公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-20151-4总则、材料、结构计算剖析

《公路钢结构桥梁设计规范》1 总则3 材料及设计指标4 结构分析吴冲同济大学桥梁工程系cwu@《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015)公告☞根据交通部《关于下达2006 年度公路工程标准制修订项目计划的通知》（交公路发[2006]439 号文）要求，在《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）的基础上修订而成。

☞主持主编单位中交公路规划设计院有限公司☞参加单位同济大学西南交通大学北京交通大学清华大学长安大学东南大学中铁宝桥集团有限公司 中铁山桥集团有限公司☞主编：张喜刚☞主要参编人员：裴岷山、赵君黎、吴冲、强士中、雷俊卿、聂建国、王春生、陈惟珍、程刚、张克、黄李骥、冯苠、冯良平、刘玉擎、姚波、刘晓娣、钱叶祥、胡广瑞☞参与审查人员：万珊珊、徐君兰、王福敏、李怀峰、韩大章、代希华、廖建宏、李军平、沈永林、杨耀铨、张子华、王志英、田克平、包琦玮、姚翔、郭晓东、黎立新本次修订的主要内容☞调整了规范适用范围； 主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等， 采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。

☞采用了概率理论为基础的极限状态设计方法（疲劳计算除外）；☞改进了钢结构的强度、稳定和疲劳设计与计算方法 考虑剪力滞影响 增加板件和加劲板局部稳定计算 增加了疲劳荷载模型，采用容许应力幅方法计算；☞补充和完善了钢板梁、钢桁梁、组合梁、缆索系统、支座与伸缩装置的计算和构造规定；☞增加了有关钢箱梁、钢管结构、钢塔、防护及维护设计的相关规定☞1 总则 1☞2 术语和符号 22.1 术语 22.2 主要符号 3☞3 材料及设计指标 73.1 材料 73.2 设计指标9☞4 结构分析 154.1 结构分析模型154.2 结构变形、强度与稳定计算15☞5 构件设计 175.1 一般规定17 5.2 轴心受力构件25 5.3 受弯构件26 5.4 拉弯、压弯构件33 5.5抗疲劳设计 34 ☞6 连接的构造和计算406.1 一般规定40 6.2焊接连接40 6.3 栓、钉连接477.1 一般规定547.2翼缘547.3 腹板 557.4 纵横向联结系57 ☞8 钢箱梁588.1 一般规定588.2 正交异性钢桥面板58 8.3 翼缘板598.4 腹板 608.5 横隔板609.1 一般规定61 9.2 杆件 619.3 节点板62 9.4 联结系64 ☞10 钢管结构65 10.1 一般规定65 10.2 构造要求67 10.3计算规定70☞11 钢-混凝土组合梁73 11.1 一般规定73 11.2 承载能力极限状态计算74 11.3 正常使用极限状态计算75 11.4 连接件设计76 11.5构造78 ☞12 钢塔8012.1 一般规定80 12.2 构造要求80 ☞13 缆索系统82 13.1 一般规定82 13.2 结构设计82☞14钢桥面铺装85 ☞15防护及维护设计87 ☞16 支座与伸缩装置89 16.1 支座89 16.2 伸缩装置91☞附录A轴心受压构件整体稳定折减系数 92☞附录B受压加劲板的弹性屈曲系数98☞附录C疲劳细节101☞附录D 损伤等效系数计算方法116☞附录E节点板撕裂强度、剪应力和法向应力验算119☞附录F 组合梁翼缘有效宽度计算 121☞本规范用词用语说明123☞附件《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015条文说明125☞1.01 钢桥设计基本原则安全性◆确保桥梁结构的强度、刚度、稳定、疲劳等要求耐久（养护性）◆防腐、有检修通道、可以再涂装、便于维修与更换适用（功能性）◆根据功能和交通量荷载合理确定桥梁纵断面、平面、横断面◆交通组织设计确保交通安全环保◆不采用对环境、人体等有害的涂装、施工工艺等经济性◆选择合理的结构形式，施工方法，使得造价最低美观性◆桥梁与环境相适应，桥梁结构比例协调，景观亮化施工性◆有足够的制作空间、便于自动化施工、便于运输和安装☞1.0.2本规范适用于各等级公路钢结构桥梁和桥梁钢结构设计。

