03- 钢混组合梁设计计算要点 - 吴冲
钢混组合梁设计说明
钢混组合梁设计说明1桥梁工程1.1 主要技术标准(1) 公路等级：高速公路；(2) 设计速度：80km/h；(3) 行车道数：双向四车道；(4) 设计基准期：100年；(5) 建筑限界：桥面标准宽度2×12.6m，净高5m；(6) 桥面横坡：2%；(7) 设计荷载：公路-Ⅰ级；(8) 抗震设防标准：设计基本地震动峰值加速度0.15g，特征周期0.4s；1.2上部构造本桥为跨黑龙溪而设。
施工图设计阶段左、右线上部构造均采用1×40mT梁，根据最新实测横、纵断面，左线上部构造变更为1×60m简支钢混叠合梁，中心桩号ZK45+385.8，右线上部构造变更为1×48m简支钢混叠合梁，中心桩号K45+396。
钢梁相关说明详见本说明第5条。
桥面板采用抗裂、抗渗高性能混凝土。
每方混凝土中掺入50kg钢纤维，钢纤维为端钩形高强钢丝切断型，长度宜为30～35mm，直径或等效直径为0.6～0.9mm，抗拉强度大于600Mpa，具体技术要求应符合《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38-2004)及《水泥混凝土桥面铺装技术指南》(SCGF31-2010)的相关规定。
1.3下部构造下部构造起点岸桥台接双桥村2号隧道，止点岸桥台接林家埂隧道。
两岸桥台均仅设台帽和横向挡块，台帽置于隧道基础上，不设背墙，主梁直接与隧道仰拱相接。
两岸台后均不设搭板。
施工桥台前应仔细核对隧道专业相关变更图纸。
施工前，施工单位应复测桥梁设计线地面线、桥梁边线处地面线和桩顶高程并详细核对，如与设计采用数据相差较大，应及时反馈至设计方，对结构进行修正。
1.4横断面布置左线标准横断面布置详见图1，布置原则为使桥面防撞护栏内侧边线与隧道洞内电缆沟内侧边线对齐。
考虑到本桥总长较短，区间停车存在安全隐患，在桥上不设应急停车道。
桥面净宽为8.75m，与隧道同宽，设2根行车道。
右线标准横断面相应翻转，详见设计图。
跨中处桥面宽12.6m，组成为：1.26m（隧道外侧检修道通道及柔性棚洞护栏）+0.6m（防撞护栏）+8.75m（行车道）+0.6m （防撞护栏）+1.39m（隧道内侧检修道通道及柔性棚洞护栏）其中防撞护栏外侧各设两根隧道检修道通道，用于隧道检修人员在双桥村2号隧道和林家埂隧道之间通行。
钢-混凝土组合梁结构计算
钢－混凝土组合梁结构计算书编制单位：计算：复核：审查：2009年3月目录1. 设计资料 (1)2. 计算方法 (2)2.1 规范标准 (2)2.2 换算原理 (2)2.3 计算方法 (3)3. 不设临时支撑_计算结果 (3)3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (5)3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (7)3.3 结论 (8)3.4 计算过程（附件） (8)4.设置临时支撑_有限元分析计算 (8)4.1 有限于建模 (8)4.2 施工及使用阶段结构内力 (10)4.2.1 施工阶段结构内力 (11)4.2.2 使用阶段结构内力 (12)4.3 组合梁截面应力 (14)4.3.1 截面应力汇总 (14)4.3.2 截面应力组合 (16)4.4 恒载作用竖向挠度 (17)4.4.1 施工阶段竖向挠度 (17)4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (17)4.5 结论 (17)钢－混凝土组合梁结构计算1. 设计资料钢－混凝土组合梁桥，桥长40.84m，桥面宽19.0m；钢主梁高1.6m(梁端高0.7m)，桥面板厚0.35m；钢材采用Q345D级，桥面板采用C50混凝土；车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。
图 1 横向布置(cm)图 2 桥梁立面(cm)表 1 材料力学指标表材料弹性模量E c(MPa)剪切模量(MPa)泊松比ν轴心抗压强度标准值f ck(MPa)轴心抗压强度设计值f cd(MPa)容许压应力(MPa)线膨胀系数α容重γ(kN/m3)C50混凝土34500138000.232.422.420.4120.0000125.0表2材料力学指标表材料弹性模量E s(MPa)剪切模量G(MPa)泊松比ν16～35mm厚钢材屈服点强度f y(MPa)抗拉、抗压和抗弯强度设计值f(MPa)弯曲基本容许应力(MPa)剪切基本容许应力(MPa)线膨胀系数α容重γ(kN/m3)Q345D钢材206000790000.33252952101200.00001278.5钢主梁沿纵向分3个制作段加工，节段长度为13.6+13.64+13.6m，边段与中段主要结构尺寸（图3）见下表，其余尺寸详见设计图纸表 3 钢主梁主要尺寸表梁高H(mm)下翼板下翼板腹板厚tw(mm)宽(mm)厚tf1(mm)宽(mm)厚tf2(mm)边制作段16004001820842424中制作段16004001820843224图 3 钢梁标准构造(mm)2. 计算方法2.1 规范标准现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定，对于直接承受动力荷载的组合梁，则应采用弹性分析法计算。
