{企業(yè)管理制度}鋼管混凝土拱橋設計與施工規(guī)程福建省工程建設地方標準鋼管混凝土拱橋設計與施工規(guī)程福州大學土木工程學院200711月前 言本規(guī)程是根據福建省建設廳閩建科【2007】×號文“關于制定福建省建設工程地方標準《鋼管混凝土拱橋設計與施工規(guī)程》的通知”要求，由福州大學土木工程學院主編，會同福建省交通規(guī)劃設計院、福州市規(guī)劃設計研究院、福建省第一公路工程公司等參編單位編制而成。本規(guī)程的制定吸收了近年來有關單位在鋼管混凝土拱橋設計與施工領域所取得的最新科研成果以及工程實踐經驗，充分參考和借鑒了國內外的相關規(guī)程和規(guī)范，在廣泛征求意見、反復修改的基礎上，最后由福建省建設廳組織專家審查定稿。本規(guī)程共分×個章節(jié)及×個附錄，主要技術內容包括：下列標準所包含的條文，通過在本規(guī)程中的引用而構成本標準的條文，本規(guī)程出版時，所示標準版本均為有效。所有所示標準均有可能修訂，使用本規(guī)程的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性：1、1、總 則為滿足橋梁工程建設的需要，使鋼管混凝土拱橋的設計、施工和驗收等工作符合技術先進、安全可靠、耐久適用、經濟合理的要求，特制定本規(guī)程。本規(guī)程適用于以圓形鋼管內澆筑素混凝土為拱肋的鋼管混凝土拱橋。本規(guī)程適用于本省各級市政工程鋼管混凝土拱橋的設計與施工，公路工程中的鋼管混凝土拱橋可參照執(zhí)行。（或寫成市政工程與公路工程）本規(guī)程主要依據《公路工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB/T50283》、交通部《公路工程技術標準JTGB01-2003》、《公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60-2004》、《公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000》以及福建省工程建設地方標準《鋼管砼結構技術規(guī)程DBJB-51-2003》的有關規(guī)定制定?；拘g語、符號按照國家標準《工程結構設計基本術語和通用符號GBJ132》和《道路工程術語標準GBJ124》的規(guī)定采用。荷載分市政與公路來寫，各有規(guī)程鋼管混凝土拱橋中的墩臺與基礎等圬工結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構的設計計算與驗算，可采用《公路圬工橋涵設計規(guī)范JTGD61-2005》、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTGD62-2004》和《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范JTJ024-85》等規(guī)范進行設計。橫撐、鋼橫梁等鋼結構設計應符合《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范JTJ025-86》的要求。結構抗震設計應采用《公路工程抗震設計規(guī)范JTJ004-89》；結構抗風設計應采用《公路橋梁抗風設計規(guī)范JTG\TD60-01-2004》。材料和施工質量驗收應符合《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50205》、《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50204》以及《公路工JTGF80/1-2004》的要求。采用本規(guī)程進行設計和施工時，應同時遵守現行有關的國家標準和行業(yè)技術規(guī)范的規(guī)定。（是否寫規(guī)定中未明確部分）公路鋼管混凝土拱橋結構的設計基準期為100年?！竟窐蚝O計通用規(guī)范JTGD60-20041.0.6】（根據重要等級，也可以不寫）對有特殊要求和在特殊環(huán)境條件下的鋼管混凝土拱橋設計與施工，尚應符合專門規(guī)范的規(guī)定要求。2、術語和符號鋼管混凝土ConcreteFilledSteelTube(CFST)在鋼管內澆筑混凝土并由鋼管和管內混凝土共同承擔荷載的構件。ConcreteFilledSteelTubularStructure以鋼管混凝土為主要受力構件的結構。鋼管混凝土拱橋ConcreteFilledSteelTubeArchBridge以鋼管混凝土結構作為拱肋的拱橋。鋼管混凝土拱肋單圓管、啞鈴形、桁式鋼管、核心混凝土（管內混凝土）緊箍力上承式、剛架系桿拱、飛式，3、設計要求一般規(guī)定鋼管混凝土拱橋設計與其它公路橋梁一樣，采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計，考慮以下兩類極限狀態(tài)設計JTGD60-20041.0.71.0.5】：Commented[hwj1]:極限狀態(tài)和以下設計狀況的概念不應在這里定義，這是通用規(guī)范的內容和權限，只要指明出處就可以承載能力極限狀態(tài)：對應于公路鋼管混凝土拱橋及其構件達到最大承載能力，或出現Commented[hwj1]:極限狀態(tài)和以下設計狀況的概念不應在這里定義，這是通用規(guī)范的內容和權限，只要指明出處就可以正常使用極限狀態(tài)：對應于公路鋼管混凝土拱橋及其構件達到正常使用，或耐久性的某項限值的狀態(tài)。在進行上述兩類極限狀態(tài)設計時，應同時滿足構造和工藝方面的要求。對于不同種類的作用（或荷載）及其對橋梁的影響、橋梁所處的環(huán)境條件，設計中應考慮以下三種狀況進行相應的極限狀態(tài)設計【公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60-20041.0.8】【設計規(guī)范校1.0.6】：1）持久狀況：橋梁建成后承受自重、車輛荷載等持續(xù)時間很長的狀況。應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計。）短暫狀況：橋梁施工過程中承受臨時性作用（或荷載）的狀況。一般僅作承載能力極限狀態(tài)設計，必要時才作正常使用極限狀態(tài)設計。）偶然狀況：在橋梁使用過程中偶然出現的如罕遇地震的狀況。僅作承載能力極限狀態(tài)設計。Commented[hwj4]:是否應改為新拌混凝土，或更正式名稱？Commented[hwj3]:應改為作用，荷載和作用外延合內涵有別。Commented[hwj2]:澆筑？鋼管混凝土結構或構件之間的連接，以及施工安裝階段（混凝土澆注前和混凝土硬結前）的承載力、變形和穩(wěn)定，應按鋼結構進行設計【設計規(guī)范校審稿1.0.7】。施工階段的荷載Commented[hwj4]:是否應改為新拌混凝土，或更正式名稱？Commented[hwj3]:應改為作用，荷載和作用外延合內涵有別。Commented[hwj2]:澆筑？Commented[hwj5]:不應具體為施工荷載，施工荷載只是其中一種大類，可能作用的還有很多作用，如風荷載等在采用本規(guī)范進行設計時，根據橋梁的性質和設計任務書的要求，有關作用（或荷載）及其組合應根據《公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60－2004》或《城市橋梁設計荷載標準CJJ77-98》中的規(guī)定采用；在抗震設防區(qū)還應符合《公路工程抗震設計規(guī)范JTJ004-89Commented[hwj5]:不應具體為施工荷載，施工荷載只是其中一種大類，可能作用的還有很多作用，如風荷載等Commented[hwj6]:Commented[hwj6]:詞條內容規(guī)定不明，關鍵性詞語應明了且具有唯一性。Commented[hwj7]:風振？車振？是否應具體規(guī)定？對于中下承式拱橋，設計時應對其Commented[hwj7]:風振？車振？是否應具體規(guī)定？截面設計剛度取值Commented[hwj8]:應改為“剛度設計值”或“剛度計算值”3.2.1鋼管混凝土拱肋截面設計剛度取值計算公式見式(3-1)～(3-4)，不同截面拱肋和不同計算3-1Commented[hwj8]:應改為“剛度設計值”或“剛度計算值”EAESASECACEAESS8ECCEIESISECICEIESIS8ECIC

