【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60－2004》或《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)CJJ 7798》中的要求。 鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)中，作用效應(yīng)組合應(yīng)符合《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60－2004》或《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)CJJ 7798》中的要求。 鋼管混凝土拱橋汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)，可采用下式計(jì)算： （）式中：為鋼管混凝土拱橋的一階豎向頻率。 地震力的計(jì)算應(yīng)符合《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/T B02－01－2008》的要求。 基準(zhǔn)溫度（合龍溫度）在進(jìn)行溫降計(jì)算時(shí)，應(yīng)取空鋼管拱肋合龍后進(jìn)行管內(nèi)混凝土澆灌的當(dāng)月的月平均溫度加上4176。C~5176。C作為計(jì)算合龍溫度；在進(jìn)行溫升計(jì)算時(shí)則應(yīng)以空鋼管拱肋合龍后進(jìn)行管內(nèi)混凝土澆灌當(dāng)月的月平均溫度作為計(jì)算合龍溫度。 有效溫度除有實(shí)測(cè)資料外。 福建省最高、最低有效溫度作用取值建議地區(qū)北部沿海南部沿海山區(qū)最低有效溫度（℃）單圓管（）4（3）（1）啞鈴形（）（）（）桁式（）4（3）（1）最高有效溫度（℃）單圓管深色涂層（紅、灰）：當(dāng)?shù)貥O值高溫淺色涂層（白、銀白）：當(dāng)?shù)貥O值高溫3啞鈴形深色涂層（紅、灰）：當(dāng)?shù)貥O值高溫淺色涂層（白、銀白）：當(dāng)?shù)貥O值高溫2桁式深色涂層（紅、灰）：當(dāng)?shù)貥O值高溫淺色涂層（白、銀白）：當(dāng)?shù)貥O值高溫3注：①表中北部沿海指寧德與福州市的沿海地區(qū)，南部沿海指莆田、泉州、漳洲、廈門(mén)的沿海地區(qū)、其余為山區(qū)。②弦管管徑D，最低有效溫度取括號(hào)內(nèi)的值。 非線(xiàn)性溫差計(jì)算鋼管混凝土構(gòu)件由于溫度梯度引起的效應(yīng)時(shí)。對(duì)于鋼管外徑小于300mm的鋼管混凝土構(gòu)件和空鋼管構(gòu)件，可不計(jì)溫度梯度影響。 鋼管混凝土徑向溫度梯度曲線(xiàn)圖 鋼管混凝土徑向日照正溫差計(jì)算的溫度基數(shù)表鋼管表面狀況T1(℃)T2(℃)深色涂層228淺色涂層155注：深色包括紅色、藍(lán)色等；淺色包括白色、銀白色等。 施工計(jì)算 鋼管混凝土拱橋施工階段的設(shè)計(jì)和計(jì)算內(nèi)容應(yīng)根據(jù)選用的施工方案確定。一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：1）拱肋構(gòu)件的運(yùn)輸、安裝過(guò)程中的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計(jì)算；2）與拱肋形成有關(guān)的附屬結(jié)構(gòu)（如拱鉸、扣點(diǎn)以及拱段接頭等）的設(shè)計(jì)和計(jì)算；3）拱肋形成過(guò)程的施工程序設(shè)計(jì)及拱肋形成過(guò)程中自身的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計(jì)算；4）拱上結(jié)構(gòu)或橋面系的加載程序設(shè)計(jì)與相應(yīng)階段的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形和穩(wěn)定計(jì)算；5）系桿拱分階段預(yù)加力的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 進(jìn)行施工計(jì)算時(shí)，必須計(jì)入施工中可能出現(xiàn)的實(shí)際荷載，包括架設(shè)機(jī)具和材料、施工人群、橋面堆載以及風(fēng)力、溫度變化影響力和施工臨時(shí)荷載等。 施工階段應(yīng)按彈性理論，采用應(yīng)力疊加原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，按容許應(yīng)力法進(jìn)行應(yīng)力控制。 施工階段的橋梁的力學(xué)計(jì)算模型及加載程序應(yīng)與實(shí)際情況一致。進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)充分考慮拱肋形成過(guò)程中截面幾何特性和材料特性的變化。 