1、 DBJ福建省工程建设地方标准 DBJ-2010钢管混凝土拱桥技术规程（征求意见稿）Technical Specification for Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge-发布 -实施福建省住房和城乡建设厅发布前 言本规程是根据福建省建设厅闽建科【2007】30 号文“福建省建设厅关于下达 2007 年全省建设系统科技计划的通知”中关于制定福建省工程建设地方标准钢管混凝土拱桥技术规程的要求，由福州大学主编。本规程的制定吸收了近年来有关单位在钢管混凝土拱桥设计与施工领域所取得的最新科研成果以及工程实践经验，充分参考和借鉴了国内外的相关规程和规范
2、，在广泛征求意见、反复修改的基础上，最后由福建省建设厅组织专家审查定稿。1目 录第一篇 总论1 总则 12 术语 33 符号 64 材料 104.1 混凝土 104.2 钢材 104.3 钢管混凝土 11第二篇 钢管混凝土拱桥的设计5 结构设计 155.1 结构体系 155.2 主拱结构 165.3 防腐设计 205.4 拱座与立柱 205.5 吊杆与系杆 215.6 桥道系 226 设计计算规定 236.1 一般规定 236.2 作用 246.3 施工计算 266.4 疲劳计算 277 持久状态承载能力极限状态计算 317.1 一般规定 317.2 轴向受力构件承载力计算 327.3 偏心受
3、力构件承载力计算 377.4 整体稳定性验算 3928 持久状态正常使用极限状态计算 428.1 一般规定 428.2 变形计算 428.3 应力计算 438.4 动力特性计算 43第三篇 钢管混凝土拱桥的施工9 施工要求 4510 钢管拱肋制作 4610.1 一般规定 4610.2 钢管制作 4710.3 钢管拱肋组装 4910.4 钢管拱肋验收 5211 焊接施工 5511.1 一般规定 5511.2 材料与作业环境 5511.3 焊接工艺与要求 5711.4 焊缝质量检验 6012 防腐涂装施工 6312.1 一般规定 6312.2 涂料涂装施工 6412.3 金属热喷涂施工 6512.
4、4 涂装质量检测与验收 6613 钢管拱肋安装 6913.1 一般规定 6913.2 拱肋安装的方法 7013.3 拱肋安装验算 7113.4 拱肋安装精度 7214 管内混凝土的浇注 7314.1 一般规定 73314.2 管内混凝土质量检查 7515 其它构造施工 7715.1 一般规定 7715.2 吊杆 7715.3 系杆拉索 7815.4 质量检查 81第四篇 钢管混凝土拱桥的养护16 一般规定 8217 检查与评定 8317.1 一般规定 8317.2 经常性检查 8317.3 定期检查 8517.4 特殊检查 8617.5 技术状况与承载力评定 8918 结构养护 9118.1
5、钢管混凝土拱肋 9118.2 吊杆与系杆 9218.3 其它 931第一篇 总论1 总则1.1 为满足桥梁工程建设的需要，使钢管混凝土拱桥的设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，特制定本规程。1.2 本规程适用于以圆形钢管内浇筑混凝土为拱肋的钢管混凝土拱桥。1.3 本规程适用于本省各级市政与公路工程钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护。1.4 本规程主要依据 公路工程结构可靠度设计统一标准 GB/T50283-1999 、交通部公路工程技术标准 JTG B01-2003 、 公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004 、 公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-
6、2000以及福建省工程建设地方标准钢管混凝土结构技术规程 DBJ 13-51-2003的有关规定制定。基本术语、符号按照国家标准工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ132-90和道路工程术语标准 GBJ124-88的规定采用。1.5 钢管混凝土拱桥中的桥道系、墩台与基础等钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算与验算，应符合公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-86 、 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61-2005 、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004和公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63-2007等规范的要求。结构抗震设