钢混组合梁桥的设计要点和方法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ２ — ０ ６ 作者 简介 ： 孙涛（ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 新 疆阿 勒泰 人 ， 工程 师 ， 从事 路 桥设计 工作 。
弹 性 理 论认 为 在 承 载 能 力 极 限状 态 下 ，钢 混 组 合 梁 是 完全 协 同工 作 的 ，结 构 的破 坏 是 以边 缘
应力水 平超过材料 的允许应力 为标准计算 的 ， 因 此 弹性 理 论计 算 承 载 能力 时 ， 有 如 下假 定 ： （ １ ） 截 面 的 变形 完 全遵 循 平 截 面假 定 ； （ ２ ） 钢材 和混凝土 为理想 的弹性 体 ， 直 到梁 体
中图分 类号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ １ ＊ ６ 文献标 志 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７） ０ ４ — ０ ０ ６ ７ — ０ ３
０ 引 言
混凝 土和钢材 是现代 工程建设 的主要材料 ， 随 着 现 代 土 木 工程 向 可持 续 化 和 经 济 化 的方 向发
２ ０ １ ７ 年 ４月第 ４期
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ７ ９ ９ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｓ ｄ ｑ ｙ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ２ ０
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构 ６ ７
钢 混组合 梁桥 的设 计要 点和 方法
孙 涛
（ 中咨 华科 交通建 设技 术有 限公 司 ， 北 京市 １ ０ ０ １ ９ ５）
的破 坏 ；
（ ３ ） 钢与混凝 土之 间连接是 安全可靠 的 ， 可能 有 微小 的滑 移 ， 但 是可 忽 略 ； （ ４ ） 不考 虑混凝 土开裂 对结 构承载 能力 的影 响。 根据钢混组合结构 的计算理论 ，如果钢混 构 件 的连 接 在 承 载 能力 状 态 下 不 发 生 滑移 ，截 面 内 构 件 连 接 完好 ，则 可 以按 照 刚度 分 配原 理 计 算 钢 梁 承 受 的弯矩 、轴 力 和混 凝 土 桥 面板 承受 的 弯 矩 和 轴力 ， 结构 内力 的分 配 原 理见 图 １ 。 根 据 图 １可 知 ， 在截面 弯矩作用 下 ， 根 据 弹 性 理 论 分 配 的钢 和 混 凝 土 的 弯 矩 和 轴 力 分
浅谈钢混结合段实用构造及计算方法
浅谈钢混结合段实用构造及计算方法摘要：以开原市大清河大桥主拱钢混结合段为例，分析钢混结合段的实用构造及计算方法，综合运用空间分析和平面计算相结合的方法，准确高效地进行结构受力变化分析，保证结构受力安全合理。
关键词：主拱钢混结合1、情况简介大清河大桥主桥采用梁拱组合结构，主梁为70+120+90+50=330m的变截面预应力混凝土连续梁，主跨钢拱在120m+90m的主跨范围内设置，钢拱外倾为展翅形。
梁拱组合部分桥型布置图如下图。
图1梁拱组合部分桥型布置图2、设计与计算2.1、要点本桥由于跨径大，且为不对称跨径，所以主桥主跨采用梁拱组合共同受力结构。
由于主跨钢拱为异形拱，本桥受力难点之一为拱梁相接位置钢混结合段的受力分析。
由于主跨钢拱异形外倾，所以受弯剪扭作用效应均很大，故本次设计对该部位进行了细致的分析。
S0位置钢混段预应力布置图2.2、钢混结合段内力表使用《MIDAS》软件建立整体空间模型，计算分析并得出钢混结合段位置的内力结果，为后续的计算分析提供设计依据，具体计算结果见下表。
钢混结合段内力表2.3、平面分析计算通过excel编制的计算表格，对钢混结合面钢结构部分和混凝土部分分别进行计算分析。
钢截面验算：混凝土截面验算：2.3、空间分析计算采用Midas Civil 2010 ( V7.8.0 Release No.1) 对所计算部位进行建模分析。
结构计算模型图钢结构应力结果来看，最大峰值应力为117Mpa，整个结构多数应力均低于100Mpa，S0钢混段钢结构受力良好。