施工階段鋼管拱肋應(yīng)按空鋼管進(jìn)行驗(yàn)算，除其自身自重外，還應(yīng)考慮混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前的自重和其它施工荷載。鋼管拱肋的應(yīng)力限值應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ 0412000》中鋼結(jié)構(gòu)施工的要求。 施工階段的設(shè)計(jì)應(yīng)提出拱肋加載時(shí)對(duì)該拱肋已澆注混凝土的強(qiáng)度要求，一般要求不宜低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%。 施工階段的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，應(yīng)依據(jù)施工階段劃分，逐階段地進(jìn)行驗(yàn)算。 采用泵送頂壓法澆注鋼管內(nèi)混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)鋼管的環(huán)向應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)在鋼管上開(kāi)設(shè)臨時(shí)孔洞，如灌漿孔、冒漿孔等應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度，并采取必要的加強(qiáng)措施。 施工加載程序設(shè)計(jì)應(yīng)以使主拱肋受力均勻、避免劇烈的反復(fù)變形為原則。 構(gòu)件在吊裝、并視構(gòu)件的具體情況做適當(dāng)增減。但在吊裝過(guò)程中計(jì)入動(dòng)力系數(shù)的重力荷載，僅限于吊裝中的構(gòu)件本身，不涉及已安裝的構(gòu)件。 疲勞計(jì)算 承受活載應(yīng)力中反復(fù)變化的構(gòu)件和連接，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、預(yù)期的應(yīng)力幅度以及構(gòu)件的形式、位置或其他細(xì)節(jié)。 驗(yàn)算管節(jié)點(diǎn)疲勞時(shí)。 管節(jié)點(diǎn)形式和位置的應(yīng)力分類(lèi)表應(yīng)力類(lèi)別情況說(shuō)明應(yīng)力種別①DT—、Y—、K—連接（包括主桿在各交接處均滿(mǎn)足剪切要求的搭接連接）②支桿中的TCBR（主桿必須按K2類(lèi)校核）ET具有部分焊透坡口焊縫或角焊縫的簡(jiǎn)單的T—、Y—、K—連接；以及主桿的剪切強(qiáng)度不能承擔(dān)全部荷載，靠搭接（負(fù)偏心矩）、連接板、加強(qiáng)環(huán)等完成荷載傳遞的復(fù)雜管狀連接②支桿中的TCBR（簡(jiǎn)單的T—、Y—、K—連接之主桿必須按K2類(lèi)校核；焊縫也必須按FT類(lèi)校核） 續(xù)上表應(yīng)力類(lèi)別情況說(shuō)明應(yīng)力種別①FT 承受拉伸或彎曲，有角焊縫或部分焊透坡口焊縫的簡(jiǎn)單的T—、Y—、K—連接焊縫中的剪力（與加載方向無(wú)關(guān)）X2簡(jiǎn)單的T—、Y—、K—連接形狀的相交件；用精確比例模型試驗(yàn)或理論分析（如有限元法）確定合適的任何連接處與相交構(gòu)件外表面上焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力或應(yīng)變的最大全幅—在縮減模型或原型接頭上試驗(yàn)后測(cè)量或用現(xiàn)有最好的理論計(jì)算之K2主桿的R/tc之比γ不超過(guò)24的簡(jiǎn)單的T—、Y—、K—連接③主桿的沖剪力，按注④計(jì)算注：①T拉伸；C壓縮；B彎曲；R反向；即公稱(chēng)軸向和彎曲應(yīng)力的全幅值。②根據(jù)“典型的”連接幾何參數(shù)繪制的經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)；如果實(shí)際的應(yīng)力集中因子或熱點(diǎn)應(yīng)變已知，則最好用X2曲線(xiàn)。③根據(jù)γ（R/tc）等于18~24的試驗(yàn)繪制的經(jīng)驗(yàn)；對(duì)于重型弦桿（R/tc較低），曲線(xiàn)是安全可用的；對(duì)于R/tc大于24 的弦桿，應(yīng)按下面的比例降低許用應(yīng)力： 若實(shí)際應(yīng)力集中因子或熱點(diǎn)應(yīng)變已知，則最好用X2曲線(xiàn)；④交變沖剪力幅值為：式中：τ——是支桿對(duì)主桿相對(duì)厚度幾何參數(shù)：τb與 τc之比； ——是桿件中心線(xiàn)的夾角； ——是軸向負(fù)荷時(shí)，支桿公稱(chēng)應(yīng)力的交變幅值； ——是平面內(nèi)交變彎曲應(yīng)力的幅值； ——是平面外交變彎曲應(yīng)力的幅值； ——為弦桿橢圓參數(shù)。