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1 总则
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1.0.1 为规范公路钢结构桥梁的设计,提高设计水平,保
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1.0.2 本规范适用于各等级公路钢结构桥梁和桥梁钢结构
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1.0.3 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法
-
1.0.4 公路钢结构桥梁应进行耐久性设计,特大桥、大桥
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1.0.5 公路钢结构桥梁应按《公路桥涵设计通用规范》(
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1.0.6 公路钢结构桥梁设计应提出对制作、运输、安装、
-
1.0.7 公路钢结构桥梁设计除应符合本规范外,尚应符合
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-
2 术语和符号
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2.1 术语
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2.1.1
-
2.1.2
-
2.1.3
-
2.1.4
-
2.1.5
-
2.1.6
-
2.1.7
-
2.1.8
-
2.1.9
-
2.1.10 钢一混凝土组合梁 steel and c
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2.1.11 受压板件 compressed slab
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2.1.12 加劲板 stiffened plate
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2.1.13 板元 sub-panel 加劲板
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-
2.2 符号
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2.2.1 材料性能有关符号
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2.2.2 作用效应和抗力有关符号
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2.2.3 几何参数有关符号
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2.2.4 计算系数及其他有关符号
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3 材料及设计指标
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3.1 材料
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3.1.1 应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处环境
-
3.1.2 钢材宜选用Q235钢、Q345钢、Q390钢
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3.1.3 有关牌号钢材冲击韧性应符合下列规定:
-
3.1.4 当焊接结构采用z向钢时,其材质应符合现行《厚
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3.1.5 钢铸件采用的铸钢材质应符合现行《一般工程用铸
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3.1.6 销、铰、轴、斜拉索锚具等宜采用优质碳素结构钢
-
3.1.7 高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《
-
3.1.8 普通螺栓应符合现行《六角头螺栓C级》(GB/
-
3.1.9 铆钉应符合现行《标准件用碳素热轧圆钢》(GB
-
3.1.10 锚栓的材料可采用Q235钢或Q345钢,其
-
3.1.11 圆柱头焊钉连接件的材料应符合现行《电弧螺柱
-
3.1.12 焊接材料应与主体钢材相匹配,并应符合下列规
-
3.1.13 拉索、主缆和吊索等所用高强度钢丝、钢绞线及
-
3.1.14 热铸锚头铸体材料应选用低熔点锌铜合金。冷铸
-
3.1.15 锚具、连接器、伸缩装置、阻尼器、鞍座等其他
-
-
3.2 设计指标
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3.2.1 钢材的强度设计值应根据钢材的不同厚度按表3.
-
3.2.2 铸钢和锻钢的强度设计值应按表3.2.2的规定
-
3.2.3 焊缝的强度设计值应按表3.2.3的规定采用。
-
3.2.4 普通螺栓和锚栓连接的强度设计值应按表3.2.
-
3.2.5 高强度螺栓预拉力设计值Pd应按表3.2.5的
-
3.2.6 铆钉连接的强度设计值应按表3.2.6的规定采
-
3.2.7 钢材和铸钢的物理性能指标应按表3.2.7的规
-
3.2.8 拉索用钢丝、钢绞线的抗拉强度设计值应按表3.