混凝土结构结果来看，最大峰值拉应力为3.67Mpa，但是以上应力只在很小的区域出现，且扩散较快；最大峰值压应力为23.19Mpa，且扩展较快，整个混凝土结构普遍应力在2Mpa~20Mpa之间，满足规范要求。
4、结语该桥的钢混结合段受力复杂，同时受到弯、剪、扭共同作用，且轴力很小，属于大偏心受弯构件。
因此我们采用了空间分析和平面分析相结合的计算分析方式，充分利用了空间分析和平面分析各自的优点，为类似结构的计算分析提供了一定参考。
钢与砼组合梁计算
钢与砼组合梁计算钢与混凝土组合梁是一种常用于建筑和桥梁结构中的梁。
它由一块钢板和一块混凝土板组成，这种结构使得梁具有更好的承载能力和抗弯刚度。
以下是钢与混凝土组合梁计算的一般步骤。
1.确定梁的截面形状和尺寸。
根据设计要求和荷载条件，选择合适的梁截面形状，如矩形、T型或箱形梁，并确定梁的净高、有效宽度和厚度。
2.计算混凝土梁的自重。
根据混凝土的密度和梁的净高、有效宽度、厚度来计算混凝土的自重，并与设计荷载进行比较。
3.计算混凝土梁的弯矩承载力。
根据混凝土的弯矩-曲率曲线和挠度极限的要求，计算混凝土组合梁的弯矩承载力，并进行比较。
4.计算钢梁的弯矩承载力。
根据钢材的强度和弯矩-曲率曲线，计算钢梁的弯矩承载力，并进行比较。
5.计算混凝土梁与钢梁的相对刚度。
根据不同材料的弹性模量和惯性矩，计算混凝土梁与钢梁的相对刚度，并进行比较。
6.判断梁的工作状态。
根据设计荷载和比较结果，判断梁在不同工作状态下的安全性和可靠性。
上述步骤仅为一般计算步骤，具体计算过程可能会因设计要求和荷载条件的不同而有所变化。
同时，在计算过程中还需要考虑其他因素，如梁的支座条件、横向荷载效应、动力荷载、温度变形等。
需要注意的是，钢与混凝土组合梁的计算是一个较为复杂的工程问题，需要专业的知识和经验。
因此，在进行钢混凝土组合梁计算时，需要遵循相关的设计规范和标准，并交由专业人士进行计算和审查。
总结起来，钢与混凝土组合梁的计算过程涉及到多个步骤，其中包括梁的截面形状和尺寸的确定、混凝土梁和钢梁的弯矩承载力的计算、相对刚度的比较以及梁的工作状态的判断。
这些步骤需要考虑到设计要求和荷载条件的不同，并且需要遵循相关的设计规范和标准进行计算。
在进行钢与混凝土组合梁计算时，应该委托专业人士进行计算和审查，以确保梁的安全性和可靠性。
公路钢结构桥梁设计计算要点-吴冲
整体失稳：桥梁主要承重结构失稳，结构整体丧失承载能力
2015-11-6 苏州
Tongji University, 稳定
钢结构稳定
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《公路钢结构桥梁设计规范》修订概要 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
2015桥梁钢结构学术会议
公路钢结构桥梁 设计计算要点
吴 冲 同济大学桥梁工程系
Tel.021－65981817 cwu@
《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015)公告
2015-11-6 苏州
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钢混组合梁设计计算要点 吴冲
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11.1 一般规定
预制安装：上海长江大桥:105m组合梁
钢梁制作
浇筑砼桥面板
7 公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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7
浙江省台州市椒江二桥
半封闭钢箱组合梁桥梁顶板宽39.6m（含风嘴42.5m），处高度 3.5m（不含铺装）。腹板横向间距为8.46m和15.0m，横隔板纵向 间距4.5m
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5.1.6 受压加劲板设计
刚性加劲肋：加劲肋刚度大 失稳模态
加劲肋之间的母板发生以纵、横 加劲肋为波节的屈曲
加劲肋之间的母板发生局部失稳
纵向加劲肋要求
γl
≥
γ
* l
As,l
≥
bt 10n
= γ l*
= γ l*
( ) 1
n
4n
2
(1
+
nδ
l
)α
2
−
α2 +1
2
,
{ } 1
n
2n2 (1+ nδl ) −1
2
−1 ,
(α ≤ α0 ) (α > α0 )
α=0 4 1+ nγ l δl = As,l bt
横向加劲肋要求
γt
≥
1
+
nγ
* l
4(at b)3
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
受弯杆件和拉弯杆件、压弯杆件的受压翼缘 强度考虑孔洞的影响，稳定不考虑孔洞的影响 考虑剪力滞影响 考虑板件局部稳定的影响
