正式版 无水印 TB 10127-2020 铁路桥梁钢管混凝土结构设计规范(附条文说明).pdf

中华人民共和国行业标准
TB10127-2020
J2871-2020
铁路桥梁钢管混凝土结构设计规范
Code for Design of Concrete-filled Steel Tubular Structures of Railway Bridge
2020-12-02发布
2021-03-01实施
国家铁路局发布

随着我国大规模铁路建设的快速发展，桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就，钢管混凝土结构在铁路桥梁建设中得到了大量应用，主要桥式为连续梁拱组合桥和简支组合拱桥。水柏铁路北盘江大桥、莞惠城际铁路东莞水道桥、郑焦（京广）铁路跨黄河大堤组合拱桥等一批艰险山区及跨河钢管混凝土结构桥梁成功建设，标志着铁路钢管混凝土结构桥梁建造技术取得重大突破，达到世界先进水平，为制定铁路桥梁钢管混凝土结构技术标准积累了丰富经验，奠定了坚实基础。
为统一铁路桥梁钢管混凝土结构设计要求，提高桥梁设计水平，本规范在全面总结我国铁路钢管混凝土结构桥梁建设运营实践经验和科研成果的基础上编制而成。本规范贯彻安全优先的原则，强化质量安全、节约资源、保护环境等要求，并结合我国国情、社会经济发展水平、环境条件等因素，同时与现行高速铁路、城际铁路、客货共线和重载铁路等相关标准统筹协调，系统规定了铁路桥梁钢管混凝土结构关键技术参数和主要设计原则，为铁路桥梁钢管混凝土结构设计提供技术支撑。
本规范共分10章，包括总则、术语和符号、材料、基本设计参数、结构体系与分析、构件强度计算、节点连接设计、疲劳计算、构造要求、施工要求，另有3个附录。
本规范主要技术内容如下：
1.明确了本规范的编制目的、适用范围和钢管混凝土结构设计总体性要求。
2.统一了钢管混凝土结构的材料要求和基本力学参数。
3.规定了钢管混凝土结构设计的基本设计参数。
4.明确了钢管混凝土结构体系的基本要求和分析方法。
5.规定了钢管混凝土构件的强度计算方法。
6.统一了钢管混凝土结构常用连接节点的一般规定和强度计算方法。
7.提出了管管对接、板管连接、管管连接的疲劳计算方法。
8.明确了钢管混凝土结构的构造要求。
9.规定了钢管混凝土结构的施工要求。
在执行本规范过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料。如有需要修改和补充之处，请及时将意见及有关资料寄交中铁工程设计咨询集团有限公司（北京市丰台区广安路15号中铁设计大厦，邮政编码：100055)，并抄送国家铁路局规划与标准研究院（北京市西城区广莲路1号，邮政编码：100055），供今后修订时参考。
本规范由国家铁路局科技与法制司负责解释。
主编单位：中铁工程设计咨询集团有限公司。
参编单位：中铁二院工程集团有限责任公司、清华大学、北京交通大学、兰州交通大学。

