ICS93.040DB51DB51/T2513—2018鋼管混凝土梁橋技術(shù)規(guī)程2018-07-23發(fā)布2018-08-01實施四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布IDB51/T2513—2018 12規(guī)范性引用文件 1 14術(shù)語和符號 3 66計算基本規(guī)定 7承載能力極限狀態(tài)計算 8正常使用極限狀態(tài)計算 9正常使用極限狀態(tài)計算 10制造、安裝與防腐 附錄A（規(guī)范性附錄）鋼管混凝土徐變系數(shù) 41附錄B（規(guī)范性附錄）鋼管混凝土本構(gòu)關(guān)系 42附錄C（規(guī)范性附錄）鋼管混凝土構(gòu)件應力計算 44附錄D（規(guī)范性附錄）鋼—混凝土組合橋面板 46DB51/T2513—2018本標準按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標準由四川省交通運輸廳提出歸口。本標準由四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準。本標準主要起草單位：四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院、四川交通職業(yè)技術(shù)學院、四川路橋橋梁工程有限責任公司、西華大學。本標準主要起草人：牟廷敏、范碧琨、李暢、李勝、孫才志、周孝軍、康玲、詹文、趙藝程、何嬌陽、宋瑞年、蘇俊臣、狄秉臻、何源、陳功。DB51/T2513—20181鋼管混凝土梁橋技術(shù)規(guī)程本規(guī)程規(guī)定了鋼管混凝土梁橋術(shù)語、材料、計算基本規(guī)定、承載能力極限狀態(tài)計算、正常使用極限狀態(tài)計算、構(gòu)造、制造安裝與防腐等。本規(guī)程適用于圓形截面鋼管混凝土梁橋的設計、制造安裝與防腐。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB9796熱噴涂鋁及鋁合金涂層試驗方法GB50017鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JTGB01公路工程技術(shù)標準JTGD60公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD62公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTGD64公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設計規(guī)范JTG/TD65-06公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范JTG/TB02-01公路橋梁抗震設計細則JTG/TD60-01公路橋梁抗風設計規(guī)范JTG/TF50公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTGH11公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件DB51/T1995機制砂橋梁高性能混凝土技術(shù)規(guī)程DB51/T2425鋼管混凝土橋梁檢驗評定規(guī)程SCGF51-2010橋梁高性能混凝土制備與應用技術(shù)指南2008年版公路鋼管混凝土橋梁設計與施工指南TB10091鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范Q/CR9211鐵路鋼橋制造規(guī)范3.1.1為規(guī)范鋼管混凝土梁橋的設計，確保設計質(zhì)量，使鋼管混凝土梁橋的設計滿足安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的要求，制定本規(guī)程。3.1.2本規(guī)程適用于圓形截面鋼管混凝土梁橋設計。條文說明DB51/T2513—20182圓形鋼管對混凝土的約束力強，計算理論與構(gòu)造設計技術(shù)成熟，建造的梁橋數(shù)量較多。鋼管混凝土梁橋包括主塔、主梁或橋墩等主要受力構(gòu)件采用鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)的簡支梁橋、連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋、斜拉橋或懸索橋。3.1.3鋼管混凝土梁橋應采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設計法，進行以下兩類極限狀態(tài)設計：承載能力極限狀態(tài)：對應于鋼管混凝土梁橋及其構(gòu)件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)：對應于鋼管混凝土梁橋及其構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)。3.1.4鋼管混凝土梁橋應根據(jù)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，考慮以下四種狀況，進行相應的極限狀態(tài)設計：a)持久狀況：橋梁建成后承受自重、車輛等荷載的狀況。應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極b)短暫狀況：橋梁施工過程中承受臨時性作用（或荷載）的狀況。應進行承載能力極限狀態(tài)設計，必要時進行正常使用極限狀態(tài)設計。c)偶然狀況：橋梁在服役期內(nèi)可能偶然出現(xiàn)異常的狀況。應進行承載能力極限狀態(tài)設計，必要時進行正常使用極限狀態(tài)設計。d)地震狀況：橋梁在遭受地震作用時的狀況，在抗震設防地區(qū)應計入地震設計狀況。應進行承載能力極限狀態(tài)設計，必要時進行正常使用極限狀態(tài)設計。3.1.5鋼管混凝土梁橋設計時，應提出相應的施工方法、施工步驟和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換程序。條文說明鋼管混凝土梁橋的施工方法、施工步驟和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換程序影響到橋梁設計的總體布局、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工與使用安全。因此，設計時應總體考慮施工全過程的關(guān)鍵技術(shù)。3.1.6施工階段設計，在管內(nèi)混凝土未達到設計強度前，構(gòu)件的承載力、變形和穩(wěn)定性應按鋼結(jié)構(gòu)計算。施工階段的設計荷載應包括鋼管和混凝土等結(jié)構(gòu)的自重、預應力、溫度作用、風荷載及可能發(fā)生的施工荷載等。3.1.7鋼管混凝土梁橋主體結(jié)構(gòu)設計使用年限為100年，鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層體系保護年限應為15年。應設置鋼結(jié)構(gòu)專用檢修通道，滿足主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件可檢查和可維修的需要。條文說明鋼管混凝土梁橋主體結(jié)構(gòu)包括桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）、混合墩（塔）和桁式結(jié)構(gòu)橫向連接系等。為滿足鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件日常巡查和維護需要，應進行鋼結(jié)構(gòu)專用檢修通道的設計。3.1.8鋼管混凝土梁橋中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造細節(jié)應滿足完整性設計的要求。條文說明近年來，美國、韓國及中國等國家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，因制造或服役期形成的局部缺陷，在惡劣環(huán)境中，缺陷急速惡化擴展，縮短了橋梁服役期甚至垮塌。本規(guī)程涉及的鋼管桁式節(jié)點連接方式主要為焊接，空中安裝焊接工作量大，在焊接節(jié)點和接頭處更容易造成鋼管結(jié)構(gòu)的局部缺陷，嚴重影響鋼管混凝土橋梁壽命。