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广东省常规跨径钢桥系列指南.pdf

广东省常规跨径公路钢桥标准化设计指南

本指南针对钢箱梁，钢箱组合梁，钢板组合梁等三种结构型式编制，各结 构均具有一定的适用性。 1、钢箱梁结构自重相对较轻，抗弯、抗扭刚度大，在横风作用下稳定性好 但结构内部应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高 提高钢桥面板疲劳性能仍需进一步研究。 2、组合梁断面由一个或多个钢工字梁或箱形梁及混凝土面板组成，发挥了 混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，避免了钢桥面的疲劳问题，但其结 构自重相对较大，施工相对复杂，适宜常规跨径桥梁。 3、应结合项目的实际情况，选择适合的桥梁结构形式。常规跨径等高度钢 桥的选型原则见表2.4.1

表2.4.1常规钢桥结构选型原则

本指南适用的跨径范围见表2.5.1，配套标准图编制范围见表2.5.2

DL/T 319-2018 架空输电线路施工抱杆通用技术条件及试验方法表2.5.1钢桥常规跨径范围

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表2.5.2标准图编制范围

指通过制订、发布和实施可直接用于大部分工程建设的成套标准图，使设 土的灵活性限制在有限的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。

指通过制订、发布和实施减少和细化局部构造细节种类、减少材料种类及 时久性措施等的设计指南及少量标准图范例，使设计的灵活性限制在较小的范 围，实现工程建设标准化的标准化方式

2.6.3正交异性钢桥面板

用纵、横向互相垂直的加劲肋 （纵肋和横肋）连同桥面盖板所组成的共同 承受车轮荷载的钢结构面板

由槽型钢梁和正交异性钢桥面板连成整体并且在横截面内能够共同受力的

正交异性钢桥面板连成整体并且在横截面

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由槽型钢梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指 南简称钢箱组合梁

由钢板梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南 简称钢板组合梁

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1、普通钢筋宜采用HPB300、HRB400、HRB500级，其技术标准应符合 《钢筋混凝土用钢第1部分热轧光圆钢筋》（GB1499.1）、《钢筋混凝土用钢第 2部分热轧带肋钢筋》（GB1499.2）的要求。 2、普通钢筋的抗拉强度标准值、设计值，抗压设计值及弹性模量等设计指 标均按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362)取 用。

1、应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处的环境条件，合理地选用 钢材，钢材应满足桥梁设计要求的交货状态、化学成分、力学性能、工艺性能 及焊接性能。 2、桥梁结构用钢材宜选用Q355D钢、Q420D钢，其质量应符合现行《低 合金高强度结构钢》（GB/T1591）的规定。

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注：考虑高强钢材及焊材的采购、制造难度，本指南常规跨径钢桥不采用 Q500及以上钢材，推荐优先选用Q420及以下的低合金高强度结构钢，桥梁用 结构钢可根据实际建设条件自行选用。 根据常规跨径钢桥调研情况，结合经济性、制造、吊重等因素考虑，本指 南推荐钢材标号选择如下：①50m及以下钢箱梁采用Q355钢，50m以上钢箱 梁采用Q420钢；②30m~50m钢箱组合梁采用Q355钢，60m钢箱组合梁采用 Q420钢；③30m~40m钢板组合梁采用Q355钢，50m~60m钢板组合梁采用 Q420钢。 3、当采用耐候钢时，其材质应符合《耐候结构钢》（GB/T4171）的规定。 4、当厚钢板有Z向性能要求时，应符合《厚度方向性能钢板》（GB/T5313 的规定。 5、钢材应以热机械轧制（TMCP）、热机械轧制+回火（TMCP+T）中任何 种交货状态交货，并在质量证明书中注明。 6、正火状态交货的钢材，不得采用比空气中冷却速率快的其它介质中冷却 7、耐候桥梁钢以热机械轧制（TMCP）、热机械轧制+回火（TMCP+T）状 态交货。 8、热机械轧制（TMCP）状态交货的钢材，当强度级别为Q355钢板时， 其厚度不小于32mm的钢板应进行回火处理；当强度级别为Q420钢板时，其 厚度不小于20mm的钢板应进行回火处理。 9、钢材的强度设计值应根据钢材的不同厚度按表3.3.1的规定采用。 表3.3.1钢材强度设计值（MPa）

