DB46T 591-2023超高性能轻型组合桥面结构技术规程

海南省市场监督管理局发布ICS93.080.01CCSP28海南省地46方标准技术规程TechnicalSpecificationforUltrahighPerformanceLightweightCompositeStructurek 前言务工程局有限公司、海南中交高速公路投资建设有限公司。攀、阳振中、张汉生、陈颖新、张德文、铭、艾佑元、向梨梨、于德恩。引言科研成果和工程应用经验基础上编制。适性。统钢桥面的病害难题。文件的编写，借鉴了国内外相关规范、本文件的发布机构提请注意：申明符合本文件时，本文件可能涉及到ZL201020242873.0；ZL10521668.1；ZL201110384487.4；ZL201410474441.5等相关专利的使用。的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。人：湖南大学、邵旭东。长沙市岳麓区湖南大学土木工程学院，邮编：410082；电话电子邮箱：huihnueducn超高性能轻型组合桥面结构技术规程用于桥梁超高性能轻型组合桥面结构。范性引用文件，GB75通用硅酸盐水泥GB76混凝土外加剂GB50119混凝土外加剂应用技术规范GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范GBT596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GBT10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GBT18046用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GBT27690砂浆和混凝土用硅灰GBT31387活性粉末混凝土JG混凝土试模JT2公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JTGD公路沥青路面设计规范JTGD公路桥涵设计通用规范JTGD公路钢结构桥梁设计规范JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG4-02公路钢桥面铺装设计与施工技术规范JTGE公路路基路面现场测试规程JTGF公路沥青路面施工技术规范JTGF公路工程质量检验评定标准JTGTD01公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTGTJ公路桥梁加固设计规范JTGT650公路桥涵施工技术规范定义混凝土supertoughnessconcrete(STC)低于2.0%)、纳米二氧化硅或纳米碳酸钙、外构compositedeckstructure连接，磨耗层与STC层间通过黏结层黏结。steamcuring等级的养护过程。4符号和缩略语4.1材料性能有关符号STC强度标准值为22MPa的超高韧性混凝土；c——STC的温度线膨胀系数；ccrack,d——STC的初裂应变设计值；ctd——STC的极限拉应变设计值(不考虑配筋)；Es——钢材的弹性模量；Er——钢筋的弹性模量；Ec——STC的弹性模量；f——钢筋、钢梁及STC的强度设计值或容许值；ffk——STC抗弯拉强度标准值；ffd——STC抗弯拉强度设计值；fcu,k——STC立方体抗压强度标准值，试件边长100mm；fck——STC轴心抗压强度标准值；fcd——STC轴心抗压强度设计值；fstud——焊钉连接件的抗拉强度；ftd——不配筋STC的轴拉强度设计值；fy——钢材的屈服强度；[fs]——配筋STC的横桥向名义抗裂强度容许值；[fgi]——配筋STC的纵桥向名义抗裂强度容许值；[fns]——配筋STC的横桥向名义抗拉强度容许值；[fgi]——配筋STC的纵桥向名义抗拉强度容许值；[fs,joint]——施工接缝处STC的横桥向名义抗裂强度容许值；MNVMNV[fgi,joint]——[fjoint]——[fjoint]——Twud——Tcud——ck——————eff,i4.2作用和作用效应有关符号Mdi——scM—scMM——MstccM—ccMMct——sr——Msr——MloadscN—scNN——Nstcc——cc——NctsrN——srNN——NloadsdVsdV——Vdu——Vu——0.025mmglobal——local——local——ss——maxS—maxSS——SlimS—limST——TT——Twsmax——算中，受拉区钢结构所承担的弯矩；中，钢筋所承担的弯矩；算中，外荷载引起的截面弯矩；算中，受拉区钢结构所承担的轴力；中，钢筋所承担的轴力；力极限状态下的连接件剪力设计值；下的正应力；的正应力；考虑整体和局部叠加后的正应力；按作用(或荷载)频遇组合计算的STC层中钢筋拉应力；下结合面的最大滑移值；载-滑移曲线中的特征滑移值；STC。4.3几何参数符号Asc——焊钉连接件钉杆横截面面积；Ar——抗裂计算中，受拉区钢筋截面面积；AteSTC积；bc——抗裂计算中，STC层的宽度；bt——抗裂计算中，截面顶部钢板宽度；bf——抗裂计算中，截面腹板厚度；bl——抗裂计算中，纵肋下翼缘宽度；cs——STC层受拉钢筋外边缘至受拉侧表面的距离；ds——抗裂计算中，验算方向上(纵桥向或横桥向)受拉区钢筋直径；0——抗裂计算中，截面弯曲曲率；dwc——焊钉根部焊缝的直径；dr——钢筋的公称直径；lwc——焊钉根部焊缝的高度；hf——抗裂计算中，截面腹板高度；hl——抗裂计算中，截面下翼缘厚度；ht——抗裂计算中，钢面板厚度；hy——抗裂计算中，受压钢板屈服高度；htd裂的STC高度；hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸；H——组合梁截面高度；hsteel——钢桥面截面高度；lw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的长度；lwc——焊钉根部焊缝的高度；lc——焊接钢筋网连接件中，纵向钢筋黏结长度；hc——抗裂计算中，STC层的厚度；hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸；y0——抗裂计算中，受拉STC上表面到中性轴的距离；yt——抗裂计算中，中性轴到钢板底面的距离。4.4计算系数及其他有关符号acr——抗裂计算中，构件受力特征系数;bcSTC的徐变计算系数；bSTC的徐变系数终值；——裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数;Y——桥梁结构重要性系数；n——焊缝尺寸对焊钉抗剪强度的贡献系数；t计算考虑时刻的STC龄期；Cpte裂计算中，按有效受拉STC截面面积计算的受拉钢筋配筋率。5材料B技术指标盐含量.1.4.1.5B5.1.7钢纤维应采用高强度钢纤维(可镀铜)，其性能指标应符合表2的规定。钢纤维的性能检验方性能指标抗拉强度(MPa)长度合格率(12mm~14mm或7mm~8mm纤维比例)(%)1直径合格率(0.18mm~0.22mm或0.12mm~0.14mm纤维比例)(%)2形状合格率(%)杂质含量(%)0的直径平均值应在0.18mm~0.22mm或0.12mm~0.14mm范围内。钙的性能指标O化硅的性能指标SiO2含量(%)平均粒径(nm)拉应力(MPa)8▲STC拉应力(MPa)8▲STC25◆STC226420比表面积(cm2/g)6氯离子含量(%)8Paa值ffk设计值ffdfcuk准值fckcda9MPa，极限拉应变设计值ctd宜取2000c。初裂应变设计值ccrack,d应根据轴拉应力强度设计值ftd和本(207,9(197,8)(2000,9))(2000,8)(186,7)(2000,7)05001000150020002500应变(με).2.3.2.3TC750g.t钢材和钢筋gtL合现行GB/T10433的规定。g.V黏结层材料层养护固化后主要技术指标及要求I型(高黏高弹沥青、环II性环氧树1(MPa).8≥1.6.82附着力拉拔强度(与STC)00≥0.3.8320℃冻融循环次不开裂4耐腐蚀性(20℃)5mg.g磨耗层材料设计一般规定据建设条件、结构受力性能等因素，确定合理的结构形式、截面构造等。