7、计应采用公路桥梁抗震设计细则 JTG/T B02012008 。材料和施工质量验收应符合钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205-2001 、 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002以及公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1-2004的要求。1.6 本规程中未明确部分应遵守现行有关的国家标准和行业技术规范的规定。21.7 对有特殊要求和在特殊环境条件下的钢管混凝土拱桥设计与施工，尚应符合专门规范的规定要求。1.8 本规程共分 3 篇 18 个章节，主要技术内容包括：钢管混凝土拱桥的设计、施工及养护。1.9 下列标准所包含的条文，通过在本规程中的引用而构成本标准的条
8、文，本规程出版时，所示标准版本均为有效。所有所示标准均有可能修订，使用本规程时应探讨使用下列标准最新版本的可能性：1、公路工程结构可靠度设计统一标准 GB/T50283-19992、公路工程技术标准 JTG B01-20033、公路桥涵设计通用规范 JTG D60-20044、城市桥梁设计准则 CJJ11-935、城市桥梁设计荷载标准 CJJ77-986、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-20047、公路圬工桥涵设计规范 JTG D61-20058、公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63-20079、公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-8610、公路斜拉桥
9、设计细则 JTG/T D65-01200711、公路桥梁抗震设计细则 JTG/T B0201200812、公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-200013、钢管混凝土结构技术规程 DBJ 13-51-200314、钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205-200115、混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-200216、公路工程质量检验评定标准 JTG FS0/1-200417、公路桥涵养护规范 JTGH11200418、城市桥梁养护技术规范 CJJ 992003、J 281200319、工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ132-9020、道路工程术语标准 GBJ124-
10、8832 术语2.1 钢管混凝土 Concrete Filled Steel Tube (CFST)在钢管内浇筑混凝土并由钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。2.2 核心混凝土（管内混凝土） Concrete Core浇注在钢管内的混凝土。2.3 钢管混凝土拱肋 CFST Arch Rib主要受力截面为钢管混凝土的拱肋。2.4 钢管拱肋 Steel Tubular Arch Rib施工过程中管内未填筑混凝土的钢管拱肋。2.5 钢管混凝土拱桥 Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge以钢管混凝土拱肋为主要受力结构的拱桥。2.6 单圆管拱肋 Single