3.1.9鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)的受拉相貫焊接接頭，對焊縫主管側(cè)的焊接熱影響區(qū)應進行修磨。條文說明受拉相貫焊接接頭的焊縫修磨方法和要求按照四川省地方標準《鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術(shù)3.1.10交通運輸行業(yè)外的鋼管混凝土梁橋設計時，應執(zhí)行相關(guān)行業(yè)規(guī)范的設計荷載規(guī)定及特定構(gòu)造要3.1.11鋼管混凝土梁橋設計，除應符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。DB51/T2513—201834術(shù)語和符號4.1術(shù)語4.1.1鋼管混凝土構(gòu)件在鋼管內(nèi)灌注混凝土，并由鋼管—混凝土共同受力的構(gòu)件。4.1.2鋼管混凝土梁橋主體結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）或混合墩（塔）等作為主要受力構(gòu)件的橋梁。4.1.3單管受壓構(gòu)件由單根鋼管混凝土作為受壓截面的構(gòu)件。4.1.4單管受拉構(gòu)件由單根鋼管混凝土作為受拉截面的構(gòu)件。4.1.5桁式主梁下緣為鋼管混凝土主管，上緣為鋼管混凝土主管或橋面板，上、下緣通過支管或型鋼連接形成桁式受力結(jié)構(gòu)的主梁。4.1.6桁式墩（塔）由兩肢或兩肢以上的鋼管混凝土主管，通過支管或型鋼連接形成桁式受力結(jié)構(gòu)的橋墩或主塔，縱向力由主管承擔。4.1.7組合墩（塔）由兩肢或兩肢以上的鋼管混凝土主管，通過鋼筋混凝土腹板連接形成組合受力結(jié)構(gòu)的橋墩或主塔，縱向力由主管和混凝土板共同承擔。4.1.8混合墩（塔）采用組合段和桁式段混合形成的橋墩或主塔。4.1.9斜支管與主管斜交的支管。4.1.10直支管與主管垂直的支管。4.1.11自密實補償收縮混凝土具有高流動度、不離析、均勻和穩(wěn)定等特性，澆筑時依靠其自重流動，無需振搗而達到密實，硬化時依靠膨脹劑及反應水作用，使混凝土微量膨脹而補償收縮的混凝土。4.1.12組合彈性軸壓模量鋼管混凝土構(gòu)件組合截面在軸心受壓且其縱向名義應力與應變呈線性關(guān)系時，名義壓應力與壓應變4.1.13組合彈性剪切模量鋼管混凝土構(gòu)件組合截面在受純剪且其切向名義應力與應變呈線性關(guān)系時，名義剪應力與剪應變的DB51/T2513—201844.1.14約束效應系數(shù)標準值反映鋼管混凝土組合截面幾何特征和組成材料物理特性的綜合參數(shù)標準值。4.1.15約束效應系數(shù)設計值反映鋼管混凝土組合截面幾何特征和組成材料物理特性的綜合參數(shù)設計值。4.1.16鋼管初應力鋼管混凝土構(gòu)件內(nèi)混凝土達到設計強度前空鋼管的應力。4.1.17脫空率脫空截面積與鋼管混凝土組合截面積的比值。4.1.18初應力折減系數(shù)反映鋼管初應力對鋼管混凝土承載能力影響程度的系數(shù)。4.1.19脫空折減系數(shù)反映鋼管內(nèi)混凝土脫空率對鋼管混凝土承載能力影響程度的系數(shù)。4.1.20完整性設計為保證結(jié)構(gòu)的設計使用目標，在鋼管結(jié)構(gòu)材質(zhì)、荷載、構(gòu)造、制造、安裝和維護等環(huán)節(jié)設計時，既規(guī)定構(gòu)件的強度和剛度要求，又規(guī)定構(gòu)件損傷容限和抗斷裂要求，具有系統(tǒng)性、整體性和綜合性特點的設計。4.2符號4.2.1作用與作用效應有關(guān)符號R——構(gòu)件承載力設計值；S——作用（或荷載）效應的組合設計值；Nd——軸向力設計值；Md——彎矩設計值；Vd——剪力設計值；N——組合截面的抗壓承載力；M——組合截面的抗彎承載力；Nsc——鋼管混凝土主管截面的抗壓承載力；Msc——鋼管混凝土主管截面的抗彎承載力；Nrc——鋼筋混凝土箱型截面的抗壓承載力；Mrc——鋼筋混凝土箱型截面的抗彎承載力；Nc——支管受壓時的節(jié)點承載力；Nt——支管受拉時的節(jié)點承載力。4.2.2材料指標有關(guān)符號Ec——混凝土彈性模量；Es——鋼材彈性模量；Esc——鋼管混凝土組合彈性軸壓模量；Gc——混凝土剪切模量；s——鋼材剪切模量；DB51/T2513—20185Gsc——鋼管混凝土組合彈性剪切模量；fcd——混凝土軸心抗壓強度設計值；fck——混凝土軸心抗壓強度標準值；ftd——混凝土軸心抗拉強度設計值；ftk——混凝土軸心抗拉強度標準值；fsd——鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度設計值；fvd——鋼材的抗剪強度設計值；fy——鋼材的屈服強度；fsc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值；sc——鋼管混凝土組合抗剪強度設計值；μc——混凝土泊松比；α——線膨脹系數(shù)；ρ——密度；[σ0]——疲勞容許應力幅。4.2.3幾何參數(shù)有關(guān)符號Ab——一個節(jié)間內(nèi)各直支管面積之和；Ac——鋼管內(nèi)混凝土的截面面積；Ad——一個節(jié)間內(nèi)各斜支管面積之和；Af——支管截面面積；As——鋼管混凝土鋼管的截面面積；Asc——鋼管混凝土的組合截面面積；ai——桁式墩（塔）單肢中心到虛軸y-y的距離；bi——桁式墩（塔）單肢中心到虛軸x-x的距離；D——主管外徑；d——支管外徑；0——偏心距；g——兩支管間的間隙；hsc——受壓較小邊或受拉邊鋼管混凝土中心至截面頂部的距離；hi——鋼管混凝土左右主管的中心距；Is——鋼管截面慣性矩；Ic——混凝土截面慣性矩；Isc——鋼管混凝土組合截面慣性矩；i——截面回轉(zhuǎn)半徑；L——主梁的計算跨徑；0——構(gòu)件的計算長度；1——桁式墩（塔）節(jié)間距離；l0x——桁式墩（塔）對X軸的計算長度；l0y——桁式墩（塔）對Y軸的計算長度；r——鋼管混凝土組合截面半徑；DB51/T2513—20186rc——鋼管內(nèi)混凝土的截面半徑；T——主管壁厚；t——支管壁厚或鋼板板厚；λ——構(gòu)件長細比；λx——桁式墩（塔）對X軸的長細比；λy——桁式墩（塔）對Y軸的長細比；λn——桁式墩（塔）的相對長細比；λ*——桁式墩（塔）的換算長細比；β——支管與主管外徑之比；τ——支管與主管壁厚之比；θ——管軸線之間的夾角；εb——界限偏心率；δs——桁式主梁設計預拱度值；δj——桁式主梁計算預拱度值。4.2.4計算系數(shù)及其它as——鋼管混凝土截面的含鋼率；ξ——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)標準值；ξ0——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)設計值；σ0——鋼管初應力；ω——鋼管初應力度；μ——鋼管混凝土梁橋車輛荷載沖擊系數(shù)；γ——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；γe——抗震調(diào)整系數(shù)；γv——截面抗剪修正系數(shù)；?——彎矩增大折減系數(shù)；?l——構(gòu)件長細比折減系數(shù)；?e——構(gòu)件偏心距折減系數(shù)；η——偏心距增大系數(shù)；δ——柔度系數(shù)；K——換算長細比系數(shù)；Kd——鋼管混凝土脫空折減系數(shù)；Kp——鋼管初應力折減系數(shù)；Ky——預拱度非線性修正系數(shù)；K,——換算長細比修正系數(shù)。5材料5.1鋼材5.1.1鋼管混凝土構(gòu)件中的鋼材，應根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、應力狀態(tài)、連接方式和環(huán)境條件等因素選取強度和質(zhì)量等級。橋梁環(huán)境溫度與鋼材質(zhì)量等級的匹配關(guān)系宜滿足表5.1.1的要求。DB51/T2513—20187表5.1.1橋梁環(huán)境溫度與鋼材質(zhì)量等級的匹配關(guān)系表/-20/-40<-40CF條文說明當鋼材的沖擊韌性不滿足環(huán)境溫度的要求時，因鋼材脆性增加而降低材料的疲勞強度，特別是受拉鋼管混凝土接頭容易發(fā)生疲勞破壞，因此采用的鋼材質(zhì)量等級必須與橋梁所處的環(huán)境溫度匹配。5.1.2鋼材質(zhì)量應符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）、《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T1591）和《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T714）的規(guī)定。