《公路钢结构桥梁设计规范》宣贯第一部分省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,公路钢结构桥梁设计规范,（,JTG D64-,）,宣贯,同济大学 徐俊 博士,年,8,月,第1页,主要内容,新规,背景和主要标准,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,连接结构和计算,第七、八、九章,第十三章,缆索,第十四、十五、十六章,第2页,新版钢桥设计规范编制背景,86,版,公路桥涵钢结构和木结构设计规范,不能满足需要,编制年代久远，远远,不适应,公路钢桥建设发展形势需求,设计理念与现行桥梁结构设计规范理论体系,不符,很多内容不再采取，或被更加好技术、工艺所代替,新规,背景和主要标准,第3页,新版钢桥设计规范编制背景,桥梁设计中总参考,国外规范,很多钢桥设计中出现难题老规范无法解答，不得不进行,专题研究,无法反应二十年来我国钢桥设计积累先进,经验,不适应我国大规模推广钢结构桥梁需要,新规,背景和主要标准,第4页,我国钢桥建设成就,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,背景和主要标准,第5页,钢产量过剩,“去产能”被列为,年五大结构性改革任务之首。李克强总理指出要以“壮士断腕”精神去产能,年,3,月，正在举行两会期间，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,背景和主要标准,第6页,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,41%,；,美国钢桥约占全国桥梁总量,35%,；,欧洲,25,60m,跨径桥梁大部分采取钢,-,混凝土组合梁桥。,截止,年底，我国公路钢结构桥梁占比不足,1%,。,新规,背景和主要标准,第7页,交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设指导意见,交公路发,115,号,年,7,月,1,日,主要内容,一、总体要求（指导思想、基本标准、主要目标）,二、主要办法（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、教授作用）,新规,背景和主要标准,第8页,一、总体要求,（一）指导思想,牢靠树立创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，落实当代工程管理人本化、专业化、标准化、信息化、精细化“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）基本标准,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，新改建其它桥梁钢结构百分比显著提升。,交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设指导意见,第9页,七大办法,（一）加强方案比选，勉励选取钢结构桥梁。,（二）合理选型，更加好地发挥钢结构桥梁优势。,（三）重视钢结构桥梁结构设计,/,连接过渡、抗疲劳、抗渗漏、抗火等,（四）全方面提升结构可维护性,/,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专题培训,交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设指导意见,第10页,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，主动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，提升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详细项目，组织开展提升钢结构桥梁,品质,、确保结构,安全耐久,、推进,标准化,建造等方面,专题研究,，推广科技结果，扎实技术基础，推进钢结构桥梁整体技术水平提升。,（三）推进设计施工总承包和养护专业化发包。勉励公路建设单位采取设计、施工,(,含制造、安装,),总承包,等方式发包桥梁上部建造任务，经过设计、施工和钢结构制造企业深度融合，提升钢结构桥梁建设专业化水平。勉励桥梁管养单位开展,钢结构桥梁专业化养护发包,，提升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指导意见,第11页,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,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，充分发挥市场信用引导作用，确保钢结构桥梁制造、安装质量。,（五）充分发挥教授作用。在钢结构桥梁推进过程中，相关单位要依据工作需要，充分利用教授智慧和社会力量，开展相关科研、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指导意见,第12页,修订标准,采取,以分项系数形式表示,概率极限状态设计,方法,处理好与,相关规范关系,，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,参考国内外先进规范和,研究,结果，,表示国内,近,20,年钢桥发展,实践经验,。,本着,成熟一条写一条,标准编制。,新规,背景和主要标准,第13页,理论体系,允许应力法,采取单一安全系数,给出了各类钢结构材料允许应力值。,极限状态法,采取分项系数,考虑概率影响,考虑极限状态设计方法,承载能力极限状态,正常使用极限状态,新规,背景和主要标准,第14页,参考国外规范,新规,背景和主要标准,第15页,编制过程,交通部,439,号文“关于下达,年度公路工程标准制修订项目计划通知”下达修订任务,.11,规范纲领,.11,征求意见稿,.1,送审稿,.12,总校稿,.3,报批稿,新规,背景和主要标准,第16页,章节安排,新规,背景和主要标准,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,连接结构与计算,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,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 普通要求,材料,材料允许应力及其提升系数,横向刚度与抗倾覆稳定系数,结构内力计算标准和构件基本计算公式,杆件自由长度、长细比与宽厚比,三 连接结构与计算,焊接、,栓接和铆接、,销接,四 行车系、联结系、缀板及支座结构与计算,五 桥梁结构与计算,基本要求,板梁,联合梁,桁架,悬索桥,第17页,1,总则,1.0.1,修订目标；（新增）,1.0.2,适用范围；,1.0.3,修订标准；（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。