-
3.2.9 钢丝绳应按其最小破断拉力(kN)除以抗拉强度
-
-
-
4 结构分析
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4.1 结构分析模型
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4.1.1 结构分析采用的模型和基本假定,应能反映结构实
-
4.1.2 在结构分析中,应考虑环境对构件和结构性能的影
-
4.1.3 结构受力分析可按线弹性理论进行,当极限状态条
-
4.1.4 结构动力分析应考虑下列因素: 1
-
-
4.2 结构强度、稳定与变形计算
-
4.2.1 桥梁承载能力极限状态应按下式要求进行验算:
-
4.2.2 上部结构采用整体式截面的梁桥在持久状况下结构
-
4.2.3 计算竖向挠度时,应按结构力学的方法并应采用不
-
4.2.4 钢桥应设置预拱度,预拱度大小应视实际需要而定
-
-
-
5 构件设计
-
5.1 一般规定
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5.1.1 构件应按承载能力极限状态验算强度和稳定性,作
-
5.1.2 进行承载能力极限状态设计时,结构重要性系数γ
-
5.1.3 除轧制型钢、正交异性板的闭口加劲肋、填板外,
-
5.1.4 构件容许最大长细比应符合表5.1.4的规定。
-
5.1.5 受压板件加劲肋几何尺寸(图5.1.5)应满足
-
5.1.6 受压加劲板设计应满足下列要求: 1
-
5.1.7 考虑局部稳定影响的构件受压加劲板有效截面宽度
-
5.1.8 考虑剪力滞影响的受弯构件的受拉或受压翼缘的有
-
5.1.9 同时考虑剪力滞和局部稳定影响的受压翼缘有效截
-
-
5.2 轴心受力构件
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5.2.1 轴心受拉构件应按下列规定计算: 1
-
5.2.2 轴心受压构件应按下列规定计算: 1
-
-
5.3 受弯构件
-
5.3.1 在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度应符合下列
-
5.3.2 受弯构件的整体稳定应符合下列规定:
-
5.3.3 腹板和腹板加劲肋设置应满足下列要求:
-
5.3.4 支承加劲肋应满足下列要求: 式中:RV――支
-
-
5.4 拉弯、压弯构件
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5.4.1 实腹式拉弯、压弯构件强度应满足下列规定: 式
-
5.4.2 实腹式压弯构件整体稳定应符合下列规定:
-
-
5.5 抗疲劳设计
-
5.5.1 承受汽车荷载的结构构件与连接,应按疲劳细节类
-
5.5.2 疲劳荷载应符合下列规定: 1 疲劳
-
5.5.3 验算伸缩缝附近构件时,疲劳荷载应乘以额外的放
-
5.5.4 采用疲劳荷载计算模型Ⅰ时应按下列公式验算:
-
5.5.5 采用疲劳荷载计算模型Ⅱ时应按下列公式验算:
-
5.5.6 采用疲劳荷载计算模型Ⅲ时应按下列公式验算:
-
5.5.7 采用疲劳荷载计算模型Ⅲ计算正交异性板疲劳应力
-
5.5.8 疲劳强度应按图5.5.8-1和图5.5.8-
-
5.5.9 对非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构件,当
-
-
-
6 连接的构造和计算
-
6.1 一般规定
-
6.1.1 连接可采用焊接、螺栓连接和铆钉连接,并应符合
-
6.1.2 接头处各杆件轴线宜相交于一点。不能交于一点时
-
6.1.3 桥面板块划分宜避开轮迹线。
-
6.1.4 焊接和高强度螺栓摩擦型连接同时并存的连接应慎
-
-
6.2 焊接连接
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6.2.1 焊接材料应与母材相适应。当不同强度的钢材连接
-
6.2.2 焊接接头的屈服强度、低温冲击功、延伸率不应低
-
6.2.3 设计中不得任意加大焊缝,宜避免焊缝立体交叉、
-
6.2.4 焊件厚度大于20mm的角接接头,应采用不易引
-
6.2.5 焊接设计时宜考虑减少在桥位的焊接作业量,焊接
-
6.2.6 焊接接头的选择除应考虑满足接头受力要求外,尚
-
6.2.7 各种接头形式的焊接工艺应进行焊接工艺评定。
-
6.2.8 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、
-
6.2.9 角焊缝焊脚尺寸hf应符合下列规定:
-
6.2.10 用于受力连接的角焊缝,两焊角边的夹角应在6
-
6.2.11 角焊缝的焊脚边比例宜为1:1。当焊件厚度不
-
6.2.12 主要受力构件不得采用断续角焊缝。
-
6.2.13 次要构件或次要焊缝连接采用断续角焊缝时应符
-
6.2.14 杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊(图6
-
6.2.15 被连接部件相互搭接长度不应小于最薄部件厚度
-
6.2.16 采用焊接相连的两部件,当用厚度小于焊脚长度
-
6.2.17 受力构件焊接不得采用圆孔和槽口塞焊,必要时
-
6.2.18 各种形式焊缝计算的有效厚度he,应按下列规
-
6.2.19 各种形式焊缝计算的有效长度ιw应按下列规定
-
6.2.20 垂直于构件受力方向的对接焊缝必须焊透,其厚
-
6.2.21 在对接焊缝的拼接处,当焊件宽度不等或厚度相
-
6.2.22 为避免焊缝集中而产生的不利影响,有关焊缝位
-
6.2.23 不得采用间断对接焊。部分焊透对接焊不得用于
-
6.2.24 对接焊缝或对接与角接组合焊缝的强度计算应符
-
6.2.25 直角焊缝的强度计算应满足下列要求(图6.2
-
6.2.26 斜角焊缝和部分焊透的对接焊缝,应采用直角焊
-
-
6.3 栓、钉连接
-
6.3.1 栓、钉连接应符合下列规定: 1 当
-
6.3.2 被拼接部件的两面都应有拼接板,拼接板的配置应
-
6.3.3 螺栓或铆钉应对称于构件的轴线布置。螺栓或铆钉
-
6.3.4 栓、钉中心顺内力方向或沿螺栓对角线方向至边缘
-
6.3.5 位于主要构件上的螺栓或铆钉直径,应不大于角钢
-
6.3.6 高强度螺栓孔可采用钻成孔,孔径D与高强度螺栓
-
6.3.7 铆钉的最大铆合厚度不宜大于钉孔直径的4.5倍
