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文档简介
93.080CCS
P
6641 DB41/T
2462—2023公路波纹钢管(板)桥涵设计与施工技术规程 河南省市场监督管理局 发布DB41/T
2462—2023前言
.................................................................................
II1
...............................................................................
12 规范性引用文件
.....................................................................
13 术语和定义
.........................................................................
14
...............................................................................
25 设计要求
...........................................................................
36 结构设计
...........................................................................
47 地基与基础设计
....................................................................
118
..............................................................................
129 质量检验
..........................................................................
14附录
A(资料性) 波纹钢管(板)桥涵的类型和用途......................................
16附录
B(资料性) 材料抗力系数
........................................................
17附录
C(资料性) 等效荷载的参数
k4值
.................................................
18附录
D(资料性) 高强螺栓设计参数....................................................
19附录
E(资料性) 摩擦面的抗滑移系数..................................................
20DB41/T
2462—2023 本文件按照GB/T
—《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河南省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位:河南省交通规划设计研究院股份有限公司、周口市交通基本建设工程质量监督管理站本文件主要起草人:华升、耿高、王燕、王宗磊、段李莉、孙楠、孙东生、柴啸龙、郭付印、杨青、李海洋、赵旸、张慧鲜、张杰、李崇、黄来科、郑洋、刘春焕、赵静、陈艳秋、冯志刚、王世峰、张斐、张浩博、张剑乔、范宇龙、叶洪波、赵珍珍、冯旭、孙丽萍、鲁乾坤、仝惠萍、陈家峰、王瑞云、穆勇攀、董朝宁、侯克鹏、马来景、王海、周亚鹏、侯瑜、何静静。IIDB41/T
