DBT_29-266-2019_天津市_钢桥设计标准.pdf

天津市工程建设标准 天津市住房和城乡建设委员会 发布 天津市钢桥设计标准 Specifications for design of steel bridges in Tianjin 备案号J14735-2019 2019-06-19 发布 2019-09-01 实施 DB/T 29-266-2019 天津市工程建设标准 天津市钢桥设计标准 Specifications for design of steel bridges in Tianjin DB/T 29-266-2019 J14735-2019 主编单位天津城建设计院有限公司 武汉一冶钢结构有限责任公司 批准部门天津市住房和城乡建设委员会 实施日期2019 年 9 月 1 日 2019 天 津 天津市住房和城乡建设委员会文件 津住建设[2019]30 号 市住房城乡建设委关于发布天津市钢桥设计 标准的通知 各有关单位 根据市建委关于下达 2014 年天津市建设系统第一批工程建 设地方标准编制计划的通知 （津建科[2014]439 号）要求，天津城 建设计院有限公司、 武汉一冶钢结构有限责任公司等单位编制完成 了天津市钢桥设计标准 ，经市住房城乡建设委组织专家评审通 过， 现批准为天津市工程建设地方标准， 编号为 DB/T 29-266-2019， 自 2019 年 9 月 1 日起实施。 各相关单位在实施过程中如有意见和建议， 请及时反馈给天津 城建设计院有限公司、武汉一冶钢结构有限责任公司。 本标准由天津市住房和城乡建设委员会负责管理， 由天津城建 设计院有限公司、 武汉一冶钢结构有限责任公司负责具体技术内容 的解释。 天津市住房和城乡建设委员会 2019 年 6 月 19 日 前 言 根据市建委关于下达 2014 年天津市建设系统第一批工程建 设地方标准编制计划的通知 （津建科[2014]439 号）要求，标准编 制组经广泛调研，在认真总结实践经验的基础上，制订本标准。 在编制过程中，标准编制组进行了大量的科研工作，吸取了国 内外钢结构桥梁研究成果和工程经验， 参考和借鉴了国内外相关规 范标准。在标准征求意见稿编写完成后，通过多种方式广泛征求了 设计、 施工、 建设、 管养等有关单位和专家的意见， 经过反复讨论、 修改，最终定稿。 本标准是对现行行业标准公路钢结构桥梁设计规范JTG D64-2015 的补充，主要内容包括1.总则；2.术语和符号；3.材料 及设计指标；4.结构分析；5.连接的构造和计算；6.钢梁的设计与 制造；7.钢塔的设计与制造；8.钢桥面铺装；9.防护及维护设计； 10.降噪设计；11.施工安全与环境保护以及附录。 本标准由天津市住房和城乡建设委员会负责管理， 由天津城建 设计院有限公司、 武汉一冶钢结构有限责任公司负责具体技术内容 的解释工作。执行过程中如有意见和建议，请函告本标准日常管理 组（地址天津市红桥区咸阳路 21 号，天津城建设计院有限公司， 邮编300122，电子邮箱496920611） ，以便修订时研用。 本 标 准 主 编 单 位天津城建设计院有限公司 武汉一冶钢结构有限责任公司 本 标 准 参 编 单 位天津城建集团有限公司 中国华西工程设计建设有限公司 本标准主要起草人员韩振勇 张振学 汤洪雁 王秀艳 王振南 石教澜 宁钦海 刘建辉 王 英 王 涛 本标准主要审查人员赵君黎 徐 栋 席广恒 孙运国 黄思勇 刘伯军 朱劲松 李 黎 王东升 目 次 1 总 则 ........................................................................................1 2 术语和符号 ................................................................................2 2.1 术语...................................................................................................2 2.2 符号...................................................................................................3 3 材料及设计指标 ........................................................................4 3.1 材料...................................................................................................4 3.2 设计指标...........................................................................................4 4 结构分析 ....................................................................................5 4.1 结构分析计算...................................................................................5 4.2 结构变形计算...................................................................................5 