1、ICS 93.080 R 18 DB13 河北省 地方标准 DB13/T 2372-2016 公路装配式组合钢箱梁设计 规范 Technical Code of Design for Highway Composite Steel Girder 2016 - 08 - 15 发布 2016 -10 - 01 实施 河北省质量技术监督局 发布 DB13/T 2372-2016 I 目 次 前言 III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语定义和符号 . 1 3.1 术语 . 1 3.2 符号 . 2 4 基本规定 . 3 5 材料 . 4 5.1 一般规定 . 4 5.2 混凝
2、土 . 4 5.3 钢筋及预应力钢筋 . 5 5.4 钢材及焊材 . 6 5.5 剪力键 . 8 6 设计荷载 . 8 6.1 一般规定 . 8 6.2 基本作用 . 8 6.3 疲劳荷载 . 8 7 总体设计与构造要求 . 9 7.1 总体设计 . 9 7.2 单梁设计 . 9 7.3 横隔板 10 7.4 预应力钢筋 10 7.5 波形钢腹板 10 7.6 连接件 11 8 结构分析 11 8.1 整体分析 11 8.2 横向受力分析 12 8.3 构件受力分析 12 8.4 其他分析 15 9 构件计算 16 9.1 一般规定 16 9.2 顶底板验算 16 9.3 波形钢腹板计算 19
3、 DB13/T 2372-2016 II 9.4 剪力键验算 . 19 DB13/T 2372-2016 III 前 言 本 规范 依据 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编写的规定编制。 本规范由河北省交通运输厅提出 并归口。 本规 范 起草单位：邢台路桥建设总公司、河北省交通规划设计院 、 同济大学 。 本 规 范 主要起草人： 宋田兴 、 朱冀军、 陈惟珍、 郭红军、徐俊、华鹏年、马明、李磊、赵子健、马朝波、郑会玺、程丰臣、刘杰、马伟敬、司魁、石英杰。 DB13/T 2372-2016 1 公路装配式组合钢箱梁设计规范 1 范围 本 规范 规定了装配式组合
4、钢箱 简支 梁桥上部结构设计的 基本规定、材料 参 数 、设计荷载、总体设计与构造要求、结构分析、构件计算 等 内容 。 本 规范 适用于装配式组合钢箱梁 直桥与斜桥上部结构 设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 700 碳 素结构钢 GB/T 714 桥梁用 结构 钢 GB/T 1591 低合金高强度结构钢 GB/T 4171 耐候结构钢 GB/T 10433 电弧螺栓焊用圆柱头焊钉 GB/T 14902 预拌混凝土 GB 50017
5、钢结构设计规范 GB 50917 钢 -混凝土组合桥梁设计规范 JTG B02 公路工程抗震规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D64-2015 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T B02-01 公路桥梁抗震设计细则 JTG/T D64-01-2015 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JT/T 722 公路桥梁 钢结构防腐涂装技术条件 3 术语 定义 和符号 3.1 术语 3.1.1 波形钢板 corrugated steel plate 通过机械加工得到的波折形状的钢板。 3.1.2 剪力连接键 shear
6、connector 通过剪力传递荷载，用于连接钢结构与混凝土结构使两者共同受力的连接件。 DB13/T 2372-2016 2 3.1.3 聚合物混凝土 polymer concrete 是颗粒型有机无机复合材料的统称。又称为聚合物改性混凝土。与普通水泥混凝土相比，具有高强、耐蚀、耐磨、粘结力强等优点。 3.1.4 装配式组合钢箱梁 prefabricated composite steel girder 由组合顶底板钢构件拼制而成的箱形结构梁。 3.2 符号 3.2.1 材料性能符号 f 钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； fv 钢材的抗剪强度设计值； fy 钢材的屈服强度； y 钢材的剪切