5.1.3鋼管宜采用卷制焊接直縫鋼管、螺旋焊接管或無縫鋼管。當鋼管徑厚比滿足卷制要求時，優(yōu)先選用卷制焊接直縫鋼管。條文說明卷制焊接直縫鋼管制造精度高、質(zhì)量可靠、成本較低，宜優(yōu)先選用。5.1.4當鋼管有防止層狀撕裂的需要時，其材質(zhì)應符合《厚度方向性能鋼板》（GB/T5313）的規(guī)定。條文說明鋼管混凝土梁橋的主梁、橋墩（塔）、橫撐的主管，當壁厚超過16mm時，受卷制制造和支管拉力的作用，鋼板軋制方向的缺陷將放大，成為早期疲勞損傷的起源點，應防止主管層狀撕裂。5.1.5鋼材的物理力學性能指標應按表5.1.5采用。表5.1.5鋼材的物理力學性能指標彈性模量Es（MPa）5.1.6鋼管的強度設計值應按表5.1.6采用。表5.1.6表5.1.6鋼管的強度設計值（MPa）fsdfyfvdDB51/T2513—201885.2連接材料5.2.1焊接材料應與結(jié)構(gòu)鋼材的性能相匹配。當兩種不同強度等級的鋼材相焊接時，宜采用與強度較低的一種鋼材相適應的焊接材料。條文說明手工焊接采用的焊條應符合《碳鋼焊條》（GB/T5117）或《低合金鋼焊條》（GB/T5118）的規(guī)定，對需要驗算疲勞的構(gòu)件宜采用低氫型堿性焊條。自動焊和半自動焊采用的焊絲和焊劑應符合《熔化焊用鋼絲》（GB/T14957）、《氣體保護電弧焊用《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》（GB/T5293）或《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》（GB/T12470）的規(guī)定。5.2.2用于鋼管混凝土構(gòu)件或鋼構(gòu)件連接的緊固件，應符合國家關(guān)于普通螺栓、高強度螺栓、焊釘?shù)南嚓P(guān)技術(shù)要求。條文說明普通螺栓應符合《六角頭螺栓》（GB/T5780）和（GB/T5782）的規(guī)定。高強度螺栓應符合《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓》（GB/T1228）、《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母》高強度螺栓連接副技術(shù)條件》（GB/T3633）的規(guī)定。高強度螺栓的預緊力和摩擦面抗滑移系數(shù)應符合《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017）的規(guī)定。焊釘應符合《電弧螺栓焊用圓柱頭焊釘》（GB/T10433）的規(guī)定。5.3混凝土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，其強度等級宜為C30～C80。受壓鋼管內(nèi)宜灌注較高強度等級的混凝土，受拉鋼管內(nèi)宜灌注普通強度等級的混凝土。條文說明由于混凝土抗拉強度較低，鋼管混凝土構(gòu)件受拉時，管內(nèi)混凝土起支撐管壁、提高鋼管徑向剛度的作用，采用普通強度等級混凝土更易保證混凝土的體積穩(wěn)定性能。5.3.2自密實補償收縮混凝土性能指標應滿足以下要求：a)力學性能：應滿足設計要求。b)體積穩(wěn)定性能：密閉環(huán)境下混凝土自由膨脹率應控制在2×10-4～6×10-4，其穩(wěn)定收斂期應小c)工作性能：其各項指標應滿足表5.3.2要求。d)外加劑選擇：應摻加高效減水劑和膨脹劑。選用的高效減水劑應具有保塑、緩凝的功能，減水率應大于25%，且制備的混凝土拌和物含氣量應小于2.5%。選用的膨脹劑應對混凝土工作性能影響小、膨脹性能穩(wěn)定，水中限制膨脹率7d大于0.05%、空氣中[溫度20℃±2℃,相對濕度(60±5)%]21d大于0。表5.3.2自密實補償收縮混凝土工作性能DB51/T2513—20189條文說明自密實補償收縮混凝土工作性能，其評價指標根據(jù)《自密實混凝土應用技術(shù)規(guī)程》（CECS203:20的性能測試方法，采用坍落擴展度法測試流動性能，用V形漏斗法測試黏稠性和抗離析性，用U形箱法測試自填充性。測試的混凝土工作性能指標應符合本條規(guī)定。武漢理工大學的試驗研究表明：鋼管內(nèi)混凝土在密閉環(huán)境下的膨脹率應在60d內(nèi)穩(wěn)定收斂，有利于施工控制和橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。當密閉環(huán)境下鋼管內(nèi)混凝土自由膨脹率在2×10-4～6×10-4，含氣量小于2.5%時，鋼管內(nèi)混凝土容易密實。如果密閉環(huán)境下混凝土中膨脹劑摻量高，自由膨脹率過大，就會影響混凝土的工作性能、力學性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能。主管內(nèi)混凝土一般采用泵送頂升灌注，依靠混凝土的自重而密實，因此，混凝土應具有良好的自密實性能。如果初始坍落度小于20cm、擴展度小于50cm、T50時間大于20s、V型漏斗通過時間大于25s、U型箱填充高度小于30cm，則混凝土的工作性能不能滿足自密實性能要求；混凝土坍落度大于26cm、擴展度大于65cm、T50時間小于5s、V型漏斗通過時間小于10s，則混凝土粘聚性不良，容易離析而堵管或分層，影響鋼管混凝土均勻性。工程實踐表明，如果泵送頂升灌注6h內(nèi)完成，則控制3h坍落度宜大于18cm，擴展度大于40cm，初凝時間12～18h，終凝時間14～20h；如果泵送頂升灌注10h內(nèi)完成，則3h坍落度應無損失，控制5h坍落度宜大于18cm，擴展度大于40cm，初凝時間16～22h，終凝時間18～24h。在泵送壓力作用下，混凝土中氣體會部分逸出，積聚在鋼管和混凝土之間形成氣膜，造成鋼管和混凝土脫粘，所以對減水劑含氣量作出要求。5.3.3混凝土軸心抗壓強度標準值fck、軸心抗壓強度設計值fcd、軸心抗拉強度標準值ftk、軸心抗拉強度設計值ftd、彈性模量Ec應按表5.3.3采用?；炷恋募羟心Ａ縂c可按表5.3.3中彈性模量Ec的0.4倍采用，混凝土的泊松比μc可采用0.2。表5.3.3混凝土強度和彈性模量（MPa）軸心抗壓fck軸心抗拉ftk軸心抗壓fcd軸心抗拉ftd5.4鋼管混凝土5.4.1受壓鋼管混凝土構(gòu)件應滿足下列要求：a)鋼管外徑不宜小于300mm，也不宜大于1500mm；b)鋼管壁厚不宜小于8mm；c)鋼管徑厚比()不宜大于90，其中卷制焊接鋼管徑厚比()不宜小于40；d)含鋼率宜取值為0.04～0.20，其值應按式（5.4.1-1）計算。（5.4.1-1）DB51/T2513—2018式中：as——鋼管混凝土截面含鋼率；As——鋼管混凝土鋼管的截面面積；Ac——鋼管內(nèi)混凝土的截面面積。5約束效應系數(shù)標準值ξ不宜小于0.6，其值應按式（5.4.1-2）計算。式中：ξ——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)標準值；As——鋼管混凝土鋼管的截面面積；fy——鋼材的屈服強度；Ac——鋼管內(nèi)混凝土的截面面積；fck——混凝土軸心抗壓強度標準值。條文說明為使鋼管與鋼管內(nèi)混凝土具有統(tǒng)一的力學特征和變形協(xié)調(diào)性能，滿足橋梁結(jié)構(gòu)受力性能需要，鋼管混凝土的含鋼率、徑厚比、約束效應系數(shù)等應滿足規(guī)定指標要求。5.4.2受拉鋼管混凝土構(gòu)件應滿足下列要求：a)鋼管外徑不宜小于300mm，也不宜大于1500mm；b)鋼管壁厚不宜小于12mm；c)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)不宜小于40。5.4.3受壓鋼管構(gòu)件應滿足下列要求：a)鋼管外徑不宜小于150mm，也不宜大于750mm；b)鋼管壁厚不宜小于8mm，且支管壁厚應不大于主管壁厚；c)鋼管徑厚比(D/T)不宜大于40。條文說明鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)的受壓空心支管，因局部穩(wěn)定性需要，應控制其徑厚比。5.4.4受拉鋼管構(gòu)件應滿足下列要求：a)鋼管外徑不宜小于150mm，也不宜大于750mm；b)鋼管壁厚不宜小于8mm，且支管壁厚應不大于主管壁厚；c)受拉鋼管不宜采用對接焊縫接長。