5 连接的构造和计算 ....................................................................7 5.1 一般规定...........................................................................................7 5.2 焊接连接...........................................................................................7 5.3 栓接连接...........................................................................................9 6 钢梁的设计与制造 ..................................................................10 6.1 钢梁类型及适用范围....................................................................10 6.2 钢梁的设计....................................................................................10 6.3 钢梁的制造....................................................................................14 7 钢塔的设计与制造 ..................................................................17 7.1 钢塔的设计....................................................................................17 7.2 钢塔的制造....................................................................................17 8 钢桥面铺装 ..............................................................................18 9 防护及维护设计 ......................................................................19 9.1 防雷设计........................................................................................19 9.2 防腐设计........................................................................................19 9.3 维护设计........................................................................................20 10 降噪设计 ................................................................................21 11 施工安全与环境保护.............................................................22 11.1 一般规定......................................................................................22 11.2 施工安全......................................................................................22 11.3 环境保护......................................................................................24 附录 A 特殊焊接接头.................................................................25 本标准用词说明 ............................................................................27 引用标准名录 ................................................................................28 条文说明 ........................................................................................29 Contents 1 General Provisions......................................................................1 2 Terms and Symbols.....................................................................2 2.1 Terms .................................................................................................2 2.2 Symbols .............................................................................................3 3 Materials and Design Inds.....................................................4 3.1 Materials............................................................................................4 3.2 Design inds...................................................................................4 4 Structural Analysis......................................................................5 4.1 Structural analysis and calculation.....................................................5 4.2 Structural deation calculation.....................................................5 5 Connection Structure and Calculation ........................................7 5.1 General requirements.........................................................................7 5.2 Welded connection.............................................................................7 5.3 Bolted connection ..............................................................................9 6 Design and Manufacture of Steel Beams..................................10 6.1 Type and application scope of steel beams......................................10 6.2 Design of steel beams .....................................................................10 6.3 Manufacture of steel beams ............................................................14 7 Design and Manufacture of Steel Towers.................................17 7.1 Design of steel towers.....................................................................17 7.2 Manufacture of steel towers............................................................17 8 Steel Deck Pavement ................................................................18 9 Protection and Maintenance Design .........................................19 9.1 Lightning protection design ............................................................19 9.2 Antisepsis design ............................................................................19 9.3 Maintenance design ........................................................................20 10 Noise Reduction Design .........................................................21 11 Construction Safety and Environmental