2462—20231 范围本文件规定了公路波纹钢管(板)桥涵结构的材料、设计要求、结构设计、地基与基础设计、施工及质量检验。本文件适用于各级公路波纹钢管(板)桥涵结构的设计及施工。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T
碳素结构钢GB/T
热轧型钢GB/T
热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T
1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T
1591 低合金高强度结构钢GB/T
2518 连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带GB/T
3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带GB/T
4171 耐候结构钢GB/T
6723 通用冷弯开口型钢GB/T
34567
冷弯波纹钢管GB
50661 钢结构焊接规范JT/T
公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JTG
3363 公路桥涵地基与基础设计规范JTG/T
3365-02 公路涵洞设计规范JTG/T
3650 公路桥涵施工技术规范JTG
公路工程技术标准JTG
公路桥涵设计通用规范JTG
公路圬工桥涵设计规范JTG/T
F80/1 公路工程质量检验评定标准
第一册
土建工程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路波纹钢管(板)桥涵用螺旋波纹钢管、环形波纹钢管或用波纹钢板件材料连接形成构件之后,周边用填料回填压实,形成土—钢结构相互作用共同承担荷载的结构物。DB41/T
2462—20233.2开口结构指横截面不封闭,拱脚多与混凝土基础连接的结构物,如圆拱形、矮拱形、高拱形、箱形。3.3闭口结构指横截面封闭的结构物,如圆形、竖直椭圆形、水平椭圆、管拱形和梨形。4 材料4.1 主结构材料4.1.1 波纹钢管(板)的材料采用碳素结构钢时,应符合
GB/T
的要求。4.1.2 波纹钢管(板)的材料采用低合金高强度结构钢时,应符合
1591
的要求。4.1.3 波纹钢管(板)的材料采用耐候结构钢时,应符合
4171
的要求。4.1.4 波纹钢管(板)所用的钢板、钢带应符合
GB/T
的规定,其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合
GB/T
的规定。4.1.5 采用连续热镀锌钢板及钢带加工波纹钢管(板)时,其力学性能、镀锌层质量应符合GB/T
34567
的要求。其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合
GB/T
2518
的规定,且厚度不允许有下偏值。4.2连接件材料4.2.1 管箍、法兰的材料采用碳素结构钢时,其性能应符合
GB/T
的要求,其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合
的规定。4.2.2 法兰采用角钢时,其性能应符合
GB/T
的要求,尺寸、重量、允许偏差应符合
706
的规定。4.2.3 连接件采用高强度螺栓、螺母时,应符合
GB/T
的规定。4.2.4 高强度螺栓、螺母规格为
M12、、M20、M24,其型号应符合
34567
的规定,螺栓紧固后锚栓外露丝扣不少于
2
扣。4.2.5 结构用高强度垫圈采用专用垫圈时,性能应符合
1231
GB/T
34567
的规定。4.2.6 开口截面结构中钢结构与混凝土基础连接采用不平衡槽钢时,其技术要求和型号规格应符合GB/T
6723
的规定。4.3 焊接材料焊接材料应与主体钢材相匹配,应符合GB
50661的要求。4.4 密封材料管箍与管节之间、法兰之间、翻边接合面之间以及搭接的波纹钢板的密封材料应符合GB/T
34567的规定。4.5 防腐材料4.5.1 采用碳素结构钢的波纹钢管(板)和管箍、法兰、不平衡槽钢及高强度螺栓、螺母,出厂前应进行热浸镀锌防腐处理。4.5.2 热浸镀锌的选用和质量要求满足