7、屈服应力； fck、 fcd 混凝土轴心抗压强度标准值、设计值； ftk、 ftd 混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值； fsk、 fsd 普通钢筋抗拉强度标准值、设计值； fpk、 fpd 预应力钢筋抗拉强度标准值、设计值； E 钢材的弹性模量； Ec 混凝土的弹性模量； Es、 Ep 普通钢筋、预应力钢筋的弹性模量； Gc 混凝土的剪 切 模量； G 钢材的剪 切 模量。 3.2.2 作用与作用效 应符号 Md 纵向弯矩设计值； Mu 横向角隅抵抗弯矩； Vd 竖向剪力设计值； T 扭矩设计值； a 波形钢腹板的弯曲剪应力； t 波形钢腹板的自由扭转剪应力； cr,1 局部屈曲剪应力； cr
8、,g 整体屈曲剪应力； cr 合成屈曲剪应力。 3.2.3 几何参数有关符号 h 顶板钢垫板上缘距底板形心距离 ； hw 波形钢腹板高度； aw 波形钢腹板直板段长度； bw 波形钢腹板斜板段投影长度； cw 波形钢腹板斜板段长度； DB13/T 2372-2016 3 dw 波形钢腹板波高； tw 波形钢腹板厚度； R 波形钢腹板弯折半径； lw 焊缝的计算长度； As 波形腹板的 截面面积； Ix 单位长度波形钢腹板桥轴向中性轴的惯性矩； Iy 单位长度波形钢腹板高度方向的惯性矩 。 3.2.4 计算系数及其他符号 i 波形钢腹板剪切分担率； 形状系数； 波形钢腹板波高与钢板板厚比； c
9、混凝土的泊松比； ns 钢材与混凝土的剪 切 模量比； kv 剪切修正系数； kl 波形钢腹板局部屈曲系数； kg 波形钢腹板整体屈曲系数； nf 传力摩擦面数； 摩擦面的抗滑移系数。 4 基本规定 4.1 装配式组合钢箱梁 桥应采用极限状态方法进行设计，验算表达式中 各 分项系数应 按 JTG D60 中相关条文的规定取值。 4.2 装配式组合钢箱梁桥构件及其连接件应考虑以下设计状况及其相应的极限状况 进行 验算： a) 按 持久状况进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计验算 ； b) 按短暂状态 进行 桥梁在制作、运 输 和架设过程中 的 承载能力极限状态设计 验算； c) 按偶然状况
10、 进行 桥梁被撞后的承载能力极限状态设计验算 ； d) 按地震状况进行承载能力极限状态设计验算。 4.3 装配式组合钢箱梁桥应按 JTG B02 和 JTG/B B02-1 的相关规定进行抗震验算。 4.4 装配式组合钢箱梁桥 结构设 计应满足 GB 50017、 GB 50917、 JTG D62 和 JTG/T D64-01 中 涉及 结构构造的相关条文的要求。 4.5 装配式组合钢箱梁桥应以 100 年为设计基准期进行设计。 4.6 装配式组合钢箱梁桥宜按标准跨径进行设计。 4.7 装配式组合钢箱梁在车道荷载（不计冲击力）作用下的挠度应不大于计算跨径的 1/600。 4.8 装配式组合钢
11、箱梁桥 的 桥面布置应符合 JTG D60 中相关条文的规定 。 DB13/T 2372-2016 4 4.9 装配式组合钢箱梁桥配套的下部结构 、 桥面系 、 支座 、 管线等结构应按现行国家及行业标准中相关规定进行 设计。 装配式组合钢箱 梁桥 的桥面铺装宜采用沥青铺装设计 。 装配式组合钢箱 梁桥 支座及伸缩缝应采用技术成熟的定型产品。 4.10 在装配式组合钢箱梁桥设计中应考虑施工 、运营管理、结构检测以及日常 养护 的 要求。 钢构件表面 宜 采用 JT/T 722 中 规定的涂装体系进行防蚀设计。 5 材料 5.1 一般规定 5.1.1 设计中所选用的材料应满足国家现行 GB/T
12、714、 GB/T 700、 GB/T 1591、 GB/T 4171、 GB/T 10433、GB/T 14902 等规范中对于相关材料的规定。 5.1.2 装配式组合钢箱梁桥设计宜选用技术成熟、质量可靠、环保易回收的材料。 5.1.3 使用新材料时应综合检验材料的强度、施工难度、耐久 性影响，必要时 可实施足尺 模型试验。 5.1.4 设计中所用新型混凝土材料、钢材料及其他有承载要求的材料，如现行国家 和 行业规范及本章后续条文中未明确标明强度的， 应满足本章关于相关材料的最低强度及耐久性要求，其强度标准值应按 现行国家或行业规范的要求 进行强度测试 ，并以其对应于 95 % 保证率的试验