表3-1鋼管混凝土拱肋截面設計剛度

(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)拱肋截面內力、應力、動力特性計算彈性屈曲及變形計算抗壓剛度抗彎剛度抗壓剛度抗彎剛度單圓管式（3-1）式（3-3）式（3-2）式（3-4）啞鈴形桁式式（3-2）注：EA為鋼管混凝土的抗壓剛度；EI為鋼管混凝土的抗彎剛度；ES、EC分別為鋼材和混凝土的彈性模量；ISIC分別為鋼管截面和混凝土截面的慣性矩；AS和AC分別為鋼管截面和混凝土截面的面積。溫度變化、混凝土收縮與徐變作用基準溫度（合攏溫度）的取值：取空鋼管拱肋合攏后進行管內混凝土澆灌的當月月平均4～5C作為計算合攏溫度【本課題組】。文獻【范丙臣，中承式鋼管混凝土拱橋的溫度評價及試驗研究，碩士學位論文，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學2001】建議：在進行升溫計算時，采用澆注混凝土10天內的平均日氣溫減去3～5℃作為合攏溫度；在進行降溫計算時，采用澆筑混凝土103～5℃10天內的日平均氣溫值作為合攏溫度?！磕昃嬎銣囟鹊娜≈担喝《嗄陿O值溫度出現當日的日平均溫度為年均計算溫度【本課題組】。文獻【范丙臣，中承式鋼管混凝土拱橋的溫度評價及試驗研究，碩士學位論文，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學2001】建議：在進行鋼管混凝土拱橋溫升計算中，年均最高溫度應取日平均溫度加上4～6℃，在進行鋼管混凝土拱橋溫降計算中，年均最低3～5℃。鋼管混凝土結構或構件變形計算應考慮混凝土徐變、收縮的影響。無可靠實測資料時，混凝土收縮可按降溫20～25℃計算，徐變可參照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62－2004）附錄提供的公式計算。5.2.2】溫度參照劉振宇論文（日照影響）初應力的影響ω定義為：

fs

（3-5）Commented[hwj9]:屈服強度標準值、設計值？符號是fyCommented[hwj9]:屈服強度標準值、設計值？符號是fy統(tǒng)一？為鋼材的屈服強度： 為初應力的大小，施工過程中初應力度不宜超過0.4。對于桁式拱肋，弦桿鋼管初應力度不宜超過0.5【本課題組】。初應力參照黃福云博士論文鋼管初應力對鋼管混凝土構件承載能力的影響，可以通過將組合軸壓強度設計值乘上鋼管初應力影響系數kpkp的計算公式如下3.3.3】：kp1f(λ)f(e/r)β )10 1λ3λ07

0)λ)