5构件设计(强度与稳定)-公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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5.1.1公路钢结构桥梁极限状态：承载能力极限状态作用效应组合
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
i 1
j 1
SGik ：第i个永久作用效应的标准值； SQjk ：第j个可变作用效应的标准值 1j：第j个可变作用频遇值系数
汽车（不计冲击）：1j 通规 人群： 1j 风： 1j 温度梯度： 1j 其它作用： 1j
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：Sld
强度破坏
整体破坏：截面的平均应力达到屈服点fy，截面应变迅速增加最后导致结构破坏（变 形过大或断裂）
受拉构件
受弯、 弯拉构件
屈服→塑性变形→强化→断裂
边缘屈服→塑性铰→内力重分布→ 塑性铰→形成机构→（不稳定）倒塌
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长细比
100
130 180
14
4.疲劳
钢结构疲劳破坏现象
耳板节点疲劳破坏
刚性吊杆节点疲劳破坏
桥墩节点疲劳破坏
钢管相贯节点疲劳破坏
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4.疲劳 钢管节点
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钢混凝土组合梁设计
（2.5） 长期荷载效应计算
恒荷载
楼面铺装，吊顶等
1.5*3*1.2=5.4kn/m
活荷载
使用荷载
3*3*1.4*0.5=6.3kn/m
总荷载：5.4+6.3=11.7kn/m 支撑的反力设计值
55.56kN
（2.6） 内力
单跨：跨度7.0m 荷载：均布+集中 弯矩：
4.3.1 EC4的桁架模型(***)
叠合面的剪力Vl 混凝土斜压杆的压力De 横向钢筋的拉力Ts
（1）混凝土开裂前：混凝土斜压杆破坏
（2）混凝土开裂后：裂缝间混凝土的咬合力 ，横向钢筋的销栓力，压型钢板的抗剪力
4.3.2 《钢-混凝土组合结构设计规程》DL/T5085-1999
混凝土徐变，弹性模量降低
1.5 截面正应力
1.6 截面剪应力
1.7 两阶段应力叠加： 施工阶段与使用阶段
施工阶段：
研究对象为钢梁 简支梁或多跨连续梁，跨度为：
无支撑时取支座间距 有支撑时取支撑之间的距离
1.7.1 施工阶段设计荷载
自重：
钢梁：7850kg/m3 混凝土：2500kg/m3 压型钢板：根据型号查表
2.5.2 竖向抗剪连接承载力计算方法2：考虑混凝土翼板
2.6 设计实例：塑性理论设计
例7-1
（1）施工阶段按弹性理论
跨度为3.5m的两跨连续梁 已计算，满足要求
（2）使用阶段：塑性理论
跨度为7m的简支梁，不必考虑荷载路径
荷载计算 判断中性轴位置 截面承载力
（1）荷载计算
不必在计算混凝土翼板的抗剪贡献
应力计算
（2.4） 长期荷载效应组合
混凝土翼板的等效宽度
公路钢结构桥梁设计规范
《公路钢结构桥梁设计规范》吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65983116-2605cwu@交通部行业标准同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong12013-7-12大连1公路钢结构桥梁极限状态)承载能力极限状态¾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¾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¾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¾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¾按正常使用极限状态,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¾按疲劳设计荷载计算¾无限寿命设计：应力幅小于S -N 曲线的截止应力幅¾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同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 22013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材牌号¾《碳素结构钢》GB/T 700 ：Q235钢¾《低合金高强度结构钢》GB/T 1591：Q345、Q390和Q420钢)钢材等级¾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；¾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。