13、结果确定 材料的强度标准值。 5.2 混凝土 5.2.1 装配式 组合钢箱梁桥的混凝土强度不应低于 C40。 5.2.2 混凝土轴心抗压 强度标准值 fck和轴心抗拉强度标准值 ftk应 按表 1 采用。 表 1 混凝土强度标准值 (MPa) 强度种类 强度等级 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 fck 26.8 29.6 32.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 ftk 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.93 3.00 3.05 3.10 5.2.3 混凝土轴心抗 压 强度设计值 fcd和轴心抗拉强度设计值
14、 ftd应 按表 2 采用。 表 2 混凝土强度设计值 (MPa) 强度种类 强度等级 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 fcd 18.4 20.5 22.4 24.4 26.5 28.5 30.5 32.4 34.6 ftd 1.65 1.74 1.83 1.89 1.96 2.02 2.07 2.10 2.14 5.2.4 混 凝土受压或受拉时弹性模量 Ec应 按表 3 采用。混凝土的剪切模量 Gc可 按表 3 数值的 0.4 倍采用，混凝土的泊松比 vc可采用 0.2。 DB13/T 2372-2016 5 表 3 混凝土弹性模量 (104MPa)
15、强度等级 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 Ec 3.25 3.35 3.45 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 注 ： 当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝 土且无实测数据时，表中 C50 C80的 Ec值应乘以折减系数 0.95 。 5.2.5 聚合物混凝土的轴心抗拉强度 标准值 ftk和轴心抗拉强度设计值 ftd应 按表 4 采 用 。 表 4 混凝土强度标准值 和设计值 (MPa) 强度种类 强度等级 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 ftk 2.60 2.72 2.84 2.94 3.0
16、5 3.14 3.22 3.28 3.32 ftd 1.79 1.87 1.95 2.02 2.10 2.16 2.22 2.26 2.28 5.3 钢筋及预应力钢筋 5.3.1 波形 钢腹板 PC 箱梁构件的普通钢筋宜采用 HRB 335、 HRB 400 及 KL 400 钢筋，箍筋宜采用带肋钢筋；预应力钢筋宜选用钢绞线。 5.3.2 钢筋的 抗拉强度标准值应具有不小于 95 % 的保证率。普通钢筋的抗拉强度标准值 fsk和预应力钢筋的抗拉强度标准值 fpk，应分别 按表 5 和表 6 采用。 表 5 普通钢筋抗拉强度标准值 (MPa) 强度种类 符号 d/mm fsk/MPa R235
17、8 20 235 HRB335 6 50 335 HRB400 C 6 50 400 KL400 CR 8 40 400 表 6 预应力 钢筋抗拉强度标准值 (MPa) 种类 符号 d/mm fpk/MPa 钢绞线 12 （二股） S 8.0、 10.0 1470、 1570、 1720、 1860 12.0 1470、 1570、 1720 13 （三股） 8.6、 10.8 1470、 1570、 1720、 1860 12.9 1470、 1570、 1720 17 （七股） 9.5、 11.1、 12.7 1860 15.2 1720、 1860 消除应力钢丝 光面 螺旋肋 P 4、