9.1.2组合桥面结构应按持久状况承载能力极限状态，进行承载能力计算，其作用(或荷载)组合应组合应按现行JTG3362取用，挠度和连接件滑移验算的作用(或荷载)组合应按现行JTG/TD64-01.4组合桥面结构应进行疲劳计算，计算中仅考虑疲劳荷载。9.1.g组合桥面结构的计算应按第一、第二和第三体系考虑，并对计算结果进行线性叠加。称为“桥面体系”；L元模型进行计算，应选用适宜的单元类型及网格尺寸。作用效应：.2组合桥面结构温度效应的计算应符合下列规定：值应按式(1-1)、(1-2)计算。hH(a)横断面示意H hchc(b)温升(c)温降温升时，T2按公式(1-1)计算：温降时，T2按公式(1-2)计算：12.5+3.3T2=12.5+3.3式中：hc——STC层的厚度(mm)。(1-1)(1-2)STC方法时，蒸汽养护结束后，STC的徐变系数随时间的发展可按公式(2)计算： Qbttbc 强度计算.2组合桥面结构抗弯承载力验算应符合下列规定：整体受力状态下的正应力应采用线弹性方法，按公式(3)计算：ⅡMglobal(3)式中：global——整体受力状态下的正应力(MPa)；i构的应力计算阶段；表合桥面结构之后的应力计算阶段；Md,i——对应不同应力计算阶段，作用于钢梁或组合梁的弯矩设计值(N·mm)；Weff,i——对应不同应力计算阶段，钢梁或组合梁的抗弯模量(mm3)。局部受力状态下的应力local应采用线弹性方法，进行有限元计算。应按公式(4)计算考虑整体和局部叠加效应后的正应力。=global+local应按公式(5)验算抗弯承载力：0f虑整体和局部叠加后的应力(MPa)；(4)(5)f——钢筋、钢梁及STC的强度设计值或容许值(MPa)，其中STC轴心抗压强度设计值按表数，应按JTGD60规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等疲劳计算.1组合桥面结构的疲劳计算应符合下列规定：分析方法计算。义应力法计算。D图要求0.70[f0.70[fransCC0.70[f0.70[fnsjointTC设置TCwsmaxwssssErcscpteArAtedsftddyhwsmax=dyhwsmax=rss(1.06cs+0.152s)0tdErptey0htdhr fptesspte=——STC表面的最大裂缝宽度(mm)；；——按作用(或荷载)频遇组合计算的STC层中钢筋拉应力(MPa)；——钢筋的弹性模量(MPa)；——验算方向上(纵桥向或横桥向)，STC层受拉钢筋外边缘至受拉侧表面的距离(mm)；——受拉区钢筋截面面积(mm2)；——有效受拉STC截面面积(mm2)，纵桥向STC层按轴心受拉构件计算，取计算模型中STC层截面面积Ate=bchc，横桥向STC层按偏心受拉构件计算，取——验算方向上(纵桥向或横桥向)，受拉区钢筋直径(mm)；——不配筋STC的轴拉强度设计值(MPa)；y0——受拉STC上表面到中性轴的距离(mm)；htd——受拉区未开裂的STC高度，即拉应力在0到ftd之间的高度(mm)；hr——受拉钢筋重心位置至受拉STC上表面的距离(mm)。受力特征系数TCcr6.5.2由作用(或荷载)频遇组合效应引起的STC层中受拉钢筋拉应力ss应按以下步骤计算：力计算示意图假设中性轴位于STC层内，外荷载作用下裂后截面内力和弯矩平衡方程如式(7)所示：scscscscccccNccccctctNctctsrsrsrsrMloadNsr+Nct+Ncc+Nsc=0Msr+Mct+Mcc+MscMload=0——分别为受压区钢板所承担的轴力(N)和弯矩(N·mm)；——分别为受压区STC所承担的轴力(N)和弯矩(N·mm)；——分别为受拉区STC所承担的轴力(N)和弯矩(N·mm)；——分别为钢筋所承担的轴力(N)和弯矩(N·mm)；——为外荷载引起的截面弯矩(N·mm)。