（3-6）

0 0

（3-7）0.75(e/r)20.05(e/r)0.9f(e/r)0.15(e/r)0.16sfsf(λ—考慮構件長細比影響的函數；f(e/r—考慮構件荷載偏心率影響的函數；σ0—鋼管中的初應力；s—空鋼管的穩(wěn)定系數，按《鋼結構設計規(guī)范》3取值。3.4有限元計算方法

(e/r0.4)(e/r0.4)

（3-8）（3-9）Commented[hwj10]:對于大型、重要的設計才有初步設計、技術設計和施工圖設計之分，小跨徑橋梁沒有這樣Commented[hwj10]:對于大型、重要的設計才有初步設計、技術設計和施工圖設計之分，小跨徑橋梁沒有這樣要求。此條若涵蓋小跨徑橋梁時則應說明清楚。有限元計算模型如僅用于進行彈性受力分析，則鋼管混凝土拱肋可等效為等剛度單一材料單元，然后根據剛度分配計算鋼管和管內混凝土的應力。鋼管混凝土拱肋也可采用幾何位置相同的雙材料單元，直接計算鋼管和管內混凝土的內力與應力。Commented[hwj11]:實際結構不一定都是四肢的，所以不應指出“四管桁肋”。對于實體拱肋（單圓管和啞鈴型），可采用一根桿單元來模擬拱肋。對于桁式拱肋宜采用四管桁肋單元，在簡化計算時可用一根桿單元來模擬整根拱肋。但在施工圖計算時應用桿單Commented[hwj11]:實際結構不一定都是四肢的，所以不應指出“四管桁肋”。Commented[hwj12]:應說明根據實際構造模擬桿件之間的連接和邊界約束等。此外，一些影響結構受力條件的實常數選擇非常重要，如樁長、鉸接還是剛接或者彈簧剛度多少等。鋼管混凝土拱橋中其它結構的有限元模型與其它橋梁結構相同，如橫撐、橫梁、（加勁）Commented[hwj12]:應說明根據實際構造模擬桿件之間的連接和邊界約束等。此外，一些影響結構受力條件的實常數選擇非常重要，如樁長、鉸接還是剛接或者彈簧剛度多少等。Commented[hwj14]:這只是一種有限元模擬初張力的方法，還有初應變法等，此處不應限定。Commented[hwj13]:FEM本身就是索單元，此條就是多余的。這條是限定采用梁單元模擬系桿時的情況。對于剛架系桿拱，拱、墩、系桿與地基四位一體，施工圖設計計算時應建立整體的計算模型。剛架系桿拱在計算恒載作用下的系桿張拉力時，可將系桿的Commented[hwj14]:這只是一種有限元模擬初張力的方法，還有初應變法等，此處不應限定。Commented[hwj13]:FEM本身就是索單元，此條就是多余的。這條是限定采用梁單元模擬系桿時的情況。Commented[hwj15]:應限定鋼管壁厚！4Commented[hwj15]:應限定鋼管壁厚！公路鋼管混凝土拱橋拱肋管內混凝土等級不宜低于C30，可參照下列材料組合：Q235Commented[hwj16]:表達較通俗，應采用正式用語。C30C40級混凝土；Q345C40、C50C60級混凝土Commented[hwj16]:表達較通俗，應采用正式用語。管內混凝土應具有低水灰比、高流動性、低收縮、低水化熱、緩凝、早強等特點。宜摻適量減水劑。對于高溫和寒冷地區(qū)修建公路鋼管混凝土拱橋，管內混凝土的性能要求應符合相關規(guī)范的具體要求3.1.3、3.1.4】。Commented[hwj17]:是否應與《公路橋涵規(guī)范》一致，ftd？本規(guī)范很多符號有時參照建筑結構的規(guī)范，有事又采用公路橋涵的規(guī)范，而且很多符號是舊規(guī)范的！此外，符號的正斜體有誤，因參照國標規(guī)定?；炷凛S心抗壓強度標準值fck、軸心抗壓強度設計值fc、軸心抗拉強度標準值ftk、軸心抗拉強度設計值ftEc4-1采用?；炷恋募糇兡Ａ縂c4－1中彈性模Ec0.4倍采用，混凝土的泊松比νCommented[hwj17]:是否應與《公路橋涵規(guī)范》一致，ftd？本規(guī)范很多符號有時參照建筑結構的規(guī)范，有事又采用公路橋涵的規(guī)范，而且很多符號是舊規(guī)范的！此外，符號的正斜體有誤，因參照國標規(guī)定。表4-1混凝土強度和彈性模量（MPa）強度種類強度等級強度種類強度等級抗壓強度抗拉強度彈性模量Ec標準值fck設計值fc標準值ftk設計值ftC3020.113.82.011.393.00×104C4026.818.42.401.653.25×104C5032.422.42.651.833.45×104C6038.526.52.851.963.60×104Commented[hwj18]:C35、C45、C55等，應增加，且與《公路橋涵規(guī)范》一致鋼管和其它承重結構鋼材BBQ235Q345號鋼，鋼材的質量應符合相應的現行國家標準《碳素結構鋼GB700-88》、《低合金結構鋼GB/T1591-94》、《橋梁用結構鋼GBT714-2000》和《結構用無縫鋼管GB/T8162-1999》等有關規(guī)定【設3.2.1】。Commented[hwj19]:鋼材包括鋼管等很多型鋼、鋼筋，而鋼筋的牌好就不用這些稱呼和等級規(guī)定，應分開說明或不說明Commented[hwj20]:應限定是結構用鋼管，對于焊接管的卷制方向是否應說明？鋼管可采用卷制焊接管和無縫鋼管Commented[hwj19]:鋼材包括鋼管等很多型鋼、鋼筋，而鋼筋的牌好就不用這些稱呼和等級規(guī)定，應分開說明或不說明Commented[hwj20]:應限定是結構用鋼管，對于焊接管的卷制方向是否應說明？Commented[hwj21]:說明不夠具體，且表達不規(guī)范鋼管拱肋節(jié)段應采用Commented[hwj21]:說明不夠具體，且表達不規(guī)范3.2.3】。Commented[hwj22]:與屈服強度采用同一符號！鋼材的強度設計值fs4-2采用Commented[hwj22]:與屈服強度采用同一符號！鋼材的強度設計值（MPa）鋼材的強度設計值（MPa）Commented[hwj23]:現在建設部和交通部都已經推薦業(yè)Q390Q420，是否應增Q390，Q420作為推薦使用！鋼材抗拉、抗fs抗剪fv端面承壓（刨平頂緊）fce鋼號組別厚度或直徑(mm)Q2351組≤202151253202組>20～402001153203組>40～60190110320Q3451組≤163151854452組17～253001754253組26～362901704104－3采用3.2.5】。表4-3鋼材的物理性能指標彈性模量E（N/mm）剪變模量G（N/mm）線膨脹系數α（/0C）密度）泊松比ν2.06×1057.9×1041.2×10-57.85×1030.3鋼管混凝土組合軸心受壓強度設計值fsc按下式計算【設計規(guī)范校審稿3.3.1】【福建規(guī)程4.0.5】：fsc1.141.00fc0ξASfs0

