《公路钢结构桥梁设计规范》宣贯第一部分研讨.pptx 51页

《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）宣贯复旦中学徐俊教授2016年8月主要内容新政的背景和主要原则第一章总则第三章材料第四章结构剖析第五章钢梁设计第六章连结的构造和估算第七、八、九章第十三章桅杆第十四、十五、十六章新版钢桥设计规范的编制背景86版《公路路基钢结构和木结构设计规范》不能满足还要编制年代久远，远远不适应铁路钢桥建设发展的情势需求设计观念与现行桥梁结构设计规范理论机制不符这些内容不再辅以，或被更好的技术、工艺所取代新政的背景和主要原则新版钢桥设计规范的编制背景桥梁设计中总参考美国规范这些钢桥设计中出现的窘境老规范未能解惑，不得不进行专题研究未能反映二三年来我国钢桥设计积累的先进经验不适应我国大规模推广钢结构桥梁的还要新政的背景和主要原则我国钢桥的建设成就桥名主跨(m)类别世界排行西堠门二桥1650悬拱桥2苏通二桥1088斜拉桥2朝天门二桥552渡槽1卢浦二桥550渡槽1新政的背景和主要原则钢销量短缺“去产能”被列为2016年五大结构性变革的任务之首。李克强总统强调要以“壮士断腕”精神去产能2016年3月，正在开展的人代会其间，鞍钢官方首度对媒体公开2023年桥梁钢结构设计规范，攀钢将从8千人减至3千人。

新政的背景和主要原则我国钢桥建设远高于发达国家水平德国钢桥占全省桥梁总数的41%；中国钢桥约占全省桥梁数量的35%；亚洲25～60m跨度桥梁大部份选用钢-水泥组合梁桥。截至2015年末，我国铁路钢结构桥梁占比不足1%。新政的背景和主要原则交通货运部关于加强铁路钢结构桥梁建设的指导意见交铁路发〔2016〕115号2016年7月1日主要内容一、总体要求（指导思想、基本原则、主要目标）二、主要举措（优选、设计、制造、规范、人才培养）三、组织保障（组织领导、科技推广、EPC、信用评价、专家作用）新政的背景和主要原则一、总体要求（一）指导思想结实树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展观念，落实现代安装工程管理人本化、专业化、标准化、信息化、精细化的“五化”要求，提高铁路桥梁质量和耐久性，减少全寿命周期费用，加强钢结构桥梁建设，推动铁路建设变革升级、提质增效（二）基本原则——政策引导、市场为主。——因地制宜，有序加强。——重点示范，标准先行。——建养并重，品质可控。（三）主要目标到“十三五”时期终，铁路行业钢结构桥梁设计、制造、施工、养护技术成熟，技术标准机制完备，专业化队伍和技术武器满足钢结构桥梁建设养护还要。

改建大跨、特大跨度桥梁以钢结构为主，新扩建其他桥梁钢结构比列显著增加。交通货运部关于加强铁路钢结构桥梁建设的指导意见七大举措（一）推进方案比选，鼓励采用钢结构桥梁。（二）合理选型，更好地发挥钢结构桥梁的优势。（三）注重钢结构桥梁的构造设计/连结过渡、抗疲劳、抗漏水、抗火等（四）全面提升结构可维护性/可达、可检、可修、可换四可设计（五）加强钢结构桥梁工业化、标准化、智能化建造。（六）早日构建相关标准定额/专用施工和养护定额和标准图（七）增强专业人才培养/相关标准规范和知识技能的专项轮训交通货运部关于加强铁路钢结构桥梁建设的指导意见组织保障（一）增强组织领导。市级交通货运经理部委要强化组织领导，确立加强钢结构桥梁推广应用工作模式，积极组织举行钢结构桥梁示范安装工程建设，小结经验，推广先进技术，提升钢结构桥梁应用水平。（二）推进科研和技术推广。铁路建设单位应结合详细项目，组织召开增强钢结构桥梁质量、保证结构安全耐久、推进标准化建造等方面的专题研究，推广科技成果，奠定技术基础，促使钢结构桥梁整体技术水平的提升。（三）推进设计施工总承包和养护专业化分包。鼓励铁路建设单位选用设计、施工(含制造、安装)总承包等形式分包桥梁下部建造任务，通过设计、施工和钢结构制造企业深度融合，增加钢结构桥梁建设专业化水平。