11、Tube Arch Rib拱肋截面为单根钢管混凝土截面的拱肋。2.7 哑铃形拱肋 Dumbbell Shape Arch Rib拱肋截面为上下两个单圆钢管和两块联接钢板组成哑铃形截面且上下圆钢管内填筑有混凝土的拱肋。2.8 桁式拱肋 Truss Arch Rib拱肋由上下钢管混凝土弦杆通过钢管腹杆组成桁式受力结构的拱肋。2.9 钢管混凝土格构柱 CFST Laced Column4由若干钢管混凝土主肢和空钢管缀件组成的柱子。2.10 刚架系杆拱 Rigid-Framed Tied Arch拱肋与桥墩固刚结，以柔性系杆的预应力（主动平衡力）来平衡拱的推力的结构。2.11 下承式刚架系杆拱 Rig
12、id-Framed Tied Through Arch全部桥面系悬挂在拱肋以下的刚架系杆拱。2.12 带悬臂半拱中承式刚架系杆拱（飞鸟式拱）Rigid-Framed Tied Half-Through Arch with cantilever half-arch (Fly-bird-type Arch)由多跨组成，主跨为中承式，两边跨为上承式悬臂半拱，系杆锚固在边跨端部的刚架系杆拱。2.13 组合轴压强度 Composite compressive strength钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应力。2.14 组合抗剪强度 Composite shear strength钢管混凝土组合
13、截面所能承受的最大名义剪应力。2.15 组合轴压弹性模量 Composite compressive modulus of elasticity钢管混凝土组合截面在单向受压，且其纵向名义应力与应变呈线性关系时，截面上名义正应力与对应的正应变的比值。2.16 组合弹性抗弯刚度 Composite bending stiffness of elasticity钢管混凝土构件的曲率与截面弯矩近似呈线性关系时，截面弯矩与曲率的比值。2.17 套箍（约束效应）系数 Hooping (Constraining) Coefficient反映钢管混凝土组合截面的几何特征和组成材料的物理特性的综合参数，5标准值
14、用 表示， ；设计值用 表示， 。ckysfA0cdsfA02.18 钢管初应力（初应力）Initial Stress of Steel Tube (Initial Stress)由于钢管构件先于管内混凝土施工，在钢管混凝土组合截面形成前钢管中的应力。63 符号3.1 作用和作用效应弯矩设计值；M轴向力设计值；N均布极限荷载；crq剪力设计值；V作用（或荷载）效应的组合设计值；S构件承载力设计值。R3.2 材料指标钢材线膨胀系数；钢管混凝土组合轴压刚度；EA钢管混凝土组合弹性抗弯刚度；I混凝土弹性模量；c钢材弹性模量；s钢管混凝土组合弹性模量；cEAscm 钢管混凝土截面轴压设计刚度；EIsc
15、m钢管混凝土截面抗弯设计刚度；混凝土轴心抗压强度设计值；cdf混凝土轴心抗压强度标准值；k材料强度设计值；钢材的抗拉、抗压、抗弯设计强度；sf钢管混凝土组合轴心受压强度设计值；c当脱粘率不大于 1.2%时钢管混凝土组合轴心受压强度设计值；/s钢管混凝土组合抗剪强度设计值；vcf混凝土轴心抗拉强度设计值；td混凝土轴心抗拉强度标准值；k钢材的屈服强度；yf钢管初应力；0混凝土剪切变形模量；cG钢材剪切变形模量；s欧拉临界力；EN轴向压力组合设计值；s单管截面钢管混凝土轴心受拉构件的承载力；t格构式（桁式）钢管混凝土轴心受压构件的整体承载力；T哑铃型截面钢管混凝土轴心受压构件的承载力；D哑铃型钢管
16、混凝土构件承受压力、弯矩共同作用时的承载力；单管钢管混凝土轴心受压短柱的极限承载力；yN7腹板的极限承载力；fN等效柱的极限承载力；cr交变冲剪力幅值；PV轴向负荷时，支杆公称应力的交变幅值；af平面内交变弯曲应力的幅值；by平面外交变弯曲应力的幅值；z名义应力幅；mD钢管混凝土节点确定疲劳寿命的全疲劳应力幅；空钢管节点相同疲劳寿命时的全应力幅；H钢材的密度；s混凝土的泊松比；c钢材的泊松比。s3.3 几何参数格构柱肢截面换算面积；A一个节间内各平腹杆面积之和；b钢管内混凝土的截面面积；c一个节间内各斜腹杆面积之和；d钢腹板的面积；fs钢管的截面面积；A钢管混凝土构件的组合截面面积；sc单根柱
17、肢中心到虚轴 y-y 的距离；a单根柱肢中心到虚轴 x-x 的距离；b钢管外径；D钢管内径；d偏心距；0e界限偏心率；b拱的矢高；f桥道系以上拱肋的矢高1钢管混凝土拱桥的一阶竖向频率；0f钢管混凝土拱桥面内一阶频率；symantih格构柱的柱枝间距离；拱肋截面高度；H钢管混凝土截面回转半径；i混凝土截面惯性矩；cI钢管截面惯性矩；s钢管混凝土组合截面惯性矩；c构件长度或拱跨径；L构件的计算长度或拱的净跨径；0构件的计算长度；l构件对 X 轴的计算长度；ox8构件对 Y 轴的计算长度；oyl柱肢节间距离；1钢管混凝土截面半径；r拱轴线长度；gS钢管壁厚或混凝土初凝时间；t拱肋两节段间折角；杆件中