條文說明由于鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)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)量難以保證，應避免受拉鋼管采用對接焊縫接長。5.4.5鋼管與混凝土的強度等級匹配關(guān)系宜滿足表5.4.5-1和表5.4.5-2的要求。表5.4.5-1受壓鋼管與混凝土的強度等級匹配表DB51/T2513—2018表5.4.5-2受拉鋼管與混凝土的強度等級匹配表條文說明鋼管和混凝土材料的強度等級影響鋼管混凝土力學性能，鋼管和混凝土的強度等級應科學合理匹配，使鋼管混凝土的力學性能更優(yōu)良、經(jīng)濟性更好。5.4.6受壓鋼管混凝土設計強度應采用組合軸心抗壓強度fsc，fsc應按式（5.4.6-1）和式（5.4.6-2）當T≤16mm時：fsc=(1.14+1.02ξ0)fcd（5.4.6-1）當T＞16mm時：fsc=0.96×(1.14+1.02ξ0)fcd式中：fsc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值；T——主管壁厚；ξ0——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)設計值，按式（5.4.6-3）計算；（5.4.6-3）As——鋼管混凝土鋼管的截面面積；fsd——鋼管的抗拉強度設計值；Ac——鋼管內(nèi)混凝土的截面面積；fcd——鋼管內(nèi)混凝土的軸心抗壓強度設計值。條文說明卷制鋼管的壁厚大于16mm時，厚板效應使卷制鋼管更容易凸顯鋼材固有缺陷，降低鋼材強度；同時，壁厚大于16mm的鋼管直徑一般較大，而大直徑鋼管混凝土的約束效應差、影響因素多，根據(jù)試驗成果，取鋼管混凝土組合抗壓強度設計值的修正系數(shù)為0.96。5.4.7鋼管混凝土彈性模量應采用組合彈性軸壓模量Esc。當T≤16mm時，Esc應按表5.4.7取值；當T＞16mm時，Esc應按表5.4.7取值乘以0.96后確定。DB51/T2513—2018表5.4.7組合彈性軸壓模量Esc(×104MPa）5.4.8鋼管混凝土組合抗剪強度設計值τsc應按式（5.4.8-1）和式（5.4.8-2）計算。（5.4.8-1）（5.4.8-2）ξ.（5.4.8-1）（5.4.8-2）s2.33ξ.134fsc式中：τsc——鋼管混凝土組合抗剪強度設計值；as——鋼管混凝土截面的含鋼率；ξ0——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)設計值；fsc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值。DB51/T2513—20185.4.9鋼管混凝土剪切模量應采用組合彈性剪切模量Gsc。當T≤16mm時，Gsc應按表5.4.9取值；當T＞16mm時，Gsc應按表5.4.9取值乘以0.96后確定。表5.4.9組合彈性剪切模量Gsc(×104MPa）5.4.10鋼管混凝土的線膨脹系數(shù)α應取1.2×10-5。條文說明鋼管混凝土的鋼管外表面直接暴露于大氣中，且鋼管內(nèi)混凝土對鋼管的軸向約束較小，因此，選用鋼材的線膨脹系數(shù)作為鋼管混凝土的取值。6計算基本規(guī)定DB51/T2513—20186.1一般規(guī)定6.1.1本章計算基本規(guī)定的要求適用于梁橋中的鋼管混凝土構(gòu)件，非鋼管混凝土構(gòu)件的計算按照相應構(gòu)件對應的規(guī)范要求執(zhí)行。6.1.2鋼管混凝土梁橋應進行強度、剛度、穩(wěn)定性驗算和動力性能分析。a)鋼管混凝土梁橋應采用靜力方法計算主梁、墩（塔）的內(nèi)力和累計變形；b)鋼管混凝土桁式主梁應對主梁主管、支管、橋面板進行強度和剛度驗算；c)鋼管混凝土桁式墩（塔）應對桁式墩（塔）單肢和組合受壓構(gòu)件進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算；d)鋼管混凝土組合墩（塔）應對施工過程的鋼管混凝土主管桁式結(jié)構(gòu)、組合受壓構(gòu)件進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算；e)鋼管混凝土混合墩（塔）應對施工過程的鋼管混凝土主管桁式結(jié)構(gòu)、組合受壓構(gòu)件進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算，并對組合過渡接頭進行局部內(nèi)力分析；f)鋼管混凝土梁橋應建立全橋整體空間模型分析穩(wěn)定性與動力特性，模型應包括主梁、墩（塔）和橋面梁（板）等全橋各構(gòu)件；g)當橋墩高度大于80m、索塔高度大于120m時，還應計入材料、幾何非線性影響。鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系應按附錄B執(zhí)行。條文說明橋墩高度大于80m、索塔高度大于120m的鋼管混凝土梁橋，材料、幾何非線性對強度、剛度、穩(wěn)定性和動力性能影響顯著，不容忽視。6.1.3鋼管混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)分析（靜力、穩(wěn)定、動力），可采用平面或空間有限元法。6.1.4鋼管混凝土梁橋的桁式主梁和桁式墩（塔）宜采用梁單元計算；組合墩（塔）宜按鋼筋混凝土箱型截面梁單元計算；橋面板（梁）宜采用梁單元或板單元計算。6.1.5鋼管混凝土梁橋的桁式結(jié)構(gòu)計算簡化模型中，支管與主管、支管與橋面板應以剛性節(jié)點連接。6.1.6鋼管混凝土桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）及混合墩（塔）的幾何尺寸、主管和支管規(guī)格等構(gòu)造參數(shù)應優(yōu)化分析確定。6.1.7鋼管混凝土梁橋的鋼管混凝土構(gòu)件，其承載力計算應計入鋼管初應力和混凝土脫空的影響。6.1.8鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)中，拉、壓交替作用下的鋼管混凝土構(gòu)件應按受拉鋼管混凝土構(gòu)件進行驗6.1.9鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算長度可按下列方法確定：a)主管在主桁平面內(nèi)的計算長度為主桁節(jié)間長度；b)主管在主桁平面外的計算長度為側(cè)向支撐點的間距；c)支管在任意平面的計算長度為0.75倍支管長度。6.1.10等截面鋼管混凝土墩（塔）的計算長度宜按表6.1.10取值，對于復雜邊界條件或變截面可采用有限元方法計算。表6.1.10鋼管混凝土墩（塔）的計算長度l0L——墩（塔）有效約束間的長度DB51/T2513—20186.2作用及作用效應組合6.2.1有關(guān)作用的分類、組合及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，應符合《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60）的規(guī)定。6.2.2鋼管混凝土梁橋的車輛荷載沖擊系數(shù)μ,應按式（6.2.2-1）和式（6.2.2-2）計算。當計算結(jié)果簡支梁或連續(xù)梁（6.2.2-1）斜拉橋或懸索橋（6.2.2-2）式中：L——計算簡支梁或連續(xù)梁時，L指橋梁的跨徑（m計算斜拉橋或懸索橋鋼管混凝土主梁時，L指拉索或吊索的間距（m計算鋼管混凝土墩（塔）時，L指鋼管混凝土墩（塔）的高度（m）。條文說明鋼管混凝土橋梁為輕質(zhì)高強的輕型結(jié)構(gòu)，其車輛荷載沖擊響應度較高，結(jié)合實橋測試數(shù)據(jù)和不同橋型不同結(jié)構(gòu)部位的特點，參照《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60）相應要求，制訂了鋼管混凝土梁橋的車輛荷載沖擊系數(shù)計算方法。6.2.3地震效應的計算應符合《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01）的規(guī)定。6.2.4計算體系溫差引起的效應時，宜按當?shù)貥O端最高和最低溫度確定。當橋位缺乏實際調(diào)查溫度資料時，按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60）表4.3.12-2取值。6.2.5計算單管截面的溫差效應時，可采用圖6.2.5a的溫度梯度曲線；計算桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）或混合墩（塔）截面的溫差效應時，可采用圖6.2.5b的溫度梯度曲線。