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32013-7-12大连2 材料及设计指标)冲击韧性27-40E34-20D 340CQ42027-40E 34-20D 340CQ39027-40E 34-20D 340CQ34527-20D 270C Q235冲击韧性（J ）试验温度（℃）质量等级钢材牌号同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 42013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材设计指标：f d =f y /1.25425165285>50～100450175305>35～50480185320>16～35500195335≤16Q420钢395150265>50～100420160280>35～50440170295>16～35465180310≤16Q390钢330125220>50～100350135235>35～50390150260>16～35410160275≤16Q345钢24590165>60～10025595170>40～60270100180>16～40275105185≤16Q235钢f cd f vd f d 厚度(mm)牌号端面承压（刨平顶紧）抗剪抗拉、抗压和抗弯钢材同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 52013-7-12大连3 结构变形与刚度)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）的计算挠度值不应超过下表规定表4.2.1 竖向挠度限值l / 300悬索桥加劲梁l / 400斜拉桥主梁l / 300梁的悬臂端部l / 500简支或连续板梁l / 500简支或连续桁架限值桥梁结构形式注：表中l 为计算跨径，l 1为悬臂长度。
钢混组合梁桥的设计要点和方法
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钢 混凝土组合梁设计原理
钢混凝土组合梁设计原理
钢混凝土组合梁设计原理是将钢材和混凝土材料结合起来，充分发挥各自的优势，共同承担梁的荷载。
其设计原理可分为以下几个方面：
1. 强度计算原理：在组合梁的设计中，通过分别计算钢材和混凝土材料的强度，根据双材料的受力情况来确定梁的截面尺寸和混凝土与钢材的配筋。
2. 受力机理：钢材主要承担梁的拉应力，而混凝土主要承担梁的压应力，两者在受力过程中形成合力，共同抵抗外部荷载。
3. 配筋原则：混凝土与钢材配筋需要根据构件所承受的荷载和受力状况合理确定。
通常混凝土梁主要采用正截面配筋，而钢材则采用箍筋和纵向钢筋。
4. 构造设计原则：钢混凝土组合梁的构造设计需要考虑到两种材料之间的协同工作情况，确保钢材与混凝土之间的连接紧密可靠，以充分发挥组合梁的受力性能。
5. 经济性原则：在钢混凝土组合梁的设计中，需要充分考虑材料的成本和工程整体造价，以及梁的性能要求，达到最经济合理的设计。
通过以上设计原理的综合考虑，可以实现钢混凝土组合梁的设计，使其具有较好的强度和刚度，满足工程的使用要求。
03- 钢混组合梁设计计算要点 - 吴冲
Tongji University, Wu Chong 同济构桥梁极限状态
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
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11.1 一般规定 连接件的形式（2） ●圆柱头焊钉 连接件
●开孔钢板连 接件
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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1 总则
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
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
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
组合桥设计计算方法
2013.12.7 成都
同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong
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1.极限状态与作用组合：承载能力极限状态