-
6.3.8 受力构件节点上连接的栓、钉数量和构造应符合下
-
6.3.9 普通螺栓、锚栓和铆钉连接应按下列规定计算:
-
6.3.10 高强度螺栓摩擦型连接应按下列规定计算:
-
6.3.11 销接的接头作用力应按被连接杆件的实际内力计
-
6.3.12 销接接头中,带销孔的受拉构件,其销孔各部尺
-
-
-
7 钢板梁
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7.1 一般规定
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7.1.1 本章适用于受弯为主的工字形截面钢板梁桥设计。
-
7.1.2 应采取措施防止板梁在制作、运输、安装架设过程
-
7.1.3 设计构件截面和制作工艺时,宜避免和减少应力集
-
7.1.4 普通焊接板梁应采用三块钢板焊接而成。当板厚不
-
-
7.2 翼缘
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7.2.1 翼缘截面应符合下列要求: 1 焊接
-
7.2.2 焊接板束的侧面角焊缝宜采用自动焊或半自动焊,
-
7.2.3 翼缘板与腹板的连接可采用角焊缝,腹板两侧有效
-
7.2.4 将桥面板作为主梁结构的一部分进行设计时,应分
-
-
7.3 腹板
-
7.3.1 设计焊接板梁加劲肋时,在构造上应满足下列要求
-
7.3.2 支承加劲肋设计应满足下列要求: 1
-
-
7.4 纵横向联结系
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7.4.1 翼缘的上下平面内宜设纵向联结系,承受水平荷载
-
7.4.2 钢板梁间应设置横向联结系,并满足下列要求:
-
-
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8 钢箱梁
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8.1 一般规定
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8.1.1 本章适用于简支或连续钢箱梁桥设计。
-
8.1.2 应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和
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8.1.3 钢箱梁应设置进入箱内的检修通道和排水孔。
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8.1.4 钢箱梁剪应力计算应考虑扭转的影响。
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8.2 正交异性钢桥面板
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8.2.1 正交异性钢桥面板最小板厚应符合下列规定:
-
8.2.2 进行正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计时,
-
8.2.3 纵向加劲肋应满足下列要求: 1 宜
-
8.2.4 横向加劲肋间距应满足下列要求: 1
-
8.2.5 在车辆荷载作用下,正交异性桥面顶板的挠跨比D
-
-
8.3 翼缘板
-
8.3.1 箱梁悬臂部分不设加劲肋时,受压翼缘的伸出肢宽
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8.3.2 翼缘板应按下列规定设置纵向加劲肋:
-
8.3.3 纵、横向加劲肋宜按刚性加劲肋设计。
-
-
8.4 腹板
-
8.4.1 以受弯剪为主的腹板及其加劲肋设计应满足本规范
-
8.4.2 以受压为主的腹板及其加劲肋设计应满足本规范第
-
8.4.3 纵向腹板应避开行车轮迹带,宜设置在车道中部或
-
-
8.5 横隔板
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8.5.1 支点处横隔板应符合下列规定: 1
-
8.5.2 非支点处横隔板应符合下列规定: 1
-
-
-
9 钢桁梁
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9.1 一般规定
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9.1.1 主桁杆件截面可采用H形或箱形,上、下平面纵向
-
9.1.2 可将桁梁结构划分为若干个平面系统分别计算,但
-
9.1.3 对构造复杂的桁架结构,宜采用空间计算模型进行
-
-
9.2 杆件
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9.2.1 主桁杆件的计算应符合下列规定: 1
-
9.2.2 作为桥门架腿杆的主桁斜杆或竖杆,应计算桥门架
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9.2.3 多腹杆系桁架中的竖杆兼作横向联结系的组成杆件
-
-
9.3 节点板
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9.3.1 节点板应与杆件的接触面全部密贴。在支承处,节
-
9.3.2 节点板的撕裂强度、水平和竖直截面上的剪应力和
-
9.3.3 主桁拼接板的总净截面面积应较被拼接杆件的净截
-
9.3.4 节点板在受压斜腹杆作用下,其不设加劲肋的自由
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9.3.5 拼接式节点板构造应满足下列要求: 1
-
9.3.6 整体节点构造(图9.3.6-1)应满足下列要
-
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9.4 联结系
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9.4.1 钢桁梁应设置上、下平面纵向联结系。纵向联结系
-
9.4.2 上承式桁梁应在两端及跨间设横向联结系。下承式
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9.4.3 当桥面板置于纵横梁体系上时,应考虑桥面板与桁
