DB51DB51/T2515—2018鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術規(guī)程2018-07-23發(fā)布2018-08-01實施四川省質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布I 1 1 1 2 6 7 1GB/T11345鋼焊縫手工超聲波探傷方SCGF51-2015橋梁高性能DB51/T2425鋼管混凝土橋梁DB51/T1995機制砂橋梁高性能混3.1.1為規(guī)范鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點和接頭的疲勞設計，確保設計質(zhì)量，使其3.1.2本規(guī)程適用于圓形鋼管混凝土桁式結構橋梁受拉焊接節(jié)點和接頭的疲勞設23.1.3鋼管混凝土桁式橋梁采用的鋼材質(zhì)量等級應與大氣極端溫度環(huán)境匹配，鋼3.1.4橋梁疲勞設計時，應充分考慮橋梁運營中通行車輛組成情況、重車數(shù)量增控制名義應力，主要目的是控制焊接接頭焊縫初始缺陷導致的低周疲勞破壞。當設計疲勞應力幅應進行修磨。修磨完成2h后，應對修磨區(qū)域采用滲透法和磁粉法進行檢本規(guī)程適用于焊縫熱影響區(qū)外觀經(jīng)過修磨的鋼管及鋼管混凝土相貫節(jié)點和對接接頭的疲勞壽命評近年來，美國、韓國及中國等國家的鋼結構橋梁，因制造或服役期內(nèi)形成的局部缺陷，在惡劣環(huán)3.1.9本規(guī)程未涉及的其他鋼結構疲勞設計事宜，應34.1.4名義應力4.1.5熱點應力44.1.17冗余度系數(shù)γb4.1.18重要性系數(shù)γw4.1.19檢查系數(shù)γifsd——鋼管的抗拉、抗壓和抗彎強度設計值；fvd——鋼管的抗剪強度設計值。θ——K形節(jié)點主管與支管軸線間的夾角；φ——K形、T形節(jié)點兩支管軸線間的橫向夾角。5μβ——直徑比修正系數(shù)；τ——支管壁厚與主管壁厚的比；β——支管直徑與主管直徑的比；γb——冗余度系數(shù)；65.1.1鋼管混凝土構件中的鋼材質(zhì)量等級/0/-20/-40<-40CF5.1.2鋼管的材料質(zhì)量應符合《碳素結構鋼》（GB/T700）、《低合金fsdfyfvd75.2.1焊接材料應與結構鋼材的強度等級相匹配。當兩種不同強度等級的鋼材焊接時，宜采5.3.1鋼管內(nèi)灌注的混凝土應采用自密實補償收縮混凝土，鋼管混凝土內(nèi)的球冠型脫空率5.4.1受壓鋼管混凝土構件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于90，其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜5.4.2受壓鋼管構件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于40，鋼管壁厚不宜小于8mm，且支管壁厚不應大5.4.3受拉鋼管混凝土構件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于60，其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜5.4.4受拉鋼管構件的鋼管壁厚不宜小于8mm，支管壁厚不應大于主由于鋼管混凝土桁式結構的支管或橫撐鋼管長度較短、直徑較小，設置內(nèi)襯墊困難，對接焊縫質(zhì)ddtttθθgTTiDDedddtttθθgTTiDDed8dd入人dgttθθTTDeDgttθθTTDeD鋼管混凝土桁式節(jié)點，支管長細比較小，節(jié)點剛度大，彎矩產(chǎn)生的應力較高，已有工程實踐和模t/Td/DABCDE//鋼管及鋼管混凝土節(jié)點和鋼管混凝土接頭以結構細部的差異為基礎，分為不同的詳細類別。該分9lgSlgS(MPa)1 m=5 m=51恒幅應力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應力相對的應力幅分量，該應力幅分量為無500lgSlgS(MPa)m=5m=5 lgN11m=5恒幅應力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應力相對的應力幅分量，該應力幅分量為無500lgSlgS(MPa)1m=5lgN鋼管內(nèi)灌注混凝土對對接接頭的疲勞性能有所提高，由于鋼管混凝土對接接頭管徑較大、管壁厚恒幅應力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應力相對的應力幅分量，該應力幅分量為無ABCDEa)壁厚比修正系數(shù)μτ=1.5?τ;b)直徑比修正系數(shù)μβ=1.0；c)主管徑厚比修正系數(shù)μγ=1.0。μτ=1.5?