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注：1、表中厚度指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较

注：1、表中厚度指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较 厚板件的厚度； 2、考虑后期使用条件的不确定性、为活载变异预留一定的拓展空间，在规 范最低要求的基础上，适当提高安全储备，钢材强度设计值可按表中强度设计 值的90%采用

1、高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《钢结构用高强度大六 角头螺栓》（GB/T1228)、《钢结构用高强度大六角螺母》（GB/T1229)、《钢结构 用高强度垫圈》（GB/T1230)、《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/T1231）、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》（GB/T3632 的规定。 2、普通螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《六角头螺栓》（GB/T 5782)、《I型六角螺母》（GB/T6170)、《平垫圈》（GB/T97.1）、《紧固件机械性能 螺栓、螺柱和螺钉》（GB/T3098.1）、《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》（GB/T 3098.2）的规定。 3、圆柱头焊钉连接件的材料应符合现行《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》

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(GB/T10433)的规定

1、涂装材料应根据设计文件要求、结构部位、桥址环境条件等选定，以确 保预期的涂装效果。禁止使用过期产品、不合格产品和未经试验的替用产品。 2、为保证防腐材料的质量和防腐效果，考虑到不同厂家材料及施工工艺的 兼容性，同一涂装体系所用的底、中、面油漆的供应商宜为同一厂家。 3、涂装材料的品种、规格、技术性能指标必须符合设计文件和技术规范的 要求，具有完整的出厂质量合格证明书。涂料供应商应提供涂装施工全过程的 支术服务，对涂料保证年限进行承诺。

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4、涂装材料各项性能指标应满足《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》 (JT/T722）或《桥梁钢结构冷喷锌防腐技术条件》（JT/T1266)的要求。新材料除 满足各项指标要求外，应用前还应进行涂层相容性、环境适应性等相关试验， 并组织专家论证后方可应用。涂装材料供应商应提供满足各项指标性能的第三 方检测报告，具体指标如表3.6.1所示，

表3.6.1涂层体系性能要求

注：1、耐水性、耐盐水性涂层试验后漆膜外观无变化：

2、耐化学品性能涂层试验后不生锈、不起泡、不开裂、不剥落，允许轻微 变色和失光； 3、人工加速老化性能涂层试验后不生锈、不起泡、不剥落、不开裂、不粉 化，允许2级变色和2级失光； 4、耐盐雾性涂层试验后不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，拉开法附着力 ≥3 MPa;

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5、耐阴极剥离性试验后，涂层不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，剥离面 积的等效直径不大于20mm。

5、耐阴极剥离性试验后，涂层不起泡、不剥落、不生锈、不开裂，剥离面 积的等效直径不大于20mm

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1、本章节适用于立交匝道钢箱梁桥设计。 2、钢箱梁一般由正交异性桥面板、底板、腹板、横隔板、加劲肋等连接而 成，其中正交异性桥面板由顶板、纵横向加劲肋构成。 3、跨径在60m以下的钢箱梁宜采用等高度箱梁。 4、钢箱梁宜工厂焊接，大件运输；同时应采取措施防止钢箱梁在制作、运 输、安装架设和运营阶段产生过大的变形或丧失稳定性。 注：钢箱梁制作应在运输可行的条件下，尽量采用大件运输，减少现场安 装及焊接工作量。 制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同，设计应考 虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用。 结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。 5、应根据桥梁建设条件和使用条件，合理设计正交异性钢桥面板， 注：根据调研，钢箱梁主要病害集中于正交异性桥面板，应重视其刚度及 构造设计，避免疲劳及桥面铺装破坏。 6、钢箱梁设计应重视结构的可达、可检、可修，应设置进入箱体内的检修 通道及排水孔。 注：钢箱梁不能完全封闭时，由于结露等原因可能积水，应设置排水孔。 当箱梁尺寸受限不能设置检修通道时，应完全封闭箱梁

