《公路钢结构桥梁设计规范》宣贯第一部分

1、公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）宣贯宣贯同济大学 徐俊 博士2016年8月主要内容新规的背景和主要原则第一章 总则第三章 材料第四章 结构分析第五章 构件设计第六章 连接的构造和计算第七、八、九章第十三章 缆索第十四、十五、十六章新版钢桥设计规范的编制背景86版公路桥涵钢结构和木结构设计规范不能满足需要l编制年代久远，远远不适应公路钢桥建设发展的形势需求l设计理念与现行桥梁结构设计规范理论体系不符l很多内容不再采用，或被更好的技术、工艺所代替新规的背景和主要原则新版钢桥设计规范的编制背景桥梁设计中总参考国外规范很多钢桥设计中出现的难题老规范无法解答，不得不进行专题研究无法反映

2、二十年来我国钢桥设计积累的先进经验不适应我国大规模推广钢结构桥梁的需要新规的背景和主要原则我国钢桥的建设成就桥名主跨(m)类型世界排名西堠门大桥1650悬索桥2苏通大桥1088斜拉桥2朝天门大桥552拱桥1卢浦大桥550拱桥1新规的背景和主要原则钢产量过剩“去产能”被列为2016年五大结构性改革的任务之首。李克强总理指出要以“壮士断腕”精神去产能2016年3月，正在举行的两会期间，武钢官方首度对媒体公开，武钢将从8万人减至3万人。新规的背景和主要原则我国钢桥建设远低于发达国家水平日本钢桥占全国桥梁总量的41%；美国钢桥约占全国桥梁总量的35%；欧洲2560m跨径桥梁大部分采用钢-混凝土组合梁桥

3、。截止2015年底，我国公路钢结构桥梁占比不足1%。新规的背景和主要原则交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见交公路发2016115号 2016年7月1日主要内容一、总体要求（指导思想、基本原则、主要目标）二、主要措施（优选、设计、制造、规范、人才培养）三、组织保障（组织领导、科技推广、EPC、信用评价、专家作用）新规的背景和主要原则一、总体要求（一）指导思想牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，落实现代工程管理人本化、专业化、标准化、 信息化、精细化的“五化”要求，提升公路桥梁品质和耐久性，降低全寿命周期成本，推进钢结构桥梁建设，促进公路建设转型升级、提质增效（二）基本原则

4、政策引导、市场为主。因地制宜，有序推进。重点示范，标准先行。建养并重，质量可控。（三）主要目标到“十三五”时期末，公路行业钢结构桥梁设计、制造、施工、养护技术成熟，技术标准体系完备，专业化队伍和技术装备满足钢结构桥梁建设养护需要。新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主，新改建其他桥梁钢结构比例明显提高。交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见七大措施（一）加强方案比选，鼓励选用钢结构桥梁。（二）合理选型，更好地发挥钢结构桥梁的优势。（三）重视钢结构桥梁的构造设计/连接过渡、抗疲劳、抗渗漏、抗火等（四）全面提高结构可维护性/可达、可检、可修、可换四可设计（五）推进钢结构桥梁工业化、标准化、智能

5、化建造。（六）尽快完善相关标准定额/专用施工和养护定额和标准图（七）加强专业人才培养/相关标准规范和知识技能的专项培训交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见组织保障（一）加强组织领导。省级交通运输主管部门要加强组织领导，建立完善钢结构桥梁推广应用工作机制，积极组织开展钢结构桥梁示范工程建设，总结经验，推广先进技术，提高钢结构桥梁应用水平。（二）加强科研和技术推广。公路建设单位应结合具体项目，组织开展提升钢结构桥梁品质、保证结构安全耐久、推进标准化建造等方面的专题研究，推广科技成果，夯实技术基础，推动钢结构桥梁整体技术水平的提高。（三）推动设计施工总承包和养护专业化发包。鼓励公路建设单位

6、采用设计、施工(含制造、安装)总承包等方式发包桥梁上部建造任务，通过设计、施工和钢结构制造企业深度融合，提高钢结构桥梁建设专业化水平。鼓励桥梁管养单位开展钢结构桥梁专业化养护发包，提高钢结构桥梁养护质量，降低全寿命周期成本。交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见组织保障（四）完善信用评价体系。省级交通运输主管部门应研究建立钢结构制造单位的信用评价制度，交通运输部将适时把钢结构制造单位纳入公路建设行业信用评价体系中，充分发挥市场信用的引导作用，确保钢结构桥梁的制造、安装质量。（五）充分发挥专家作用。在钢结构桥梁推进过程中，有关单位要根据工作需要，充分利用专家智慧和社会力量，开展相关科研、

