~50°。8.2.3钢混组合桥面板带孔T肋的开孔直径宜为50mm～60mm，开孔中心间距宜为120mm～150mm，开孔距顶面的距离不宜小于20mm。其构造应符合图3的规定。a)纵桥向视图b)横桥向视图图3带孔T肋构造图(单位：cm)8.2.4带孔T肋与底钢板的连接宜采用连续角焊缝或间断错位双面焊缝，焊脚高度宜大于6mm。带孔T肋间的间距宜为350mm～450mm。带孔T肋的方向与所在板的主要传递弯矩的方向相对应。8.2.5带孔T肋的混凝土保护层厚度不宜小于20mm。8.2.6栓钉剪力键布置形式如图4所示，间距宜为150mm～300mm，当该间距布置的剪力键不能满足抗剪要求时，宜加密错位布置。DB4101/T102—20249a)平行布置b)错位加密图4剪力键布置示意图8.2.7栓钉剪力键的混凝土保护层厚度不宜小于25mm。8.3钢筋8.3.1钢混组合桥面板应设置纵横双层钢筋网，钢筋直径宜为12mm～16mm。8.3.2钢混组合桥面板垂直于带孔T肋方向的底层钢筋应穿过带孔T肋的开孔，其钢筋直径宜为开孔直径的1/4。8.3.3钢混组合桥面板在负弯矩区的受拉钢筋配筋率宜大于2.4%，受拉钢筋长度应布置在负弯矩区以外，在同一截面截断的受拉钢筋面积占受拉钢筋总面积的百分数不宜超过50%。8.3.4在负弯矩区段，宜设置弯起钢筋，其构造应符合图5的规定。a)立面b)平面图5负弯矩区段弯起钢筋构造图8.3.5在集中荷载区段和施工通道预留孔洞周围应设置分布钢筋网，钢筋直径宜为10mm，间距宜为DB4101/T102—20248.4耐久性8.4.1钢混组合桥面板应进行完整的桥面排水设计，桥面负弯矩区段应设置可靠的桥面防水层。钢结构构件中应尽量避免采用易于积水的闭口截面，并于凹槽、坑槽处设置有效的排水孔。8.4.2钢混结合面设置有效的防水、排水措施，并设置可靠的密封防水填料。8.4.3钢混组合桥面板的混凝土抗渗等级不宜小于P8。8.4.4钢混组合桥面板的外露钢结构应采用长效防腐体系，并满足相关标准的要求。8.4.5加工制造钢混组合桥面板的底钢板时，应在位置较低、应力较小的部位设置孔径不小于50mm的施工排水孔，并做好防腐涂装。排水孔处宜设置一小段外伸的水管，防止水顺流到主梁上。对于箱型主梁，应延长水管出水口，防止箱室内积水。9施工9.1钢结构施工9.1.1支撑钢混组合桥面板的钢板梁、钢格子梁或钢箱梁，其下料、加工、制造、运输、安装等工艺和质量控制应满足相关规范要求。9.1.2钢混组合桥面板的底钢板和带孔T肋，原材料的规格、材质、强度等级和检查验收应满足相关规范要求。9.1.3钢板下料应采用激光、等离子或火焰切割下料。过渡坡口应采用铣边机或在内场利用半自动切割机进行加工，焊接坡口应在专用平台上切割完成。9.1.4钢板起吊转运应采用专用吊具起吊，保证钢板及下料后零件的平整度。9.1.5应设计合理的焊接顺序，将焊接产生的变形控制在最小范围，在施焊过程中严加控制。9.1.6底钢板加工时，先对底钢板长度方向用折边机按设计尺寸要求，冷加工先折边到位，宽度方向的折边独立下料，与已折边的钢板进行装配，点焊折边的四角对接缝。9.1.7带孔