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1、匝道钢箱梁宜采用整体箱断面。 注：钢箱梁按照横断面布置可分为单箱单室、单箱双室、单箱多室、多箱 单室等多种形式。单箱单室、单箱双室、单箱多室在外观上箱体形成一个单箱 整体，可通过增加腹板分割成多个箱室，统称为整体箱断面；多箱单室断面由 多个独立的小箱通过横梁组拼而成，也称为分体箱断面

图4.1钢箱梁断面示意

整体箱断面焊接量稍大，制造运输较麻烦，但整体性好，抗扭性能优于分 体箱断面，且由于在工程实践中被广泛应用，施工工艺较为成熟，采用匹配组 焊对曲梁线形控制有利；而分体箱断面单个箱体小，制造难度较小，且运输时 不需横向切分箱体，箱体运输稳定性较好，但对安装精度要求较高。 从现阶段省内的钢箱梁应用情况，匝道钢箱梁大都用于小半径曲线、跨线 等复杂节点，单个项目应用点不多且较为分散。基于现阶段实际情况，采用分 体箱尚不能体现出制造规模效益，且对施工安装精度提出了更高的要求，使匝 道钢箱梁在施工安装的难度加大；而采用整体箱断面有利于控制匝道钢桥安装 精度，提高施工质量，其整体抗扭性能及横向赞余度也更优。 同时，对于广泛应用的跨线匝道钢箱梁，采用整体性断面，其景观性更好 且安装及后期养护对桥下交通影响较小。

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综合考虑，匝道钢箱梁推荐采用整体箱断面。 2、匝道桥宽宜与路基同宽，断面布置应综合考虑受力、制造、运输、安装 隹修管养等因素，单个箱室宽度不宜大于6m，不宜小于3m。 3、匝道钢箱梁宜采用直腹板。腹板位置宜尽量避开行车轮迹带，宜设置 在车道中部或车道线处

注：对于匝道钢箱梁，由于其平曲线变化大，如采用斜腹板形式在空间上 腹板存在扭转的情形，制造上难度较大，建议无特殊要求时，采用直腹板形式。 4、10.5m匝道推荐采用下图单箱双室断面

图4.310.5m宽匝道断面示意图（单位：mm）

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综合考虑以上因素，10.5m匝道钢箱梁建议采用单箱双室断面。

主梁应满足强度和刚度要求，综合考虑制造和管养，梁高宜按下表取值

表4.1匝道钢箱梁各跨径梁高建议值

注：钢箱梁桥梁高大约为跨径的L/20~L/30（L为理论跨径），建议按L/25 取值，同时从制造、施工、检修空间考虑，跨径小时，可适当加大梁高，有利 于后期养护，建议最小梁高不小于1.6m。

1、匝道钢箱梁推荐采用整体旋转形成横坡。 注：桥面横坡一般通过以下几种方法形成： ①高低腹板调节横坡：钢箱梁底板在横桥向保持水平，通过箱梁内外侧 腹板的高度来使桥面板形成横坡。如图4.4（a）所示。 ②）箱梁顶底板旋转：箱梁顶底板随桥面横坡进行旋转，腹板保持固定倾 角不变，但腹板与顶底板的夹角会随横坡变化而变化。如图4.4（b） 所示。 ③箱梁整体旋转：箱梁顶底板、腹板随横坡整体旋转形成桥面横坡，腹 板与顶底板的角度保持不变。如图4.4（c）所示。 4 铺装厚度调节：通过调整铺装厚度形成横坡，不影响钢结构主体。如 图4.4（d）所示。