(4-1)Acfc

（4-2）式中As—鋼管的截面面積Ac—核心混凝土的截面面積0鋼管混凝土的約束效應系數設計值，一般不宜小于0.60；fy、fsfck,fc

分別為鋼材的標準強度和設計強度；分別為混凝土的抗壓強度標準值和設計值。采用第一組鋼材的fsc值由式（4-1）計算。采用第二組、第三組鋼材的fsc值應將式（4-1）計算值乘以k10.96后確定。鋼管混凝土組合抗剪強度設計值

vfsc按下式計算3.3.4】：fscs0sc4-3（ ）scs0sc4-3s—截面的含鋼率（s/c）宜在0.05～0.08；0鋼管混凝土的約束效應系數設計值；fsc—組合軸心受壓強度設計值。fv fv采用第一組鋼材的sc由式（4-3）計算（4－4給出）。采用第二、第三組鋼材的sc值應按式（4-3）k10.96后確定。fv 24-4

sc值（Nmm）鋼材混凝土S=0.050.060.070.08C308.038.919.7910.69C409.2710.1511.0411.94Q235C5010.3311.2312.1313.03C6011.4112.3213.2314.14C3010.0311.3212.6313.96C4011.2712.5613.8615.17Q345C5012.3513.6414.9416.25C6013.4514.7516.0517.37對鋼管混凝土軸壓構件和e0r3的偏壓構件，其承受永久荷載引起的軸壓力占全部軸壓力的30％及以上時，應將組合軸壓強度設計值乘以混凝土徐變折減系數kc

(4-5)。桁式構件的長細比λ計算見式（5-9）和（5-10）【設計規(guī)范校審稿3.3.3】，實體構件的長細比計算見式（4－4），主拱的計算長度L0見表4-6【設計規(guī)范校審稿3.3.3】文獻【鐘善桐，鋼管混凝土結構（修訂版），哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1994】。表4-5kc構件長細比永久荷載所占比例()305070及以上50λ700.900.850.8070λ1200.850.800.75注：表內中間值可采用插入法求得4-6主拱計算長度兩端結合情況L0三鉸拱0.58s雙鉸拱0.54s無鉸拱0.36ss

—拱軸線長度。4-5中，構件的長細比λ按式（4－4）計算：λ=4L0/D （4-4）式中，L0L04-6；D為鋼管外徑。5、承載能力極限狀態(tài)計算5.1一般規(guī)定Commented[hwj24]:本句是否應前后半句重置？鋼管混凝土拱橋應按承載能力極限狀態(tài)的要求，對構件進行承載力及穩(wěn)定驗算。計算時采用統(tǒng)一理論，將鋼管混凝土視為一種復合材料。計算中作用（或荷載）（其中汽車荷載應計入沖擊系數）效應應采用其組合設計值；結構材料性能采用其強度設計值【設計規(guī)范校審稿4.1.1、4.1.2Commented[hwj24]:本句是否應前后半句重置？對承載能力極限狀態(tài)，應根據橋梁結構破壞可能產生的后果的嚴重程度，按表5-1劃分的三個安全等級進行設計。對于有特殊要求的橋梁結構，其安全等級可根據具體情況另行確定。同座橋梁的各種構件宜取相同的安全等級，必要時部分構件的安全等級可作適當調整，但調整后的級差不應超過一個等級【公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60-20041.0.9】【設計規(guī)范校審稿4.1.3、4.1.4】。表5-1 橋梁結構安全等級一級特大橋、重要大橋二級大橋、中橋、重要小橋三級小橋鋼管混凝土拱橋或構件的承載能力極限狀態(tài)計算，應采用下列表達式【設計規(guī)范校審稿4.1.5】：RRfd,ad