GB/T
34567
的规定。DB41/T
2462—20234.5.3 当采用热浸镀铝、热浸塑、静电喷涂等其他防腐方法代替镀锌时,应有试验验证资料,确保其防腐性能不低于热浸镀锌方法的质量要求。4.5.4 在镀锌防腐的基础上宜涂装或喷涂沥青等非金属覆盖层,以增强防腐性能,且满足以下规定:a) 当采用涂装时,涂装材料的品种、规格、性能应符合
JT/T
120μm。b)
当采用喷涂沥青时,内外壁应均匀喷涂沥青漆或乳化沥青,涂层厚度不小于
1
mm。4.6 附属结构材料附属结构材料所用砂浆、石料、混凝土等材料应符合JTG
D61的规定。4.7 回填材料4.7.1 回填材料宜优先采用砾类土、砂类土等天然级配砂砾或透水性好的材料。4.7.2 在波纹钢管(板)两侧
50
cm
范围内,回填材料粒径不得有超过波纹钢管波深
1/2
的石块、高塑性粘土块或其他有害腐蚀材料。5 设计要求5.1 一般规定5.1.1 波纹钢管(板)桥涵的应用应遵循因地制宜、满足功能、便于施工的原则。5.1.2 波纹钢管(板)桥涵的钢板厚度选择应与波形相适应,其受荷时的最大应力应低于钢结构的屈服应力,波纹截面特征参数符合
GB/T
34567
的规定。5.1.3 波纹钢管(板)桥涵所用钢板及其配件应具有足够的耐腐蚀、耐磨蚀性能,结构计算时宜按道路设计等级将钢板磨蚀厚度计入壁厚中。5.1.4 波纹钢管(板)桥涵宜适用于以下情况:a) 膨胀土、软土、湿陷性黄土、采空区等不良岩土地质条件地区;b) 砂石、混凝土等原料缺乏地区;c) 地形条件复杂地区;d) 应急抢险、救灾等工程;e) 高填土涵洞、通道。5.2 结构形式5.2.1 波纹钢管(板)桥涵分为闭口截面结构和开口截面结构两种形式,常用类型及用途见附录
A。5.2.2 闭口截面结构分为整体式波纹钢管和拼装波纹钢管。整体式波纹钢管分为螺旋波纹钢管和环形波纹钢管两种形式。5.2.3 开口截面结构一般采用混凝土基础,基础混凝土内预埋钢板连接件与波形钢板连接。5.3 布设要求5.3.1 波纹钢管(板)桥涵标准孔径或跨径、设计洪水频率、设计使用年限及汽车荷载等级应符合JTG
的规定。5.3.2 波纹钢管(板)涵洞的布设原则应符合
JTG/T
的规定。5.3.3 波纹钢管(板)结构端部一般为八字墙式、端墙式、平头式(领圈式)、坡口式、延长式和簸箕式,非圆管形结构不宜采用平口式,一般采用混凝土领圈进行加固。5.3.4 当涵底纵坡大于
5%时,应对结构进行分段加固,限制其移位。pdmmmmmmmmmm6830024000.0187590036000.02150012500.0271252590036000.02250012500.0241505012500.02315000.0332005515000.0332306425000.03330040000.03038060000.03140080000.032dpDB41/T
2462—20235.3.5当波纹钢管(板)桥涵需要实现弯曲和分岔时,宜采用弯管接头、分岔接头等构造连接成整体。5.4水文水力5.4.1公路涵洞、小桥的水文计算方法和要求应符合
3365-02
的规定。5.4.2 常用波纹钢管桥涵的糙率按表
1
0.013。表1 波纹钢管涵洞的糙率6结构设计6.1 一般规定
(𝐷
)1⁄
(𝐷
)1⁄
, (𝐷ℎ)
}(1)2𝐻𝑚𝑖𝑛
=
𝑚𝑎𝑥{0.6,
𝐷ℎ 𝐷ℎ𝐷行验算。6.1.2 公路波纹钢管(板)桥涵应按正常使用极限状态的要求,对结构的挠度进行验算,挠度计算值不应超过变形检验限值(±1%)。6.2 最小填土厚度最小填土厚度取公式(1)中计算结果。26 𝑣 𝑣式中:𝐻𝑚𝑖𝑛——最小填土厚度,单位为米(m𝐷ℎ
m);𝐷𝑣
m6.3 作用6.3.1 恒载推力填土荷载(恒载)产生的恒载推力计算如公式(2)、公式(3)。𝑇𝐷
=