7、通用图编制、标准规范修编等工作，为推进钢结构桥梁建设提供技术支持和保障。交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见修订原则n采用以分项系数形式表达的概率极限状态设计方法n处理好与相关规范的关系，如公路工程可靠度设计统一标准、 公路桥涵设计通用规范 公路斜拉桥设计规范和公路悬索桥设计规范等n参考国内外先进规范和研究成果，体现国内近20年钢桥发展的实践经验。n本着成熟一条写一条的原则编制。新规的背景和主要原则理论体系容许应力法容许应力法采用单一安全系数给出了各类钢结构材料的容许应力值。极限状态法极限状态法采用分项系数考虑概率影响考虑极限状态设计方法l承载能力极限状态l正常使用极限状态新规的背景

8、和主要原则 maxK0GQRRk Gk Q参考国外规范EurocodeAASHTOBS5400道路桥示方书新规的背景和主要原则编制过程交通部2006439号文“关于下达2006年度公路工程标准制修订项目计划的通知”下达修订任务2006.11 规范大纲2008.11 征求意见稿2010.1 送审稿2010.12 总校稿2012.3 报批稿新规的背景和主要原则章节安排新规的背景和主要原则1 总则2 术语、符号3 材料及设计指标4 结构分析（新增）5 构件设计与计算6 连接的构造与计算7 钢板梁8 钢箱梁（新增）9 钢桁梁10 钢管结构（新增）11钢-混凝土组合梁12 钢塔（新增）13 缆索系统14

9、 钢桥面铺装（新增）15 防护及维护设计（新增）16 支座与伸缩装置符号一 总则二 一般规定材料 材料的容许应力及其提高系数 横向刚度与抗倾覆稳定系数 结构内力计算原则和构件的基本计算公式 杆件的自由长度、长细比与宽厚比三 连接的构造与计算焊接、 栓接和铆接、 销接四 行车系、联结系、缀板及支座的构造与计算五 桥梁的构造与计算基本要求 板梁 联合梁 桁架 悬索桥新老1 总则1.0.1 修订目的；（新增）1.0.2 适用范围；1.0.3 修订原则； （新增）1.0.4 设计使用年限； （新增）1.0.5 极限状态设计要求； （新增）1.0.6 制作、管养、标准化等要求；1.0.7 应符合相关规范

10、。 （新增）修订目的1.0.1 为规范公路钢结构桥梁的设计，提高设计水平，保障工程质量，按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则，制定本规范。1 总则适用范围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。1 总则钢板梁桥钢箱梁桥钢结构桥梁钢桁梁桥斜拉索钢塔桥梁钢结构钢桥墩修订原则1.0.3 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按照分项系数的设计表达式进行设计。1 总则工程结构可靠性设计统一标准公路工程结构可靠性设计统一标准公路桥涵设计通用规范设计使用年限1.0.4 公路钢结构桥梁应进行耐久性设计，特大桥、大桥、中桥主体结构应按不小于100年设计使用年限进行设计，高

11、速公路、一、二级公路上的小桥主体结构宜按不小于100年设计使用年限进行设计。1 总则公路等级主体结构可更换部件特大桥大 桥中桥小桥涵洞斜拉索吊 索系杆等栏 杆伸缩装置支座等高速、一级100100502015二、三级路1005030四级路1005030通规规定极限状态设计要求1.0.5 公路钢结构桥梁应按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)的要求，考虑设计状况并开展相应的极限状态设计。l1 持久状况应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。l2 短暂状况应作承载能力极限状态设计，可根据需要进行正常使用极限状态设计。l3 偶然状况应作承载能力极限状态设计。l4 地震状况应作承载能力

12、极限状态设计。1 总则制作、管养、标准化等要求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 总则应符合相关规范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。1 总则3 材料与设计指标增加了平行钢丝、钢绞线等拉索材料增加了冲击韧性等物理性能指标各种材料按最新国家标准修订给出了材料的强度设计值3.1 材料3.2 设计指标条文3.1.1应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处环境条件，合理地选用材料。3.1.2钢材宜选用Q235钢

13、、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行碳素结构钢GB/T 700和现行低合金高强度结构钢GB/T 1591的规定。其中，Q235钢中的沸腾钢不宜用于需要验算疲劳的，以及虽不需要验算疲劳但工作温度低于-20时的焊接结构；也不宜用于需要验算疲劳且工作温度等于或低于-20的非焊接结构。3 材料与设计指标/3.1 材料材料冲击韧性要求3 材料与设计指标/3.1 材料焊接构件-20t0t-20Q235Q345: CQ390Q420: E非焊接构件t-20Q235Q345: DQ390Q420: D钢材牌号Q235Q345Q390Q420质量等级CDCDDEDE试验温度（）0-200-