溫度、應按表T1T2T1T26808650（a）單管（b）桁式主梁、墩（塔）圖6.2.5溫度梯度曲線圖表6.2.5溫度T1、T2表(℃)DB51/T2513—2018條文說明結(jié)合相關(guān)規(guī)范對溫度梯度的規(guī)定，桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）或混合墩（塔）因溫度梯度而導致的主管溫差按5～8℃計算。6.2.6鋼管混凝土梁橋風荷載計算應按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60）和《公路橋梁抗風設計規(guī)范》（JTG/TD60-01）執(zhí)行。6.2.7鋼管混凝土梁橋的徐變內(nèi)力及變形計算時，徐變系數(shù)可按照附錄A計算，或按照降溫15℃計算徐變影響。條文說明鋼管內(nèi)混凝土的收縮對內(nèi)力的影響已經(jīng)在鋼管混凝土脫空折減系數(shù)中計入，因此不再計算。根據(jù)不同試驗研究和實橋測試成果，本規(guī)程提出的按鋼管混凝土構(gòu)件降溫15℃計算徐變影響，與按附錄A計算結(jié)果相當。6.3施工計算6.3.1按設計的施工過程，應對各階段所形成的結(jié)構(gòu)體系進行內(nèi)力、穩(wěn)定和抗風性能分析，并應驗算體系中構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性能和抗風性能。6.3.2鋼管混凝土施工計算時，應按鋼管節(jié)段安裝、管內(nèi)混凝土灌注的加載程序計算鋼管混凝土形成階段的累計內(nèi)力和變形，形成鋼管混凝土后的施工加載內(nèi)力和變形應按容限脫空鋼管混凝土統(tǒng)一理論計算；橋梁施工全過程的鋼管混凝土的內(nèi)力和變形，應按鋼管混凝土形成前后的累計內(nèi)力和變形疊加。6.3.3桁式主梁應按施工全過程計算的累計變形量與活載變形量的總和設置預拱度。桁式主梁、桁式墩（塔）、組合墩（塔）、混合墩（塔）的主管最大初應力應不大于0.65。6.3.4管內(nèi)混凝土灌注順序和組合結(jié)構(gòu)的形成，應遵循對稱、均衡的原則，通過計算優(yōu)化確定，施工本階段主管內(nèi)混凝土達到設計強度，且齡期應大于4天后，才能開展下階段施工。6.4計算限值要求6.4.1鋼管混凝土桁式主梁，受拉鋼管混凝土（含受拉支管）強度驗算時，鋼管累計應力不得超過0.45fy；受壓鋼管混凝土強度驗算時，鋼管累計應力不得超過0.6fy。鋼管混凝土桁式主梁上緣采用鋼管混凝土主管外包混凝土的橋面板時，鋼管混凝土主管強度驗算時，鋼管累計應力不得超過0.8fy。6.4.2鋼管混凝土桁式墩（塔），受壓鋼管混凝土強度驗算時，鋼管累計應力不得超過0.6fy。6.4.3鋼管混凝土組合墩（塔），鋼管混凝土主管強度驗算時，鋼管累計應力不得超過0.8fy。6.4.4鋼管及鋼管混凝土焊接接頭的剪應力不得超過0.65fvd。7承載能力極限狀態(tài)計算7.1一般規(guī)定7.1.1鋼管混凝土桁式主梁應進行單管構(gòu)件承載力驗算；鋼管混凝土桁式墩（塔）應分別進行單管構(gòu)件和組合受壓構(gòu)件承載力驗算；鋼管混凝土組合墩（塔）應進行組合受壓構(gòu)件承載力驗算；鋼管混凝土混合墩（塔）應進行單管構(gòu)件和組合受壓構(gòu)件承載力驗算。DB51/T2513—2018條文說明鋼管混凝土混合墩（塔）桁式段采用鋼管混凝土桁式墩（塔）的計算方法，組合段采用鋼管混凝土組合墩（塔）的計算方法。7.1.2承載能力極限狀態(tài)計算時，鋼管混凝土梁橋的安全等級應為一級。7.1.3鋼管混凝土梁橋構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計算應按式（7.1.3）確定。γS≤R（7.1.3）式中：S——作用效應的組合設計值；R——構(gòu)件承載力設計值；γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)。不計地震荷載時，該值為橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，取γ=1.1。計地震荷載時，該值為抗震調(diào)整系數(shù)，即取γ=γe，γe按表7.1.3采用。表7.1.3抗震調(diào)整系數(shù)γe條文說明通過試驗研究、結(jié)合相關(guān)規(guī)范，地震作用時，應根據(jù)結(jié)構(gòu)各部位的易損性確定抗震調(diào)整系數(shù)的取值。7.2單管受壓構(gòu)件7.2.1鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件，其軸心受壓承載力應按式（7.2.1）驗算。γγNd≤φlKpKdfscAsc（7.2.1）式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——軸心受壓構(gòu)件軸向力設計值；l——單管鋼管混凝土構(gòu)件長細比折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.4條計算；Kp——鋼管初應力折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.6條計算；Kd——鋼管混凝土脫空折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.7條取值；fsc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值，按本規(guī)程第5.4.6條計算；Asc——鋼管混凝土組合截面面積。7.2.2鋼管混凝土偏心受壓構(gòu)件，其偏心受壓承載力應按式（7.2.2）驗算。式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——偏心受壓構(gòu)件軸向力設計值；φ——彎矩增大折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.3條計算；l——單管鋼管混凝土構(gòu)件長細比折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.4條計算；DB51/T2513—2018e——單管鋼管混凝土構(gòu)件偏心距折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.5條計算；Kp——鋼管初應力折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.6條計算；Kd——混凝土脫空折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.7條取值；fsc——鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值，按本規(guī)程第5.4.6條計算；Asc——鋼管混凝土組合截面面積。7.2.3鋼管混凝土梁橋負彎矩區(qū)段的主桁梁，其下緣鋼管混凝土主管的受壓承載能力驗算應計入彎矩增大折減系數(shù)φ,按式（7.2.3-1）計算。（7.2.3-1）式中：Nd——下緣鋼管混凝土主管計算截面處的軸向力設計值；Ncr——下緣鋼管混凝土主管計算截面處的歐拉臨界力，按式（7.2.3-2）計算：Ncr=π2EscAsc/λ2（7.2.3-2）λ——下緣鋼管混凝土主管計算截面處的長細比，按式（7.2.3-3）計算：λ=S0/i（7.2.3-3）i——下緣鋼管混凝土主管計算截面處的回轉(zhuǎn)半徑，按式（7.2.3-4）計算：i=壓不（7.2.3-4）S0——節(jié)間長度。條文說明簡支體系的主桁梁由于沒有負彎矩區(qū)段，下緣鋼管混凝土主管不出現(xiàn)受壓狀況，無需計入該彎矩增7.2.4鋼管混凝土單管受壓構(gòu)件長細比折減系數(shù)φl，按式（7.2.4-1）和式（7.2.4-2）計算。＞4時7.2.4-1）式中：l0——單管受壓鋼管混凝土構(gòu)件的計算長度，按本規(guī)程第6.1.9條取值；D——單管受壓鋼管混凝土構(gòu)件的外徑。7.2.5鋼管混凝土單管受壓構(gòu)件偏心距折減系數(shù)φe，按式（7.2.5-1）和式（7.2.5-2）計算。＞1.55時7.2.5-2）式中：e0——單管受壓鋼管混凝土構(gòu)件的偏心距，按e0=MdNd計算；Md——偏心受壓構(gòu)件軸向力設計值對應的彎矩值；rc——鋼管內(nèi)混凝土截面的半徑。7.2.6鋼管混凝土受壓構(gòu)件鋼管初應力折減系數(shù)Kp應按式（7.2.6-1）計算。