Protection................22 11.1 General requirements....................................................................22 11.2 Construction safety........................................................................22 11.3 Environmental protection..............................................................24 Appendix A Special Welded Joint...................................................25 Explanation of Wording in This Code.............................................27 List of Quoted Standards ................................................................28 Addition Explanation of Provisions...............................................29 1 1 总总 则则 1.0.1 为规范天津市市政、公路钢结构桥梁的设计，按照安全、耐 久、适用、环保、经济和美观的原则，制订本标准。 1.0.2 本标准适用于天津市各等级市政、 公路新建钢结构桥梁的设 计。 1.0.3 本标准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。 1.0.4 市政、 公路钢结构桥梁应进行耐久性设计，桥梁结构的设计 使用年限应符合现行行业标准城市桥梁设计规范CJJ 11、 公 路钢结构桥梁设计规范JTG D64 的规定。 1.0.5 市政、 公路钢结构桥梁应按现行行业标准城市桥梁设计规 范CJJ 11、 公路桥涵设计通用规范JTG D60 的要求考虑设计状 况并进行相应的极限状态设计。 1.0.6 市政、公路钢结构桥梁设计应提出对材料、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、架设、安装、 检查、维护与更换，必要时，应增设桥梁和构件保护设施设计、管 养设施设计，应对施工安全与环境保护提出建议。 1.0.7 市政、 公路钢结构桥梁设计除应符合本标准外，尚应符合国 家、行业和天津市现行有关标准的规定。 2 2 术语和符号术语和符号 2.1 术语 2.1.1 耐大气腐蚀钢 Atmospheric corrosion resistant steel 在钢中加入一定数量的合金元素，如 P、Cr、Ni、Cu、Mo 等， 使其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐蚀性能的钢。 耐大气腐蚀钢也称“耐候钢”，代号NH。 2.1.2 冗余度 Redundancy 结构体系在特定危机事件中的强度储备，或是意外发生时，保 证结构持续履行功能的能力。 2.1.3 作用标准组合 Standard combination of actions 正常使用极限状态设计时， 永久作用标准值与可变作用标准值 的组合，作用分项系数和组合系数均为 1。 2.1.4 传力焊缝 Force transfer weld 作用在某一构件上的力通过焊缝传递至另一构件， 该焊缝称为 传力焊缝，传力焊缝类别包括传力对接焊缝、传力角焊缝、承剪角 焊缝。 2.1.5 受力角焊缝 Forced fillet weld 采用焊缝把板件连接成构件而共同工作的角焊缝称为受力角 焊缝，受力角焊缝作为构件的组成部分与母材一样受力。 2.1.6 构造角焊缝 Non-structure fillet weld 构造角焊缝也称非受力角焊缝，该类焊缝不传递构件力，也不 与母材一样受力，仅将加劲肋连接至板件以确保受压板抗屈曲能 力，或为实现防水、防尘等构造功能采用的角焊缝。 3 2.2 符号 2.2.1 作用效应和抗力有关符号 N高强度螺栓摩擦型连接的预拉力设计值； SL螺栓接头在荷载 （包括汽车荷载冲击力） 作用下的剪力。 2.2.2 几何参数有关符号 l桥梁跨径； l1相邻两个横肋或横隔板之间的距离； l2相邻两根吊索或斜拉索之间的距离； t板厚； tmin连接板件中板厚较小者。 2.2.3 计算系数及其他符号 n1第一排高强度螺栓数目； m高强度螺栓摩擦型连接的抗滑面个数； μ高强度螺栓摩擦型连接的钢材摩擦面抗滑移系数； EA环氧沥青混合料，epoxy asphalt 的缩写； GA浇筑式沥青混合料，gussasphalt 的缩写； SMA沥青玛蹄脂碎石混合料， stone matrix asphalt 的缩写。 4 3 材料及设计指标材料及设计指标 3.1 材料 3.1.1 钢结构桥梁、 组合结构桥梁主体结构的钢材除应符合现行行 业标准公路钢结构桥梁设计规范JTG D64 规定以外，尚应符合 现行国家标准桥梁用结构钢GB/T 714 的要求。 3.1.2 钢桥主体结构的受力板材厚度不宜小于 8mm，不宜大于 150mm。 3.1.3 当主受力钢板受到板厚方向的拉力且板厚大于 20mm 时， 应 采用 z 向性能钢， 其材质应符合现行国家标准 厚度方向性能钢板 GB/T 5313 的规定。 3.1.4 耐候钢性能应符合现行国家标准 桥梁用结构钢 GB/T 714 的要求。 