(5-1)(5-2)式中γ0——1.1、1.0、0.9；橋梁的抗震設計不考慮結構的重要性系數；S——作用（或荷載）（其中汽車荷載應計入沖擊系數）效應的組合設計值，按《公路橋涵設計JTGD60-2004》的規(guī)定計算；R——構件承載力設計值；（——構件的承載力函數；fd——材料強度設計值；ad——幾何參數設計值。Commented[hwj25]:“空間有限元”+“法”，說法應正式且前后統(tǒng)一對于下承式剛架系桿拱的拱墩固結點，應對局部結構采用空間有限元Commented[hwj25]:“空間有限元”+“法”，說法應正式且前后統(tǒng)一中、下承式鋼管混凝土拱橋的吊桿在持久狀況下應考慮吊桿長度和水平變位的影響，安3.05.1.4】。鋼管混凝土剛架系桿拱中的柔性系桿安全系數不應小于2.5【設計規(guī)范校審稿5.1.5】。軸心受力構件單肢鋼管混凝土軸心受壓構件的承載力按式（5-3）計算【設計規(guī)范校審稿4.2.1】。

（5-3）Commented[hwj26]:是設計值還是計算值，這兩者有區(qū)別，請看結構重要性系數一欄式中N——Commented[hwj26]:是設計值還是計算值，這兩者有區(qū)別，請看結構重要性系數一欄fsc——鋼管混凝土的組合軸心受壓強度設計值；Asc——鋼管混凝土構件的截面面積，Commented[hwj27]:前后符號要一致d——Commented[hwj27]:前后符號要一致

Asc

φ——5-2采用；λ——4.1.11條規(guī)定。5-2穩(wěn)定系數φ值構件長細比λ10 20 30 40 50 60 70 80鋼材Q2351.00.9980.9890.9720.9460.9120.8600.819Q3451.00.9970.9870.9660.9350.8950.8440.783構件長細比λ90 100 110 120 130 140 150鋼材Q2350.7600.6920.6170.5210.4440.3830.333Q3450.7120.6320.5410.4550.3870.3340.291注：表內中間值可采用插入法求得。單肢鋼管混凝土軸心受拉構件的承載力不考慮管內混凝土的作用，直接按鋼管構件進行Commented[hwj28]:1.1？計算，見式（5-4Commented[hwj28]:1.1？NtAsfs

(5-4)式中 fs——鋼材的抗拉強度設計值；As——鋼管的截面面積。鋼管混凝土啞鈴型構件軸心受壓構件的承載力Nl按式（5-5）～（5-7）計算【盛葉博士論文】：ll0N02NyNflφe0.0051(L/i16)l

（5-5）（5-6）（5-7）Commented[hwj29]:下標一般都有特定含義，應統(tǒng)一，尤其是規(guī)范文字都有很強的限定。式中：Ny為單根圓鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力，可按式（5Commented[hwj29]:下標一般都有特定含義，應統(tǒng)一，尤其是規(guī)范文字都有很強的限定。NyAcfck(1

ξξ)Commented[hwj30]:說法有誤式中，ξfyAs/fckAc為截面的約束效應系數；fyAsCommented[hwj30]:說法有誤為混凝土抗壓強度標準值；Ac為管內混凝土截面面積。Nf為腹板與腹腔混凝土的極限承載力，按矩形鋼管混凝土計算【DBJ13-51-2003-4.0.5】，如下式所示：NffscyAfc(1.180.85ξ)fckAfc式中，Afc為腹腔內混凝土面積；fscy為腹腔內混凝土按矩形鋼管混凝土計算時材料的組合屈服強度。格構式鋼管混凝土軸心受壓構件的整體承載力應按公式（5-8）計算，其受壓穩(wěn)定系數φ根據構件的換算長細比查表5-2。構件的換算長細比按表5-3的規(guī)定確定【歐智菁博士論文】【設4.2.3】。NN?N*l i1

(211)