18、心线的夹角；1钢管混凝土组合截面弹性抵抗矩；scW支杆对主杆的相对厚度几何参数；支杆间隙；g支杆直径；bd几何参数设计值。3.4 计算系数及其它截面的含钢率（ ） ；s csA/弦杆椭圆系数；1抗压刚度计算中混凝土刚度的折减系数；A抗弯刚度计算中混凝土刚度的折减系数；I钢管初应力度（ ， 为钢材的初始应力） ；yf00等效弯矩系数；m、 钢管混凝土的约束效应系数设计值、标准值；0构件偏心率（ ） ；re0柔度系数；钢管混凝土拱桥汽车荷载冲击系数；0换算长细比材料修正系数；桥梁结构重要性系数；构件截面抗弯塑性发展系数；m构件截面抗剪塑性发展系数；v混凝土刚度折减系数轴心受压稳定系数；哑铃型轴压构
19、件稳定系数；l轴心受压格构柱稳定系数；*偏心率折减系数；e构件长细比；构件的换算长细比；单肢一个节间的长细比；1整个构件对 X 轴的长细比；x整个构件对 Y 轴的长细比；y构件在 x-x 和 y-y 方向换算长细比的较大值；ma弹性失稳界限长细比；9等效梁柱的长细比；临界长细比；p混凝土徐变折减系数；ck荷载系数；1行车道系数；2钢管混凝土脱粘折减系数，可取 0.97；t换算长细比系数；K简化算法中，拱考虑矢跨比因素的承载力折减系数；1拱考虑初始缺陷因素的折减系数；2钢管混凝土构件承载力的初应力度影响系数；p拱轴系数；m格构柱肢数；n给定名义应力幅度下作用的循环次数；给定名义应力幅度下循环次数
20、允许值；mN响应速度的最大值；axV振动大小水平；GL振动大小；输送泵的额定速度；v要求灌注的混凝土量；Q钢管混凝土拱桥的桥面平整度。IR104 材料4.1 混凝土4.1.1 钢管混凝土拱肋管内混凝土可采用普通混凝土或高强高性能混凝土，其等级一般为 C30C60。4.1.2 管内混凝土应具有低水灰比、高流动性、低收缩、低水化热、缓凝、早强等特点。宜掺适量减水剂。4.1.3 混凝土轴心抗压强度标准值 、轴心抗压强度设计值 、轴心抗拉强ckf cdf度标准值 、轴心抗拉强度设计值 、弹性模量 应按表 4.1.3 采用。混凝土tkf tdcE的剪变模量 可按表 4.1.3 中弹性模量 的 0.4 倍
21、采用，混凝土的泊松比 可cGc c采用为 0.2。表 4.1.3 混凝土强度和弹性模量 （MPa）抗压强度 抗拉强度 强度种类强度等级 标准值 ckf设计值 cdf标准值 tkf设计值 tdf弹性模量 cEC30 20.1 13.8 2.01 1.39 3.00104C40 26.8 18.4 2.40 1.65 3.25104C50 32.4 22.4 2.65 1.83 3.45104C60 38.5 26.5 2.85 1.96 3.601044.2 钢材4.2.1 钢管和其它承重结构钢材宜采用 B 级或 B 级以上级别的 Q235 钢、Q345钢或 Q390 钢，钢材的质量应符合相应的
22、现行国家标准和相关规定。4.2.2 钢管可采用卷制焊接管或无缝钢管。当钢管直径超过 600mm 时宜采用卷11制焊接管。4.2.3 钢材的主要强度指标应按表 4.2.3 采用。表 4.2.3 钢材的强度设计值 （MPa ）钢材钢号 组别 厚度或直径 (mm)抗拉、抗压、抗弯 sf屈服强度 yf第 1 组 16 195 235第 2 组 1640 185 225Q235第 3 组 4060 180 215第 1 组 16 285 345第 2 组 1635 270 325Q345第 3 组 3550 245 295第 1 组 16 325 390第 2 组 1635 310 370Q390第 3
23、 组 3550 290 3504.2.4 钢材的物理性能指标可按表 4.2.4 采用。表 4.2.4 钢材的物理性能指标弹性模量（ ）sE2/mN剪变模量（ ）sG2/mN线膨胀系数 （ /0C）密 度（ ）s3/mkg泊松比 s2.06105 7.9104 1.210-5 7.85103 0.34.3 钢管混凝土4.3.1 钢管与管内混凝土的匹配可参照下列材料组合：Q235 钢宜配 C30 或 C40级混凝土；Q345 钢宜配 C40、C50 或 C60 级混凝土， Q390 钢宜配合 C60 及C60 以上混凝土。4.3.2 钢管混凝土组合轴心受压强度设计值 应按下式计算：scf(4.3.