⑤弦桿橢圓參數(shù)的確定方法a) 對(duì)于所有構(gòu)件在同一平面內(nèi)的有間隙的K連接中的軸向荷載以及垂直于主桿的基本上對(duì)稱(chēng)的荷載： 其中：g ——支桿間隙； ——支桿直徑；b) 對(duì)于T和Y連接中的軸向荷載，α=.c) 對(duì)于十字形連接中的軸向荷載，α=. 凡有疲勞要求者，任何一處的最大應(yīng)力不得超過(guò)規(guī)定的許用應(yīng)力，并且在給定的循環(huán)次數(shù)時(shí)的應(yīng)變和作用次數(shù)由變化的疲勞環(huán)境、累計(jì)疲勞破壞率D，即各荷載破壞率的總和，不應(yīng)超過(guò)1。 管結(jié)構(gòu)連接應(yīng)力類(lèi)型的許用疲勞應(yīng)力幅SN公式表類(lèi)別S=C*(單位：Mpa)DT0ET0FT0X20K20 名義應(yīng)力幅可按下式計(jì)算： 式中： ——給定名義應(yīng)力幅度下作用的循環(huán)次數(shù)； ——。 對(duì)于主管內(nèi)灌注混凝土的連接形式（接頭為ET類(lèi)）名義應(yīng)力幅，可按下式進(jìn)行修正：式中： ——鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)確定疲勞壽命的全疲勞應(yīng)力幅；——相應(yīng)空管節(jié)點(diǎn)相同疲勞壽命時(shí)的全應(yīng)力幅（）。 ，應(yīng)按《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB —2005）確定。7 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 一般規(guī)定 鋼管混凝土拱橋應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的要求，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力及穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算中作用（或荷載）（其中汽車(chē)荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)）效應(yīng)應(yīng)采用其組合設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)材料性能應(yīng)采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 對(duì)承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度。對(duì)于有特殊要求的橋梁結(jié)構(gòu)，其安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。同座橋梁的各種構(gòu)件宜取相同的安全等級(jí)，必要時(shí)部分構(gòu)件的安全等級(jí)可作適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整后的級(jí)差不應(yīng)超過(guò)一個(gè)等級(jí)。 橋梁結(jié)構(gòu)安全等級(jí)安 全 等 級(jí)橋 梁 類(lèi) 型一級(jí)特大橋、重要大橋二級(jí)大橋、中橋、重要小橋三級(jí)小橋 鋼管混凝土拱橋或構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，應(yīng)采用下列表達(dá)式： () ()式中:——橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)；橋梁的抗震設(shè)計(jì)不考慮結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)； —— 作用（或荷載）（其中汽車(chē)荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)）效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)值，應(yīng)按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D602004》或《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)CJJ 7798》規(guī)定計(jì)算； —— 構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值； —— 構(gòu)件的承載力函數(shù)； —— 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； —— 幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值。 中、。 吊桿安全系數(shù)吊桿形式持久狀況短暫狀況限制交通量狀況承壓式、銷(xiāo)接式吊桿騎跨式吊桿 。 鋼管混凝土拱的極限承載力驗(yàn)算應(yīng)包含構(gòu)成拱肋截面的各構(gòu)件的極限承載力驗(yàn)算與拱的極限承載力驗(yàn)算。 