（5-8）式中φl*—軸心受壓格構柱的穩(wěn)定系數；n—柱肢數；N0i—第i肢鋼管混凝土構件軸心抗壓承載力，按式（5-3）計算。表5-3格構式構件的換算長細比項目截面型式腹桿類別計算公式雙肢構件平腹桿斜腹桿0y212y 10yy三肢構件斜腹桿0yy四肢構件斜腹桿0yy0xx((IbA) Asc scsc2

l0y l0y (IaA) Asc scsc2

x

l0x； （5-9） l1 I l1 IscAsc單肢長細比： K1.11μ

（5-11） 1b A Aμ(2.83

μ0.5A 2l A μ0.5式中 y、x——整個構件對Y軸、X軸的長細比；l0y、l0x——Y軸、X軸的計算長度；AscIsc——單根柱肢的截面面積和慣性矩；

μ0.5

（5-12）ab——yyxx的距離；K——換算長細比系數；sAAEcAsE0EA——柱肢截面換算面積；土截面面積

cs ，其中As，Ac分別為柱肢鋼管橫截面面積和鋼管混凝Ad——一個節(jié)間內各斜腹桿面積之和；Ab——1——單肢一個節(jié)間的長細比；l1——單肢節(jié)間距離。格構式鋼管混凝土軸心受壓構件除驗算整體穩(wěn)定承載力外，尚應按式（5-3）驗算單肢穩(wěn)定承載力。當單肢的節(jié)間長細比1符合下列條件時，可不再驗算單肢穩(wěn)定承載力【設計規(guī)范4.2.4】。平腹桿格構式構件：140及10.max；斜腹桿格構式構件：10.max；其中max是構件在xx和yy方向換算長細比的較大值。Commented[hwj31]:應說明規(guī)定此條的目的，避免混淆格構式鋼管混凝土軸心受壓構件腹桿所受剪力可按下式計算【設計規(guī)范校審稿4.2.5Commented[hwj31]:應說明規(guī)定此條的目的，避免混淆nnVfscAsc/851Asc——n——肢數。

（5-13）Commented[hwj32]:強度是否應改為承載力？鋼管混凝土構件局部受壓強度按下式計算【四川院規(guī)范4.3.8】【DBJCommented[hwj32]:強度是否應改為承載力？NKlNu

AcKlKl

Kl1/3Kl=1/3。（注：Nu為構件極限容許承載力設計值，按本規(guī)范體系或DBJ13-51-2003應為5-3式中的fsc×Asc，但四川院為另一種算法。）偏心受力構件1VV21VV20N

Asc

fsc時N M1.4V2 N M

1V0 01VV1VV20

0f

（5-14a）當

sc時N

M1.4

V2 1.4N M

1V 0 0

0

（5-14b）偏心構件的穩(wěn)定承載力按式（5-15）驗算。N

Asc

1VV2f

sc時0N βM0

1.4

V2 m

1NA0.2

N0 10.4NNEM01VV2f

（5-15a）當

0 N

βM 1.4

V2

m

1在式（5-14）和（5-15）中：N0AscfscM0γmWscfsc

10.4NNEM0（5－16）（5－17）

V0

（5-15b）Ascfscv

2（5－18）2EscEsc

Asc

（5－19）Commented[hwj33]:此處應根據橋梁結構的特點，說明在作用效應組合時，M、VCommented[hwj33]:此處應根據橋梁結構的特點，說明在作用效應組合時，M、V分別對應的荷載工況和計算截面！這與建筑結構很大不同！其中NM，V——MmaxN、VNmaxM、VM取所計算構件段內的最大值；NE——歐拉臨界力；γ ξAsfyξ——鋼管混凝土的套箍系數標準值，Ac——鋼管內混凝土的截面面積；

Acfck；fy——鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度標準值；fck——混凝土的軸心抗壓強度標準值；Wsc——構件截面抵抗矩，sc ；βm——5-4采用。表5-4等效彎矩系數m荷載作用情況無橫向荷載作用的構件有端彎矩和橫向荷載同時作用的構件無端彎矩但有橫向荷載作用的構件NNNM1 M1M2(1) NM2NM1M2NM1M2NMMN(1)N(2)N等效彎矩系數0.650.35MM且0.4，其中：使構件產生同向曲率時，MM取同號；使構件產生反向曲率時，MM取異號。使構件產生同向曲率時，1.0使構件產生反向曲率時，0.851.0單肢鋼管混凝土拉彎構件的承載力按式（5－20）驗算【設計規(guī)范校審稿4.3.2】。N

M

（5-20）Commented[hwj34]:型？啞鈴式鋼管混凝土偏壓構件（短柱）的承載力按下列公式計算【設計規(guī)范校審稿4.3.4】【肖澤榮論文】Commented[hwj34]:型？應按盛葉論文

（5-21-1）1

h N，2

h N （ ）η 120.5h2μ，其中

μnEAsAcnEIsIc

5-21-2（ ）5-21-3N1N20N1M15.3.1條款（V=0），按單肢鋼管混凝土偏壓構件驗算其承載力；N10,N201N2M2代入公式（5-20），按單肢鋼管混凝土拉彎構件驗算其承載力。式中NM——NmaxMMmaxN組合設計值；N1M1，N2M2——分配到兩個肢上的軸力、彎矩組合設計值；h——啞鈴式截面兩肢中心的距離；η——單肢鋼管混凝土和整個啞鈴式構件截面抗彎剛度之比；μ——計算系數；nE——鋼管和混凝土彈性模量之比；As,Is——一個肢鋼管的截面面積和慣性矩；Ac,Ic——一個肢鋼管內混凝土的截面面積和慣性矩。啞鈴形鋼管混凝土偏壓長柱承載力計算公式可表示為【盛葉論文】：N*φφN*el le0