18、5 1570、 1670、 1670、 1770 H 6 1470、 1670 7、 8、 9 1470、 1570 刻痕 I 5、 7 1470、 1570 精轧螺纹钢 JL 40 540 18、 25、 32 540、 785、 930 DB13/T 2372-2016 6 5.3.3 普通钢筋的抗拉强度设计 fsd和抗压强度设计值 f sd应 按表 7 采用；预应力钢筋的抗拉强度设计值 fpd和抗压强度设计值 f pd应 按表 8 采用。 表 7 普通钢筋抗拉、抗压强度设计值 (MPa) 强度种类 fsd fsd， 强度种类 fsd fsd， R235 d=8 12 195 195 HR
19、B400 d=6 50 330 330 HRB335 d=6 50 280 280 KL400 d=8 40 330 330 表 8 预应力钢筋抗拉、抗压强度设计值 (MPa) 钢筋种类 fpk fpd fpd， 钢绞线 1470 1000 390 1 2（二股） 1570 1070 1 3（三股） 1720 1170 1 7（七股） 1860 1260 消除应力光面钢丝和螺旋肋钢丝 1470 1000 410 1570 1070 1670 1140 1770 1200 消除应力刻痕钢丝 1470 1000 410 1570 1070 精轧螺纹钢筋 540 450 400 785 650 93
20、0 770 5.3.4 普通 钢筋的弹性模量 Es 和预应力钢筋的弹性模量 Ep 应 按表 9 采用。 表 9 钢筋的弹性模量 (105 MPa) 钢筋种类 Es 钢筋种类 Ep R235 2.1 消除应力光面钢筋、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝 2.05 HRB335、 HRB400、 KL400、精轧钢筋 2.0 钢绞线 1.95 5.3.5 设计中 宜 选用单一类型和规格的钢筋和预应力筋。 5.4 钢材及焊材 5.4.1 波形钢腹板 PC 箱梁桥的钢材 应 采用 GB/T 714、 GB/T 700、 GB/T 1591、 GB/T 4171 中所列出的材料。 DB13/T 2372-2016 7
21、 5.4.2 选用钢材时，应综合考虑结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度及工作环境等因素。 5.4.3 碳 素结构钢宜用 C 级和 D 级，低合金高强度钢结构宜采用 C 级、 D 级和 E 级。一般情况下，波形钢腹板宜选用 Q345 钢制造。 5.4.4 对于需要验算疲劳的焊接结构钢材，应 满足 JTG D64 对材料冲击韧性的 要求 。当结构使用环境的最低温度达到 0 -20 时，可选用现行国家标准中质量等级为 D 的钢材，当结构使用环境的最低温度达到 -20 以下时 ，则应采用质量等级为 E 的钢材。 5.4.5 钢材的强度设计值，应根据钢材厚度或直径 按表 10
22、 采 用。 表 10 钢材的强度设计值 (MPa) 钢材 抗拉 、 抗压和抗弯 f 抗剪 fv 端面承压 （ 刨平顶紧 ） fce 牌号 厚度或直径（ mm） Q235 钢 16 190 110 280 16 40 180 105 40 100 170 100 Q345 钢 16 275 160 355 16 40 270 155 40 63 260 150 63 80 250 145 80 100 245 140 Q390 钢 16 310 180 370 16 40 295 170 40 63 280 160 63 100 265 150 Q420 钢 16 335 195 390 16
23、40 320 185 40 63 305 175 63 100 290 165 注 ： 表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。 5.4.6 钢 材的物理性能指标应 按表 11 采用。 表 11 钢材的材料性能 弹性模量 E MPa 弹性模量 G MPa 线膨胀系数 / 质量密度 kg/m3 2.0610 5 7.910 4 1.210 -5 7850 DB13/T 2372-2016 8 5.4.7 选用的焊接材料（焊丝、焊条和焊剂）应保证焊缝与主体钢材技术条件相适应，并通过焊接工艺评定。焊缝物理性能应达到或超过结构母材的相应性能。 5.5 剪力键 5.5.1