14、20-20-40-20-40冲击韧性（J）27273434342734273.1.53.1.12条3 材料与设计指标/3.1 材料条文号内容满足标准备注3.1.5铸钢GB/T 11352修订3.1.6销铰轴锚具GB/T 699修订3.1.7高强螺栓、螺母、垫圈GB/T 1228、GB/T1229GB/T 1230、GB/T1231、GB/T3632修订3.1.8普通螺栓GB/T 5780、GB/T 5782修订3.1.9铆钉GB/T 715修订3.1.10锚栓GB/T 700，GB/T 1591修订3.1.11圆柱头焊钉GB/T 10433新增3.1.12手工焊接焊条GB/T 5117、GB/

15、T5118修订自动焊接焊丝焊剂GB/T 14957、GB/T8110、GB/T12470GB/T 10045、GB/T17493、GB/T52933.1.13 3.1.14条3 材料与设计指标/3.1 材料条文号内容满足标准备注3.1.13高强度钢丝GB/T 17101、GB/T18365修订钢绞线GB/T 5224、YB/T152钢丝绳GB/T 8918、GB/T20118、GB/T20067p3.1.14 热铸锚头铸体材料应选用低熔点锌铜合金。冷铸锚头铸体材料可由环氧树脂、铁砂、矿料、固化剂等组成，其配比应由试验确定。3.1.15 锚具、连接器、伸缩装置、阻尼器、鞍座3 材料与设计指标/3

16、.1 材料序号标准号/计划号标准名称实施日期1GB/T 17955-2009桥梁球型支座2009.9.12JT/T 843-2012公路桥梁弹塑性钢减震支座2013.2.13JT/T 852-2013公路桥梁摩擦摆式减隔震支座2013.5.14JT/T 873-2013公路桥梁多级水平力球型支座2014.1.15JT/T 927-2014桥梁双曲面球型减隔震支座2014.11.16JT/T 327-2004公路桥梁伸缩装置2004.6.17JT/T 892-2014公路桥梁节段装配式伸缩装置2014.9.18JT/T 723-2008单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置2008.11.19JT/T

17、 502-2004公路桥梁波形伸缩装置2004.7.1510JT 2014-147公路桥梁阻尼减振梳齿板式伸缩装置11JT 2014-148公路桥梁模数式伸缩装置12JT 2015-174单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置3 材料与设计指标/3.1 材料序号标准号/计划号标准名称实施日期1GB/T 17955-2009桥梁球型支座2009.9.12JT/T 843-2012公路桥梁弹塑性钢减震支座2013.2.13JT/T 852-2013公路桥梁摩擦摆式减隔震支座2013.5.14JT/T 873-2013公路桥梁多级水平力球型支座2014.1.15JT/T 927-2014桥梁双曲面球型减隔

18、震支座2014.11.16JT/T 327-2004公路桥梁伸缩装置2004.6.17JT/T 892-2014公路桥梁节段装配式伸缩装置2014.9.18JT/T 723-2008单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置2008.11.19JT/T 502-2004公路桥梁波形伸缩装置2004.7.1510JT 2014-147公路桥梁阻尼减振梳齿板式伸缩装置11JT 2014-148公路桥梁模数式伸缩装置12JT 2015-174单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置3 材料与设计指标/3.1 材料序号标准号/计划号标准名称实施日期1JT 2010-60大跨径公路桥钢桁梁与钢箱梁2JT/T 784-20

19、10组合结构桥梁用波形钢腹板2010.11.13JT/T 804-2011分体式钢箱梁2011.9.14JT/T 903-2014悬索桥索鞍、索夹2014.9.15JT/T 728-2008装配式公路钢桥 制造2008.12.16JT/T 722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件2008.11.17JT 2015-172装配式公路钢桥构件管养、报废技术条件 8JT 2010-61斜拉索外置式粘滞阻尼器3.2.1 钢材强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标钢材抗拉、抗压和抗弯fd抗剪fvd端面承压fcd牌号厚度（mm）Q235钢1619011028016401801054010017

20、0100Q345钢1627516035516402701554063260150638025014580100245140Q390钢163101803701640295170406328016063100265150Q420钢163351953901640320185406330517563100290165fd=fy/R , R=1.25/ 3vddff/1.322cduff3.2.2 铸钢和锻钢强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标强度种类钢号ZG230-450ZG270-500ZG310-57035号钢45号钢抗拉、抗压和抗弯fd170200225250280抗剪fvd100115