軸心受力構(gòu)件承載力計(jì)算 單管截面鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的承載力Ns應(yīng)按式（）計(jì)算。 （）式中： Ns——軸向壓力組合設(shè)計(jì)值； —— 鋼管混凝土的組合軸心受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)式（）； —— 鋼管混凝土構(gòu)件的組合截面面積，； —— 軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，； —— 構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比。 穩(wěn)定系數(shù)值構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比1020304050607080鋼材Q235Q345Q390構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比90100110120130140150鋼材Q235Q345Q390注：表內(nèi)中間值可采用插入法求得。 單管截面鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件的承載力不應(yīng)考慮管內(nèi)混凝土的作用，直接按鋼管構(gòu)件計(jì)算，即式（）。 ()式中：— 鋼管強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，； — 鋼管的截面面積。 啞鈴型截面鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的承載力ND應(yīng)按式（）計(jì)算： （）式中： ——啞鈴形軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，可按式（）計(jì)算； （）L0 —— 構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度； —— 截面回轉(zhuǎn)半徑； —— 單管鋼管混凝土軸心受壓短柱的極限承載力，可按式（）取=； ——腹板的極限承載力，可按下式計(jì)算。 （） ——鋼腹板面積； ——鋼管強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 格構(gòu)式（桁式）鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的整體承載力NT可按公式（）計(jì)算。 （）式中：——格構(gòu)柱軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)先按式（）求得換算長(zhǎng)細(xì)比的材料修正系數(shù)，然后根據(jù)。 n ——柱肢數(shù)； Nyi ——第i肢鋼管混凝土軸心受壓短柱的極限承載力，可按式（）取=計(jì)算； （）式中： ——換算長(zhǎng)細(xì)比的材料修正系數(shù)； ——鋼管混凝土截面的含鋼率，； ——鋼管的彈性模量； ——混凝土的彈性模量； ——鋼管的總面積； ——混凝土的總面積； ——鋼材的屈服強(qiáng)度； ——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 格構(gòu)式構(gòu)件的換算長(zhǎng)細(xì)比λ*項(xiàng) 目截 面 型 式腹桿類(lèi)別計(jì)算公式雙肢構(gòu)件平腹桿平腹桿續(xù)上表項(xiàng) 目截 面 型 式腹桿類(lèi)別計(jì)算公式三肢構(gòu)件斜腹桿四肢構(gòu)件斜腹桿，構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比和、單肢長(zhǎng)細(xì)比和系數(shù)可按下式計(jì)算：； （） （） （）式中： 、——整個(gè)構(gòu)件對(duì)Y軸、X軸的長(zhǎng)細(xì)比； 、——構(gòu)件對(duì)Y軸、X軸的計(jì)算長(zhǎng)度； ——單根柱肢的截面面積和慣性矩； ——單根柱肢中心到虛軸和的距離； K ——換算長(zhǎng)細(xì)比系數(shù)，；——柔度系數(shù)，——柱肢截面換算面積，可按計(jì)算，其中As，Ac分別為柱肢鋼管橫截面總面積和鋼管混凝土截面總面積；Ad ——一個(gè)節(jié)間內(nèi)各斜腹桿總面積；Ab ——一個(gè)節(jié)間內(nèi)各平腹桿總面積； ——單肢一個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)細(xì)比；l ——構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度，l1 ——柱肢節(jié)間距離。 鋼管混凝土格構(gòu)柱的穩(wěn)定系數(shù)值0123456789010200943304050