鼓励桥梁管养单位举办钢结构桥梁专业化养护分包，增加钢结构桥梁养护品质，减少全寿命周期费用。交通货运部关于加强铁路钢结构桥梁建设的指导意见组织保障（四）建立信用评价机制。市级交通货运经理部委应研究推行钢结构制造单位的信用评价机制，交通货运部将适时把钢结构制造单位列入铁路建设行业信用评价机制中，充分发挥市场信用的引导作用，确保钢结构桥梁的制造、安装品质。（五）充分发挥学者作用。在钢结构桥梁推行过程中，有关单位要按照工作还要，充分运用学者智慧和社会力量，举行相关科研、通用图编制、标准规范修编等工作，为加强钢结构桥梁建设提供技术支持和保障。交通货运部关于加强铁路钢结构桥梁建设的指导意见修订原则选用以分项系数方式抒发的机率极限状态设计方式处理好与相关规范的关系，如《公路安装工程靠谱度设计统一标准》、《公路路基设计通用规范》《公路斜拉桥设计规范》和《公路悬拱桥设计规范》等参考国外外先进规范和研究成果，展现国外近20年钢桥发展的实践经验。本着成熟一条写一条的原则编制。新政的背景和主要原则理论机制允许挠度法选用单一安全系数给出了各种钢结构材料的允许挠度值。极限状态法选用分项系数考虑机率影响考虑极限状态设计方式承载能力极限状态正常使用极限状态新政的背景和主要原则参考美国规范新政的背景和主要原则编制过程交通部［2006］439号文“关于下达2006年度道路安装工程标准制修订项目计划的通告”下达修订任务2006.11规范大纲2008.11征询意见稿2010.1报批稿2010.12校区稿2012.3送审稿新政的背景和主要原则章节安排新政的背景和主要原则1总则2术语、符号3材料及设计指标4结构剖析（新增）5钢梁设计与估算6连结的构造与估算7厚板梁8渡槽（新增）9钢桁梁10铁管结构（新增）11钢-水泥组合梁12钢塔（新增）13桅杆系统14钢便桥铺设（新增）15防护及维护设计（新增）16支座与伸缩装置符号一总则二通常规定Ⅰ材料Ⅱ材料的允许挠度及其提升系数Ⅲ横向挠度与抗倒塌稳定系数Ⅳ结构内力估算原则和钢梁的基本估算公式Ⅴ杆件的自由宽度、长细比与宽厚比三连结的构造与估算Ⅰ焊接、Ⅱ栓接和焊接、Ⅲ销接四行车系、联结系、缀板及支座的构造与估算五桥梁的构造与估算Ⅰ基本要求Ⅱ板梁Ⅲ联合梁Ⅳ桁架Ⅴ悬拱桥1总则1.0.1修订目的；（新增）1.0.2适用范围；1.0.3修订原则；（新增）1.0.4设计使用期限；（新增）1.0.5极限状态设计要求；（新增）1.0.6制做、管养、标准化等要求；1.0.7应符合相关规范。

（新增）修订目的1.0.1为规范铁路钢结构桥梁的设计，增加设计水平，保障安装工程品质，根据安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则，制订本规范。1总则适用范围1.0.2本规范适用于各等级铁路钢结构桥梁和桥梁钢结构设计。1总则修订原则1.0.3本规范选用以机率理论为基础的极限状态设计方式，根据分项系数的设计式子进行设计。1总则设计使用期限1.0.4铁路钢结构桥梁应进行耐久性设计，特二桥、大桥、中桥主体结构应按不大于100年设计使用期限进行设计，高速铁路、一、二级铁路上的小桥主体结构宜按不大于100年设计使用期限进行设计。1总则铁路等级主体结构可更换部件特二桥大桥中桥小桥涵洞斜拉索吊索钢梁等栏杆伸缩装置支座等高速、一级5二、三级路四级路通规规定极限状态设计要求1.0.5铁路钢结构桥梁应按《公路路基设计通用规范》(JTGD60-2015)的要求，考虑设计情况并举办相应的极限状态设计。1持久情况应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。2短暂情况应作承载能力极限状态设计，可依照还要进行正常使用极限状态设计。