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9.4.4 直接承受汽车荷载的横梁,其下翼缘宜在距离节点
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10 钢管结构
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10.1 一般规定
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10.1.1 本章适用于上部结构或桥墩采用钢管结构的桥梁
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10.1.2 圆钢管的外径与壁厚之比不应大于70(345
-
10.1.3 在满足下列情况下,分析桁架杆件内力时可将节
-
10.1.4 当弦杆与腹杆连接节点偏心满足式(10.1.
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10.1.5 钢管之间对接时,可采用高强度螺栓和焊接连接
-
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10.2 构造要求
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10.2.1 钢管节点的构造应符合下列要求: 1
-
10.2.2 对K形及N形节点,宜采用间隙节点,不宜采用
-
10.2.3 在搭接的K形或N形节点中,搭接率应按式(1
-
10.2.4 在搭接节点中,当腹杆厚度不同时,薄壁管应搭
-
10.2.5 K形及N形节点可采用直接焊接在弦杆上的节点
-
10.2.6 钢管结构焊缝应满足下列要求: 1
-
10.2.7 钢管构件在承受较大横向荷载的部位应采取适当
-
10.2.8 钢管构件,当d0/t≤60时可不设加劲板;
-
10.2.9 环形加劲钢板的构造尺寸应符合下式规定: 式
-
10.2.10 对长细比大的钢管构件,除应按本规范第5章
-
-
10.3 计算规定
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10.3.1 采用相贯焊缝连接的钢管结构中腹杆和弦杆的轴
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10.3.2 在节点处,腹杆沿相贯线与弦杆全周焊接,焊缝
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10.3.3 在管结构中,腹杆与弦杆的连接焊缝可视为全周
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10.3.4 焊缝的计算长度ιw应按下列规定进行计算:
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-
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11 钢一混凝土组合梁
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11.1 一般规定
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11.1.1 钢梁可采用Ⅰ形、闭口或开口箱梁等截面形式,
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11.1.2 考虑混凝土板剪力滞影响的混凝土板翼缘有效宽
-
11.1.3 组合梁应按下列规定进行结构整体分析:
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11.2 承载能力极限状态计算
-
11.2.1 抗弯计算应符合下列规定: 1 计
-
11.2.2 抗剪计算应符合下列规定: 1 组
-
11.2.3 组合梁的混凝土板应进行纵向抗剪验算。
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11.2.4 组合梁中的钢梁及连接件应进行疲劳验算。
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11.2.5 组合梁应进行整体稳定性验算。
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11.3 正常使用极限状态计算
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11.3.1 组合梁应满足本规范第4.2节规定的变形限值
-
11.3.2 组合梁的变形计算应符合下列规定:
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11.3.3 混凝土板的最大裂缝宽度应按现行《公路钢筋混
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11.4 连接件设计
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11.4.1 连接件的选用应符合下列规定: 1
-
11.4.2 连接件的设计应符合下列规定: 1
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11.4.3 纵桥向水平剪力计算应符合下列规定:
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11.4.4 圆柱头焊钉连接件的抗剪承载力应按下式进行计
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11.4.5 开孔板连接件的单孔抗剪承载力应按下式进行计
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11.5 构造
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11.5.1 圆柱头焊钉连接件应符合下列构造要求:
-