3.1.5 经科学比选，必要时工程建设项目可采用耐候钢、高性能钢 等，但应开展相应的专项研究和试验工作，确保结构安全、耐久。 3.2 设计指标 3.2.1 钢结构桥梁、 组合结构桥梁采用的钢材强度设计值应符合现 行行业标准公路钢结构桥梁设计规范JTG D64 的规定。 3.2.2 耐候钢及其他高性能钢材采用的强度设计值应通过专项研 究或试验确定。 5 4 结构分析结构分析 4.1 结构分析计算 4.1.1 设计文件中应明确注明架梁或结构合龙时的环境温度范围， 并应与结构分析计算假定一致。 4.1.2 钢结构桥梁应验算施工过程及运营阶段钢结构板件、杆件 （构件）及结构整体的稳定性。 4.1.3 钢结构桥梁在施工架设时期， 应保证横向和纵向的倾覆稳定 性，考虑恒载、施工临时荷载等最不利荷载组合后，倾覆稳定安全 系数不应小于 2.0。 4.1.4 钢结构桥梁运营阶段的横向抗倾覆性能除应满足现行行业 标准公路钢结构桥梁设计规范JTG D64 规定外，横向抗倾覆的 冗余度尚不宜小于抗弯强度的冗余度。 4.1.5 车行桥的主体结构受力构件、 连接构造及保护装置均需进行 抗疲劳设计，并应符合现行行业标准公路钢结构桥梁设计规范 JTG D64 要求。 4.1.6 钢结构桥梁构件及构件连接均应进行疲劳验算， 当疲劳应力 （最大、最小应力）均为压应力时可不进行疲劳验算。临时性结构 物的构件可不进行疲劳验算。 4.2 结构变形计算 4.2.1 对于结构自重、 预应力等永久作用产生的变形应考虑施工方 6 法和顺序，并应计入施工期间结构刚度的变化。 4.2.2 计算桥梁结构预拱度时，应考虑连接的剪切变形和滑移，起 拱应做成光滑平顺的曲线。预拱度应与竖曲线纵坡叠加，且设置预 拱度后桥面曲线应平顺。 4.2.3 运营期间，结构在基础沉降、汽车荷载、人群荷载、温度作 用等作用标准组合下，桥梁变形不应影响通航或通行净空。 4.2.4 缆索支承体系的宽桥及横向大悬臂结构应根据需要设置横 向预拱度，预拱度大小宜考虑结构自重标准值产生的挠度影响，并 宜适当考虑 1/2 车道荷载标准值产生的挠度影响。 7 5 连接的构造和计算连接的构造和计算 5.1 一般规定 5.1.1 构件的连接应根据钢桥的制造方法、运输方法、架设方法进 行设计。 5.1.2 构件的连接设计应符合安全可靠、节省钢材、构造简单、制 造安装方便等原则。 5.1.3 钢桥设计时，应验算构件连接的承载能力极限状态，包括连 接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适合继续承载的状态。 5.2 焊接连接 5.2.1 焊缝的坡口形式及焊缝尺寸应根据钢材材质、 接头形式和受 力状态进行设计，并应针对焊接方法、工艺措施等提出要求。 5.2.2 钢结构焊接宜在工厂内完成，尽量减少工地焊接工作量。 5.2.3 焊接符号及其表示方法应符合现行国家标准 焊缝符号表示 法GB/T 324 的规定。 5.2.4 设计应采取以下减少焊接残余应力和残余变形的措施 1 应尽量减少焊缝的数量和尺寸，搭接角焊缝宜设计成焊脚 尺寸较小长度较长的焊缝，上下翼缘严重不对称的工字形截面梁 中，较小翼缘与腹板的连接应用较小焊脚尺寸，不应与较大的翼缘 采用统一的焊脚尺寸。 2 应避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交于一点。 8 3 焊缝应尽可能对称布置，连接过渡应尽量平滑，应避免截 面突变和应力集中现象。 4 搭接连接中搭接长度应大于 5tmin且应大于 25mm（tmin为 连接板件中板厚较小者） ，并不应只采用一条正面角焊缝来传力。 5 焊缝应布置在焊工便于到达和施焊的位置，并应有合适的 焊条运转空间和角度，且应尽量避免仰焊。 6 应要求施工制定焊接工艺措施，避免产生较大焊接残余应 力及残余变形。 5.2.5 传力对接焊缝应为坡口全熔透焊缝， 不得选用坡口部分熔透 焊缝或断续熔透焊缝。现场对接焊接头可采用衬垫（陶瓷衬垫或钢 衬垫）单面焊（俯姿）双面成型工艺，应避免仰姿焊接。 5.2.6 十字型或 T 型接头传力角焊缝以及直接承受支承反力的角 焊缝应为坡口全熔透角焊缝。 5.2.7 钢锚箱或承载托架的承剪角焊缝应设计为坡口全熔透角焊 缝。 5.2.8 对于 T 形、十字形及角接接头，当翼缘板厚度大于或等于 20mm 时，应通过下列节点构造措施防止翼缘板产生层状撕裂。 1 应采用较小的焊缝坡口角度及间隙， 并满足焊透深度要求； 2 在角接接头角焊缝中，应采用对称坡口或偏向于侧板的坡 口； 3 T 形接头焊缝中，应采用对称坡口； 4 在 T 形或角接接头中，板厚方向承受焊接拉应力的板材应 伸出焊缝区域； 5 在 T 形、十字形接头中，应采用过渡段取代 T 形、十字形 接头。 5.2.9 对于构造、传力复杂的接头，应建立局部有限元模型进行计 算分析。 5.2.10 钢板梁和钢箱梁的现场焊接接头、钢桥面板纵横向对接焊 9 和横肋与面板及 U 肋间焊缝细节等特殊焊接接头可按本标准附录 A 进行设计。 5.3 栓接连接 5.3.1 桥梁主受力构件采用螺栓连接时， 应采用高强度螺栓摩擦型 连接。 5.3.2 高强度螺栓摩擦型连接接头顺接头轴力方向双抗滑面连接 的螺栓排数超过 6 排时，或单抗滑面连接的螺栓排数超过 4 排时， 第一排螺栓的抗滑极限强度应按下式进行验算， 当不满足时应进行 调整，或将该排螺栓不计入连接螺栓的有效数量中。 0.30SL＜n1mμN （5.3.2） 式中 SL螺栓接头在荷载 （包括汽车荷载冲击力） 作用下的剪力； n1第一排高强度螺栓数目； m高强度螺栓摩擦型连接的抗滑面个数； μ高强度螺栓摩擦型连接的钢材摩擦面抗滑移系数； N高强度螺栓摩擦型连接的预拉力设计值。 