3碰巧情况应作承载能力极限状态设计。4水灾情况应作承载能力极限状态设计。1总则制做、管养、标准化等要求1.0.6铁路钢结构桥梁设计应提出对制做、运输、安装、养护、管理等的要求，选择合理的结构方式，宜选用标准化、通用化的结构单元和钢梁，构造与连结应易于制做、安装、检查和维护。1总则应符合相关规范1.0.7铁路钢结构桥梁设计除应符合本规范外，尚应符合现行国家和行业有关标准的规定。1总则3材料与设计指标降低了垂直钢丝、钢绞线等拉索材料降低了冲击硬度等地理功耗指标各式材料按最新国家标准修订给出了材料的硬度设计值3.1材料3.2设计指标条文3.1.1应按照结构方式、受力状态、连接方式及所处环境条件，合理地选取材料。3.1.2钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢2023年桥梁钢结构设计规范，其品质应分别符合现行《碳素结构钢》GB/T700和现行《低合金高硬度结构钢》GB/T1591的规定。其中，Q235钢中的沸腾钢不宜适于还要校核疲劳的，以及虽不须要校核疲劳但工作气温高于-20℃时的铆接结构；也不宜适于还要校核疲劳且工作气温等于或高于-20℃的非铆接结构。3材料与设计指标/3.1材料材料冲击硬度要求3材料与设计指标/3.1材料冲压钢梁-20℃＜t≤0℃t≤-20℃Q235\Q345:CQ390\Q420:E非铆接钢梁t≤-20℃Q235\Q345:DQ390\Q420:D钢材钢号品质等级实验湿度（℃）0-200-20-20-40-20-40冲击硬度（J）.1.5~3.1.12条3材料与设计指标/3.1材料条文号内容满足标准备注3.1.5铸铁GB/T11352修订3.1.6销铰轴预应力GB/T699修订3.1.7高强螺丝、螺母、垫圈GB/T1228、GB//T1230、GB/T1231、GB/T3632修订3.1.8普通螺丝GB/T5780、GB/T5782修订3.1.9搭扣GB/T715修订3.1.10螺栓GB/T700，GB/T1591修订3.1.11圆锥头焊钉GB/T10433新增3.1.12手工冲压焊丝GB/T5117、GB/T5118修订手动冲压焊料焊料GB/T14957、GB/T8110、GB//T10045、GB/、GB/.1.13~3.1.14条3材料与设计指标/3.1材料条文号内容满足标准备注3.1.13高硬度钢丝GB/T17101、GB/修订钢绞线GB/T5224、YB/T152钢丝绳GB/T8918、GB/、GB/.1.14热铸锚头铸体材料应采用低沸点锌铜合金。