24、2-1)dscf02.14(4.3.2-2)cdsfA0式中： 钢管的截面面积；sA 核心混凝土的截面面积；c12 钢管混凝土的约束效应系数设计值，见式（4.3.2-2） ；0 钢材的抗压设计值；sf 混凝土的轴心抗压强度设计值。 cd采用第一组钢材的 值应由式（4.3.2-1）计算。采用第二组、第三组钢材scf的 值应将式（4.3.2-1）计算值乘以换算系数 0.96 后确定。 scf4.3.3 对钢管混凝土轴压构件和偏心率 0.3 的偏压构件，其承受永久荷载引起的轴压力占全部轴压力的 30 及以上时，应将组合轴压强度设计值乘以混凝土徐变折减系数 ， 可按表 4.3.3-1 取值。ck表 4
25、.3.3-1 徐变折减系数 ck永久荷载所占比例 ()构件长细比 30 50 70 及以上50 70 0.90 0.85 0.8070 120 0.85 0.80 0.75注：表内中间值可采用插入法求得。构件的长细比 可按式（4.3.3）计算：（4.3.3）DL/40式中，L 0 为构件的计算长度，其计算方法见表 4.3.3-2；D 为钢管外径。表 4.3.3-2 拱肋的等效计算长度拱的两端结合情况 计算长度 0L三铰拱 0.58Sg双铰拱 0.54Sg无铰拱 0.36Sg注：S g 为拱轴线长度。4.3.4 钢管初应力（简称初应力）是指先期架设的钢管拱肋在形成钢管混凝土拱肋之前所受到的应力。
26、初应力度 定义为：（4.3.4）yf0式中： 钢管初应力，可取拱脚截面的初应力平均值；013钢材的屈服强度。yf4.3.5 如果设计计算中不考虑初应力对构件承载力的影响，可限制初应力度小于 0.3。如果在设计计算中考虑了初应力度对极限承载力降低的影响，则对初应力度可以不加限制。4.3.6 考虑初应力影响的钢管混凝土轴压强度，可以通过将组合轴压强度设计值乘上钢管初应力度影响系数 来考虑， 的计算公式如下式所示。pkpk0.10847.0158.)(2nbmakp（4.3.6）当 时， 002986.3b当 时， 1003.17a当 时， 8.098.21enm当 时， .05.23.式中： /构
27、件的计算长细比，可按式（4.3.3）取值；弹性失稳界限长细比（其值对应三种钢号 Q235、Q345 及Q390 分别为 100、80 和 75） ；构件偏心率。4.3.7 应考虑脱粘钢管混凝土承载力的影响。当脱粘率大于 1.2时，应进行修补混凝土脱粘缺陷设计。当脱粘率不大于 1.2时，钢管混凝土的承载力的可按下式计算： sctscfKf/式中： 钢管混凝土脱粘折减系数，可取 0.97，tK144.3.8 钢管混凝土组合抗剪强度设计值 应按式（4.3.8）计算：vscf（4.3.8）scsvsc ff 125.0.385.0式中， 钢管混凝土截面的含钢率， 。ssA/采用第 1 组钢材的 应按式
28、（4.3.8）计算。采用第 2、第 3 组钢材的 值vscf vscf应按式（4.3.8）的计算值乘换算系数 后确定。96.0mk15第二篇 钢管混凝土拱桥的设计5 结构设计5.1 结构体系5.1.1 钢管混凝土拱桥主要结构体系有（有推力）上承式（图 a） 、 （有推力）中承式（图 b） 、拱梁组合体系（图 c） 、下承式刚架系杆拱（图 d）和带悬臂半拱的中承式刚架系杆拱（飞鸟式，图 e）等五种和其它体系。系 梁(a)上承式 (b)中承式 (c) 拱梁组合体系桥 墩系 杆 系 杆(d) 下承式刚架系杆拱 (e)飞鸟式图 5.1.1 常见的钢管混凝土拱桥结构体系5.1.2 钢管混凝土拱桥设计，必须确保结构和构件满足强度、刚度、