(7)对图3的截面应力分布进行积分，得到式(7)中各项的表达式，如式(8)所示：应应力分布hybfyythfhl0osCl换算截面41应变分布5原截面hybfyythfhl0osCl换算截面41应变分布5原截面Nsc=btEs0ht(ht/2-yt)Ncc=-bcEc0(ht-yt)2/2Nrt=ArEr0(ht+hc-hs-yt)Nct=bcEc0ftdhyt+bcftd(hc+ht-yt-hyt)(8)Msc=btEs0yt3-(yt-ht)3/(8)Mcc=bcEc0(yt-ht)3/3Mrt=ArEr0(ht+hc-hr-yt)2h chtbtthtArErEsEc0ytyrhrftdMct=bcEc0ftdhyt2/2+bcftd(hc+ht-yt)2-hyt2/2——抗裂验算时，计算模型中STC层的宽度(mm)；——计算模型中STC层的厚度(mm)；——计算模型中钢板的宽度(mm)；——计算模型中钢板的厚度(mm)；——计算模型中横向钢筋的截面面积(mm2)；——钢筋的弹性模量(MPa)；——钢板的弹性模量(MPa)；——STC的弹性模量(MPa)；——计算模型中截面的弯曲曲率(1/mm)；——计算模型中性轴到钢板底面的距离(mm)；——横桥向钢筋形心到STC层表面的距离(mm)；STC拉强度设计值(MPa)；——STC比例极限拉应变高度，hyt=Gcrack,d/0(mm)。bt=bCc=0(y-c=0(y-yt)MSTC层3oCtb=bC/nsossosththCU肋U肋6力计算示意图弯矩平衡方程：NsrMsrNctMctNstMstNscMscNloadMloadNsr+Nct+Nst+Nsc_Nload=0Msr+Mct+Mst+Msc_Mload=0钢筋所承担的轴力(N)；钢筋所承担的弯矩(N·mm)；受拉STC所承担的弯矩(N·mm)；受拉区钢结构所承担的内力(N)；受拉区钢结构所承担的弯矩(N·mm);受压区钢结构所承担的内力(N)；受压区钢结构所承担的弯矩(N·mm)；外荷载引起的截面弯矩(N·mm)。(9)2)对图4的截面应力分布进行积分，得到式(9)中各项的表达式，如公式(10)所示：Nsc=fybf(hl_yt)_fyblhl+fybfhy/2Nsr=ArEr0(hc+ht+hf+hl_yt_hr)Nct=ftdbchc(10)Msc=bfEs0hy3/3+bffy(yt_hl)2_hy2/2+fyblhl(yt_hl/(10)Mst=btEs0(yt_hf_hl)3_(yt_hf_hl_ht)3/3+bfEs0(hl+hf+2ht_yt)3/3MsrNsrhchthf+hl_yt_hs)shsftdfycbcb tbMctNct(ht+hf+hl_yt+hc/2)STC度设计值(MPa)；——钢材的屈服强度(MPa)；(mm)；thtbhbhflhlb lb(mm)；(mm)；(mm)；缘厚度(mm)；缘宽度(mm)。钢板屈服区域高度可表示为：hy=fy/0(11)将式(10)和(11)代入式(9)，方程组仅含截面曲率(0)和中性轴高度(yt)两个未知参数，可通过受力特征系数TCacra钢筋(位于下层)直径均为10mm时，配筋STC的名义抗裂强度容许值和名义抗拉极限强度容许值分别mm强度容许值[f](MPa)许值[f](MPa)mm拉极限强度容许值[f](MPa)度容许值[f](MPa)133STC的名义抗裂强度容许值([fts,s,joint]或[fts,gi,joint])和名义抗拉极限强度容许值([ftns,joint]或nt变形计算T连接件计算C(a)焊钉连接件(b)焊接钢筋网连接件7.3计算连接件剪力设计值时，应按照不同剪力方向进行作用组合。1)焊钉连接件的抗剪刚度按公式(12)计算：Vsk=u(12Vs式中：k——焊钉连接件的抗剪刚度(N/mm)；Vu——焊钉连接件的抗剪承载力设计值(N)；s——焊钉连接件荷载-滑移曲线中，荷载αVu对应的滑移值(mm)。2)焊接钢筋网连接件的抗剪刚度按公式(13)计算：k=(13)式中：k——焊接钢筋网连接件的抗剪刚度(N/mm)；V0.025mm——焊接钢筋网连接件荷载-滑移曲线对应0.025mm滑移时的荷载(N)；mm面焊缝的抗剪刚度可取为：30000N/mm。验算：1)承载能力极限状态应按公式(14)进行验算：VdVu(14)式中：Vd——承载能力极限状态下连接件剪力设计值(N)；Vu——承载能力极限状态下连接件抗剪承载力设计值(N)。2)正常使用极限状态应按公式(15)进行验算：SmaxSlim(15)式中：Smax——正常使用极限状态下结合面的最大滑移值(mm)；Slim——正常使用极限状态下结合面的滑移限值(mm)，可取0.05mm。