11.5.2 开孔板连接件应符合下列构造要求:
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12 钢塔
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12.1 一般规定
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12.1.1 本章适用于采用钢结构的桥塔设计。
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12.1.2 钢塔宜采用箱形截面,多肢钢塔宜设置横系梁。
-
12.1.3 根据结构受力需要和构造要求不同,钢塔柱和混
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12.1.4 钢塔宜采用高强度的钢材作为结构主材,可根据
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12.1.5 钢塔设计必须进行整体稳定性和局部稳定性计算
-
12.1.6 可通过塔柱截面选型或附加气动装置改善钢塔的
-
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12.2 构造要求
-
12.2.1 钢塔宜采用单室结构,截面较大时可采用多室结
-
12.2.2 钢塔截面构造设计应满足下列要求:
-
12.2.3 横隔板应对壁板提供足够的支撑刚度。在满足对
-
12.2.4 钢塔的连接构造设计应满足下列要求:
-
12.2.5 拉索或索鞍在钢塔上的布置应尽量避免使桥塔受
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-
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13 缆索系统
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13.1 一般规定
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13.1.1 缆索构件及其附属设施的设计应考虑安全性、实
-
13.1.2 应设置合理的缆索气动外形、阻尼装置或稳定索
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13.1.3 索构件设计除了应考虑《公路桥涵设计通用规范
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13.1.4 缆索构件及其附属设施应考虑单根钢丝的防护、
-
13.1.5 缆索构件的计算应考虑垂度效应和构件长度的变
-
13.1.6 缆索系统的二阶分析中,可变作用的效应应基于
-
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13.2 结构设计
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13.2.1 缆索构件的受拉承载能力极限状态应满足下式要
-
13.2.2 缆索的抗疲劳设计应按本规范第5.5节抗疲劳
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13.2.3 锚头验算应满足下列要求: 1 锚
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14 钢桥面铺装
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14.0.1 钢桥面宜采用沥青混凝土铺装,且应具有完善的
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14.0.2 钢桥面铺装的设计使用年限宜不小于15年。
-
14.0.3 钢桥面铺装设计应与正交异性钢桥面板结构整体
-
14.0.4 钢桥面铺装应充分考虑环境条件、交通条件、结
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14.0.5 钢桥面铺装除应具有良好的平整性、抗滑性、耐
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14.0.6 在车辆荷载作用下,除验算正交异性钢桥面板的
-
14.0.7 钢桥面铺装应以铺装结构的抗疲劳性能作为主要
-
14.0.8 钢桥面铺装结构应简单、有效,可由防腐层、防
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14.0.9 钢桥面铺装材料应在使用条件和工程实施条件分
-
14.0.10 钢桥面中央分隔带铺装材料可选用密水性良好
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14.0.11 防腐层采用环氧富锌漆的铺装结构,其与钢桥
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14.0.12 防水黏结层与防腐层或钢板的拉拔强度(60
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14.0.13 钢桥面铺装层动稳定度(60℃,0.7MP
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14.0.14 对特大桥或有特殊使用要求的钢结构桥梁,其
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15 防护及维护设计
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15.0.1 应对钢结构桥梁进行防腐、防火和养护设计。
-
15.0.2 钢结构防腐年限应不小于15年。
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15.0.3 钢结构桥梁设计应采取措施降低老化、腐蚀、疲
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15.0.4 钢结构桥梁防腐和防火涂料的设计与施工应符合