（5-22）Commented[hwj35]:符號稱呼是否應跟其他規(guī)范一致，如“長細比影響系數、偏心率影響系數”，不然字面上有混淆！式中，N0為啞鈴形鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力計算值，按5-6式計算；Commented[hwj35]:符號稱呼是否應跟其他規(guī)范一致，如“長細比影響系數、偏心率影響系數”，不然字面上有混淆！式計算；φe為偏心率折減系數，按下式計算：φ 1當e/(2i)0.85，e12.82e/(2i) （ ）當e/(2i)0.85

e

5-23a0.255-23be/(2i) （ ）5-23bCommented[hwj37]:吊點包括立柱設置處一般都有更強的加勁構造，此條是否有特定含義？Commented[hwj36]:型？形？前后不一致對于啞鈴Commented[hwj37]:吊點包括立柱設置處一般都有更強的加勁構造，此條是否有特定含義？Commented[hwj36]:型？形？前后不一致2格構式鋼管混凝土構件承受壓力、彎矩、剪力及共同作用時，平面內的整體穩(wěn)定承載力按式（5-24）驗算4.3.3】。2NN

mM

1.4VV

1scfsc

1φNNEWscfsc

（5-24）式中φ——5-2計算；Asc,Wsc——格構式構件截面總面積和總抵抗矩；NE——歐拉臨界力，其計算公式中λ采用格構式構件的換算長細比。對斜腹桿格構式構件的單肢，可按桁架的弦桿計算；對平腹桿格構式構件的單肢，尚應考慮由剪力引起的局部彎矩影響，按偏壓構件計算。腹桿所受剪力應取實際剪力和按式（5-13）計算剪力中的較大值。四肢鋼管混凝土格構柱承載力的計算公式見表5-5【歐智菁論文】。表5-5四肢鋼管混凝土格構柱承載力計算公式N* 整體承載力u

ue/hε

oi eloiφ 10 b ee/hε

12e0/hθ0 b e 0 1

θθh

1偏心率折減系數e

θ1θb1θ 1b A Aμ(2.83

μ0.5A 2l A 換算長細比*

μ0.5

μ0.5KK1μ1300213002K

Kλ40fyAsfckfyAsfckAcAcEsAsEcAc2.06105235穩(wěn)定系數lφ*根據 ，查本規(guī)范附錄一得到l。5.4 整體穩(wěn)定性驗算Commented[hwj38]:有限元法分析鋼管混凝土拱橋宜通過空間有限元分析驗算其整體穩(wěn)定性【設計規(guī)范校審稿4.4.1Commented[hwj38]:有限元法分析鋼管混凝土拱橋的整體穩(wěn)定系數按彈性理論計算時不小于4.0，考慮材料和幾何非線性后Commented[hwj39]:桁肋拱橋與實腹式肋拱橋是否應區(qū)別？不小于2.0【設計規(guī)范校審稿Commented[hwj39]:桁肋拱橋與實腹式肋拱橋是否應區(qū)別？Commented[hwj40]:剛架系桿拱等系桿和橋墩的相對剛度應針對“無鉸拱”予以限定范圍鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱的極限承載力可通過等效梁柱法進行計算，等效梁柱的λ5-25式進行計算Commented[hwj40]:剛架系桿拱等系桿和橋墩的相對剛度應針對“無鉸拱”予以限定范圍fscEsc,lin1fscEsc,linπ DL04-6取用。

（5-25）Commented[hwj41]:應說明其概念的外延和內涵對于拱肋截面僅承受軸力的鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱，其均布極限荷載qcr可由下式得出Commented[hwj41]:應說明其概念的外延和內涵qcr

Ncr 88f/L 1f/L2

（5-26）式中，Ncr為等效柱的極限承載力，可由下式進行計算：Ncr＝K1×K2×fsc×Asc 式中K1為考慮矢跨比因素的折減系數，K2為考慮初始缺陷因素的折減系數，λp為臨界長細比，可由下式進行計算（常用矢跨比下K1、K2的具體數值可查閱附錄二、三）：KKP0.215λλ

λ λ λ

p，

， 2

1 p （5-28)1C0.6710.730f/L1.727f/L2,1C20.1450.497f/L1.026f/L2，

，，

（5-29）1P0.2160.002f/L0.24f/L2， （5-30）12P0.9011.608f/L0.48f/L2，2λp1.3241.376fL1.001fL2。對于拱肋截面同時承受軸力和彎距的鋼管混凝土單圓管拋物線無鉸拱，其極限荷載f（P）可用下式表達【韋建剛博士論文】：f（P）＝f（N1/4，M1/4） 式中，N1/4與M1/4為通過一階分析求得的拱肋四分點處軸力和彎矩。N1/4與M1/4的極限狀態(tài)值可由式5-15（V＝0）φ＝K1×K2，K1、K25-28、5-29進行計算。三跨飛鳥式拱恒載作用下，簡化計算的基本平衡方程如5-32式所示，在初步設計時，可根據工程經驗與已建橋梁的資料，確定某些變量，然后應用式5-32確定另一些變量【鄭懷穎論文】。TToof1f2f1f2gL2 gL2211f28f1