式中：W——鋼管初應力度，按式（7.2.6-2）計算，W應不超過0.65；DB51/T2513—2018（7.2.6-2）σ0——鋼管初應力，取鋼管截面初應力的最大值；fsd——鋼材的強度設計值。條文說明四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院、福州大學、清華大學、重慶交通大學等單位，關(guān)于鋼管初應力對鋼管混凝土承載能力的影響研究取得了系列成果，研究表明，穩(wěn)定折減系數(shù)、偏心距、桁式結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件長細比、含鋼率和管內(nèi)混凝土強度等級等因素，將綜合影響鋼管混凝土的承載能力。因此，各研究團隊分別提出了鋼管初應力對鋼管混凝土構(gòu)件承載能力影響的計算公式。因鋼管內(nèi)混凝土對鋼管的支撐作用，鋼管壁的局部和整體穩(wěn)定性提高，穩(wěn)定折減系數(shù)較大，而鋼管初應力水平較低，鋼管不容易出現(xiàn)失穩(wěn)，初應力度計算式可以不計穩(wěn)定折減系數(shù)。桁式結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件長細比、含鋼率、管內(nèi)混凝土強度等級等因素，對初應力影響較小，初應力度計算式不考慮。當鋼管最大初應力度超過0.65時，對鋼管混凝土承載能力及變形影響較大，特對鋼管初應力度提7.2.7鋼管混凝土受壓構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)驗算時，應計入鋼管內(nèi)混凝土脫空影響，脫空折減系數(shù)Kd取值0.95，并應符合下列要求：1當鋼管混凝土球冠型脫空率大于0.6％，或脫空高度大于5mm時，應對鋼管內(nèi)混凝土脫空缺陷進行修補灌注；2鋼管混凝土構(gòu)件不得出現(xiàn)周邊均勻型脫空的缺陷。條文說明鋼管混凝土構(gòu)件常見的脫空形式主要有球冠型和周邊均勻型脫空，鋼管混凝土梁橋管內(nèi)混凝土脫空圖7.2.7球冠形脫空型式試驗研究表明，當脫空率大于0.6％時，核心混凝土支撐鋼管的作用減弱，對鋼管混凝土承載能力和剛度影響較大，應補充灌注脫空缺陷。對于鋼管混凝土脫空率小于0.6％，但鋼管混凝土脫空高度h大于5mm時，具備補充灌注脫空缺陷的工藝條件，因此，還規(guī)定了脫空高度限值。7.3單管受拉構(gòu)件7.3.1鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件，其軸心受拉承載力應按式（7.3.1）驗算。DB51/T2513—2018式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——軸心受拉構(gòu)件軸向力設計值；Es——鋼材彈性模量，按本規(guī)程第5.1.5條取值；Esc——鋼管混凝土組合彈性軸壓模量，按本規(guī)程第5.4.7條取值；D——主管外徑；fy——鋼材的屈服強度，按本規(guī)程第5.1.6條取值。7.3.2鋼管混凝土彎拉構(gòu)件，其彎拉承載力應按式（7.3.2）驗算。（7.3.2）式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——彎拉構(gòu)件軸向力設計值；Es——鋼材彈性模量，按本規(guī)程第5.1.5條取值；Esc——鋼管混凝土組合彈性軸壓模量，按本規(guī)程第5.4.7條取值；D——主管外徑；0——彎拉構(gòu)件的偏心距，按e0=MdNd計算；Md——彎拉構(gòu)件軸向力設計值對應的彎矩值；fy——鋼材的屈服強度，按本規(guī)程第5.1.6條取值。條文說明四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院近六年三批次的模型試驗和實橋測試研究表明，彎拉鋼管混凝土受載全過程，由于鋼管的約束和支撐，使鋼管與鋼管內(nèi)混凝土在彈性受載范圍內(nèi)的變形總體一致和協(xié)調(diào)，鋼管內(nèi)混凝土對提高彎拉構(gòu)件承載力的貢獻顯著。根據(jù)鋼管混凝土梁橋?qū)崢驕y試和相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，分析彎拉鋼管混凝土工作的力學行為，提出了彎拉鋼管混凝土約束協(xié)調(diào)的統(tǒng)一理論，基于可靠度理論、數(shù)學物理模型推導了鋼管混凝土彎拉構(gòu)件的承載力公式。當受拉鋼管混凝土構(gòu)件管內(nèi)設置預應力鋼筋時，應將預應力鋼筋作為構(gòu)件承載力的一部分。7.4單管受剪構(gòu)件7.4.1鋼管混凝土構(gòu)件，其抗剪承載力應按公式（7.4.1）驗算。vAscτsc（7.4.1）式中γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；d——組合截面剪力設計值；γv——截面抗剪修正系數(shù)，當ξ≥0.85時，γv=0.85；當ξ<0.85時，γv=1.0；Asc——鋼管混凝土組合截面面積；sc——鋼管混凝土組合抗剪強度設計值，按本規(guī)程第5.4.8條計算。7.5組合受壓構(gòu)件7.5.1桁式墩（塔）組合受壓構(gòu)件，其軸心受壓承載力應按式（7.5.1）驗算。DB51/T2513—2018式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——組合受壓構(gòu)件軸向力設計值；l,——組合受壓構(gòu)件長細比折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.5.3條計算；Ki——單肢鋼管的最大初應力折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.6條計算；pKd——單肢鋼管混凝土脫空折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.7條取值；fsc——單管鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值，按本規(guī)程第5.4.6條計算；Asc——單管鋼管混凝土組合截面面積。7.5.2桁式墩（塔）組合受壓構(gòu)件，其偏心受壓承載力應按式（7.5.2）驗算。（7.5.2）式中：γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——組合偏心受壓構(gòu)件軸向力設計值；l,——組合偏心受壓構(gòu)件長細比折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.5.3條計算；,——組合偏心受壓構(gòu)件偏心距折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.5.4條計算；Ki——單肢鋼管的最大初應力折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.6條計算；pKd——單肢鋼管混凝土脫空折減系數(shù)，按本規(guī)程第7.2.7條取值；fsc——單管鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值，按本規(guī)程第5.4.6條計算；Asc——單管鋼管混凝土組合截面面積。7.5.3鋼管混凝土梁橋的桁式墩（塔），其鋼管混凝土組合構(gòu)件承載能力驗算應計入整體長細比折減系數(shù)φl,，按式（7.5.3-1）和式（7.5.3-2）計算。λnlλ（7.5.3-1）λn＞1.5時7.5.3-2）式中：λn——桁式墩（塔）的相對長細比，按式（7.5.3-3）計算；（7.5.3-3）λ*——桁式墩（塔）的換算長細比，按式（7.5.3-4）計算；λ*=K,λy或λ*=K,λx（7.5.3-4）K,——換算長細比修正系數(shù)，按式（7.5.3-5）計算；K——換算長細比系數(shù)，按式（7.5.3-6）計算；（7.5.3-6）δ——柔度系數(shù)，按式（7.5.3-7）計算；DB51/T2513—2018Is——鋼管截面慣性矩；Ic——混凝土截面慣性矩；Ad——一個節(jié)間內(nèi)各斜支管面積之和；Ab——一個節(jié)間內(nèi)各直支管面積之和（m21——桁式墩（塔）節(jié)間距離；λ——桁式墩（塔）名義長細比(λx或λy）,按式（7.5.3-8）和式（7.5.3-9）計算；（7.5.3-8）（7.5.3-9）λλy——桁式墩（塔）對X軸和Y軸的長細比；l0x、l0y——桁式墩（塔）對X軸和Y軸的計算長度；ai、bi——單肢中心到虛軸y-y和x-x的距離（圖7.5.3）。