主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等，采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。

☞1.0.4 设计使用年限特大桥、大桥、中桥主体结构应按不小于100年 高速公路、一、二级公路上的小桥主体结构宜按不小于100年☞1.0.6公路钢结构桥梁设计应提出对制作、运输、安装、养护、管理等的要求，选择合理的结构形式，宜采用标准化、通用化的结构单元和构件，构造与连接应便于制作、安装、检查和维护。

☞1.0.7公路钢结构桥梁设计除应符合本规范外，尚应符合现行国家和行业有关标准的规定。

☞基本组合: 永久作用设计值效应与可变作用设计值效应相组合承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值：S udg 0：结构重要性系数，1.1, 1. 0, 0.9g Gi , S Gik ：第i 个永久作用效应的分项系数 和标准值； g Gi =1.2 (1.0)g Q1 , S Q1k ：汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值；g Q1 =1.4 g Qj , S Qjk ：除汽车荷载外的其它可变作用效应的分项系数 和标准值；◆风荷载: g Qj =1.1; ◆其它： g Qj =1.4f c ：除汽车荷载效应外的其它可变作用效应的组合系数◆永久＋汽车＋人群（或其它一种可变作用）： f c =0.8 ◆永久＋汽车＋其它两种可变作用： f c =0.7 ◆永久＋汽车＋其它三种可变作用： f c =0.6◆永久＋汽车＋其它四种或四种以上可变作用： f c =0.5☞偶然组合: 永久作用标准值效应与可变作用代表值效应和一种偶然作用标准值效应组合偶然作用效应的分项系数 取1.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=∑∑==m i n j Qjk Qj c k Q Q Gik Gi ud S S S S 121100g f g g g g☞短期组合：永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合作用短期效应组合设计值：S sdS Gik ：第i 个永久作用效应的标准值； S Qjk ：第j 个可变作用效应的标准值 f 1j ：第j 个可变作用频遇值系数◆汽车（不计冲击）：f 1j =1.0 (通规0.7) ◆人群： f 1j =1.0 ◆风： f 1j =0.75◆温度梯度： f 1j =0.8 ◆其它作用： f 1j =1.0☞标准组合：永久作用标准值效应与可变作用标准值效应相组合111m n sd Gik j Qjk i j S S S f ===+∑∑☞长期组合：永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合作用长期效应组合设计值：S ldS Gik ：第i 个永久作用效应的标准值 S Qjk ：第j 个可变作用效应的标准值 f 2j ：第j 个可变作用准永久值系数◆汽车（不计冲击）： f 2j =0.4 ◆人群： f 2j =0.4 ◆风： f 2j =0.75◆温度梯度： f 2j =0.8 ◆其它作用： f 2j =1.0Qjk nj j m i Gik ld S S S ∑∑==+=121f 11mnkd Gik Qjki j S S S ===+∑∑1.0.5 公路钢结构桥梁极限状态☞承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆 按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的基本组合，组合表达式中的作用采用标准值，并乘以作用分项系数各种作用的分项按现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60）的规定取用☞正常使用极限状态包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部损坏；采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）的计算挠度值☞疲劳极限状态按疲劳设计荷载计算无限寿命设计：应力幅小于S-N曲线的截止应力幅有限寿命设计：基于S-N曲线和应力幅的线性累计损伤准则☞钢材牌号《碳素结构钢》GB/T 700 ：Q235钢◆Q235中的沸腾钢不宜用于需要验算疲劳以及工作温度低于-20℃时的结构 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591： Q345、Q390和Q420钢☞钢材等级需要验算疲劳的焊接构件◆当桥梁的工作温度t处于0℃≥t＞-20℃时►Q235和Q345：C级，冲击韧性应满足试验温度0℃的要求►Q390和Q420 ：D级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求；◆当桥梁工作温度处于t≤-20℃时候►Q235和Q345 ：D级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求►Q390和Q420 ：E级，冲击韧性应满足试验温度-40℃的要求。