2 22

（5-32）受彎構件Commented[hwj42]:符號不統(tǒng)一，公式不統(tǒng)一對于僅承受彎距作用的鋼管混凝土單圓管構件，其極限承載力Mu可按照式5-14進行計算（N＝0，V＝0），Mu≤M0【DBJ13-51-2003-5.3.1Commented[hwj42]:符號不統(tǒng)一，公式不統(tǒng)一對于僅承受彎距作用的鋼管混凝土啞鈴型構件，其極限承載力Mu可按下式進行計算【盛葉博士論文】：Mu≤ηM0 （5-33）式中η為啞鈴形截面形狀比值系數，可取值為0.911，M0為通過面積等效原則將啞鈴型截面等效成單圓管截面的抗彎承載力。Commented[hwj43]:應改為桁式，一是‘桁式’用的比較普及，二是‘桁式’更接近于受彎Commented[hwj43]:應改為桁式，一是‘桁式’用的比較普及，二是‘桁式’更接近于受彎Henderson，曹俊杰譯.空心管結構連接設計指南[M].北京:科學出版社,1997.】計算，其中鋼材強度計算值5.6小節(jié)計算Commented[hwj44]:此處是指間隙節(jié)點，對于搭接節(jié)點如何處理應說明？節(jié)點計算【四川院規(guī)范Commented[hwj44]:此處是指間隙節(jié)點，對于搭接節(jié)點如何處理應說明？Commented[hwj45]Commented[hwj45]:可注明該條參照《鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）Commented[hwj46]:增加“連續(xù)”在節(jié)點處直接焊接的圓鋼管結構，支管與主管或支管與支管的連接，采用相貫線切割機切開坡口，沿全周采用部分熔透性Commented[hwj46]:增加“連續(xù)”、所用連接焊縫均視為沿全周焊縫進行計算；、焊縫的平均有效厚度，可取

he0.7hf；Commented[hwj47]:符號應統(tǒng)一，可參照《鋼結構設計規(guī)范》有關符號規(guī)定、角焊縫的焊腳尺寸，可取hf2ts（tCommented[hwj47]:符號應統(tǒng)一，可參照《鋼結構設計規(guī)范》有關符號規(guī)定、支管與主管或支管與支管軸線之間的夾角θ小于30o或大于150o時，其連接焊縫不能用作受力焊縫。在節(jié)點處直接焊接的圓鋼管結構，支管與主管或支管與支管的連接焊縫，應按下列公式計算強度（5-2所示）：ffσNsfwffNs——支管的軸心拉力或壓力；he——焊縫的有效厚度。取he0.7hf；hf——hf2ts；

heiw0

(5-34)ts——支管的壁厚；當支管與支管相連時，為較薄支管的壁厚；iw0——沿全周的焊縫計算長度（兩管相貫線的長度），可按下列公式計算：i3.25d0.025d0.5430.466dd0.65 w0

sinθ 當s 時，i

3.81d0.389d0.5430.466dd0.65 w0

sinθ 當s 時， d——支管與主管相連時，為主管的外徑；當支管與支管相連時，為較大支管的外徑；ds——支管的外徑；當支管與支管相連時，為較小支管的外徑；θ——支管與主管或支管與支管軸線之間的夾角。Ks（兩管相貫的長度系數）5-6iw0Ksds支管主管γ支管主管γ5-2T型節(jié)點典型連接構造圖表5-6鋼管焊縫計算長度系數表θo90o85o80o75o70o65o60o55o50o45o40o35o30Ks1.003423433453493543613703823984184444785241.053403413433473523593683803964154414755221.103383393413453503573663783934134394725191.153363373393433483553643763914114364705161.203343353373413463533623743894084344675131.253323333353393443513603723874064314645101.303303313333373423493583693844034294625071.353293293313353403473563673824014264595041.403273273293333383443543653803994234565011.453253253273313363423523633783964214534981.503223233253293343403493613753944194514952.003203213233263313383473583723914154474912.503193193213253303363453563713894134454893.003183183203243283353443553693884124444873.503163173193223273343433543683864104424854.00315316318321326332341352366385409440483Commented[hwj48]:Commented[hwj48]:為保證節(jié)點處主管有足夠的強度，避免主管管壁產生過大的局部變形和焊縫中出現裂縫，CommentedCommented[hwj49]:此規(guī)定為針對鋼管結構而言，對于鋼管混凝土結構不使用。支管的軸向應力小于按表5-7所列公式計算得到的支管在節(jié)點處的承載力設計值。表5-7支管在節(jié)點處的承載力設計值計算公式表Commented[hwj50]:這些是舊版的《鋼結構設計規(guī)范》的管節(jié)點公式，新規(guī)范已經根據更新后的數據庫，尤其Commented[hwj50]:這些是舊版的《鋼結構設計規(guī)范》的管節(jié)點公式，新規(guī)范已經根據更新后的數據庫，尤其是大管徑的鋼管節(jié)點進行了修訂！節(jié)點形式 適用范圍號 支管