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1 总则
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1.0.1 为规范和指导公路钢管混凝土拱桥设计,保障设计
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1.0.2 本规范适用于钢管为圆形截面的公路钢管混凝土拱
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1.0.3 钢管混凝土拱桥应采用以概率理论为基础的极限状
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1.0.4 钢管混凝土拱桥应根据不同种类的作用(或荷载)
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1.0.5 钢管混凝土拱桥设计时,应提出相应的施工方法、
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1.0.6 施工阶段,在管内混凝土未达到设计强度前,构件
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1.0.7 钢管混凝土拱桥主体结构设计使用年限应为100
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1.0.8 钢管混凝土拱桥中的钢结构构造细节应满足完整性
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1.0.9 钢管混凝土拱桥设计除应符合本规范的规定外,尚
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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 钢管混凝土构件 concrete-fill
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2.1.2 钢管混凝土拱桥 concrete-fill
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2.1.3 自密实补偿收缩混凝土 shrirlkage
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2.1.4 组合弹性轴压模量 composite co
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2.1.5 组合弹性剪切模量 composite sh
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2.1.6 约束效应系数标准值 characteris
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2.1.7 约束效应系数设计值 design valu
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2.1.8 钢管初应力 initial stress
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2.1.9 脱空率 de-fill rate
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2.1.10 初应力折减系数 initial stre
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2.1.11 脱空折减系数 de-fill reduc
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2.1.12 单管主拱 single tube arc
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2.1.13 哑铃型主拱 dumbbell arch
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2.1.14 桁式主拱 truss arch
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2.1.15 单管受压构件 single tube c
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2.1.16 组合受压构件 composite com
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2.1.17 完整性设计 integrity desi
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2.2 符号
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3 材料
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3.1 钢材
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3.1.1 钢管混凝土构件中的钢材,应根据结构的重要性、
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3.1.2 钢材质量应符合现行《碳素结构钢》(GB/T
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3.1.3 钢管宜采用卷制焊接直缝管。当钢管径厚比不满足
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3.1.4 当钢管有防止层状撕裂的需要时,其材质应符合现
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3.1.5 钢材的物理力学性能指标应满足表3.1.5的要
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3.1.6 钢管的强度设计值应满足表3.1.6的要求。
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3.2 连接材料
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3.2.1 焊接材料应与结构钢材的性能相匹配。当两种不同
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3.2.2 用于钢管混凝土构件或钢构件连接的紧固件,应符
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3.3 混凝土
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3.3.1 钢管内灌注的混凝土应采用自密实补偿收缩混凝土
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3.3.2 自密实补偿收缩混凝土性能指标应满足下列要求:
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3.3.3 混凝土轴心抗压强度标准值fck轴心抗压强度设
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3.4 钢管混凝土
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3.4.1 钢管混凝土构件应满足下列要求: 1
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3.4.2 钢管与混凝土的强度等级匹配关系宜满足表3.4
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3.4.3 钢管混凝土设计强度应采用组合轴心抗压强度fs
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3.4.4 钢管混凝土弹性模量应采用组合弹性轴压模量Es
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3.4.5 钢管混凝土组合抗剪强度设计值Tsc应按式(3
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3.4.6 钢管混凝土剪切模量应采用组合弹性剪切模量Gs
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3.4.7 钢管混凝土的线膨胀系数α应取1.2×10-5。
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4 计算基本规定
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4.1 一般规定
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4.1.1 钢管混凝土拱桥应进行强度、刚度、稳定验算和动
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4.1.2 钢管混凝土拱桥的结构分析(静力、稳定、动力)
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4.1.3 钢管混凝土拱桥的承载力计算应计入钢管初应力和
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4.1.4 钢管混凝土拱桥主拱截面尺寸、主管和支管规格、
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4.1.5 钢管混凝土拱桥,当桥面梁(板)为连续结构时,
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4.2 作用及作用效应组合
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4.2.1 有关作用的分类、组合及结构重要性系数,应符合
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4.2.2 钢管混凝土主拱的活载冲击系数μ,可按式(4.