) 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
¾ 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值：Sud
⎟ γ 0 Sud = γ 0 ⎜ ⎜ ∑ γ Gi SGik + γ Q1SQ1k + φc ∑ γ Qj SQjk ⎟ ⎝ i =1
) 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 ¾ 作用短期效应组合设计值：Ssd
m n
) 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 ¾ 作用长期效应组合设计值：Sld
S sd = ∑ SGik + ∑ φ1 j SQjk
i =1 j =1
Sld = ∑ SGik + ∑ φ2 j SQjk
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2 材料及设计指标
) 冲击韧性 ¾《碳素结构钢》 碳素结构钢》GB/T 700 ；《低合金高强度结构钢》 低合金高强度结构钢》GB/T 1591 ¾《桥梁用结构钢》 桥梁用结构钢》GB/T 714 钢材牌号 质量等级 Q235 Q345 Q390 Q420 C D C D E C D E C D E 试验温度 （℃） 0 -20 0 -20 -40 0 -20 -40 0 -20 -40 冲击韧性（J） GB/T 700 GB/T 714 GB/T 1591 27 34 27 47 34 47 34 47 27 47 34 47 34 47 47 27 47 34 47 34 47 27
钢－混凝土组合桥梁设计规范（GB50917 -2013） 钢－混凝土组合桥梁设计规范（GB509172013）
钢混组合梁桥的设计要点和方法
和桥 面板分别 进行分段 预制 ， 可 以在工 厂进行 流 水线 式操 作 ， 同时减少 野 外作 业 时间 ， 并提 高施 工建设质量 。钢 梁段 和混凝土段在现场可 以进行 专 业 的组 装 连 接 ， 快 速且 精度 高 ， 而 且 施 工 不 受 季 节 限制 。 （ ３ ） 受力 优 越性 。钢混 组 合 梁 充分 利 用 钢 材抗 拉 强度 优 势 规 避混 凝 土 容 易开 裂 的问题 。另外 ， 混 凝 土 作 为 支 撑 钢 梁 的上 部 结 构 ，可 以增 加 其 临 界 失稳系数 ，同时避免 了钢梁直接与车辆 活载 的作 用， 减 少 了不 必要 的钢 梁疲 劳失 效 问 题 。 １ ． ２ 结构 难 题 与 设计 要 素 钢 混 组 合 梁 桥 除 了具 有 上 述 设 计 优 势 外 ， 仍 然存在一些 问题 ，只有在解决这些设计 难题 的基 础上 ， 才能完全发挥钢混组合梁桥 的结构优势 ， 实 现 工 业化 和产 品化 发展 。
作者简 介 ： 齐伟杰（ １ ９ ８ ６ 一 ）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ， 男， 贵 州黔 西 人 ， 工程师 ， 从 事 路 桥设 计工 作 。
２ ０ １ ７ 年０ ９ 月第 ０ ９ 期
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构 ８ ９
复杂性 ，较难 掌握在复杂受力状态 下连接的可靠 性， 是否存在 滑移 ， 以及 滑移是 否影响结构受力安 全等 。 其次 ， 截 面层 次 。设 计 为连 续 梁 桥 结构 型 式 的 组合梁桥 ， 面临负弯矩区开裂 问题 。连续梁桥或者
和混凝土 的性能 ，一般将钢材布设在底缘作为 主 要 承 拉 结 构 ，将 混 凝 土 设 置 顶 部 作 为 主要 承 压 部 分 。这 种 设 置方 法 一 方 面 可 以将 钢 梁 作 为 混 凝 土 施 工的模板 ，另一方面将混凝土设置在顶部可 以 更 好 地 与 桥梁 铺 装 连接 。根 据 这 种设 置 方 法 ， 相 比
钢混组合梁计算内容
钢混组合梁计算内容一、截面特性在进行钢混组合梁的计算时，首先需要了解和掌握梁的截面特性，包括截面尺寸、截面惯性矩、截面抵抗矩等。
这些特性决定了梁的刚度和承载能力，是进行后续计算的基础。
二、承载能力承载能力计算是钢混组合梁计算中的重要部分，主要涉及强度和稳定性两个方面。
强度计算需要考虑梁的正应力和剪应力，以确定梁在各种载荷下的安全工作范围。
稳定性计算则关注梁在受压或受弯作用下的失稳极限承载力。
三、稳定性钢混组合梁的稳定性分析包括整体稳定性和局部稳定性。
整体稳定性主要考虑梁的整体弯曲和侧向位移，而局部稳定性关注的是组成梁的各个部件在受压或受弯作用下的稳定性。
四、强度验算强度验算是对钢混组合梁的承载能力的直接检验。
验算过程中需要考虑材料的物理特性、载荷的类型和大小、以及可能的极限状态，如屈服、断裂等。