1总则
1.0.1为适应铁路桥梁建设需要，统一铁路桥梁钢管混凝土结构设计技术要求，满足铁路桥梁钢管混凝土结构设计安全可靠、先进成熟、经济适用的要求，制定本规范。
1.0.2本规范适用于铁路桥梁的圆钢管混凝土结构设计。
1.0.3采用本规范设计时，桥梁基本构造、设计荷载、结构刚度、行车安全性平稳性及舒适度指标应符合《铁路桥涵设计规范》TB10002的有关规定；结构抗震设计应符合《铁路工程抗震设计规范》GB50111的有关规定。
1.0.4铁路桥梁钢管混凝土主体结构的设计使用年限应为100年。
1.0.5铁路桥梁钢管混凝土结构应按施工阶段和运营阶段分别进行结构计算。
1.0.6钢管管节宜采用钢板卷制直缝焊接，焊接钢管应采用自动焊接工艺。当钢管直径比较小时，可采用符合国家和行业现行有关标准的热轧无缝管。
1.0.7钢结构涂装应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的有关规定。
1.0.8铁路桥梁钢管混凝土结构设计应符合国家节能、节地、节水、节材和保护环境等有关要求。
1.0.9铁路桥梁钢管混凝土结构设计采用新工艺、新技术、新材料、新设备时，应符合国家及行业有关规定。
1.0.10铁路桥梁钢管混凝土结构设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1钢管混凝土构件concrete-filled steel tubular member
在钢管内灌注混凝土且两种材料共同受力的构件。
2.1.2钢管混凝土结构concrete-filled steel tubular structure
以钢管混凝土构件为主要受力构件的结构。
2.1.3管管对接butt welding of steel tubulars
相同轴线钢管的对接焊连接。
2.1.4板管连接welded joint of plate and tubular
节点板与钢管的焊接连接。
2.1.5管管连接welded joint of steel tubulars
不同轴线钢管的相贯焊连接。
2.1.6套箍系数constraining coefficient
反映钢管混凝土构件截面几何特征和组成材料物理特性的综合参数。
2.1.7脱粘空隙
debonding gap
钢管和混凝土结合处的径向脱粘厚度值。
2.1.8节点板放大系数amplification of joint plate
节点板焊接段焊缝理论长度在垂直受力方向投影长度与腹杆翼缘宽度之比。
2.2符号
3材料
3.1混凝土
3.1.1钢管混凝土采用的混凝土强度等级不应低于C40。
3.1.2混凝土原材料、配合比等指标应符合《铁路混凝土》TB/T3275的有关规定，宜采用粗骨料粒径不大于25mm、水胶比不大于0.35的混凝土。
3.1.3混凝土的抗压极限强度、容许应力、弹性模量、剪切变形模量应符合表3.1.3的规定，温度线膨胀系数a可取1.0×10-5，泊松比可取0.2。
表3.1.3混凝土的设计指标(MPa)

3.2钢材
3.2.1钢材可采用Q345q、Q370q、Q420q和Q500q,交货技术条件应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的有关规定。
4基本设计参数
4.0.1钢管直径不宜小于400mm且不宜大于2000mm,壁厚不宜小于10mm,受弯构件的钢管径厚比D/t尚不应大于50f/235。钢管混凝土构件截面的含钢率α、套箍系数5应符合下列规定：
a≥0.05(4.0.1-1)
0.5≤ξ≤3.0(4.0.1—2)
4.0.2钢管混凝土构件的长细比入不应大于100。
4.0.3施工阶段钢管内混凝土终凝前，钢管混凝土构件的强度、变形和稳定性应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的有关规定。
4.0.4钢管混凝土构件的钢管应力在主力、主力+附加力组合下不应大于1.25[0]，且在钢管内混凝土灌注后终凝前不宜大于0.5[σ]。
4.0.5成桥后拱肋顶部钢管内混凝土脱粘空隙h不应大于钢管直径D的0.8%，且不应大于5mm。
4.0.6钢管混凝土拱桥合龙温度宜取灌注管内混凝土时的月平均气温，体系升温温差宜取月平均最高气温与合龙温度的差值，体系降温温差宜取合龙温度与月平均最低气温的差值加5℃；钢管与混凝土之间的温差宜取±5℃。
4.0.7混凝土收缩产生的内力可按混凝土降温10℃计算。
4.0.8钢管混凝土结构在抗震计算时，阻尼比在罕遇地震、多遇地震下宜分别取0.05、0.03。
4.0.9钢管混凝土拱桥动力系数可按下式计算：

内容索引：

1总则1
2术语和符号2
2.1术语……2
2.2符号2
3材料……5
3.1混凝土…5
3.2钢材……5
4基本设计参数…………7
5结构体系与分析……9
5.1结构体系……9
5.2结构分析………………9
6构件强度计算…….11
6.1轴心受压、纯弯构件…11
6.2压弯构件……12
6.3局部受压构件……………13
6.4应力与稳定计算…….15
7节点连接设计…………16
7.1一般规定……16
7.2板管节点连接……16
7.3管管节点连接……18
8疲劳计算22
8.1管管对接22
8.2板管连接…25
8.3管管连接……27
9构造要求……29
9.1管管对接·29
9.2板管连接30
9.3管管连接·30
9.4柱脚……31
10施工要求33
10.1一般规定33
10.2钢管构件制作33
10.3钢管桁架组装.36
10.4管内混凝土灌注38
附录A钢管混凝土结构计算参数表·39
附录B实腹式哑铃型钢管混凝土构件纯弯强度计算……50
附录C疲劳计算的应力集中系数……65
本规范用词说明71
《铁路桥梁钢管混凝土结构设计规范》条文说明……72

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