0.5(1.0−0.1𝐶𝑠)𝐴𝑓𝑊(2)HDhDhDv0.60.81.01.21.41.60.03.231.951.331.261.211.160.053.001.841.311.251.191.140.12.701.741.301.231.181.120.22.251.601.261.201.141.100.41.821.411.221.151.101.050.61.651.351.201.121.071.030.81.551.311.191.111.051.021.01.531.311.181.101.041.021.21.551.331.201.121.071.021.41.591.381.221.151.081.021.61.601.391.241.171.081.021.81.611.401.251.181.081.022.01.621.401.251.181.081.02H为填土厚度,单位为米(𝐴
——波纹钢剖面的横截面积,单位为平方毫米每毫米(mm
/mm),对于采用螺栓拼装的波纹钢板𝐴
——波纹钢剖面的横截面积,单位为平方毫米每毫米(mm
/mm),对于采用螺栓拼装的波纹钢板𝐸𝐴𝑠𝐷𝑣𝐶𝑠
=
𝐸𝐴𝑠𝐷𝑣式中:𝑇𝐷
——恒载引起的波纹钢管(板)桥涵结构环向压力,单位为千牛每米(kN/m);𝐶𝑠
——轴向刚度参数;𝐴𝑓
——考虑结构起拱效应的土压力增大系数,按表2选用;𝑊
——结构上方土柱与路面的重量,单位为千牛每米(kN/m);Es
——土壤刚度的切割模量,单位为兆帕(MPa);𝐸
——结构金属的弹性模量,单位为兆帕(MPa);2应扣除螺栓孔截面面积。表2 𝐴𝑓表2 𝐴𝑓系数取值表𝜔𝑙𝑡
(5)6.3.2.1 波纹钢管(板)桥涵设计汽车荷载应满足规范
JTG
D60
的规定。6.3.2.2汽车荷载、特殊车辆荷载、施工荷载等活载产生的环向压力按公式(4)计算。𝑇𝐿=𝑚𝑖𝑛ℎ𝜎𝐿m𝑓,0.5𝑙𝑡𝜎𝐿m𝑓)(4)式中:𝑇𝐿——活载引起的波纹钢管(板)桥涵结构环向压力,单位为千牛每米(kN/m);𝜎𝐿
——活载扩散到拱顶的压力,按公式(5)计算,单位为千帕(kPa);m𝑓——多车道折减系数,汽车荷载按
取值,其他活载取;𝑙𝑡
——沿车轮长度方向扩散后的尺寸,单位为米(m𝜎𝐿
=
𝐴𝐿𝛿0.100.200.40DB41/T
2462—2023式中:𝐴𝐿
——跨径长度范围内布置的设计车辆荷载总轴重,单位为千牛(kN);𝜇
——汽车荷载冲击系数,按公式(6𝜔
——沿车轮宽度方向扩散后的尺寸,单位为米(m𝜇
=
0.4(1.0−(6)式中:𝐻——填土厚度,单位为米(m),大于2
m时,可不考虑冲击影响。6.3.3 地震作用6.3.3.1 直径或跨径不大于
m
的波纹钢管(板)桥涵结构可不考虑地震作用。6.3.3.2地震设防烈度≥7
度地区的波纹钢管(板)桥涵结构应进行抗震设计,一般只考虑竖向地震作用。6.3.3.3地震作用引起的环向压力按公式(7)计算。𝐸𝑣
=
𝑅0𝛿𝑊(7)式中:𝐸𝑣——地震荷载引起的波纹钢管(板)桥涵结构环向压力,单位为千牛每米(𝑅0——竖向地震作用与水平地震作用比值,取值为;𝛿
——地震动水平加速度峰值系数,取值可参考表3。表3 抗震设防烈度和水平向设计基本地震动加速度峰值6.4 内力计算6.4.1 对于承载能力极限状态下的基本组合,由恒载和活载引起的闭口截面和开口截面结构的环向内力采用公式(8)计算。𝑇f𝑏
=
𝛼𝐷𝑇𝐷
+𝛼𝐿𝑇𝐿(8)式中:𝑇f𝑏
——由恒载和活载引起的闭口截面和开口截面结构的环向内力,单位为千牛每米(kN/m);𝛼𝐷
——恒载分项系数,公路桥涵取1.2;𝛼𝐿
——活载分项系数,公路桥涵取1.4。6.4.2 对于承载能力极限状态下的偶然组合,由恒载和地震荷载引起的闭口截面和开口截面结构的环向内力采用公式(9)计算。𝑇f𝑜
=
𝛼𝐷𝑇𝐷
+𝛼𝐸𝐸𝑣
(9)式中:𝑇f𝑜——由恒载和地震荷载引起的闭口截面和拱形截面波纹钢管(板)桥涵结构的环向内力,单位为千牛每米(𝛼𝐸——地震荷载分项系数,公路桥涵取1.0;6.4.3 承载能力极限状态下由恒载和活载引起的波纹钢管(板)桥涵结构的环向内力采用公式(10)计算。𝑇f
=
𝑚𝑎𝑥(𝑇f𝑏,𝑇f𝑜)
(10)DB41/T
