公路钢结构桥梁设计规范-JTGD64-20151-4材料结构计算

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[e-mail]《公路钢结构桥梁设计规范》公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲1《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015)公告公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲2《公路钢结构桥梁设计规范》修订概要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》（JTJ025-86）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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲3《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3公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲4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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲5《公路钢结构桥梁设计规范》目录1总则12术语和符号22.1术语22.2主要符号33材料及设计指标73.1材料73.2设计指标94结构分析154.1结构分析模型154.2结构变形、强度与稳定计算15公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲6《公路钢结构桥梁设计规范》目录5构件设计175.1一般规定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406.1一般规定406.2焊接连接406.3栓、钉连接47公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲7《公路钢结构桥梁设计规范》目录7钢板梁547.1一般规定547.2翼缘547.3腹板557.4纵横向联结系578钢箱梁588.1一般规定588.2正交异性钢桥面板588.3翼缘板598.4腹板608.5横隔板60公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲8《公路钢结构桥梁设计规范》目录9钢桁梁619.1一般规定619.2杆件619.3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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲9《公路钢结构桥梁设计规范》目录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8012.1一般规定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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲10《公路钢结构桥梁设计规范》目录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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲11《公路钢结构桥梁设计规范》目录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》JTGD64-2015条文说明125公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲12同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong121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、便于运输和安装公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲131总则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。公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲141.0.3极限状态设计方法：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g0：结构重要性系数，1.1,1.0,0.9gGi,SGik：第i个永久作用效应的分项系数和标准值；gGi=1.2(1.0)gQ1,SQ1k：汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数和标准值；gQ1=1.4gQj,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:gQj=1.1;其它：gQj=1.4fc：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）：fc=0.8永久＋汽车＋其它两种可变作用：fc=0.7永久＋汽车＋其它三种可变作用：fc=0.6永久＋汽车＋其它四种或四种以上可变作用：fc=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===minjQjkQjckQQGikGiudSSSS121100gfgggg公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲151.0.3极限状态设计方法：正常使用极限状态作用效应组合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：Ssd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f1j：第j个可变作用频遇值系数汽车（不计冲击）：f1j=1.0(通规0.7)人群：f1j=1.0风：f1j=0.75温度梯度：f1j=0.8其它作用：f1j=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111mnsdGikjQjkijSSSf===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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f2j：第j个可变作用准永久值系数汽车（不计冲击）：f2j=0.4人群：f2j=0.4风：f2j=0.75温度梯度：f2j=0.8其它作用：f2j=1.0QjknjjmiGikldSSS===121f11mnkdGikQjkijSSS===公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲161.0.5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》（JTGD60）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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲172材料及设计指标钢材牌号《碳素结构钢》GB/T700：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/T1591：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。，当公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲182材料及设计指标冲击韧性钢材牌号质量等级试验温度（℃）冲击韧性（J）Q235C027D-2027Q345C034D-2034E-4027Q390C034D-2034E-4027Q420C034D-2034E-4027公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015TongjiUniversity,WuChong同济大学吴冲192材料及设计指标钢材抗拉、抗压和抗弯fd抗剪fvd端面承压（刨平顶紧）fcd牌号厚度（mm）Q235钢1619011028016～4018010540～100170100Q345钢1627516035516～4027015540～6326015063～8025014580～100245140Q390钢1631