1、匝道钢箱梁推荐采用整体旋转形成横坡。 注：桥面横坡一般通过以下几种方法形成： 1 高低腹板调节横坡：钢箱梁底板在横桥向保持水平，通过箱梁内外侧 腹板的高度来使桥面板形成横坡。如图4.4（a）所示。 2 箱梁顶底板旋转：箱梁顶底板随桥面横坡进行旋转，腹板保持固定倾 角不变，但腹板与顶底板的夹角会随横坡变化而变化。如图4.4（b） 所示。 3 箱梁整体旋转：箱梁顶底板、腹板随横坡整体旋转形成桥面横坡，腹 板与顶底板的角度保持不变。如图4.4（c）所示。 4 铺装厚度调节：通过调整铺装厚度形成横坡，不影响钢结构主体。如 图4.4（d）所示。

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图4.4箱梁横坡形成方式

上述4种横坡调节方式中，方式①底板平置，制造方便，但钢材消耗高且 腹板单元高度随横坡不断变化，且隔板尺寸也随横坡不断变化，板件标准化程 度低；方式②底板需要不断调节角度，制造较繁琐，隔板尺寸旋转角度不断变 化，但腹板高度保持不变，高度标准，容易实现腹板板件标准化；方式③整体 旋转，顶底板、腹板板件标准，容易实现标准化，对于横坡保持不变的，可水 平制造后整体旋转，制造简单。方式④通过铺装厚度变化形成横坡，可使主体 结构保持不变，有利于制造加工，但铺装不宜设置过厚或过薄，故调整范围有 限。 根据制造厂家的调研，方式①)和方式③是常用的横坡形成方式，在制造上 相对简单。综合考虑，为简便制造，更大范围的实现板件标准化，减少非标准 梁段的制造，匝道钢箱梁推荐采用整体旋转的方式形成横坡。 2、存在超高渐变时，可通过铺装或腹板高度变化形成横坡调整。 注：根据对近几年多条高速立交匝道钢箱梁的统计，约70%的钢箱梁横坡

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变化值不大于1.5%，这意味着大部分的匝道钢箱梁的横坡变化值不大，可以通 过铺装厚度进行横坡调整，简化制造加工，更多的实现板件标准化。通过铺装 调节横坡变化，按行车道砼铺装厚度不小于8cm控制。

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4.4正交异性钢桥面板

正交异性钢桥面板的构成部分主要有顶板、纵肋、横肋，顶板兼做行车道 板

1、正交异性钢桥面板应具有足够的局部和整体刚度，其顶板最小厚度不宜 小于16mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。 注：正交异性钢桥面板刚度直接影响桥面铺装受力和使用寿命，近年来正 交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍。我国《公路钢结构 桥梁设计规范》（JTGD64）规定行车道桥面板最小厚度不小于14mm；欧洲规 范规定桥面板不小于0.04倍的纵肋腹板间距，且不小于14mm(铺装厚度≥70mm) 或16mm（铺装厚度≥40mm）；日本《道路桥示方书》中规定板厚不小于0.037 倍的纵肋腹板间距，且不小于12mm，但日本桥梁建设协会建议重车轮迹下方

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图4.6正交异性钢桥面板整体刚度示意

图4.7正交异性钢桥面板相对挠度示意

表4.2正交异性钢桥面板刚度要求指标表

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注：我国钢桥发展初期，桥面铺装发生较多的早期病害正式由于正交异性 钢桥面板刚度不足引起。我国《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64）对局部 刚度指标DL进行了规定，未对整体刚度进行要求；而《公路钢桥面铺装设计 及施工规范》中参照日本规范对局部刚度指标D和整体刚度指标R提出了刚度 要求。

1、钢桥面板纵向加劲肋的形式主要有板肋、L形肋、T形肋、球扁钢肋、 闭口加劲肋（如图4.8所示）。钢箱梁宜优先采用闭口加劲肋，平曲线半径较小 时，可采用板肋或球扁钢肋。