2462—2023式中:𝑇f——承载能力极限状态下由恒载和活载引起的波纹钢管(板)桥涵结构的环向内力,单位为千牛每米(6.5 结构验算6.5.1 管壁抗压强度验算6.5.1.1 承载能力极限状态下波纹钢管(板)结构管壁的轴向压应力应满足公式(11)的要求。𝜎
𝜎
=
𝑇f
≤
𝑚𝑖𝑛(𝑓𝑦,𝑓𝑏)(11)𝐸𝑚𝑅𝑐3
)𝐸𝑚𝑅𝑐3
)(12)𝑅𝑐𝑐
′)]
}(13){𝑓𝑏
=
∅𝑡𝐹𝑚[𝑓𝑦
−
12𝑦𝐸𝜌(𝐾𝑅/𝑟)2]
(𝑅
≤
𝑅𝑒)𝑓𝑏
=
(𝐾𝑅/𝑟)𝑚2
(𝑅
>
𝑅𝑒)
(14)𝜎
——承载能力极限状态下波纹钢管(板)结构管壁的轴向压应力,单位为兆帕(𝑓𝑦
——波纹钢管板桥涵结构基材的屈服应力,单位为兆帕(MPa);𝑓𝑏
——波纹钢管板桥涵结构基材的临界屈曲应力,单位为兆帕(MPa)。6.5.1.2 承载能力极限状态下,波纹钢管(板)结构管壁以通过拱顶圆弧中心与竖向中心线所成夹角θ0为分界点,划分为上下两部分分别计算临界屈服应力,见图
1。夹角
θ0按公式(12)计算。图1 上下两部分划分示意图𝜃0
=
1.6+0.2𝑙𝑔(
𝐸𝐼式中:𝜃0
——拱顶圆弧中心与竖向中心线的夹角,单位为弧度角(rad);𝐼
——每延米波纹钢截面惯性矩,单位为毫米的四次方每毫米(mm4/mm);𝐸𝑚
——回填土弹性模量的修正值,对于结构的下半部分,取Es;上半部分按公式(13)计算;2𝐸𝑚
=
𝐸𝑠{1−[𝑅式中:𝑅𝑐
——拱顶处的曲率半径,单位为毫米(mm);𝐻′
——拱顶与起拱线之间垂直距离的一半,单位为米(m6.5.1.3 波纹钢管(板)桥涵管壁上下两部分临界屈服应力按公式(14)~公式(19)计算。𝑓23∅𝑡𝜌𝐹
𝐸𝐹𝑚
=
0.85+0.3𝑆/𝐷ℎ
≤
1.0(15)𝑟6𝐸𝜌𝑅𝑒
=
𝐾(
𝑓𝑦
)𝑟6𝐸𝜌
1/2
(16)DB41/T
2462—2023𝐸𝐼𝐾
=
𝜆(𝐸𝑚𝑅
3
)𝐸𝐼
1/4
(17)𝜌
=
(1000𝜌
=
(1000
𝐻+𝐻′
0.5
≤
1.0(18)𝜆
𝜆
=
1.22[1.0+1.6(𝐸𝑚𝑅𝑐
3
)0.25
](19)𝑃𝑀(𝑃
)
+|𝑀
|
𝑃𝑀(𝑃
)
+|𝑀
|
≤
1.0(20){
𝑀1
=
0.0046−0.0010𝑙𝑔𝑁𝐹
,𝑁𝐹
≤
5000𝑘𝑀1
=
0.0009,𝑁𝐹
>
5000
(28){
𝑀2
=
0.018−0.004𝑙𝑔𝑁𝐹,𝑁𝐹
≤
5000𝑘𝑀2
=
0.0032,𝑁𝐹
>
5000
(29){
𝑀3
=
0.120−0.018𝑙𝑔𝑁𝐹,𝑁𝐹
≤
100000𝑘𝑀3
=
0.030,𝑁𝐹
>
100000
(30)𝑅𝐵
=
0.67+0.87(2𝐷𝑣
−0.2),0.2
≤
2𝐷𝑣
≤
0.35𝑅𝐵
=
0.80+1.33(2𝐷
−0.35),0.35
≤
2𝐷
≤
0.50(31)𝐷ℎ
𝐷ℎ
2𝐷ℎ
>
0.5∅𝑡
——波纹钢管(板)桥涵结构材料受压时的抗力系数,见附录B;𝐹𝑚
——多跨结构屈曲应力折减系数,对于单跨结构,或计算深波纹结构的上半部分时,取1.0,对于多跨结构,按公式()计算;𝜌
——屈曲折减系数;𝐾
——结构与周围土体相对刚度的系数;𝑅
——计算部位的曲率半径,单位为毫米(mm);𝑟
——波纹钢面的回转半径,单位为毫米(mm);𝑅𝑒
——等效半径,单位为毫米(mm);𝑆
——多跨结构之间的最小横向间距,单位为米(m);𝜆
——计算K的一个系数,矢跨比小于的圆形拱结构之外的所有结构的上半部分按公式()计算,其余情况取1.22。6.5.2 施工阶段弯压强度验算施工阶段波纹钢管(板)桥涵结构截面的弯矩和环向压力的组合效应满足公式(20)~公式(36)计算。2𝑃f 𝑝f𝑃
=
𝛼𝐷𝑇𝐷
+𝛼𝐶𝑇𝐶(21)𝑃𝑝f
=
∅ℎ𝑐𝐴𝑓𝑦
(22)𝑀
=
𝑀1
+𝑀𝐵
+𝑀𝐶
(23)𝑀1
=
𝑘𝑀1𝑅𝐵𝛾𝐷ℎ3(24)𝑀𝐵
=
−𝑘𝑀2𝑅𝐵𝛾𝐷ℎ2𝐻𝐶
(25)𝑀𝐶
=
𝑘𝑀3𝑅𝐿𝐷ℎ𝐿𝐶(26)𝐿𝐶
=
𝐴𝐶/𝑘4
(27)𝑘𝑘𝑘𝐷 𝐷ℎ ℎ𝐷𝑣 𝐷𝑣ℎ ℎ{ 𝑅𝐵
=
𝐷𝑣
,
𝐷𝑣
,
𝐷𝑣𝐴𝑠
——截面中性轴上部分面积,单位为平方毫米每毫米(mm
𝐴𝑇
——截面中性轴下部分面积,单位为平方毫米每毫米(mm
/mm𝐴𝑠