24、圆柱头焊钉（栓钉）连接件的材料应符合 GB/T 10433 的规定。 5.5.2 钢筋 剪力 键的材料应符合本规范 5.3 节中的相关规定。 6 设计荷载 6.1 一般规定 6.1.1 设计中应按 JTG D60 中的相关规定将荷载作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类并进行作用的组合与计算。 6.1.2 设计中各类作用的代表值应按 JTG D60 中的相关规定取 值计算。 6.1.3 设计中应考虑以下荷载组合形式： a) 承载能力极限状态基本组合； b) 承载能力极限状态偶然组合； c) 承载能力极限状态 短暂 组合； d) 正常使用极限状态作用 频遇 组合； e) 正常使用极限状态作用准
25、永久组合； f) 疲劳 极限 状态应 采用 本章 6.3 节的 疲劳荷载单独计算 ， 不与其他荷载组合 。 6.2 基本作用 6.2.1 装 配式组合钢箱梁桥交通荷载应按 JTG D60 中的相关规定确定永久作用 、 可变作用 、偶然作用荷载的大小。 6.2.2 装配式组合钢箱梁桥 各 极限状态的 荷载 作用分项系数应根据 JTG D60 中的相关规定取值 。在 进行 承载能力极限状态偶然组合时宜采用汽车荷载的频遇 值系数进行组合。 6.2.3 装配式组合钢箱梁桥顶底板混凝土构件 应 考虑收缩和徐变 作用 的影响，其取值和计算应符合JTG D62 中的相关规定。 6.3 疲劳荷载 6.3.1
26、疲劳荷载模型加载车的轴重与轴距布置 应 按图 1 布置 。疲劳荷载作用效应根据 疲劳荷载 模型作用于桥梁最不利位置时的计算结果确定。 4 0 k N 6 0 k N 8 0 k N 8 0 k N2 . 0 7 . 0 1 . 41 0 5 k N 8 0 k N2 . 5 1 . 4图 1 疲劳荷载模型（ m） DB13/T 2372-2016 9 6.3.2 疲劳荷载的作用分项安全系数应取为 1.1。 6.3.3 装配式组合钢箱梁桥 应 按 JTG D64 的规定计算疲劳损伤等效系数。 6.3.4 疲劳荷载效应计算应考虑多车道分别加载的影响。疲劳荷载效应计算中不应考虑冲击作用的影响。 7
27、总体设计与构造要求 7.1 总体设计 7.1.1 装配 式组合钢箱梁应由钢 -聚合物混凝土组合顶板、波形钢腹板、钢箱 -预应力混凝土组合底板、横隔板组成。设计中应 针对 各构件的功能和受力特点分别进行计算。 7.1.2 钢 -聚合物 混凝土组合顶板应 按下层 钢、 上层 聚合物混凝土 板组合结构 进行设计。 7.1.3 波形钢腹板由满足跨长要求的板材冷加工弯折而成，波形钢腹板的几何形状应由 腹板高度 hw、波高 dw、 板厚 tw、 直板段幅宽 aw、 斜板段投影宽度 bw、 斜板段幅宽 cw、 弯折半径 R 和腹板侧倾角度 控制确定。各参数的意义示 于图 2 中。 图 2 波形钢腹板参数示意
28、 7.1.4 钢箱 -预应力混凝土 组合底板应由 钢 底板、 钢 顶板、 剪力 连接键、先张法预应力钢筋、微膨胀混凝土构成。 7.1.5 横隔板应由隔板钢板、隔板间剪力键、填充混凝土构成。其隔板钢板应与箱梁顶板、底板、腹板连成整体。 7.1.6 波形钢腹板应通过与 钢 -聚合物混凝土组合顶板 中的钢板及 钢箱 -预应力混凝土组合底板 中的钢顶板焊接，与顶底板 组合 结构形成整体结构。 7.1.7 装配式组合钢箱梁 内力 分析应考虑温度效应、荷载横向分布、混凝土收缩徐变、预应力损失、施工方法和施工步骤的影响。 7.2 单梁设计 7.2.1 装配式组合钢箱梁单梁应根据梁体所在位置不同区分为中梁与边
29、梁两种截面形式进行设计。 7.2.2 单梁应根据跨径选取合适的梁高、腹板中心距。 其梁宽不宜超过 3.0 m，梁高不应超过 2.2 m，且不宜超过同等跨度预应力钢筋混凝土箱梁梁高的上限。 截面总体尺寸与设置要求应符合本规范及JTG D62 及 JTG D64 中关于箱梁构造的相关规定。设计中还应兼顾施工运输的限制条件。 DB13/T 2372-2016 10 7.2.3 装配式组合钢箱梁单梁应具备足够的刚度以抵抗施工和运输过程中可能出现的弯曲、扭转等施工工况，并保证在施工过程中不出现腹板和顶板的整体失稳或局部失稳。 7.2.4 单梁 应 按 JTG D60 中的相关规定设置预拱度。 7.2.5