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15.0.5 钢结构桥梁应采取下列防腐措施: 1
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15.0.6 桥梁钢结构应按现行《公路桥梁钢结构防腐涂装
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15.0.7 维护设计应满足下列要求: 1 桥
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16 支座与伸缩装置
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16.1 支座
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16.1.1 钢结构梁式桥梁,可采用弧形支座、辊轴式支座
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16.1.2 支座应具有一定的刚度。底板厚度应根据支座反
-
16.1.3 支座底板长度,在顺桥方向,不宜超过墩台支承
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16.1.4 活动支座底板的计算有效尺寸,在顺桥方向,弧
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16.1.5 支座宜选用自由接触式,并符合下列规定:
-
16.1.6 钢支座的座板或下摆均应用锚栓固定于墩台上。
-
16.1.7 设计辊轴支座时,应考虑由于温度和活载(包括
-
16.1.8 弧形支座[图16.1.8a)]和辊轴支座[
-
16.1.9 铰轴式支座的网柱形枢轴(图16.1.9),
-
16.1.10 设计时应考虑支座的可更换性。
-
-
16.2 伸缩装置
-
16.2.1 可根据伸缩量大小,采用模数式伸缩装置或梳齿
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16.2.2 伸缩量的确定应根据桥梁结构设计计算得出的最
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16.2.3 伸缩装置设计时,应考虑下列因素:
-
-
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附录A 轴心受压构件整体稳定折减系数
-
A.0.1 轴心受压构件整体稳定折减系数,应根据构件的长
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A.0.2 等截面杆件的长细比应根据下列规定确定:
-
A.0.3 等截面受压杆件的计算长度规定见表A.0.3-
-
-
附录B 受压加劲板的弹性屈曲系数
-
B.0.1 均匀受压加劲板的弹性屈曲系数可采用弹性稳定理
-
B.0.2 在如图B.0.2所示的不均匀压应力作用下,四
-
B.0.3 四边简支双向均匀受压板的弹性屈曲系数k可由下
-
-
附录C 疲劳细节
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附录D 损伤等效系数计算方法
-
D.0.1 γ1为损伤效应系数,根据验算构件影响线(面)
-
D.0.2 γ2为交通流量系数,由下式计算确定: 式中:
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D.0.3 γ3为设计寿命影响系数,由下式计算确定: 式
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D.0.4 γ4为多车道效应系数,应按下式计算确定,采用
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D.0.5 γmax根据图D.0.5取值。
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附录E 节点板撕裂强度、剪应力和法向应力验算
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E.0.1 对节点板强度的验算,可分为以下三个部分(图E
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E.0.2 如图E.0.1a)所示,当斜杆受力沿1-2-
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E.0.3 作用于节点板上的水平剪力,截面7-7(图E.
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E.0.4 节点板上、下缘的法向应力按下列公式计算: 式
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附录F 组合梁翼缘有效宽度计算
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F.0.1 组合梁各跨跨中及中间支座处的混凝土板有效宽度
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F.0.2 简支梁支点和连续梁边支点处的混凝土板有效宽度
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F.0.3 混凝土板有效宽度beff沿梁长的分布可假设为
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F.0.4 预应力组合梁在计算预加力引起的混凝土应力时,
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F.0.5 对超静定结构进行整体分析时,组合梁混凝土板有
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F.0.6 混凝土板承受斜拉索、预应力束或剪力件等集中力
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