i(l(l(lri(l(l(lra)兩肢構(gòu)件b)三肢構(gòu)件c)四肢構(gòu)件圖7.5.3桁式墩（塔）平面距離示意圖7.5.4鋼管混凝土梁橋的桁式墩（塔），其鋼管混凝土組合構(gòu)件承載能力驗算應計入整體偏心距折減系數(shù)φ，應按式（7.5.4-1）～（7.5.4-3）計算。e0/h≤εb時7.5.4-1）e0/h＞εb時7.5.4-2）（7.5.4-3）式中：h——桁式墩（塔）在彎矩作用平面內(nèi)的柱肢重心之間的距離；0——桁式墩（塔）豎向荷載的偏心距；ξ0——鋼管混凝土的約束效應系數(shù)設計值；εb——界限偏心率。7.5.5組合墩（塔）受壓構(gòu)件，其組合截面承載力應按式（7.5.5-17.5.5-4）驗算。DB51/T2513—2018N=Nsc+Nrc（7.5.5-1）M=Msc+Mrc（7.5.5-2）γNd≤N（7.5.5-3）γNde≤M（7.5.5-4）（7.5.5-5）式中：N——組合截面的抗壓承載力；M——組合截面的抗彎承載力；Nsc——鋼管混凝土主管截面的軸壓承載力，按本規(guī)程第7.5.6條計算；Nrc——鋼筋混凝土箱型截面的軸壓承載力，按本規(guī)程第7.5.7條計算；Msc——鋼管混凝土主管截面的抗彎承載力，按本規(guī)程第7.5.6條計算；Mrc——鋼筋混凝土箱型截面的抗彎承載力，按本規(guī)程第7.5.7條計算；γ——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)或抗震調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)程第7.1.3條取值；Nd——軸向力的組合設計值；Md——相應于軸向力的彎矩組合設計值；e——軸向力作用點至截面重心軸考慮偏心距增大系數(shù)后的距離；η——偏心距增大系數(shù)，按本規(guī)程第7.5.8條計算；0——軸向力對截面重心軸的偏心距，e0=Md/Nd。7.5.6鋼管混凝土主管截面，其軸心受壓承載力Nsc、抗彎承載力M驗算。（7.5.6-1）Msc=Nsce0（7.5.6-2）注：當Nc為拉時取“+”號，當Nc為壓時取“-”號?！街校篘c受壓較小邊或受拉邊鋼管混凝土承受的荷載，按式（7.5.6-3）計算：——Nc=σscAc（7.5.6-3）——N受壓較大邊鋼管混凝土的抗壓承載力，按式（7.5.6-4）計算：——（7.5.6-4）——A受壓較大邊鋼管混凝土組合截面面積；————Ac受壓較小邊或受拉邊鋼管混凝土組合截面面積；————σsc受壓較小邊或受拉邊鋼管混凝土應力，按式（7.5.6-5）計算：——且（7.5.6-5）——β1截面受壓區(qū)矩形應力圖高度與實際受壓區(qū)高度的比值，應按表7.5.6取用：——βDB51/T2513—2018εcu——截面非均勻受壓時混凝土的極限壓應變，當混凝土強度等級為C50及以下時，取εcu=0.0033；當混凝土強度等級為C80時，取εcu=0.003；中間強度等級用線性插值法求得；hsc——受壓較小邊或受拉邊鋼管混凝土中心至截面頂部的距離；hi——鋼管混凝土左右主管的中心距。圖7.5.6組合截面正截面偏心受壓承載力計算簡圖7.5.7鋼筋混凝土箱型截面應采用扣除主管截面后的凈截面，其軸壓承載力Nrc，應按式（7.5.7-1）計算；其抗彎承載力Mrc，應按式（7.5.7-2）驗算。fall圖7.5.7等效矩形截面彎矩作用平面內(nèi)正截面抗壓承載力計算簡圖Nrc=fcdbeqx+fsdA-σsAs（7.5.7-1）（7.5.7-2）式中：h——箱型截面高度；beq——等效矩形截面寬度，應按式（7.5.7-3）計算：beq=12I/h3（7.5.7-3）I——箱型截面慣性矩；As——受壓較小邊或受拉邊縱向鋼筋截面面積；A——受壓區(qū)縱向鋼筋截面面積；σs——受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋應力，應按式（7.5.7-4）計算：且-isn,A（7.5.7-4）h0——截面受壓較大邊邊緣至受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋合力點的距離（h0=h-a）。DB51/T2513—20187.5.8鋼管混凝土梁橋的組合墩（塔），其組合截面承載能力驗算應計入偏心距增大系數(shù)η,按式（7.5.8-1）驗算。（7.5.8-1）（7.5.8-2）（7.5.8-3）式中：l0——組合墩（塔）的計算長度；0——組合墩（塔）軸力對重心軸的偏心距；h0——箱型截面有效高度；h——箱型截面高度；?1——荷載偏心率對截面曲率的影響系數(shù)；?2——構(gòu)件長細比對截面曲率的影響系數(shù)。7.6節(jié)點承載力計算7.6.1空心主管的節(jié)點承載力應按表7.6.1計算。表7.6.1節(jié)點承載力（支管承載力限值）12T形和Y形節(jié)點Nt=1.4Nc當β>0.6時N=(2-β)N3N形和K形節(jié)點表中：Nc——支管受壓時的節(jié)點承載力；Nt——支管受拉時的節(jié)點承載力；β——支管與主管外徑之比，即β=d/D；θc——受壓支管軸線與主管軸線的夾角(°);θt——受拉支管軸線與主管軸線的夾角(°);n——參數(shù)，按式（7.6.1-1）計算，當節(jié)點兩側(cè)或一側(cè)主管受拉時，取φn=1.0；T——主管的壁厚；t——支管的壁厚；DB51/T2513—2018fsd——鋼材的強度設計值；fy——鋼材的屈服強度；σ——節(jié)點兩側(cè)主管軸心壓應力的較小絕對值；d——參數(shù)，按式（7.6.1-2）和（7.6.1-3）計算：a——參數(shù)，按式（7.6.1-4）計算：g——兩支管間的間隙；D——主管外徑。條文說明鋼管混凝土梁橋桁式結(jié)構(gòu)的代表節(jié)點形式主要為K、T形，主管內(nèi)灌注混凝土。支管與主管的連接采用相貫焊接。主管的鋼管混凝土分期形成，主管內(nèi)混凝土灌注前后，其節(jié)點破壞行為各不相同。主管內(nèi)混凝土灌注前，節(jié)點破壞為主管沖剪或塑性失效破壞，因此，需要控制支管內(nèi)力的大小，保證節(jié)點的承載能力安全。7.6.2鋼管混凝土梁橋的桁式主梁、桁式墩（塔）、混合墩（塔）采用鋼管桁式橫撐時，橫撐鋼管K、T形節(jié)點應按7.6.1條進行承載能力驗算。7.6.3桁式主梁和桁式墩（塔）等結(jié)構(gòu)中，受壓支管的徑厚比應滿足下列要求：a)受壓支管徑厚比宜滿足表7.6.3-1的要求。b)當受壓支管徑厚比不滿足表7.6.3-1要求時，其承載力折減系數(shù)應按表7.6.3-2取值。條文說明DB51/T2513—2018主管灌注混凝土后，桁式主梁或桁式墩（塔）的節(jié)點承載力提高，節(jié)點破壞行為為支管壓潰破壞，因此，需要控制支管的穩(wěn)定承載力；為了避免支管受壓破壞，需要控制受壓支管的徑厚比。7.7節(jié)點及連接疲勞驗算7.7.1對K形管―管相貫、T形管―管相貫和管―管對接三類焊接接頭的細節(jié)構(gòu)造，應進行節(jié)點疲勞驗算。7.7.2疲勞驗算所采用的應力幅Δσ應為構(gòu)件在疲勞荷載作用下的名義應力（最大變化幅度，疲勞驗算應按公式（7.7.2）計算。（7.7.2）式中：Δσ——疲勞應力幅（MPa0]——疲勞容許應力幅（MPa按四川省地方標準《鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術(shù)規(guī)程》（DB51/T）取值；σmax、σmin——疲勞荷載作用下的最大名義應力和最小名義應力（MPa）。7.8局部受壓構(gòu)件7.8.1鋼管混凝土軸向局部受壓，其軸向局部受壓承載能力按式（7.8.1-1）驗算。Nd≤KlN0（7.8.1-1）式中：Nd——局部作用軸向壓力設計值；Al——局部受壓面積；Ac——鋼管內(nèi)核心混凝土截面積；N0——局部受壓段的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力，按式（Al——局部受壓面積；Ac——鋼管內(nèi)核心混凝土截面積；N0——局部受壓段的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力，按式（7.8.1-3）計算。（7.8.1-3）NN0=fscAscAcAlDB51/T2513—2018圖7.8.1軸向局部受壓計算簡圖7.8.2鋼管混凝土徑向局部受壓，其徑向局部受壓承載能力宜按式（7.8.2-1）驗算：（7.8.2-1）式中：Nd——徑向作用軸向壓力設計值；fcd——混凝土軸心抗壓強度設計值；θ——支管與主管軸線之間的夾角；A1——徑向受壓作用處的承載面積，按式（7.8.2-2）計算；（7.8.2-2）A2——擴散承載面積，按式（7.8.2-3）計算。