——截面中性轴上部分面积,单位为平方毫米每毫米(mm
𝐴𝑇
——截面中性轴下部分面积,单位为平方毫米每毫米(mm
/mm);
(𝐻𝐶/𝐷ℎ)0.75 ≤
1.0(33)
𝛾 ——结构性回填材料的重度,单位为千牛每立方米(
);
𝑍 ——波纹钢管(板)桥涵结构单位长度的塑性截面模量,单位为立方毫米每毫米(mm
𝐸𝐼 ℎ)3𝑁𝐹
=
𝐸𝑠𝐸𝐼 ℎ)3𝑅𝐿
=
0.265−0.053𝑙𝑔𝑁𝐹𝑀𝑝𝑓
=
∅ℎ𝑀𝑃(34)𝑀𝑃
=
𝑍𝑓𝑦(35)𝑍
=
𝐴𝑠𝑦𝑠
+𝐴𝑇𝑦𝑇
(36)式中:𝑃 ——波纹钢管(板)桥涵结构截面所受环向压力,单位为千牛();当拱顶填土厚度
HC<0.5Dh时,取
P=0;HC
——施工阶段拱顶填土高度,单位为米(m𝑃𝑃f
——波纹钢管(板)桥涵结构承担的极限压力,单位为千牛(kN𝑀
——施工阶段波纹钢管(板)桥涵结构截面所受弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/m);𝑀𝑝f
——波纹钢管(板)桥涵结构截面承担的极限弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/m);𝛼𝐶
——施工荷载分项系数,公路桥涵取2.0;𝑇𝐶
——施工机械引起的波纹钢管(板)桥涵结构环向压力,单位为千牛(kN),计算方法同6.3.2,轮载采用施工机械的轮载,扩散深度采用施工过程中的填土高度;∅ℎ𝑐
——施工阶段波纹钢管(板)桥涵结构材料抵抗塑性铰的抗力系数,见附录B;𝑀1
——回填至拱顶高程时回填土产生的跨中截面弯矩,单位为千牛米每米(·m/m);𝑀𝐵
——施工阶段拱顶以上HC高度填土产生的跨中截面弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/m);𝑀𝐶
——施工机械产生的跨中截面弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/m);𝑘𝑀1
——参数值;𝑅𝐵
——参数值;3𝑘𝑀2
——参数值;𝑘𝑀3
——参数值;𝑅𝐿
——参数值;𝐿𝐶
——施工过程中作用于结构上的施工机械等效荷载值,单位为千牛米每米(kN·m/m);𝐴𝐶
——施工过程中的车辆轴重,单位为千牛(kN);𝑘4
——参数值,单位为米(m),见附录C;𝑁𝐹
——柔度系数;∅ℎ
——波纹钢管(板)桥涵结构材料抵抗塑性铰的抗力系数,见附录B;𝑀𝑃
——波纹钢管(板)桥涵结构承受的最大塑性弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/m);3对于采用螺栓拼装的波纹钢板应扣除螺栓孔截面;2𝑦𝑠
——截面中性轴上部分面积形心距中性轴的距离,单位为毫米每毫米();2𝑦𝑇
——截面中性轴下部分面积形心距中性轴的距离,单位为毫米每毫米(mm/mm)。6.5.3运营阶段弯压强度验算运营阶段的深波纹钢管(板)结构承载能力极限状态的弯矩和环向压力的组合效应应满足公式(37)~公式(43)计算。𝑇𝑀(f𝑃
)
+|f𝑀
|
≤
1.0(37)𝑁𝑁√(vb
𝑇𝑀(f𝑃
)
+|f𝑀
|
≤
1.0(37)𝑁𝑁√(vb
)
+(tb
)
≤
1.0
(44)𝑁v
≤c
1.2(45)
𝑘4 (42)
(𝐻/𝐷ℎ)0.75 ≤
1.0(43)
{
𝑁t
= 𝑖∑𝑦2
𝑁v
=
𝑃𝑙/𝑛(49)
{
𝑁t
=f𝑖∑𝑦2
𝑁v
=
𝑇f𝑙/𝑛(50)2𝑃f 𝑃f𝑃Pf
=
∅h𝐴𝑓𝑦
(38)𝑀f
=
𝛼𝐷𝑀1
+𝛼𝐷𝑀𝐷
+𝛼𝐿𝑀𝐿(1+𝜇)(39)ℎ𝑀𝐷
=
−𝑘𝑀2𝑅𝐵𝛾𝐷2𝐻𝑒
(40)ℎ𝐻𝑒
=
𝑚𝑖𝑛(𝐻,𝐷ℎ/2)(41)𝑀𝐿
=
𝑘𝑅𝑈𝐷ℎ𝐴𝐿𝑅𝑈
=
0.265−0.053𝑙𝑔𝑁𝐹式中:𝑀f
——运营阶段波纹钢管(板)桥涵结构界面所受弯矩,单位为千牛米每米(·m/m);𝑀𝐷
——运营阶段拱顶以上He高度的填土产生的跨中截面弯矩,单位为千牛米每米(kN·𝑀𝐿
——运营阶段活载作用产生的跨中截面弯矩,单位为千牛米每米(kN·m/mHe
——填土厚度H和有效跨径Dh一半中的最小值,单位为米(m𝑅𝑈