10 6 钢梁的设计与制造钢梁的设计与制造 6.1 钢梁类型及适用范围 6.1.1 跨径在 20m 以下的简支钢梁桥，主梁宜采用工字钢或 H 型 钢。 6.1.2 跨径在 20m40m 的简支钢梁桥，主梁宜采用焊接工形梁或 钢混凝土组合梁（工型组合梁、箱型组合梁）。 6.1.3 跨径在 40m50m 时，主梁可采用钢混凝土组合箱梁。跨径 大于 80m 时，主梁可采用钢箱梁。跨径在 50m80m 时，应进行较 为详细的技术与经济比较。 6.1.4 三车道以内的钢箱梁桥，可采用单箱结构。桥宽较大或单箱 结构尺寸过大，制作、运输、安装与架设有困难，或单箱有效宽度 很小时， 宜采用双箱结构。 跨径较小且桥宽很大时可采用多箱结构， 多箱钢梁桥的主梁应尽量等间距布置。 6.2 钢梁的设计 6.2.1 正交异性钢桥面板构造应符合下列规定 1 应选用疲劳抗力较高的构造细节； 2 应选用可避免或减少面外变形的构造细节； 3 应选用便于组装、焊接和检修的构造细节。 6.2.2 正交异性钢桥面板的面板厚度、 纵肋刚度 （包括肋脚间距） 、 横肋间距三者应匹配。 正交异性钢桥面板的设计应同时考虑主梁体 11 系、桥面体系、盖板体系等三个基本结构体系，钢桥面板任一点的 内力应由以上三个基本结构体系的内力叠加。 6.2.3 钢箱梁腹板与 U 肋之间的净距不应大于 18 倍的顶板板厚， 且不应小于 150mm。腹板与 U 肋的净距大于 18 倍的顶板板厚时， 二者之间可增设一道板肋。 6.2.4 钢箱梁的横肋或横隔板与 U 肋、面板交叉处应符合下列规 定 1 纵肋贯穿横肋或横隔板（端横隔板除外） ，U 肋与面板之间 应为连续角焊缝，横肋处不应设置过焊孔。 2 横肋或横隔板与面板、U 肋之间组装间隙应小于等于 1.0mm。 3 应由俯姿态平位焊（与面板的角焊缝）向立姿焊（与 U 肋 的角焊缝）连续施焊，焊接时角部区域不应起、熄弧（图 6.2.4） 。 1-面板；2-U 肋 图 6.2.4 横肋或横隔板与 U 肋、面板交叉处构造细节 6.2.5 钢桥面板的现场横向接头应符合下列要求 1 纵向 U 肋的现场接头宜采用高强度螺栓摩擦型连接。面板 横向焊缝应采用陶瓷衬垫全熔透对接焊， 纵肋接头的弧形切口长度 应小于等于 80mm（图 6.2.5） 。 12 2 纵向 U 肋采用嵌补段钢衬垫板全熔透对接焊连接时，应满 足钢衬垫板与板件之间的组装间隙（Δ）小于等于 1.0mm，钢衬垫 板与 U 肋之间应采用连续焊定位。 1-横肋或横隔板；2-陶瓷衬垫贯通孔；l1-相邻两个横肋或横隔板之间的距离。 图 6.2.5 纵向 U 肋高强螺栓连接示意图 6.2.6 横隔板的连接设置应符合下列要求 1 横隔板的接头不宜设置于轮迹线的正下方位置。 2 横隔板的接头处应设置弧形切口，切口长度应小于等于 80 mm。 3 横隔板的接头可采用高强度螺栓摩擦型连接或全熔透焊接 （图 6.2.6） 。 a）高强度螺栓连接 b）全熔透对接焊连接（立焊） 1-面板；2-U 肋；3-横隔板 图 6.2.6 横隔板的连接 6.2.7 横隔板或腹板上需设置竖向加劲肋时， 竖向加劲肋不应焊接 13 到桥面板上， 竖向加劲肋顶面距离桥面板应大于等于 5t （t 为板厚） 且应大于等于 35mm（图 6.2.7）。 1-面板；2-横隔板或腹板；3-竖向加劲肋 图 6.2.7 横隔板或腹板竖向加劲肋构造 6.2.8 设计应配合施工方确定施工临时人孔、 临时螺栓孔的开孔方 案，并应针对最终开孔方案进行构造加强。 6.2.9 钢梁顶板、底板、腹板板厚可根据受力要求，沿桥梁纵向或 横向采用不同的厚度，也可采用相同的厚度、不同的钢材牌号。 6.2.10 缆索支承体系的宽桥，当采用斜腹板钢箱梁时，应验算斜 腹板与底板、横隔板相交位置的应力，必要时应在该位置设置角点 加劲肋（图 6.2.10）。 1-顶板；2-U 肋；3-横隔板；4-横隔板竖向加劲肋； 5-横隔板水平加劲肋；6-底板 图 6.2.10 角点加劲肋示意图 14 6.3 钢梁的制造 6.3.1 设计应从以下方面针对正交异性钢桥面板的制造和安装提 出要求 1 应合理分割，以便于运输、组装、焊接及检修； 2 应规定焊缝尺寸和类型； 3 应针对焊接工艺、组装精度、焊接顺序和加工提出原则性 要求。 6.3.2 钢桥面板纵桥向分割线宜避开轮迹线位置。 钢箱梁横向宜分 割成箱型，各块件的刚度差距不宜过大，并应考虑运输及吊装时的 结构刚度，施做工装，防止结构产生过大变形。 6.3.3 钢桥设计时，应根据结构特点、受力状态、工厂制造条件、 运输条件、架设条件、几何精度标准等提出钢桥合理分解方案。 6.3.4 桁架桥采用整体焊接节点时， 可将节点板与一侧弦杆直接焊 连，其余杆件在节点外拼接（图 6.3.4）。 图 6.3.4 栓焊钢桁架桥节段分解示意图 6.3.5 采用大型吊机大节段吊装施工的连续钢箱梁， 架设单元分解 处应同时落在 0.15 0.20 倍桥梁跨径（l）、0.20 0.25 倍相邻两个 横肋或横隔板之间的距离（l1）范围内（图 6.3.5）。 15 a 连续梁现场接头位置 b 桥面板现场接头位置 1-面板；2-横肋或横隔板；3-纵肋 l-桥梁跨径；l1-相邻两个横肋或横隔板之间的距离。 图 6.3.5 连续梁大节段吊装时现场接头位置 6.3.6 悬索桥、 斜拉桥钢梁的现场接头宜设置在 0.200.30 倍相邻两 根吊索或斜拉索之间的距离（l2）范围内（图 6.3.6）。 a 悬索桥钢梁现场接头 16 b 斜拉桥钢梁现场接头 1-主缆；2-吊索；3-斜拉索；4-钢梁 l2-相邻两根吊索或斜拉索之间的距离。 图 6.3.6 悬索桥及斜拉桥钢梁现场接头位置 6.3.7 现场拼装过程中，钢梁腹板不宜沿水平向分缝。 17 7 钢塔的设