通过强度验算，可以确定梁在不同载荷下的安全工作应力。
五、刚度验算刚度验算主要关注的是梁在载荷作用下的变形量。
过大的变形可能导致结构失稳或使用功能的丧失。
刚度验算的目标是确定梁在正常使用状态下的允许变形量，以确保结构的安全性和功能性。
六、连接节点钢混组合梁中节点的设计也是计算的重要部分。
节点的设计必须考虑其承载能力、刚度和稳定性，同时还需要考虑施工的可操作性以及结构的防腐和防火性能。
节点的设计直接关系到整体结构的安全性、稳定性和持久性。
七、疲劳强度由于钢混组合梁可能承受周期性变化的载荷，因此需要进行疲劳强度的计算。
疲劳强度计算需要了解载荷的类型、大小、频率以及可能的循环次数，以便评估结构在长期使用过程中的安全性和耐久性。
八、防腐与防火钢混组合梁还需要考虑防腐和防火性能。
由于钢材容易受到腐蚀，因此需要进行有效的防腐处理，如涂装防腐涂料或采用耐腐蚀的合金钢。
同时，还需要考虑结构的防火性能，通过使用耐火材料或进行防火处理来降低火灾对结构安全性的影响。
在防腐与防火设计中，还需考虑材料的物理和化学特性以及环境因素等综合因素，以选择最适合的防腐与防火方案。
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两边固定 6.97 61.4ε 40ε
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5.1.5受压板件的加劲肋 加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求 扁钢加劲肋： hs ≤ 12 345
ts fy
L形、T形钢加劲肋： bs 0 ≤ 12 345
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1.0 3 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
t s0 fy
hs 345 ≤ 30 ts fy
hs 345 ≤ 18 ts fy
《热轧球扁钢（GB/T 9945）》的球扁钢加劲肋： 闭口加劲肋：
bs 345 ≤ 40 ts fy
hs 345 ≤ 40 ts fy
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1.0 3公路钢结构桥梁极限状态：承载能力极限状态作用效应组合
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：Sud
2016钢混组合桥梁研讨会 ——《公路钢结构桥梁设计规范》
钢-混凝土组合梁 设计计算要点
吴 冲 同济大学桥梁工程系
cwu@
1 前言
组合结构桥梁主要构件 钢结构 砼桥面板 剪力连接件
钢梁截面
组合截面
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γ 0 Sud
n m = γ 0 ∑ γ Gi SGik + γ Q1SQ1k + φc ∑ γ Qj SQjk 1 2 j i = =
γ0：结构重要性系数，1.1, 1. 0, 0.9 γGi , SGik ：第i个永久作用效应的分项系数 和标准值； γGi =1.2 (1.0) γQ1 , SQ1k ：汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值；γQ1 =1.4 γQj , SQjk ：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: γQj =1.1; 其它： γQj =1.4 φc ：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）： φc =0.8 永久＋汽车＋其它两种可变作用： φc =0.7 永久＋汽车＋其它三种可变作用： φc =0.6 永久＋汽车＋其它四种或四种以上可变作用： φc =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
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1.0 3公路钢结构桥梁极限状态：正常使用极限状态作用效应组合
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11.1 一般规定 连接件的形式（2） ●圆柱头焊钉 连接件
●开孔钢板连 接件
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1 总则
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
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浙江省台州市椒江二桥
