DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范.pdf

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DB41/T 643-2010 公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范.pdf

Via一—作用(或荷载)引起的单位长度内纵向抗剪界面上的纵向剪力; VIRd一 ,单位长度内纵向抗剪承载力,按照第10.2.5条的规定计算确定。 10.2.5单位长度内纵向界面抗剪承载力设计值按式(12)及(13)计算,取两者的较小值:

Vira =0.7b fia +0.8A.f ViRd = 0.25b, fd

表11单位长度内在垂直于主梁方向上的钢筋截

11.1.1波形钢腹板的验算应包括剪应力验算、屈曲稳定性验算、钢腹板之间的连接验算。因扭转产生 的剪应力GTCC-061-2018 电液转辙机(ZYJ9 系列),应叠加计入剪应力的计算中。 11.1.2因波形钢腹板承受的纵桥向轴力很小,在波形钢腹板之间的连接验算中可以忽略轴向力的作用。 1.1.3在面内剪切荷载的作用下,波形钢板的屈曲模式主要有局部屈曲、整体屈曲以及合成屈曲三种 (图18)。

11.1.4波形钢腹板的验算可按图19所示顺序进行。

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图19波形钢腹板剪切力验算顺序

1波形钢腹板的剪应力主要包括弯曲剪应力和自由扭转剪应力,波形钢腹板的剪应力应符合 的规定:

+....................(14)

a 弯曲剪应力(MPa) T.—自由扭转剪应力(MPa); f、一一钢板抗剪强度设计值(MPa) 11.2.2波形钢腹板的弯曲剪应力按式(15)进行计算:

式中: 竖向剪力设计值(N); t:—同一断面中第i个波形钢腹板厚度(mm); hw 一波形钢腹板高度(mm)。 1.2.3波形钢腹板的自由扭转剪应力按式(16)进行计算: T T=2 2Amtw(1+α) 式中: T一组合箱梁所受的扭矩设计值(N·mm); 箱梁截面面积,详见9.2.6条规定(mm²);

网腹板弹性局部屈曲临界应力可按式(17)进行

式中: Terl 弹性局部屈曲临界应力(MPa); 剪切屈曲系数,k=4.0+5.34(h/a.)²; aw 波形钢腹板直板段长度(mm); E 一 钢材的弹性模量(MPa); U 钢材的泊松比; hw 一波形钢腹板高度(mm); tw 波形钢腹板厚度(mm)。 局部屈曲临界应力应满足式(18)的要求:

2 钢材的剪切屈服应力

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1.3.2为防正波形钢腹板的局部屈服强度破环先于剪切强度破环,波形钢腹板的波幅宽度应符合式 (19)规定:

一波形钢腹板局部屈曲系数,按表12采用。

表12波形钢腹板局部屈曲系数表

风腹板弹性整体屈曲临界应力可按式(20)进行

hatw 1,=(8*+) 6n

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Ter.g 弹性整体屈曲临界应力(MPa); β 波形钢腹板整体嵌固系数(可偏安全按简支取值:β=1.0); Ix 一单位长度绕波形钢腹板顺桥向中性轴的惯性矩(mm*); 一波形钢腹板波高与钢板板厚比,=dw/tw; n 形状系数,n=(aw+bw)/(aw+cw); Iy 一一单位长度对波形钢腹板高度方向的惯性矩(mm*); 一钢材的泊松比。 整体屈曲临界应力应满足式(23)的要求:

Ter.g ≥ t, / 0.36

2在波形钢腹板横向波幅宽度与斜方向波幅宽度相等的情况下,为防止波形钢腹板发生整体屈 破坏先于剪切强度破坏,波形钢腹板的波高应符合式(24)的规定:

皮形钢腹板整体屈曲系数,按表13采用

表13波形钢腹板整体屈曲系数表

11. 5 合成属曲验算

波形钢腹板的合成屈曲临界应力可按式(25)进行计算:

Ter—合成屈曲临界应力。 合成屈曲应满足式(26)的要求: Ter ≥ t, / 0.4 式中: T—钢材的剪切屈服应力。 11.6波形钢腹板之间的连接计算 11.6.1高强度螺栓的抗剪承载力设计值应按式(27)计算:

.6波形钢腹板之间的连

11.6.1高强度螺栓的抗剪承载力设计值应按式(27)计算:

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11.7波形钢腹板与翼缘板的焊接计算

11.7.1在承载能力极限状态下应对焊接连接纵桥向和横桥向的合成应力进行验算。波形钢腹 板的贴角焊可按图20进行以下等效

11.7.2纵桥向的验算

11.7.2纵桥向的验算

式中: N —由水平剪力产生的剪应力(MPa); Qd —水平剪力设计值,按式(37)计算(N); hf 角焊缝的焊脚尺寸(mm); Zw 焊缝的计算长度之和(mm); f 角焊缝的强度设计值(MPa)。

11.7.3横桥向的验

式中: OM 由横向弯矩产生的正应力(MPa); M. 横向抗弯承载力设计值(N·mm) Zw 一 焊缝长度之和(mm); 角焊缝的焊脚尺寸(mm); 11.7.4合成应力验算

图20贴角焊计算等效图

Q 0.7hl ≤f

11.7.4合成应力验算

11.8内衬混凝土的验算

1在荷载作用下,验算内衬混凝主受力及配筋时, 内衬混凝土承担的剪力值按其与波形钢腹板 抗剪刚度进行分配。 1.1内衬混凝土承担的剪力可按式(33)进行计算

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G.·A G. A. +G.A .Va

式中: G 内衬混凝土的剪变模量; A 内衬混凝土的平均断面面积; 波形钢腹板的剪变模量; 波形钢腹板的有效断面面积,可根据式7计算; 竖向剪力设计值。 11.8.1.2内衬混凝土主拉应力可按式(34)及式(35)进行计算

12.1.1根据连接件的使用情况,应对连接件的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算 12.1.2连接件在承受纵桥向水平剪力作用下,应符合式(36)的规定:

Q. /0, ≥1.0

Qu连接件水平抗剪承载力设计值; Q——连接件与混凝土顶底板连接处由作用效应产生的水平剪力设计值。 波形钢腹板与混凝土顶底板之间的纵向水平剪力由连接件承受,纵向水平剪力按式(37)计算:

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Qa = V ×S1

式中: Q纵桥向连接处的水平剪力设计值; Vd截面的竖向剪力设计值(含预应力垂直分力); S一一混凝土顶底板绕截面中性轴的面积矩; I一一混凝土顶底板绕截面中性轴的惯性矩。 12.1.3嵌入型连接件的抗剪承载力由12.1.8条的抗剪齿键承载力和12.1.9条的混凝土连接销承载力叠 加而成,并满足12.1.10条及12.1.11条的要求。 12.1.4单开孔板连接件的抗剪承载力由12.1.9条进行计算,并满足12.1.10条及12.1.11条的要求。 12.1.5焊钉连接件的抗剪承载力由12.1.12条进行计算。 12.1.6单开孔板+焊钉连接件的抗剪承载力取式(43)和式(46)中较大值,并满足12.1.10条及12.1.11 条的要求。 12.1.7双开孔板连接件在肋间距与肋高比在1.5以上时,两个开孔板键的承载力可按单个开孔钢板键 承载力的2倍进行计算 12.1.8嵌入型连接件混凝土齿键抗剪承载力按式(38)进行计算(图21):

Q. = f.A, + μfA2

Q.= f.A +μf.A.

Qu 混凝土齿键抗剪承载力设计值(N); 混凝土轴心抗压强度设计值(MPa); A 一 斜折板的投影面积,A=埋入深度x波高(若A<5A,A=b。h)(mm²) A 一 钢腹板有效抗剪面积(mm²); 从 取1.0; fsd 钢筋(或板带)的强度设计值(MPa); A 接合钢筋(或板带)的截面面积(mm)

12.1.9有贯穿钢筋的单个混凝土连接销的抗剪承载力可按式(39)进行计算:

图21嵌入型抗剪连接件

12.1.11无贯穿钢筋的混凝土销的直径应满足式(41)的要求: d, ≥ Q, / (Dx 7.5 f.