τμβ=0.48+;2.10β?2.10β2；46.6.2.3主管、支管壁厚修正系數(shù)應按式(6.6tb——鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點支管疲勞設計荷載根據(jù)荷載大小、頻率、位置、移動性等進行設定，可體現(xiàn)設計使用年限內(nèi)作用于橋a)鋼管混凝土拱橋主拱的疲勞荷載宜采用《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》（JTGD64）中疲勞荷載模型Ⅰ,按附錄A采用。中疲勞荷載模型Ⅲ,按附錄A采用。D64）中疲勞荷載模型Ⅱ,按附錄A采用。鋼管混凝土橋梁為輕質(zhì)高強的輕型結構，其車輛荷載沖擊響應度較高，結合依托工程測試數(shù)據(jù)和7.1.4當鋼管混凝土橋梁功能需求、使用環(huán)境或交通荷載組成特殊時，可采用式中：Δσe——設計使用年限內(nèi)，與變幅應8.1.1鋼管或鋼管混凝土節(jié)點或接頭的疲勞強度驗算，可采用連接分類法和疲勞強度8.1.2相同鋼材強度等級、同類構造參數(shù)的節(jié)點或接頭呈連續(xù)分布時，應選擇應力幅應根據(jù)連接處鋼材強度等級和連接構造參數(shù)，對節(jié)點或接頭進行分類，選擇同類節(jié)點或接頭中應8.1.3鋼管及鋼管混凝土連接構造的安全系數(shù)由冗余度系數(shù)、重要性系數(shù)、檢查系數(shù)組a)冗余度系數(shù)γb：當鋼管或鋼管混凝土連接部位發(fā)生疲勞損傷后，造成橋梁結構整體破壞時，取γb=1.10；造成橋梁結構強度或功能影響時，取γb=1.00；不會對橋梁結構物的強度或功能b)重要性系數(shù)γw：大橋或特大橋取γw=1.10，中、小橋梁取γw=1.00。d)鋼管及鋼管混凝土連接部位的安全系數(shù)(γb×γw×γi）取值范圍為0.80～1.25。8.0.4）在變幅荷載中，大于恒幅疲勞極限的應力幅會對結構產(chǎn)生疲勞損傷，而小于恒幅疲勞極限的應力8.0.5-2）當使用代表荷載單位作為疲勞設計荷載時，設計循環(huán)次數(shù)代表所有應力的循環(huán)次數(shù)；同時不能使a)疲勞累積損傷度Dd應按公式（8.0.6-1）計算。b)疲勞強度驗算應滿足式（8.0.6-2）9.1.2鋼管及鋼管混凝土對接接頭與K形、T形節(jié)點的距離應大于1.0D。9.1.3K形節(jié)點的主、支管軸線間夾角θ宜為30°~60°;支管軸線交點與鋼管主管軸線的偏心距e0不宜大于D/4；支管軸線交點與鋼管混凝土主管軸線的偏心9.1.4K形、T形節(jié)點兩支管軸線橫向夾角φ宜為60°~180°,該夾角的節(jié)點構造應符合圖9.1.ΦΦΦ橫撐主管ΦΦΦ橫撐主管9.1.5主管與支管應同時滿足d/D≥0.4、t/T≤0.7、D/T≤50的要求。c)應控制焊接缺陷、焊接應力、焊接變形9.2.7相貫連接接頭，其相貫線坡口應采用相貫線切割機切割成型，支管全熔透焊縫坡口形式a)對鋼管及鋼管混凝土焊接節(jié)點或接頭出現(xiàn)的疲勞裂紋，應及時疲勞損傷程度及其影響進行評d)鋼管及鋼管混凝土對接接頭出現(xiàn)疲勞裂紋后的剩余疲勞壽命按照《公路鋼結構橋梁設計疲勞裂紋長度極限指當疲勞裂紋穿透主管鋼管壁厚，連接接頭喪失承載能力時相應的裂紋長度。根據(jù)已有模型試驗和工程經(jīng)驗，疲勞裂紋長度一般為10T時，裂紋已穿透壁厚。A.1鋼管混凝土橋梁的疲勞荷載或疲勞標準車組合成宜符合A.1.3疲勞荷載模型Ⅲ指采用單車模型，模型車軸載及分布規(guī)定如圖A-強度驗算，鋼管混凝土將鋼管內(nèi)混凝土等剛度換算為同主管直徑的等效壁厚的空心鋼管，lgS(MPalgS(MPa)3≤N≤5×1066≤N≤108t=5mmt=8mm458dt TDL TDLB.2.3T形鋼管混凝土節(jié)點，宜將鋼管內(nèi)混凝土換算為等效鋼管壁厚，等效鋼管壁厚宜按式（AEA=0.85EAsescscA=πDT?πT2B.2.4B.2.4T形節(jié)點的應力集中系數(shù)計算公式的適用條件應滿足0.2≤β≤1.0、15≤2γ≤64、a)主管鞍點的應力集中系數(shù)按式（B.2.5-1）計算：FF=1?(1.43β?0.97β?0.03)γexp(?0.71γα)…………….（B.2.5-2）b)主管冠點的應力集中系數(shù)按式（B.2.5-3）計算：SCFch_crown,ax=γ0.2τ2.65+5(β?0.65)2+τβ(C1α?3)……………….（B.2.5-3）c)支管鞍點的應力集中系數(shù)按式（B.2.5-4）計算：SCFb_saddle,ax=1.3F+γτ0.52α0.10.187?1.25□β1.1(β?0.96)F………….（B.2.5-4）式中：F——取值同該條的第一款。d)支管冠點的應力集中系數(shù)按式（B.2.5-5）計算：弦桿趾部弦桿趾部腹桿跟部腹桿跟部弦桿鞍點腹桿鞍點弦桿鞍點腹桿鞍點B.3.2對于K形鋼管混凝土節(jié)點，宜將鋼管內(nèi)混凝土換算為等效鋼管壁厚，等效壁厚壁厚計PaxcosθPaxcosθb)荷載條件1作用下，支管位置的應力集中系數(shù)宜按式（B.3.5-2）計