需要验算疲劳的非焊接构件◆当桥梁工作温度处于t≤-20℃时候►Q235和Q345 ：C级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求►Q390和Q420 ：D级，冲击韧性应满足试验温度-40℃的要求。

，当冲击韧性钢材牌号质量等级试验温度（℃）冲击韧性（J）Q235 C 0 27D -20 27Q345 C 0 34D -20 34E -40 27Q390 C 0 34D -20 34E -40 27Q420 C 0 34D -20 34E -40 27钢材抗拉、抗压和抗弯f d 抗剪f vd端面承压（刨平顶紧）f cd牌号厚度（mm）Q235钢16190110280 16～4018010540～100170100Q345钢16275160355 16～4027015540～6326015063～8025014580～100245140Q390钢16310180370 16～4029517040～6328016063～100265150Q420钢16335195390 16～4032018540～6330517563～100290165钢材设计指标： f d=f y/1.25注：1 铰轴紧密接触系指接触面为圆弧中心角为2×45°的接触；辊轴或摇轴自由接触系指轴与板平面的接触。

2 计算紧密接触或自由接触受压强度时，其承压面积采用轴径截面。

轴与板采用不同钢种时，径向受压设计值取用其较低者。

强度种类钢号ZG230-450ZG270-500ZG310-57035号钢 45号钢 抗拉、抗压和抗弯f d170 200 225 250 280 抗剪f vd100115130145 160 铰轴紧密接触时径向受压f rd185100110125140辊轴或摇轴自由接触时径向受压f rd2 6.5 8.0 9.0 10.0 11.0 销孔承压f sd——————190210表3.2.2铸钢和锻钢的强度设计值(MPa)焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度（mm）抗压焊缝质量为以下等级时，抗拉抗剪抗拉、抗压或抗剪一级、二级三级自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢16190190160110140 16～4018018015510540～100170170145100自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢16275275235160175 16～4027027023015540～6326026022015063～8025025021514580～100245245210140自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢16310310265180200 16～4029529525017040～6328028024016063～100265265225150Q420钢16335335285195200 16～4032032027018540～6330530526017563～100290290245165wcdfwtdfwvdfwfdf≤≤≤≤3.2.3焊缝的强度设计值(MPa)3.2.4普通螺栓和锚栓连接的强度设计值(MPa)螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓C级A、B级抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉普通螺栓4.6级、4.8级145120——————————5.6级——————185165————8.8级——————350280————锚栓Q235钢————————————125 Q345钢————————————160构件Q235钢————265————350——Q345钢————340————450——Q390钢————355————470——Q420钢————380————500——btdfbvdfbcdfbtdfbvdfbcdfatdf☞3.2.5 高强度螺栓的预拉力设计值P d （kN ）☞3.2.6铆钉连接的强度设计值(MPa)螺纹规格 P d M20 M22 M24 M27 M30 性能等级8.8S 125 150 175 230280 10.9S 155 190 225 290355铆钉钢号和 构件钢材牌号 抗拉(钉头拉脱)抗剪 承压I 类孔 II 类孔 I 类孔 II 类孔 铆钉 BL2或BL3105160135————构件Q235钢—— —— —— 390 320 Q345钢 —— —— —— 500 405 Q390钢——————520425tdvd r cd f 注：1 I 类孔指在装配好的构件上钻成的孔；在单个零件和构件上用钻模钻成的孔；在单个零件上先钻成或冲成较小的孔，然后在装配好的构件上再扩钻成的孔。