30、 装配式组合钢箱梁单梁设计时应考虑结构在竖向及横 桥 向荷载下双向受力的影响 。 7.2.6 悬臂板端部厚度 不宜小于 120 mm。悬臂板长度（腹板中心至悬臂板端部的长度）不宜超过腹板中心距的 0.45 倍。 7.2.7 单梁顶板与腹板连接处应设置梗腋，梗腋处的混凝土厚度 不宜小于 200 mm。 7.3 横隔板 7.3.1 为保证装配式组合钢箱梁的抗扭刚度，并在桥面范围内横桥向有效传递交通荷载，应以合适的间距设置横隔板，且其间距不应大于 6 m。 7.3.2 横隔 板 的间距应满足结构抗扭的要求。 7.3.3 梁端应设置端横隔 板 ，并应对端横隔 板 进行加厚处理，其厚度不宜少于 350
31、mm，端横隔 板 的重心应通过支座中心线。 7.3.4 中 横隔 板的 内衬混凝土厚度不宜少于 150 mm。 7.3.5 端横隔板与中横隔 板均宜设置便利施工的人孔 。 位于端横隔板上的施工孔 还 应设计完工后的密封 措施。 7.3.6 中横隔板钢板宜采用角焊与 腹 板 和 顶底板连接，端横隔板钢板与底板间的连接应采用熔透对接焊接。 7.3.7 端横隔板宜设置 排水孔。 7.4 预应力钢筋 7.4.1 装配式组合钢箱梁 宜 采用先张法施加预应力。 7.4.2 预应力钢筋的位置及有效长度应根据荷载作用效应计算确定。 7.4.3 预应力钢筋的张拉控制应力不宜小于 0.7 fpk。 7.4.4 预
32、应力钢筋到组合底板边缘的净距不得少于 30 mm。 7.5 波形钢腹板 7.5.1 波形钢腹板的厚度不 宜 小于 6.4 mm，板厚的选择应根据腹板所受剪力的大小及屈曲强度确定。 7.5.2 波形钢腹 板的形状应结合结构受力特点、工厂的制作能力、运输尺寸限制、现场吊装和拼装要求、经济性、景观等条件来设置。 宜采用 如图 3 所示 的 三种波形钢腹板形状。 DB13/T 2372-2016 11 图 3 波形钢腹板大样（单位： mm） 7.5.3 波形钢腹板的纵桥向幅宽宜与斜方向幅宽相等。 7.5.4 波形钢腹板的冷弯加工弯曲半径不应小于 15 倍板厚。 7.5.5 波形钢腹板应采用融透对接焊与
33、顶底板钢板焊牢，焊后应按 I 级焊缝进行验收。 7.5.6 倾斜 波形钢腹板应根据腹板侧向倾角 设计 合理的下斜形状，确保弯折后的板材边线位于同一平面内。 7.6 连接件 7.6.1 在装配式组合钢箱梁上设置连接件应综合考虑构造合理性、施工可 行性、耐久性等因素进行选择。 7.6.2 顶 板 钢筋 连接键应同时满足纵桥向的抗剪受力、横桥向桥面 抗弯 受力的要求。 7.6.3 焊钉连接件 设计 应遵循以下原则： a) 焊钉的长度不应小于其钉杆直径的 4 倍； b) 焊钉纵桥向的中心间距不应小于 5 倍的焊钉直径，且不小于 100 mm；横桥向的中心间距不应小于 4 倍的焊钉直径且不小于 60 m
34、m； c) 焊钉连接件沿主要受力方向中心间距不应大于 ； d) 焊钉连接件 到 翼缘的距离不应小于 40 mm。 7.6.4 组合底板内的连接件宜采用钢筋剪力键。 7.6.5 横隔板内的连接件采用钢筋剪力键或栓钉剪力键，剪力键中心距不 宜小于 200 mm。 8 结构分析 8.1 整体分析 8.1.1 装配式组合钢箱梁的作用效应宜按弹性理论进行计算。 8.1.2 装配式组合钢箱梁可按简支梁理论计算结构恒载及温度内力，但 应 选取恰当方法分析计算交通荷载 横向分布 产生的结构内力。如做 简化处理，可按刚性横梁法计算交通荷载 下 目标单梁跨中的内力分配。 8.1.3 装配式组合钢箱梁的 组合顶 板
35、和组合底板在内力计算中应按 JTG D62-2004 第 4 章中的相关规定计算有效宽度。 DB13/T 2372-2016 12 8.1.4 装配式组合钢箱梁的承载能力极限状态应按以下计算假定进行分析： a) 钢腹板与箱梁上翼板及组合底板共同工作，不发生相对滑移或剪切连接破坏； b) 顶底板符合平截面假定； c) 组合顶板 及 组合底板组合 底板仅承受弯矩和轴力，波形钢腹板仅承受剪力； d) 忽略组 合底板 混凝土的抗拉强度。 8.1.5 在正常使用极限状态下，装配式组合钢箱梁上翼板混凝土的抗弯刚度可按 ECI 计算。组合底板中混凝土的抗弯刚度应按 0.8ECI 计算。 8.1.6 装配式组