冷铸锚头铸体材料可由丙烯酸树脂、铁砂、矿料、固化剂等组成，其配比应由实验确定。3.1.15预应力、连接器、伸缩装置、阻尼器、鞍座3材料与设计指标/3.1材料序号标准号/计划号标准名称推行日期1GB/T17955-2009桥梁球型支座2009.9.12JT/T843-2012铁路桥梁弹塑性钢避震支座2013.2.13JT/T852-2013铁路桥梁磨擦摆式减减振支座2013.5.14JT/T873-2013铁路桥梁多级水平力球型支座2014.1.15JT/T927-2014桥梁双曲面球型减减振支座2014.11.16JT/T327-2004铁路桥梁伸缩装置2004.6.17JT/T892-2014铁路桥梁节段组装式伸缩装置2014.9.18JT/T723-2008单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置2008.11.19JT/T502-2004铁路桥梁波形伸缩装置2004.7.2014-147铁路桥梁减振阻尼梳齿板式伸缩装置11JT2014-148铁路桥梁螺距式伸缩装置12JT2015-174单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置3材料与设计指标/3.1材料序号标准号/计划号标准名称推行日期1GB/T17955-2009桥梁球型支座2009.9.12JT/T843-2012铁路桥梁弹塑性钢避震支座2013.2.13JT/T852-2013铁路桥梁磨擦摆式减减振支座2013.5.14JT/T873-2013铁路桥梁多级水平力球型支座2014.1.15JT/T927-2014桥梁双曲面球型减减振支座2014.11.16JT/T327-2004铁路桥梁伸缩装置2004.6.17JT/T892-2014铁路桥梁节段组装式伸缩装置2014.9.18JT/T723-2008单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置2008.11.19JT/T502-2004铁路桥梁波形伸缩装置2004.7.2014-147铁路桥梁减振阻尼梳齿板式伸缩装置11JT2014-148铁路桥梁螺距式伸缩装置12JT2015-174单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置3材料与设计指标/3.1材料序号标准号/计划号标准名称推行日期1JT2010-60大跨度铁路桥钢桁梁与主梁2JT/T784-2010组合结构桥梁用波形钢主梁2010.11.13JT/T804-2011分体式钢梁2011.9.14JT/T903-2014悬吊桥索鞍、索夹2014.9.15JT/T728-2008组装式铁路钢桥制造2008.12.16JT/T722-2008道路桥梁钢结构防腐喷涂技术条件2008.11.17JT2015-172组装式铁路钢桥钢梁管养、报废技术条件8JT2010-61斜拉索内置式粘滞减振器3.2.1钢材硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标钢材抗压、抗压和抗弯fd抗剪fvd轮缘承压fcd钢号长度（mm）Q235钢≤16～～钢≤16～～～～钢≤16～～～钢≤16～～～=fy/γR,γR=1.253.2.2铸铁和锻钢硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标硬度种类牌号ZG230---57035号钢45号钢抗压、抗压和抗弯抗剪铰轴密切接触时锥面受压辊轴或摇轴自由接触时锥面受压frd26.58.09.010.011.0销孔承压fsd——————规范ZG号钢45号钢3.2.3点焊的硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标冲压方式和焊丝规格钢梁钢材对接点焊角点焊钢号长度（mm）抗拉抗压抗剪抗压、抗压或抗剪点焊品质等级一、二级五级手动焊、半手动焊和E43型焊丝的手工焊Q235钢～40540～5100手动焊、半手动焊和E50型焊丝的手工焊Q345钢～45540～63263～84580～0140手动焊、半手动焊和E55型焊丝的手工焊Q390钢～47040～63283～钢～48540～63363～5165×0.85点焊等级简介点焊等级是施工初验等级，有五级。

五级最低，只要求外形检测和规格检测。二级要求部份作超声波探伤检测。一级最高，要求全部做探伤检测。对点焊等级来说，原则是受拉等级低于受压，受动力的低于受静力的。对接点焊通常还要做无损探伤（或部份还要）。故通常对接点焊的冲压等级为二级或一级，不大于二级。角焊缝没必要作无损探伤，故角点焊为一级的话，就没有多少意义。通常角点焊为二级或五级。3材料与设计指标/3.2设计指标3.2.3点焊的硬度设计值原规范没有对点焊硬度的要求。有对焊料、焊丝、焊条的要求如下：“自动焊和半手动焊采用的焊料焊料应与主体金属硬度相适应。”“手工冲压用焊丝规格应与主体金属相适应。”3材料与设计指标/3.2设计指标冲压方式焊丝规格熔敷金属抗压硬度MPa最小抗压硬度MPa钢材钢号手动、半手动焊、和手工焊E43焊丝焊丝焊丝.2.4普通螺母和螺栓的连结硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标螺丝的功耗等级、锚栓和钢梁钢材的钢号普通螺母螺栓C级A、B级抗压抗剪承压抗压抗剪承压抗压普通螺丝4.6级、4.8级——————————5.6级——————————8.8级——————————锚栓Q235钢————————————钢————————————160钢梁Q235钢————265————350——Q345钢————340————450——Q390钢————355————470——Q420钢————380————500——因抗疲劳功耗差，普通螺丝一般不用在桥梁设计中3.2.5高强螺栓预拉力设计值3材料与设计指标/3.2设计指标功耗等级螺纹尺寸..高硬度螺丝预拉力值估算公式：其中：fu为经热处理后的最低抗压硬度：对8.8级，取830N/mm2；对10.6级，取1040~830N/mm2；Ae为螺纹处有效面积。