（7.8.2-3）圖7.8.2徑向局部受壓計算簡圖8正常使用極限狀態(tài)計算8.1一般規(guī)定8.1.1正常使用極限狀態(tài)的計算，應采用作用的短期效應組合、長期效應組合或短期效應組合并計入長期效應組合的影響。8.1.2正常使用極限狀態(tài)的計算，鋼管及鋼管混凝土構(gòu)件應進行變形驗算。8.1.3鋼管及鋼管混凝土的應力計算應滿足下列要求：a)進行鋼管混凝土強度驗算時，鋼管應力應滿足本規(guī)程6.4計算限值要求的相關(guān)規(guī)定；b)鋼管混凝土構(gòu)件各種外力組合的容許應力提高系數(shù)取1.0。8.1.4鋼管混凝土梁橋中，非鋼管及鋼管混凝土構(gòu)件的應力、變形、裂縫等應按相關(guān)規(guī)范的規(guī)定驗算。條文說明非鋼管混凝土構(gòu)件指型鋼、鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土等構(gòu)件。8.2變形及預拱度設置DB51/T2513—20188.2.1鋼管混凝土桁式主梁在車道荷載（不計沖擊力）作用下的最大豎向撓度（正負撓度絕對值之和）應不大于。8.2.2鋼管混凝土桁式主梁的變形應根據(jù)線彈性理論的方法計算。8.2.3鋼管混凝土桁式主梁應設置預拱度，計算預拱度值應為恒載累計變形、鋼管混凝土徐變撓度和活載撓度之和，并計入非線性影響，可按公式（8.2.3）計算。δ（8.2.3）式中：δs——桁式主梁設計預拱度值；δj——桁式主梁計算預拱度值；Ky——預拱度非線性修正系數(shù)，取1.20。條文說明在鋼管混凝土梁橋計算中，鋼管混凝土施工過程的彈性模量取為終極值、鋼管內(nèi)混凝土脫空缺陷、鋼管初始應力、鋼管混凝土徐變、節(jié)點塑性變形、彎曲開裂和不合理的施工加載程序等原因，往往引起計算預拱度小于實際變形。根據(jù)鋼管混凝土梁橋設計、施工經(jīng)驗，結(jié)合研究成果，本條提出了桁式主梁預拱度非線性修正系數(shù)。8.3動力特性8.3.1鋼管混凝土梁橋應計算橋梁動力特性；應評估風、車、橋的耦合作用對橋梁安全性的影響。條文說明鋼管混凝土橋梁為輕質(zhì)高強的輕型結(jié)構(gòu)，縱向或橫向較柔，在地震、風荷載和車輛等動荷載作用下，振動明顯。因此，應計算橋梁的動力特性。動力特性包括橫向、豎向自振頻率和振型，反映了橋梁的總體剛度。8.3.2專用鋼管混凝土人行橋或設有人行道的鋼管混凝土梁橋，宜使結(jié)構(gòu)頻率避開人感頻率，人感頻率范圍可取2.5～3.5Hz。當有可靠研究資料和橋梁具體要求時，也可由設計者自行確定人感頻率范圍。9正常使用極限狀態(tài)計算9.1一般規(guī)定9.1.1應根據(jù)橋位地形、地質(zhì)、水文條件和橋梁使用要求，合理選擇鋼管混凝土梁橋橋型及結(jié)構(gòu)型式。9.1.2在結(jié)構(gòu)和構(gòu)件滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求的前提下，應確保鋼管及鋼管混凝土對接接頭和節(jié)點、鋼―混凝土組合連接過渡區(qū)等構(gòu)造滿足耐久性要求。墩（塔）及基礎(chǔ)周邊應滿足防沖刷、防滾石等安全需要。9.1.3鋼管結(jié)構(gòu)完整性設計宜符合下列規(guī)定：a)完整性設計應包括強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性等內(nèi)容。b)加工制造應建立損傷控制的原則：1)根據(jù)靜力或疲勞要求選擇焊縫形式，焊接應具備可操作性和可檢測性；2)構(gòu)造細節(jié)設計應滿足傳力簡潔、無死角、易于安裝和維護的要求；3)根據(jù)荷載、環(huán)境、細節(jié)等因素，應進行抗疲勞與抗斷裂的損傷分析評估；4)根據(jù)鋼管結(jié)構(gòu)焊接應力、焊接變形的控制目標，確定制造和焊接工藝要求；5)以監(jiān)測和維修鋼管結(jié)構(gòu)的損傷為目標，制定橋梁鋼管結(jié)構(gòu)的維護要求。c)加工制造應建立損傷控制的措施：DB51/T2513—20181)材料及焊接接頭韌性和強度應采用等組配或低組配；2)制定焊接接頭焊后處理工藝；3)控制焊縫數(shù)量和尺寸,禁止焊縫交叉；4)制定焊接接頭的焊接順序、間隙控制和預熱保溫等措施；5)嚴禁焊接裂紋、未熔合、夾渣、未填滿弧坑和焊瘤等缺陷，咬邊、氣孔等缺陷不得超過相關(guān)規(guī)范要求；6)制定涂裝工藝實施技術(shù)操作手冊。條文說明鋼管混凝土梁橋的鋼管結(jié)構(gòu)，從材料加工過程到服役期，不可避免地會在內(nèi)部和表面發(fā)生微小損傷缺陷，在一定外部因素（荷載、溫度、腐蝕等）作用下，損傷缺陷不斷擴展與合并形成宏觀裂紋，導致材料和結(jié)構(gòu)力學性能劣化。橋梁鋼管結(jié)構(gòu)的完整性和損傷是相對的，損傷程度將會對結(jié)構(gòu)的完整性帶來影響，損傷極限則是結(jié)構(gòu)的失效。損傷容限是指鋼管結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi)抵抗由損傷缺陷、裂紋等導致破壞的能力。鋼管結(jié)構(gòu)局部損傷及損傷擴展，都可能威脅橋梁安全。橋梁鋼管結(jié)構(gòu)的完整性設計由荷載、材料性能、細節(jié)構(gòu)造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境及維護方式等多種因素確定，除滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求外，還應對損傷與損傷容限提出要求。鋼管結(jié)構(gòu)的損傷和發(fā)展，在材料、工藝及服役過程中的表現(xiàn)形式為：①材料損傷是指母材在冶煉和軋制過程中的缺陷，如非金屬夾雜物，材料偏析，焊接過程會引發(fā)冷裂紋、熱裂紋、層狀撕裂等缺陷；②焊接接頭處金屬在焊接熱循環(huán)作用下使熱影響區(qū)的母材組織發(fā)生變化導致強度增高，韌性降低，可能造成母材損傷；③焊接過程的裂紋、夾渣、未熔合、咬邊等損傷及短焊縫，常會導致疲勞裂紋，縮短結(jié)構(gòu)壽命；④鋼管結(jié)構(gòu)中貫穿板、鑲嵌、隔板等細節(jié)和焊接順序、間隙控制、預熱不當?shù)热菀滓鸾Y(jié)構(gòu)幾何應力集中或內(nèi)應力累加，極易引發(fā)鋼管結(jié)構(gòu)損傷；⑤鋼管結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境中，應力腐蝕或腐蝕疲勞會加速擴展損傷，疲勞荷載作用使早期損傷很快從無害演變?yōu)橛泻?，導致疲勞裂紋擴展，直接威脅結(jié)構(gòu)安全。9.1.4鋼管混凝土桁式主梁的構(gòu)造應符合下列規(guī)定：a)鋼管混凝土桁式主梁應由鋼管混凝土主管、橋面板和支管組成，支管與主管采用全熔透焊縫連接，支管與橋面板采用帶孔板（管）錨固連接。b)鋼管混凝土桁式主梁形式主要包括三角形及矩形桁式結(jié)構(gòu)，其主梁截面如圖9.1.4所示。a)三角形桁式截面b)矩形桁式截面圖9.1.4鋼管混凝土桁式主梁截面示意圖c)鋼管混凝土簡支梁橋和連續(xù)梁橋的跨徑宜小于50m。當跨徑大于50m時，宜采用變截面連續(xù)剛構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。d)鋼管混凝土等截面簡支梁橋或連續(xù)梁橋主梁的高跨比，可取1/15～1/10，應根據(jù)橋位凈空要求、設計荷載和材料等因素決定。主梁采用變截面的連續(xù)剛構(gòu)橋和主梁采用等截面的斜拉橋、懸索橋，其主梁高度應根據(jù)強度、結(jié)構(gòu)總體剛度及加工制造與安裝要求等因素決定。9.1.5鋼管混凝土墩（塔）如圖9.1.5所示，主要形式包括桁式墩（塔）、組合墩（塔）和混合墩（塔）。DB51/T2513—2018a）桁式墩（塔）b）組合墩（塔）c）混合墩（塔）圖9.1.5鋼管混凝土墩（塔）主要結(jié)構(gòu)形式9.1.6鋼管混凝土梁橋的墩（塔）構(gòu)造應符合下列規(guī)定：a)鋼管混凝土梁橋的桁式墩（塔），其截面形式宜按圖9.1.6采用； a）單管b）雙管桁式c）三管桁式d）四管桁式圖9.1.6鋼管混凝土梁橋桁式墩（塔）截面示意圖a)鋼管混凝土梁橋的組合墩（塔），應根據(jù)組合截面的外形設置鋼管混凝土主管桁式結(jié)構(gòu)形式，或采用鋼筋混凝土腹板替代桁式墩（塔）支管，形成受力的組合截面；b)鋼管混凝土梁橋的混合墩（塔應根據(jù)桁式墩（塔）的截面形式確定組合墩（塔）的外形和鋼管混凝土主管桁式結(jié)