浙江台州椒江二桥
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浙江省台州市椒江二桥
浙江台州椒江二桥
现浇混凝土桥面板 5
5
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11.1 一般规定 现浇混凝土桥面板
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短期组合：永久作用标准值效应与可变作用 长期组合：永久作用标准值效应与可
频遇值效应相组合 作用短期效应组合设计值：Ssd 变作用准永久值效应相组合 作用长期效应组合设计值：Sld
m n
= S sd
Gik 1j = i 1= j 1
∑S
+ ∑ φ SQjk
Sld = ∑ SGik + ∑ φ2 j SQjk
标准值效应相组合
= S kd
Gik = i 1= j 1
∑S
m
+ ∑ SQjk
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n
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1.0 3 公路钢结构桥梁极限状态 验算内容 承载能力极限状态 截面极限强度：基本组合 构件整体稳定：基本组合 板件局部稳定： ►构造控制 ►考虑局部稳定的有效截面折减系数 倾覆稳定： 疲劳：疲劳荷载模型（疲劳车） 正常使用极限状态 挠度：短期效应组合（标准组合），汽车荷载不计冲击系数 构件容许最大长细比 （组合梁）混凝土结构抗裂：短期效应组合，汽车荷载不计 冲击系数
λp
fy b = σ cr t f y 12(1 − υ 2 ) ≤1 2 π k E
345 b = 23.5ε k ≤ 23.5 k fy t 345 ε=
fy
表9-1 加载边简支时单向均匀受压板的翘曲稳定系数 非加载边 一边简支 一边固定 两边简支 一边固定 支承条件 一边自由 一边自由 一边简支 0.425 1.28 4.00 5.42 翘曲稳定系数k 15.2ε 26.3ε 46.5ε 54.1ε 理论宽厚比限值 12ε 12ε 40ε 设计值 30ε，40ε
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7.1 一般规定 钢梁截面形式 工形 跨径≤40m
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11.1 一般规定 钢梁截面形式 开口箱梁(槽形梁)
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11.1 一般规定 钢梁截面形式 钢箱梁
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11.1 一般规定 混凝土桥面板施工 钢桥临时支撑 无支撑：仅承担二期恒载与活载 有支撑：共同承担恒载与活载 施工顺序 先正弯矩区后负弯矩区 施工方法 现浇 ►施工方便 ►收缩徐变较大 预制安装+湿接缝 ►预制板与钢梁有间隙 ►收缩徐变较小
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11.1 一般规定
预制安装：上海长江大桥:105m组合梁
钢梁制作
浇筑砼桥面板
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浙江省台州市椒江二桥
半封闭钢箱组合梁桥梁顶板宽39.6m（含风嘴42.5m），处高度 3.5m（不含铺装）。腹板横向间距为8.46m和15.0m，横隔板纵向 间距4.5m 桥面板标准厚度260mm，上翼缘设140mm砼承托；在边跨78m范 围的桥面板加厚到400mm（无承托） 用钢量：14533t（410kg/m2）
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5.1.6 受压加劲板设计 影响受压加劲板失稳模态的因素 加劲板的相对宽厚比和长宽比；加劲肋构造、形式、间距、刚 S.S. 腹板或刚性纵向加劲肋 度等
bl
横向加劲肋
横隔板或刚性横向加劲肋
b
bl
bl
纵向加劲肋
σc
at
S.S. at a
at
σc
横隔板或刚性横向加劲肋
纵向加劲肋 横向加劲肋
母板
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i =1 j =1
m
n
SGik ：第i个永久作用效应的标准值； SQjk ：第j个可变作用效应的标准值 φ1j：第j个可变作用频遇值系数 汽车（不计冲击）：φ1j =1.0 (通规0.7) 人群： φ1j =1.0 风： φ1j =0.75 温度梯度： φ1j =0.8 其它作用： φ1j =1.0