——参数值。6.5.4 螺栓连接验算6.5.4.1 承压型高强螺栓应符合公式(44)~公式()的要求。承压型高强螺栓的抗剪承载力设计值应取抗剪承载力设计值和承压承载力设计中的最小值。2 2𝑁v 𝑁𝑡𝑁𝑏𝑁v𝑏
=
𝑛v𝐴eff𝑓𝑣𝑏(46)𝑁cb
=
𝑑∑𝑡𝑓cb
(47)𝑁tb
=
𝐴eff𝑓𝑡𝑏(48)𝑀𝑦𝑖𝑀
𝑦𝑖式中:𝑁v——一个高强螺栓承受的剪力,单位为千牛(kN),施工阶段按公式()计算,运营阶段按公式(50)计算;v𝑁b——一个高强螺栓的抗剪承载力设计值,单位为兆帕(v𝑁t
——一个高强螺栓承受的拉力,单位为千牛(kN),施工阶段按公式(49)计算,运营阶段按公式(50𝑡𝑁b
——一个高强螺栓的抗拉承载力设计值,单位为兆帕(𝑡𝑁c𝑏
——一个高强螺栓的承压承载力设计值,单位为兆帕(𝑛v
——每只螺栓受剪面数量;10𝐴eff
——高强螺栓在螺栓处的有效截面面积,单位为平方毫米(mm
),见附录D;
𝑁v𝑏𝐴eff
——高强螺栓在螺栓处的有效截面面积,单位为平方毫米(mm
),见附录D;
𝑁v𝑏
+t
𝑁b
≤
1.0(51)
𝐷v
(54)2𝑓vb
——高强螺栓抗剪强度设计值,单位为兆帕(MPa),见附录D;𝑑
——螺栓杆直径,单位为毫米(mm);Σt
——在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值,单位为毫米(mm𝑓cb
——高强螺栓承压强度设计值,单位为兆帕(MPa),见附录D;𝑓tb
——高强螺栓抗拉强度设计值,单位为兆帕(MPa),见附录D;𝑦𝑖
——最远螺栓距离螺栓群中性轴的距离,单位为毫米(mm);𝑙 ——一个波纹截面的波长,单位为米(m𝑛
——一个波的螺栓个数,单位为个。6.5.4.2 摩擦型高强螺栓应符合公式(51)~公式(53)的要求。𝑁v 𝑁t𝑁tb
=
0.8𝑃1(52)𝑁vb
=
𝑘1𝑘2𝑛f
𝜇1𝑃1(53)式中:𝑃1
——一个高强螺栓的预拉力,单位为千牛(kN),见附录D;𝑘1
——系数,冷弯薄壁型钢结构(板厚不小于6
mm)时取,其他情况取0.9;𝑘2
——孔型系数,标准孔取1.0,大圆孔取0.85,内力与槽孔长向垂直时取,内力与槽孔长向平行时取;𝑛f
——传力摩擦面数目;𝜇1——摩擦面的抗滑移系数,见附录E。7 地基与基础设计7.1 闭口结构管基7.1.1
管基垫层宜采用级配良好的天然砂砾,最大粒径不宜超过
50
mm。7.1.2
管基砂砾垫层厚度宜不小于波深的
2
倍,且不小于
150
mm。7.1.3
管基宽度对于圆管和管拱不宜小于
Dh,对于水平椭圆形管不宜小于
Dh/3。7.1.4
管基一个波深厚度的范围内的垫层应保持松散。7.2 开口结构基础7.2.1 开口结构基础设计应符合
JTG
3363
的规定。7.2.2 波纹钢板与混凝土基础采用预埋不平衡槽钢通过螺栓连接,不平衡槽钢底面应与拱脚处切线垂直。7.3 地基沉降7.3.1 波纹钢管(板)桥涵结构的沉降量不应小于两侧回填区的地基沉降量,沉降差小于
25
mm。7.3.2 开口结构基础应与波纹钢结构共同沉降,不宜采用桩基础。7.3.3 开口结构两侧基础之间的沉降差应满足公式(54)的要求。∆≤
0.01×𝐷h21116002300𝑅s
≤
𝜎1𝑅s
≤
𝜎1(55)式中:∆——开口结构两侧基础之间的沉降差,单位为毫米(mm7.4地基承载力7.4.1 闭口结构应按公式(55)验算拱腋处的地基承载力。𝑇f式中:𝑅s——闭口结构拱腋处的半径,单位为米(m𝜎1——闭口结构拱腋处的地基承载力,单位为兆帕()。7.4.2 开口结构计算基础反力后,应按
JTG
3363
验算地基承载力。8 施工8.1 地基处理8.1.1 闭口结构施工时应清除管基范围内植被、杂填土、松散沉积物和粒径大于