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4.2.3 地震效应的计算应符合现行《公路桥梁抗震设计细
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4.2.4 计算体系温差引起的效应时,宜按当地极端最高和
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4.2.5 计算单管主拱截面的温差效应时,可采用图4.2
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4.2.6 钢管混凝土拱桥风荷载计算应按现行《公路桥涵设
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4.3 主拱内力计算
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4.3.1 单圆管混凝土主拱,宜采用梁单元计算;哑铃型钢
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4.3.2 桁式主拱组合内力计算应符合下列规定:
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4.3.3 哑铃型钢管混凝土主拱计算时,腹腔内的混凝土不
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4.3.4 钢管混凝土双肋拱桥横向分配系数应按“杠杆法”
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4.3.5 钢管混凝土主拱徐变内力及变形计算时,徐变系数
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4.3.6 钢管混凝土等截面主拱的长细比λ应按式(4.3
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4.3.7 钢管混凝土拱桥设计时,主拱截面的偏心距宜满足
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5 承载能力极限状态计算
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5.1 一般规定
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5.1.1 钢管混凝土单管主拱应进行单管受压构件承载力验
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5.1.2 承载能力极限状态计算时,钢管混凝土拱桥的安全
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5.1.3 钢管混凝土构件承载能力极限状态计算应按式(5
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5.2 单管受压构件
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5.2.1 钢管混凝土轴心受压构件的承载力应按式(5.2
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5.2.2 钢管混凝土偏心受压构件的承载力应按式(5.2
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5.2.3 受压构件长细比折减系数φι(φ'ι)应按表5
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5.2.4 钢管混凝土构件钢管初应力折减系数Kp应按式(
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5.2.5 钢管混凝土承载能力极限状态验算时,应计入钢管
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5.3 组合受压构件
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5.3.1 当等截面主拱按组合受压构件验算时,其轴心受压
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5.3.2 等截面哑铃型主拱或桁式主拱,当按组合受压构件
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5.3.3 对于跨径大于300m的钢管混凝土拱桥,弯矩折
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5.3.4 变截面主拱,按组合受压构件计算时,应等效为等
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5.3.5 对于主跨大于300m的钢管混凝土拱桥,主拱整
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5.4 轴心受拉构件
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5.4.1 钢管混凝土轴心受拉构件承载力应按式(5.4.
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5.5 受剪构件
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5.5.1 钢管混凝土构件的抗剪承载力应按式(5.5.1
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5.6 节点承载力计算
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5.6.1 空心主管的节点承载力应按表5.6.1计算。
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5.6.2 桁式主拱,其受压支管应满足下列要求:
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5.7 节点及连接疲劳验算
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5.7.1 对管一管相贯、管一板连接和管一管对接三类焊接
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5.7.2 疲劳荷载应采用等效的车道荷载,集中荷载为0.
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5.7.3 疲劳验算所采用的应力幅△σ应为构件在疲劳荷载
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5.7.4 节点及连接疲劳容许应力幅应满足表5.7.4的
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5.8 吊索和系杆索计算
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5.8.1 中、下承式钢管混凝土拱桥吊索和系杆索承载能力
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5.8.2 选用钢丝绳作吊索时,其构造、锚固和保护技术等
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5.9 主拱稳定性分析
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5.9.1 在施工和使用阶段,应根据拱桥的结构特点、施工
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5.9.2 对跨径大于300m的钢管混凝土拱桥,使用阶段
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6 正常使用极限状态计算
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6.1 一般规定
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6.1.1 正常使用极限状态的计算,应采用作用的短期效应
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6.1.2 正常使用极限状态的计算,钢管混凝土构件应进行
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6.1.3 非钢管混凝土构件的应力、变形、裂缝等应按相关
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6.2 主拱变形及预拱度设置
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6.2.1 钢管混凝土主拱在车道荷载(不计冲击力)作用下
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6.2.2 钢管混凝土主拱的变形应根据线弹性理论的方法计
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6.2.3 钢管混凝土主拱应设置预拱度,计算预拱度值应为
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6.2.4 桥面梁(板)的预拱度应计入主拱、吊索及桥面梁
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6.3 动力特性
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6.3.1 主拱跨径大于或等于150m,或宽跨比小于或等
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6.3.2 主跨跨径大于或等于150m的中承式或下承式钢
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7 施工过程计算
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7.1 一般规定
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7.1.1 应按钢管节段安装成拱、主拱管内混凝土灌注、拱
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7.1.2 各阶段所形成的结构体系应进行内力、稳定和抗风
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7.2 主拱钢管节段安装成拱
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7.2.1 根据桥位地形地貌、水文地质和运输条件等因素,
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7.2.2 主拱钢管节段安装成拱阶段,应以形成的结构体系
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7.2.3 主拱安装应进行线形拟合设计,主拱合龙后应满足
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7.2.4 主拱空钢管节段制造、安装成拱的控制线形应满足
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7.2.5 主拱成拱线形拟合应按下列规定计算:
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7.3 主拱管内混凝土灌注
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7.3.1 主拱管内混凝土应遵循两岸对称的原则一次性灌注
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7.3.2 主拱合龙后,钢管内混凝土灌注顺序应通过加载计
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7.3.3 宜在主管混凝土达到设计强度且龄期大于4d后,
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7.4 拱上结构安装
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7.4.1 应在主拱管内混凝土全部灌注完成并达到设计强度
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7.4.2 拱上立柱、吊索横梁(或盖梁)、桥面梁、二期恒
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8 总体设计及构造
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8.1 总体设计
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8.1.1 应根据桥位地形、地质、水文条件和使用要求,合
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8.1.2 总体布置应符合下列规定: 1 采用
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8.1.3 多孔钢管混凝土下承式刚架系杆拱的系杆宜各孔独
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8.1.4 钢管混凝土拱桥采用双肋式主拱时,主拱宜布置成
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8.1.5 对于中、下承式钢管混凝土拱桥,行车道应布置在
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8.1.6 在结构和构件满足强度、刚度、稳定的前提下,应
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8.1.7 桥梁钢管结构的完整性设计由荷载、材料性能、细
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8.1.8 钢结构损伤控制原则宜符合下列要求:
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8.1.9 钢结构损伤控制技术应符合下列要求:
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8.2 主拱
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8.2.1 单管与哑铃型主拱应符合下列规定: 1
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8.2.2 设有斜支管的Y、K、N形节点构造(图8.2.