36、合钢箱梁应验算承载能力极限状态下的构件强度以及在正常使用极限状态下的挠度。 8.1.7 计算混凝土徐变时，可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。混凝土徐变系数以及收缩应变 应 按JTG D62-2004 附录中的相关规定计算。 8.2 横向受力分析 8.2.1 横向受力分析应包括横隔梁、桥面板、 及波形钢腹板与顶板连接的横向抗弯计算。 8.2.2 采用梁格法计算时应计入单梁抗扭刚度的影响 。 8.2.3 分析 桥面板内力时应考虑车轮落于两腹板间产生的横向弯矩和剪力。 8.3 构件受力分析 8.3.1 单梁的抗扭刚度宜偏保守的按忽略掉外伸翼缘后的截面计算，其抗扭刚度可 按式（ 1） 计算 ： 231
37、 2 41 5 2 6 3 441 2 1 1 1cmKs s s sGAGbb b bt n t t n t n t n t 式中 ： Gk 为单梁的抗扭刚度； Am 图中阴影区的面积 （ mm2） ， Am=0.5h(b1+b2) ； h 顶板钢垫板上缘距底板形心距离 （ mm） ； ns 波形钢板与混凝土的剪切模量比， ns =Ge/Gc； t1、 t2 箱梁顶、底板混凝土厚度 （ mm） ； t3、 t4 箱梁波形钢腹板的 厚度（ mm） ； t5 箱梁顶板钢垫板厚度 （ mm） ； t6 箱梁组合底板 钢板厚度 （ mm） ； a 修正系数，按下式计算： 120.4 0.06 02b
38、ba h 其余各参 数 如图 4 所 示。 （ 1） DB13/T 2372-2016 13 图 4 波形 钢腹板各参数如图所示 8.3.2 顶底板的弯曲正应力 应 按（ 2） 式 计算 ： M=Idpi iNey 式中： i 截面类别编号；其中， i=1表示顶底板全截面， 公式用于强度计算； i=2表示不计底板混凝土作用的顶底板截面，公式用于刚度计算； Md 纵向弯矩设计值 （ Nmm ） ； Np 组合 底 板预应力束所提供的总预应力值 （ N） ； e 预应力束合力到 桥梁 截面形心的距离 （ mm） ； Ii 顶底板计算截面对形心轴的惯性矩（ mm4）； y 正应力计算位置到截面形心轴
39、的距离。 8.3.3 顶底板约束扭转正应力应 按（ 3） 式进 行计算 ： Bz zI 式中： B(z) 扭转双力矩函数（ Nmm 2）； 广义扇性坐标（ mm2）； I 广义扇性惯矩， 2AI dA （ mm6）。 8.3.4 顶底板自由扭转剪应力 应 按式（ 4）、 式 （ 5）、 式 （ 6）和 式 （ 7） 进行计算 ： （ 2） （ 3） DB13/T 2372-2016 14 顶板混凝土自由扭转剪应力： 152uc msTA t n t 顶板钢板自由扭转剪应力： s 152/u msTA t n t 底板混凝土自由扭转剪应力 ： b 2622c msTA t n t 底板钢板自由扭
40、转剪应力 ： bs 262 / 2msTA t n t 式中： T 扭矩 设计值 （ Nmm ）； mA 箱梁闭合截面顶、底板以及腹板中线所围面积（ mm2），见 8.3.1条； sn 钢与混凝土的剪切模量比，见 8.3.1条 。 8.3.5 腹板在竖向荷载作用下的弯曲剪应力应 按（ 8）式 进行计算 ： 2 da wwVth 式中， Vd 组合箱梁截面剪力设计值 （ N） ； wt 波形钢腹板厚度 （ mm） ； hw 波形钢腹板高度 （ mm） 。 8.3.6 腹板自由扭转剪应力 应 按（ 9）式 进 行计算 ： 1+t mwTAt 式中 ： T 组合箱梁所受的扭矩设计值； wt 波形钢腹
41、板厚度（ mm） ； a 修正 系数，按下式计算： 120.4 0.06 02bba h （ 4） （ 5） （ 6） （ 7） （ 8） （ 9） DB13/T 2372-2016 15 8.3.7 腹板约束扭转剪应力应 按（ 10）式 进行计算： w2 M wSIt 式中： M 约束扭转双力矩的一阶微分（ Nmm ）； S 1SmS S dA （ mm4） ； I 广义扇性惯矩， 2AI dA （ mm6） 。 8.3.8 装配式组合钢箱梁的变 形应考虑波形钢腹板剪切变形对挠度的影响，波形钢腹板因剪切变形产生的挠度 按（ 11）式 计算 ： visk V V dxGA s w wG A G