：1)焊钉连接件按公式(16)计算(焊钉剪断破坏)：uuAscfstudnfckVu=(0.85Ascfstud+nfckdwclwc)/v承载能力极限状态下焊钉连接件的抗剪承载力设计值(N)；焊钉钉杆横截面面积(mm2)；焊钉抗拉强度(MPa)；STC的轴心抗压强度标准值(MPa)；(16)dwc——焊钉根部焊缝的直径(mm)，可根据现行GB/T10433的规定取值；lwc——焊钉根部焊缝的高度(mm)，可根据现行GB/T10433的规定取值；2)焊接钢筋网连接件按公式(17)计算：VVwwwwllcTwudTcud(17)(17)焊接钢筋网的抗剪承载力设计值(N)；纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸(mm)；纵筋-钢面板连接焊缝的长度(mm)；间距(mm)；a焊接钢筋网的公称直径(mm)。正常使用极限状态下，结合面最大滑移值按公式(18)计算：SmaxVsdkS=Vsdmaxk——正常使用极限状态下的结合面最大滑移值(mm)；——正常使用极限状态下的连接件剪力设计值(N)；——连接件的抗剪刚度(N/mm)。 18)构造要求：——STC层的厚度不宜小于35mm；——黏结层宜采用高黏高弹沥青、环氧沥青、改性环氧树脂等材料，用量宜为：高黏高弹沥青间距不宜小于1.5倍的钢纤维长度，中心间距不宜大于50mm；——STC内应包含横桥向和纵桥向两层钢筋，一般情况下，纵桥向钢筋应置于下层，横桥向钢筋。.4焊接钢筋网连接件的设置应符合下列规定：STCZll肋的中间位置(图7)。图10STC层与钢结构连接断面示意图(焊钉连接)图11STC层与钢结构连接平面示意图(焊钉连接)强化措施(单位：mm)所T板、底板等)均断开。不焊接算的成果确定，且应符合下列规定：——支座隔板、端隔板的间距宜为400-1000mm，螺栓带长度(即相邻两跨端隔板间距)宜为T为600mm；mm——螺栓应尽可能与该区域内的栓钉对齐，以便于布置纵、横桥向钢筋。工一般规定应进行封闭施工，工作面应洁净。施工准备7.2.3原材料、袋装干混料储存应防潮、防雨、防涝，并应按品种、批号分别堆放，不应混堆。应备钢桥面处理应对钢桥面进行联测，测定基面的纵向和横向线形。——应按设计严格控制原桥面铺装层铣刨深度，不应损伤桥面钢板；—检查钢桥面板有无损伤，并按设计要求做相应修补；清除桥面污垢；面板应表面平整、光滑。连接件焊接钉的设计位置与钢主梁拼接焊缝位置冲突时，应将焊钉偏离焊缝边界2-3cm，不应将焊焊接完后应对焊钉进行敲击检查。——STC材料宜提前进行工厂预混干拌，应采用专用设备，且应确保钢纤维不结团。干拌时各原——采用现场集中拌和方式时，除钢纤维外各原材料的容许计量偏差不应大于±2%，钢纤维宜待——采用预拌干混料方式时，干混料的容许计量偏差不应大于±2%，水的容许计量偏差不应大于：搅拌结束后，应及时清洗搅拌设备。CC蒸汽养护应符合下列规定：——应根据现场条件和养护要求确定网架搭设、蒸汽发生器、管道布置及养护方案；差123粘结层与磨耗层施工C质量检验与验收1一般规定2进场检验2.2材料进场检验的检验样品应随机抽取。行外观检验和物理力学性能检验，并应符合下列规定：STC生3质量检验.1焊接焊钉应符合下列要求：计要求；焊接实测项目123—焊缝外形应饱满，无气孔、夹渣、裂纹等明显缺陷。Z型强化钢板的规格、技术性能应符合国家现行标准规定和设计要求。123接缝处加强钢板的摆放平齐，无明显偏差，各加强板块间相互紧靠；间断焊缝外形应饱满，无气孔、夹渣、裂纹等明显缺陷。——钢筋的冷拉调直、加工、弯制等操作应满足国家现行标准要求。网铺设实测项目1m2度34垫块应布置合理，密度均匀；钢筋网纵、横桥向间距均匀；和设计要求；连接钢筋的布置位置应准确；123连接钢筋焊缝外形应饱满，无气孔、夹渣、裂纹等明显缺陷。材料配合比应满足本文件的要求，按规定的配合比施工；缝的位置、规格及尺寸的设置应符合设计要求；模板高度和安装位置应符合设计规定；施工完后按本文件要求进行养护；1mmmmmm试验，每fcu,m1.1Sfcu>fcu,kfcu,min>0.95fcu,k2mmmmmm棱柱体试件抗弯拉试验，每ff,m>1.05ftkff,min>0.95