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8.2.3 设有直支管的桁式构造宜符合下列规定:
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8.2.4 桁式构造几何参数宜符合下列规定: 1
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8.2.5 管节点及连接件的抗疲劳构造应符合下列规定:
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8.2.6 焊接接头应符合下列规定: 1 焊接
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8.2.7 吊杆和立柱设置在主拱横向连接的直支管上时,该
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8.2.8 主拱接头应符合下列规定: 1 主拱
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8.2.9 主拱主管在加工制造时宜采用折线形成,折线长度
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8.3 横撑
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8.3.1 拱肋间应设置横撑。横撑形式可采用一字式、K式
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8.3.2 横撑与主拱的连接接头可采用螺栓连接、焊接连接
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8.3.3 拱脚段的横撑可采用钢管桁式结构、钢管混凝土桁
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8.4 拱上立柱
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8.4.1 拱上立柱可采用钢管混凝土构件、钢构件或钢筋混
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8.4.2 钢管混凝土立柱与混凝土盖梁连接时,伸入盖梁长
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8.4.3 钢管混凝土拱上立柱的柱脚分为有垫梁柱脚和无垫
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8.4.4 钢管混凝土立柱的节段连接宜采用对焊接头;当立
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8.4.5 钢管混凝土墩柱与基础的连接宜采用埋入式,其埋
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8.5 吊索
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8.5.1 吊索应采用平行钢丝成品索或钢绞线成品索,钢丝
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8.5.2 吊索锚具形式应结合拱、梁和索体构造选用,锚管
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8.5.3 吊索锚具的防腐应满足设计使用年限要求,并应设
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8.5.4 中、下承式拱桥设计时,最短吊索的自由长度宜满
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8.5.5 当吊索长度大于30m时,在满足吊索综合系数要
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8.6 系杆索
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8.6.1 系杆索必须采用平行钢丝成品索或钢绞线成品索,
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8.6.2 系杆索锚具形式应结合结构和系杆索的特点选用,
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8.6.3 系杆索锚具的防腐应满足设计使用年限要求,并应
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8.6.4 系杆索的位置设计应综合考虑主拱结构、桥面系高
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8.6.5 系杆索及锚具构造,必须满足检查、维护及可更换
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8.7 桥面系构造
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8.7.1 上承式钢管混凝土拱桥,可采用简支或连续结构体
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8.7.2 中、下承式钢管混凝土拱桥的桥面梁(板)必须采
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8.7.3 桥面梁(板)可采用钢筋混凝土、预应力钢筋混凝
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8.7.4 钢一混凝土组合结构桥面梁(板)的构造应符合附
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8.7.5 当桥面单向纵坡大于2%时,应设置纵向限位措施。
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8.7.6 中、下承式拱桥,桥面梁与主拱的间隙应满足桥面
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8.8 辅助结构
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8.8.1 主拱安装的辅助体系应符合下列规定:
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8.8.2 主拱的辅助构造应符合下列规定: 1
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9 附属结构
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9.1 防排水构造
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9.1.1 防排水构造应在主体结构设计时综合设计,局部构
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9.1.2 主体结构上易于积水处应设置相应的泄水孔,其孔
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9.1.3 当桥面排水采用直排式时,出口排水不得腐蚀和污
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9.2 检修养护设施
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9.2.1 检修通道的设置应满足主拱、横撑、吊索锚头、桥
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9.2.2 检修通道钢构件的焊接工艺与质量控制应与主体结
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9.2.3 在设计阶段应根据构造特点提出桥梁检查、养护、
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10 防腐构造与涂装
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10.0.1 钢管混凝土拱桥中的钢构件,应针对桥址大气腐
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10.0.2 根据结构防腐蚀重点、工艺要求,应避免出现易
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附录A 钢管混凝土徐变系数
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A.0.1 钢管混凝土拱桥内力与变形计算应计入徐变的影响
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附录B 钢管混凝土本构关系
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B.0.1 钢管混凝土受压本构关系,应采用“统一理论”的
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附录C 钢管混凝土构件应力计算
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C.0.1 钢管混凝土构件作为钢管和混凝土两种材料单元,
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C.0.2 在正常使用极限状态下,钢管混凝土构件的钢管、
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附录D 钢一混凝土组合桥面板
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D.0.1 钢一混凝土组合桥面板的构造应符合下列规定:
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D.0.2 钢一混凝土组合桥面板钢材的材质应符合下列规定
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