42、 h t /iwhh 式中 : kv 剪切修正系数，可取 kv=1； V 由荷载产生的剪力 （ N） ； V 单位荷载作用在跨中时在计算位置产生的剪力 （ N） ； G 钢材的剪变模量 （ MPa） ； As 波形钢腹板的有效剪切面积 （ mm2） ； i 波形钢腹板的剪切分担率； hw 波形钢板的高度 （ mm） ； tw 波形钢板的厚度 （ mm） ； 形状系数， =(aw+bw)/(aw+cw)； h 梁高 （ mm） 。 8.4 其他分析 8.4.1 波形钢腹板应 通过（ 12）式 的疲劳验算 ： pC /1.15 式中 ： P 加载 疲劳荷载模型后换算得到的对应于 210 6次加载的
43、焊缝处最大应力幅 （ MPa） ； C 常幅疲劳极限，对波形腹板焊缝取为 100 MPa，对横隔板焊缝及栓钉焊缝取为 80 MPa。 8.4.2 疲劳 验算应按顶底板的 钢、 混 凝土共同作用计算疲劳应力幅。但可偏保守的忽略预应力筋对结构刚度的贡献 。 （ 10） （ 11） （ 12） DB13/T 2372-2016 16 9 构件计算 9.1 一般规定 9.1.1 构件设计不仅应满足结构整体安全的需要，还应满足作为第二体系自身受力安全的要求。 9.1.2 钢构件与混凝土作为组合结构共同承载时，应按平截面假定确定各自分配的荷载，当混凝土结构应变低于应变允许值时，考虑钢 -混凝土共同作用，当
44、混凝土应变高于应变允许值时，混凝土退出作用。 9.2 顶底板验算 9.2.1 顶板的验算应包括正截面顶板混凝土强度验算 、 横桥向顶板抗弯验算 、横桥向顶板 在腹板支撑处 的 抗裂验算。 9.2.2 组合底板应进行强度验算。 9.2.3 计算轮载产生的顶板横桥向弯 曲内力时，板的横向宽度应按车轮横向有效分布宽度确定。 9.2.4 顶板混凝土的正截 面强度应采用 式（ 13） 验算： max cf m a x 0 1()M h y tI 式中 ： M 组合箱梁外荷载作用下考虑纵向预应力效应后在纵向所受到的弯矩（ Nmm ）； h 组合箱梁顶、底板混凝土截面形心距离（ mm）； 0y 组合箱梁截面
45、形心距底板截面形 心距离（ mm）； e 预应力合力距组合箱梁截面形心距离（ mm）； 1t 顶板混凝土厚度（ mm）； cf 混凝土抗压强度设计值（ MPa） ； I 组合截面等效混凝土截面惯性矩（ mm4）。 9.2.5 顶板 由于 腹板支承作用形成的横 桥 向抗弯强度应采用 式（ 14） 验算 ： 311 2c tM f x t y 式中： M 组合箱梁顶板在横向单位宽度所受的弯矩（ N合箱梁）； 1 系数。当混凝土强 度等级不超过 50C 时， 1 取为 1.0； cf 混凝土抗压强度设计值 （ MPa） ； 1t 组合箱梁 顶板混凝土厚度 （ mm） ； （ 13） （ 14） DB
46、13/T 2372-2016 17 3t 组合箱梁顶板钢垫板厚度 （ mm） ； y 组合箱梁顶板截面形心位置距钢垫板下缘高度 （ mm） ； x 组合箱梁顶板截面混凝土受压高度 （ mm） ，其值通过下式联立求解 ： 31130 .80 .80 .810 .0 0 3 3ycbbySft xfxttfE 式中： yf 钢板的屈服强度 （ MPa） ； SE 钢板的弹性模量 （ MPa） 。 9.2.6 顶板的抗裂性验算应满足 式（ 15） 的要求 ： m a x 1.9 1.9 0.0 8 0.2eqs ss tedw c mmE 1.1 0.65 tkte sf 2iieq i i ind
47、d n v d steteAA 式中： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，当 0.2 时，取 0.2 ；当 1.0 时， 取1.0 ；对直接承受重复荷载的构件，取 1.0 ； s 按荷载准永久组合计算的腹板上部顶板内钢筋混凝土构件横向受拉普通钢筋应力（ MPa）； sE 钢筋的弹性模量（ MPa）； sc 最外层横向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（ mm）：当 20sc 时，取 20sc ；当65sc 时，取 65sc ； te 按有效受拉混凝土截面面积计算的横向受拉钢筋配筋率，在最大裂缝宽度计算中，当0.01te 时，取 0.01te ； teA 有效受拉混凝土截面面积：取 0.5teA bh ，此处取单位宽度 1b ， h 为腹板上部顶板厚度；