21、130145160铰轴紧密接触时径向受压frd185100110125140辊轴或摇轴自由接触时径向受压frd26.58.09.010.011.0销孔承压fsd19021086规范ZG 25IIZG35IIZG 45II35号钢45号钢/ 3vddff10.470.5rdddfff0.76sddff3.2.3 焊缝的强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度（mm）抗压抗拉 抗剪抗拉、抗压或抗剪焊缝质量等级一、二级三级自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢1619019016011014016401801801551054010017

22、0170145100自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢1627527523516017516402702702301554063260260220150638025025021514580100245245210140自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢163103102651802001640295295250170406328028024016063100265265225150Q420钢1633533528519520016403203202701854063305305260175631002902902451650.85/3wwvdcdff焊缝等级简介焊缝等

23、级是施工验收等级，有三级。三级最低，只要求外观检查和尺寸检查。二级要求部分作超声波探伤检查。一级最高，要求全部做探伤检查。对焊缝等级来说，原则是受拉等级高于受压，受动力的高于受静力的。对接焊缝一般需要做无损探伤（或部分需要）。故一般对接焊缝的焊接等级为二级或一级，不小于二级。角焊缝没必要作无损探伤，故角焊缝为一级的话，就没有多少意义。一般角焊缝为二级或三级。3 材料与设计指标/3.2设计指标3.2.3 焊缝的强度设计值原规范没有对焊缝强度的要求。有对焊剂、焊丝、焊条的要求如下：l“自动焊和半自动焊选用的焊丝焊剂应与主体金属强度相适应。”l“手工焊接用焊条型号应与主体金属相适应。”3 材料与设计

24、指标/3.2设计指标焊接方法焊接方法焊条型号焊条型号熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度MPa最小抗拉强度最小抗拉强度MPa钢材牌号钢材牌号自动、半自动焊、和手工焊E43焊条430375Q235E50焊条490470Q345E55焊条550490Q390520Q4203.2.4 普通螺栓和锚栓的连接强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓C级A、B级抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉普通螺栓4.6级、4.8级1451205.6级 1851658.8级 350280锚栓Q235钢 125Q345钢 160构件Q235钢 265350Q345钢 34045

25、0Q390钢 355470Q420钢 380500因抗疲劳性能差，普通螺栓通常不用在桥梁设计中3.2.5 高强锚栓预拉力设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标性能等级性能等级螺纹规格螺纹规格M20M22M24M27M308.8S12515017523028010.9S1551902252903550.9 0.9 0.91.2uePf A高强度螺栓预拉力值计算公式：其中：fu为经热处理后的最低抗拉强度：对8.8级，取830N/mm2； 对10.6级，取1040830N/mm2； Ae为螺纹处有效面积。 3.2.6 铆钉连接的强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标铆钉钢号和构件钢材牌号抗拉

26、(钉头拉脱)抗剪 承压 I类孔II类孔I类孔II类孔铆钉BL2或BL3105160135构件Q235钢390320Q345钢500405Q390钢520425uI类孔指在装配好的构件上钻成的孔；在单个零件和构件上用钻模钻成的孔；在单个零件上先钻成或冲成较小的孔，然后在装配好的构件上再扩钻成的孔。u类孔指在单个零件上一次冲成或不用钻模钻钻成的孔。u沉头和半沉头铆钉连接表中数值应乘以折减系数0.8。3.2.7 钢材和铸钢的物理性能指标弹性模量E(MPa)= 2.06105剪切模量G(MPa)= 0.790105线膨胀系数(1/)=1210-6泊松比v=0.31质量密度(kg/m3)= 7 8503

27、 材料与设计指标/3.2设计指标3.2.8 拉索用钢丝、钢绞线的抗拉强度设计值3 材料与设计指标/3.2设计指标材料种类抗拉强度标准值fk抗拉强度设计值fd钢丝15708501670900177095518601005钢绞线15708501670900172092517709551860100519601055R=1.85从安全系数2.5换算1表列钢丝抗拉强度设计值系为II级松弛钢丝的数值，当采用公称直径5mm的I级松弛钢丝时，乘以折减系数0.95。2 表列抗拉强度设计值，用于销接式吊索时应乘以折减系数0.83。3.2.9 钢丝绳最小破断拉力钢丝绳应按其最小破断拉力（kN）除以抗拉强度分项系数R求得最小破断拉力设计值Fd。最小破断力应根据现行粗直径钢丝绳GB200