3.2.6搭扣连结的硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标搭扣牌号和钢梁钢材钢号抗压(钉头拉脱)抗剪承压I类孔II类孔I类孔II类孔搭扣BL2或————构件Q235钢——————钢——————钢——————类孔指在组装好的钢梁上钻成的孔；在单个零件和钢梁上用钻模钻成的孔；在单个零件上先钻成或冲成较小的孔，于是在组装好的钢梁上再扩钻成的孔。Ⅱ类孔指在单个零件上一次冲成或不用钻模钻钻成的孔。沉头和半沉头搭扣连结表中数值应减去折减系数0.8。3.2.7钢材和铸铁的地理功耗指标3材料与设计指标/3.2设计指标3.2.8拉索用钢丝、钢绞线的挠曲硬度设计值3材料与设计指标/3.2设计指标材料种类抗压硬度标准值fk抗压硬度设计值fd钢丝钢绞线γR=1.85从安全系数2.5换算1表列钢丝抗压硬度设计值系为II级下垂钢丝的数值，当选用公称外径5mm的I级下垂钢丝时，除以折减系数0.95。

2表列抗压硬度设计值，适于销接式桅杆时应减去折减系数0.83。3.2.9钢丝绳最小破断拉力钢丝绳应按其最小破断拉力（kN）乘以抗压硬度分项系数?R求得最小破断拉力设计值Fd。最小破断力应按照现行《粗半径钢丝绳》钢芯钢丝绳取值。3材料与设计指标/3.2设计指标材料种类骑跨式桅杆销接式桅杆抗压硬度分项系数?R2.952.24结构剖析本章为新增章节。结构剖析模型部份，参考了德国规范，横向刚度、预拱度，对原86规范进行了修订。新增横桥向抗倒塌稳定校核要求。4.1结构剖析模型4.2结构硬度、稳定与变型估算4.1结构剖析模型4.1.1结构剖析选用的模型和基本假设，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。4.1.2在结构剖析中，应考虑环境对屋架和结构功耗的影响。4.1.3结构受力剖析可按线弹性理论进行，当极限状态条件下结构的变型不能被忽视时，应考虑几何非线性对结构受力的影响。4.1.4结构动力剖析应考虑以下诱因：1所有相关的结构钢梁品质、刚度和减振特点。2模型的边界条件应反映结构的固有特征。4结构剖析4.2.1桥梁承载能力极限状态校核4结构剖析4.2.2桥梁整体丧失静力平衡的承载能力极限状态校核4结构剖析下部结构选用整体式截面的梁桥在持久情况下结构机制不应发生改变，并应按下述规定校核横桥向抗倒塌功耗：1在作用基本组合下，双向受压支座一直保持受压状态。

2当整联只选用双向受压支座支承时，应符合下式要求：式中：kqf——横向抗倒塌稳定性系数，取kqf=2.5；有利的基本组合有害的基本组合4结构剖析近些年来，各地陆续发生了跨径、连续梁桥整体横桥向倒塌失稳直到崩塌的车祸案例。车祸桥梁的破坏过程表现为，双向受压支座脱离正常受压状态，下部结构的支承机制不再提供有效约束，下部结构变型或受力失稳，因而倒塌，支座、下部结构连带受损，4.2.3钢桥横向刚度限值4结构剖析桥梁结构方式跨径或连续屋架跨径或连续板梁梁的悬臂端部斜拉桥纵梁悬吊桥伸臂梁15规范限值l/500l/500l/300l/400l/25086规范限值l/800l/600l/300--l/4004.2.4预拱度钢桥应设置预拱度，预拱度大小应视实际还要而定，宜为结构自重标准值加1/2车道载荷频遇值形成的应力值，频遇值系数为1.0。预拱度应保持路面曲线平顺。4结构剖析