注：闭口加劲肋刚度大，能有效增加桥面板刚度，改善结构局部受力性能， 成为纵向加劲肋的主流形式，特别是U肋应用最为广泛，建议优先采用，但在 小半径弯梁上，U肋弯曲加工较为困难，可结合桥面板的受力改用板肋或球扁 钢肋。 T形肋需要横隔板开设大口，横隔板连接的受力疲劳耐久性低，不建议采 用。 2、为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于如图4.8所示的开口或闭口加劲

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Ta ≤400 T,h'

式中：t一 顶板厚度(mm); tr 一加劲肋腹板厚度(mm); h'—加劲肋腹板斜向高度(mm); a一加劲肋腹板最大间距(mm)。 4、纵向加劲肋宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间 巨的1.2倍。 5、纵向加劲肋应连续通过横向加劲肋或横隔板，横向加劲肋或隔板角部应 没10×10mm切角，焊接时角部不得起熄弧，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔宜采 用堆焊填实，焊缝应平顺；板肋仅在单侧与横肋或隔板焊接，如图4.9所示

4.9纵肋与横肋、面板交叉处构造细节

注：早期纵向板肋与隔板采用双侧焊接，日本桥梁建设协会认为此构造对 纵、横肋的组装较困难，且容易出现焊接裂纹，应避免采用。

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1、横向加劲肋间距应满足下列要求： 对闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于4m。 对开口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于3m。 2、横向加劲肋最小厚度不应小于10mm。 3、横向加劲肋与闭口纵向加劲肋下翼缘相交处的弧形切口推荐尺寸及构造 细节见图4.10

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图4.10横肋弧形切口推荐尺寸和构造细节

注：国内学者曾对各国的弧形切口孔型进行研究，其中欧洲与日本的公路 桥孔型是比较接近的，研究结果表明，采用欧洲规范的弧形切口时，其切口处 的细节应力幅综合表现最好，也是目前国内使用较多的孔型，因此推荐使用欧 洲规范孔型。

1、腹板的厚度应根据截面抗剪需要确定，腹板最小厚度应满足表4.3的要 求，同时考虑腐蚀及后期涂层养护的需要，最小厚度不宜小于12mm，厚度变 化时，宜采用箱梁内侧平齐方式，

表4.3腹板最小厚度

1.h，为腹板计算高度，对焊接梁为腹板的全高，对铆接梁为上、下翼缘角钢内排铆钉线的间距。 2.m为折减系数，7=//fGB/T 29042-2020 汽车轮胎滚动阻力限值和等级，但不得小于0.85。T为基本组合下的腹板剪应力。

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图4.11腹板加劲肋示意图

主：纵向加劲肋为防止弯曲压应力引起的腹板失稳，布置于受压侧。横向加劲肋 为防止剪应力和局部压应力引起的腹板失稳，其间距应根据纵向加劲肋的道数 按规范要求设置。 3、腹板纵向加劲肋与横向加劲肋相交时，横向加劲肋宜连续通过GB/T 34003-2017 氮化硼中杂质元素测定方法，纵向加 劲肋断开，建议采用图4.12所示构造

2腹板纵、横向加劲肋关系示意图（单位：mm

注：对于梁式体系钢箱梁，腹板纵向加劲肋不需传递轴向压力，纵向加劲 肋的作用是为了保证腹板的局部稳定，纵向加劲肋断开可以避免横向加劲肋开 孔及对横向加劲肋的削弱。 考虑到焊接及涂装操作的需要，纵向加劲肋与横向加劲肋之间的间隙一般 可设为35mm，如横向加劲肋倾斜设置时应根据焊接操作要求重新确定间隙值 4、腹板横向加劲肋不宜与顶、底板焊接。 5、采用单箱多室断面时，中腹板宜在跨中剪力较小处设置人孔