式中: As 焊钉杆的横截面面积(mm²) E。 一混凝土的弹性模量(MPa); 一焊钉抗拉强度设计值(MPa); ? 焊钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比,一般可取1.67; fa 混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)

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图22开孔钢板连接件尺寸示意图

d, ≥Qa /(Dx7.5 fd

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2.1.13正常使用极限状态下,翼缘型连接件的翼缘板与混凝土面间相对滑移不宜大于0.2mm 焊钉连接件可按式(43)进行验算:

osr 焊钉连接件相对滑移设计值(mm); Qk一一焊钉连接件正常使用状态下作用剪力设计值(kN); E。 一混凝土弹性模量(MPa); ds 一一焊钉连接件的直径(mm); fek 一一混凝土抗压强度标准值(MPa)。 开孔板连接件可按式(44)进行验算:

Q 13d.E.f.s ≤0.2

opr 一一开孔板连接件相对滑移设计值(mm); Qk 一开孔板连接件正常使用状态下作用剪力设计值(kN) dp 一一开孔板圆孔直径(mm); dr 一一贯穿钢筋直径(mm); fek 一混凝土抗压强度标准值(MPa); E 混凝土弹性模量(MPa)。

12.2.1波形钢腹板与混凝土顶底板连接处承受截面横桥向的弯矩作用,应符合式(45)的规定:

M. /M,≥1.0

........................

中: M.一连接件提供的横向抗弯承载力设计值; M。一由作用效应产生的横向弯矩设计值。 2.2嵌入型连接件在横向弯矩的作用下,应对混凝土销的剪力、混凝土水平方向的承压应力及波开 腹板受压板幅强度等进行验算

混凝土销的验算可按式(46)进行计算:

式中: Mu——混凝土销形成的横向抗弯承载力设计值(N·mm); Su—混凝土销的抗拉拔承载力,可根据式(39)计算(N); dw一混凝土销的横向间距,如图23a)所示(mm); N一与M.对应的单位长度拉力侧配置的销孔数。 12.2.2.2承压应力的验算可按式(47)进行计算:

liw波形钢腹板的波长(mm); h—波形钢腹板的埋入深度,如图23b)所示(mm); fea混凝土的设计强度(MPa)。 12.2.2.3波形钢腹板受压板幅强度验算可按式(48)进行计算

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图23嵌入型连接件的计算图

式中: Pu一一作用于钢板上的压力锅炉施工方案,如图23c)所示(N); Aw—单位长度的波形钢腹板的截面面积(mm²); Zw一一单位长度波形钢腹板的抗弯截面模量(mm²); 一钢板的抗压强度设计值(MPa)。 12.2.3双开孔钢板连接件的横向抗弯承载力设计值可按式(49)进行计算:

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式中: Mu 混凝土销形成的横向抗弯承载力设计值(N·mm); Su 一一混凝土销的抗拉拔承载力,可根据式(39)计算(N) b 一开孔板的间距,如图24所示(mm); N 与M.对应的单位长度拉力侧配置的销孔数,

图24双开孔钢板连接件计算图

孔到边缘的距离b,及板厚应满足式(50)的要求

银川某电厂2×660MW燃煤机组工程输煤系统安装施工组织设计图25焊钉连接件计算图

式中: Mu 单位长度荷载作用下的横向抗弯承载力设计值(N·mm); 钢板的抗拉强度设计值(MPa); b 一开孔板的间距,如图22所示(mm); b2 :一一开孔钢板的孔到边缘的距离,如图22所示(mm); 开孔钢板的厚度(mm)。

式中: Mu 焊钉形成的横向抗弯承载力设计值(N·mm) 焊钉的抗拉拔承载力(N); b 焊钉的间距,如图25所示(mm); N 与M.对应的单位长度拉力侧配置的焊钉数; Ls 焊钉连接件长度(mm); fed 混凝土抗压强度设计值(MPa); + 焊钉的抗拉强度设计值(MPa); ds 焊钉连接件的直径(mm)。

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