DBJ/T 13-136-2011 钢管混凝土拱桥技术规程

福建省工程建设地方标准
工程建设地方标准编号：DB/T3-136-2011
住房利城乡建设部备案号1833-201
钢管混土拱桥技术规程
Tochuical Specification for Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridges.
2011-04-10发布2011-07-15.实施
福建省住房和城乡建设厅发布

1总则
1.0.1为满足桥梁工程建设的需要，使钢管混凝土拱桥的设计、施工和养护管理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。
1.0.2本规程适用于福建省市政工程与各级公路钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护。
1.0.3考虑气温条件对钢材材性选择、温度作用计算的影响，本规程将福建省内钢管混凝土桥位所处地区按表1.0.3分为三个区域，即北部沿海、南部沿海和山区。

1.0.4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、施工与养护，除本规程有明确规定外，尚应遵守现行有关的国家标准和行业技术规范的规定。
1.0.5钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护除应符合本规程外，尚应符合国家和地方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(CFST)member
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。
2.1.2核心混凝土（管内混凝土）concrete core
浇注在钢管内的混凝土。
2.1.3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。
2.1.4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。
2.1.5钢管混凝土拱桥concrete filled steel tubular arch bridge
以圆形钢管内浇筑混凝土为拱肋、以钢管混凝土拱肋为主要承重构件的拱桥。
2.1.6单圆管拱肋single tubular arch rib
拱肋截面为单根钢管混凝土截面的拱肋，拱肋截面见图8.2.1(a)。
2.1.7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连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，拱肋截面见图8.2.1(b)和(c)。
2.1.8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（格构式)受力结构的拱肋，拱肋截面见图8.2.1(d)、(e)、(f)和(g)。
2.1.9钢管混凝土格构柱CFST laced column
由若干钢管混凝土主肢和空钢管缀件组成的柱子。
2.1.10刚架系杆拱rigid-framed tied arch
拱肋与桥墩固结，以柔性系杆的预应力（主动平衡力）来平衡拱的水平推力的结构，见图8.1.2(d)、(e)。
2.1.11下承式刚架系杆拱rigid-framed tied through arch
全部桥面系悬挂在拱肋以下的刚架系杆拱，见图8.1.2(d)。
2.1.12带悬臂半拱的中承式刚架系杆拱（飞鸟（燕）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，见8.1.2(e)。
2.1.13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。
2.1.14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。
2.1.15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。
2.1.16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。
2.1.17钢管初应力（钢管混凝土初应力）initial stress of steel tube (initial stress of CFST
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。
2.1.18初应力度initial stress ratio
钢管初应力与钢材屈服强度的比值。
2.1.19计算合龙温度computed closure temperature
指管内混凝土形成设计强度时，通过换算确定的钢管混凝土拱肋温度内力为0时刻所对应的截面平均温度。
2.1.20主管main tube

在钢管节点和钢管混凝土节点中，承受主要荷载的管构件。
2.1.21支管branch tube
在钢管节点和钢管混凝土节点中，起联结作用、承受次要荷载的管杆件。
2.1.22钢管节点steel tube joint
钢管主管与钢管支管形成的节点。
2.1.23钢管混凝土节点CFST joint
主管为钢管混凝土、支管为（空）钢管的节点。
2.1.24相贯节点intersection joint
在钢管节点和钢管混凝土节点中，主管和支管直接通过相线焊接连接的节点。
2.1.25脱粘debonding
由温度作用、管内混凝土收缩等非施工质量原因形成的管内混凝土与钢管之间产生程度微小脱离（钢管与管内混凝土之间的间隙不大于3mm)的现象。
2.1.26脱粘（角度）率debonding(angle)rate
钢管混凝土横截面上产生脱粘区域角度与整个截面角度的比值。

3材料
3.1混凝土
3.1.1钢管混凝土拱肋管内混凝土可采用普通混凝土或高性能混凝土，其等级宜为C30~C60。
3.1.2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，且宜采用微膨胀混凝土。
3.1.3混凝土轴心抗压强度标准值f、轴心抗压强度设计值f、轴心抗拉强度标准值f、轴心抗拉强度设计值f、弹性模量E应按表3.1.3采用。混凝土的剪变模量G可按表3.1.3中弹性模量E的0.4倍采用，混凝土的泊松比μg可取为0.2。

3.2钢材
3.2.1钢管混凝土拱肋中的钢管和其它承重结构钢材宜选用现行国家标准中质量等级C级或C级以上级别的Q235钢、Q345钢或Q390钢。福建（北部和南部）沿海地区可选用质量等级C级钢材，山区可选用质量等级D级钢材。
3.2.2钢管可采用卷制焊接管或无缝钢管。当钢管直径超过600mm时宜采用卷制焊接管。
3.2.3钢板（材）的主要强度指标应按表3.2.3采用。

第二部分
4设计的基本规定
4.1一般规定
4.1.1本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。本规程采用的设计基准期为100年。
4.1.2钢管混凝土拱桥应考虑以下两类极限状态设计：
1承载能力极限状态：对应于钢管混凝土拱桥或其构件达到最大承载能力，或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
2正常使用极限状态：对应于钢管混凝土拱桥或构件达到正常使用，或耐久性的某项限值的状态。
3在进行上述两类极限状态设计时，应同时满足构造和工艺方面的要求。
4.1.3钢管混凝土拱桥应考虑以下三种状况及其相应的极限状态设计：
1持久状况：桥梁建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况桥梁应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
2短暂状况：桥梁施工过程中承受临时性作用（或荷载）的状况。该状况桥梁应作承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。
3偶然状况：在桥梁使用过程中偶然出现的，如罕遇地震的状况。该状况桥梁仅应作承载能力极限状态设计。
4.1.4钢管混凝土拱桥应根据其所处环境条件进行耐久性设计。钢管混凝土拱桥的设计应考虑检修与维护的需要。吊杆、系杆等易损构件应进行可检查、可更换性设计。

4.1.5钢管混凝土拱桥抗震设计应符合现行《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01的要求。
4.1.6钢管混凝土拱钢结构和钢构件之间的连接，施工阶段管内混凝土达到强度前钢管拱结构的承载力、变形和稳定，应按公路桥梁钢结构进行设计与计算。钢管混凝土拱桥中（柔性）吊杆和系杆拉索，可按现行《公路斜拉桥设计细则》JTG/TD65-01中对斜拉索的技术要求执行。
4.1.7钢管混凝土拱桥设计应根据地形地质、交通运输条件和其它建设条件，确定原则性的施工方案、主要施工步骤、质量要求和施工中允许的不平衡作用，明确结构体系转换的顺序及应采取的相应措施，并对主要施工阶段进行计算。
4.1.8钢管混凝土拱桥的跨径，对于有推力拱应按净跨径计算；对于拱梁组合和刚架系杆拱应按该跨相邻两墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离计算。
4.2作用
4.2.1钢管混凝土拱桥的作用分类与效应组合应符合现行《公路桥涵设计通用规范》JTGD60或相应的城市桥梁设计荷载标准的要求。
4.2.2钢管混凝土拱桥的作用计算，除本规程有明确规定者外，应按现行《公路桥涵设计通用规范》JTGD60或相应的城市桥梁设计荷载标准执行。地震作用计算按现行《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01执行。风荷载计算应按现行《公路桥梁抗风设计规范》JTG/TD60-01执行。
4.2.3钢管混凝土拱桥桥面结构的汽车荷载冲击系数应按现行《公路桥涵设计通用规范》JTGD60计算。钢管混凝土拱的汽车荷载冲击系数，可按下式计算：

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