波深的卵砾石。8.1.2 地基不满足承载力要求时,应清除结构两侧承载力差或承载力不均匀的材料,并换填合适的夯实填料,处理完成后可按一般土质地基制备闭口结构管基。8.1.3 闭口结构不应置于混凝土基础和岩石地基等刚性基础上,应在管身与基础之间设置砂砾垫层。8.1.4 承载力满足设计要求时,开口结构基础可直接置于岩石地基上。8.1.5 膨胀土、湿陷性黄土地区波纹钢管管基下应做隔水处理。8.1.6 当采空区覆盖层较薄时,应按该段路基设计要求进行处理,满足地基变形和承载力要求后方可进行波纹钢管基施工。8.1.7 对于管拱形波纹钢管,当地基承载力不满足要求时,应采用级配良好的粗砂或砂砾换填,并充分压实,见图
2。————96%bs图2管拱形波纹钢管拱腋地基加固12pdmmmm/mm咬口间螺栓波纹最少数量686107553312525750DB41/T
2462—20238.2 基础施工8.2.1 闭口结构的波纹钢管管身需要设置预拱度,预拱度宜为管长的
0.6%~。8.2.2开口结构基础按扩大基础施工,应符合
JTG/T
3650
的规定。8.2.3 开口结构中的混凝土强度达到设计强度
时,方可拆除支架,达到设计强度
100%回填工作。8.3 装卸与运输8.3.1 波纹钢管宜采用吊索吊运装卸。8.3.2 吊运过程中应保持波纹钢管水平,吊点宜设置于
管节处,吊索与波纹钢管之间的夹角不宜小于
8.3.3 波纹钢板可采用套叠方式运输,运输过程中应采用措施防止翻滚和碰撞。8.4 结构安装8.4.1 波纹钢管(板)桥涵的安装宜避开雨雪大风天气,必要时应做好防洪防雨排水工作。8.4.2 波纹钢管和波纹钢板及配件出厂前应符合
GB/T
的规定,并附有产品合格证书。8.4.3 螺旋波纹钢管的安装应符合以下要求:a)采用工厂咬口方式连接时,咬口应确保管体强度,咬口最小间距和相应的最少螺旋波纹数量应符合表4规定。表4 螺旋波纹钢管咬口连接要求b)采用法兰连接和管箍连接时应符合GB/T
34567的规定。c)安装完成后应检查管的内径,与规定直径的正负差应不大于1%或6
mm(取大值)。若超过此限值,应采取措施纠正变形。8.4.4环形波纹钢管的安装:采用左右或上下半圆翻边连接时,螺栓孔应一一对应,纵向采用单排均布。采用法兰连接时应符合
GB/T
34567
的规定。8.4.5 拼装波纹钢结构的安装应符合以下要求:a)闭口结构安装宜从拱底开始,再到侧面,最后到拱顶,对称拼装。b)开口结构拼装前应检查基础上不平衡槽钢的线形、坡度和尺寸,由侧面向拱顶对称拼装。c)拼装完毕后,应在纵向和横向连接处各自随机选取螺栓总数的
,用扭矩计量器检查,若超过
10%的螺栓扭矩不满足要求,则应对全部螺栓重新进行拼装。d)拼装完成、螺栓拧紧后,结构长度与设计长度之间的差不应大于±1%。e)拼装完成、螺栓拧紧后,结构的截面大小与设计形状之间的误差不应大于±1%,否则应拧开螺栓校正形状后重新拼装。8.5 回填8.5.1结构顶部最小回填厚度应符合
JTG/T
3650
的规定。8.5.2 波纹钢管(板)桥涵的回填应符合
JTG/T
3365-02
的规定。8.5.3 波纹钢管桥涵有端墙且在回填前建造完成,回填料宜由端墙向中心推进铺设;无端墙或还未施工端墙时,宜由中心向端部均匀延伸斜坡铺设。13/t/mm/mm/%/%/%/%
DB41/T
2462—20238.5.4 结构物两侧应保持对称均匀、分层摊铺、逐层压实,每层厚度宜为
mm~200
mm,其压实度不应小于
。8.5.5 在回填夯实过程中,从结构物外边缘向外
2
m
以内的范围应严格控制除夯实机械以外的重型机械运行。夯实侧面时,夯实机械应与结构物的长度方向平行行驶;夯实结构物上方填土时,应垂直于结构物长度方向行驶。管顶回填材料压实度应与相邻路段压实度保持一致。8.5.6 闭口截面结构物管底下方楔形部填料回填时,宜采取措施人工夯实。8.5.7 波纹钢管(板)桥涵顶部及周围
20
m
范围内不允许强夯。9 质量检验9.1 一般规定9.1.1 波纹钢管(板)桥涵工程质量检验应包含洞身各部分构件、洞口、基础、回填等分项工程。9.1.2波纹钢管(板)桥涵结构除应符合
GB/T
34567
的规定,还应符合
F80/1
的规定。9.2 材料检验9.2.1 波纹钢管和波纹钢板件及配件出厂前应按
GB/T
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