（新增）,第18页,修订目标,1.0.1,为,规范公路钢结构桥梁设计，提升设计水平，保障工程质量,，按照,安全、耐久,、,适用,、,环境保护、经济和美观,标准，制订本规范。,1,总则,第19页,适用范围,1.0.2,本规范适合用于各等级公路,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,第20页,修订标准,1.0.3,本规范采取以概率理论为基础极限状态设计方法，按照分项系数设计表示式进行设计。,1,总则,第21页,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、中桥主体结构应按大于,100,年,设计使用年限进行设计，高速公路、一、二级公路上小桥主体结构宜按大于,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,100,100,50,20,15,二,、三,级路,100,50,30,四级路,100,50,30,通规要求,第22页,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-),要求，考虑设计情况并开展对应极限状态设计。,1,持久情况,应进行承载能力极限状态和,正常使用极限状态设计,。,2,短暂情况,应作,承载能力极限状态设计,，可依据需要进行,正常使用极限状态设计,。,3,偶然情况,应作,承载能力极限状态设计,。,4,地震情况应作承载能力极限状态设计。,1,总则,第23页,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、管理等要求，选择合理结构形式，宜采取标准化、通用化结构单元和构件，结构与连接应,便于,制作、安装、,检验和维护,。,1,总则,第24页,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相关标准要求。,1,总则,第25页,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,强度设计值,3.1,材料,3.2,设计指标,第26页,条文,3.1.1,应依据结构形式、受力状态、连接方法及所处环境条件，合理地选取材料。,3.1.2,钢材,宜,选取,Q235,钢、,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,要求。,其中，,Q235,钢中沸腾钢,不宜,用于需要验算,疲劳,，以及虽不需要验算疲劳但工作温度低于,-20,时,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,非焊接结构,。,3,材料与设计指标,/3.1,材料,第27页,材料冲击韧性要求,3,材料与设计指标,/3.1,材料,焊接构件,-20,t,0,t,-20,Q235Q345:C,Q390Q420:E,非,焊接构件,t,-20,Q235Q345:D,Q390Q420:D,钢材牌号,Q235,Q345,Q390,Q420,质量等级,C,D,C,D,D,E,D,E,试验温度（）,0,-20,0,-20,-20,-40,-20,-40,冲击韧性（,J,）,27,27,34,34,34,27,34,27,第28页,3.1.53.1.12,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/T1229,GB/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/T5118,修订,自动焊接焊丝焊剂,GB/T 14957,、,GB/T8110,、,GB/T12470,GB/T 10045,、,GB/T17493,、,GB/T5293,第29页,3.1.13 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/T8、GB/T7,3.1.14,热铸锚头铸体材料,应选取低熔点锌铜合金。,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。,第30页,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,/3.1,材料,序号,标准号,/,计划号,标准名称,实施日期,1,GB/T 17955-,桥梁球型支座,.9.1,2,JT/T 843-,公路桥梁弹塑性钢减震支座,.2.1,3,JT/T 852-,公路桥梁摩擦摆式减隔震支座,.5.1,4,JT/T 873-,公路桥梁多级水平力球型支座,.1.1,5,JT/T 927-,桥梁双曲面球型减隔震支座,.11.1,6,JT/T 327-,公路桥梁伸缩装置,.6.1,7,JT/T 892-,公路桥梁节段装配式伸缩装置,.9.1,8,JT/T 723-,单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置,.11.1,9,JT/T 502-,公路桥梁波形伸缩装置,.7.15,10,JT-147,公路桥梁阻尼减振梳齿板式伸缩装置,11,JT-148,公路桥梁模数式伸缩装置,12,JT-174,单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置,第31页,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,1,GB/T 17955-,桥梁球型支座,.9.1,2,JT/T 843-,公路桥梁弹塑性钢减震支座,.2.1,3,JT/T 852-,公路桥梁摩擦摆式减隔震支座,.5.1,4,JT/T 873-,公路桥梁多级水平力球型支座,.1.1,5,JT/T 927-,桥梁双曲面球型减隔震支座,.11.1,6,JT/T 327-,公路桥梁伸缩装置,.6.1,7,JT/T 892-,公路桥梁节段装配式伸缩装置,.9.1,8,JT/T 723-,单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置,.11.1,9,JT/T 502-,公路桥梁波形伸缩装置,.7.15,10,JT-147,公路桥梁阻尼减振梳齿板式伸缩装置,11,JT-148,公路桥梁模数式伸缩装置,12,JT-174,单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置,第32页,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,1,JT-60,大跨径公路桥钢桁梁与钢箱梁,2,JT/T 784-,组合结构桥梁用波形钢腹板,.11.1,3,JT/T 804-,分体式钢箱梁,.9.1,4,JT/T 903-,悬索桥索鞍、索夹,.9.1,5,JT/T 728-,装配式公路钢桥 制造,.12.1,6,JT/T 722-,公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件,.11.1,7,JT-172,装配式公路钢桥构件管养、报废技术条件,8,JT-61,斜拉索外置式粘滞阻尼器,第33页,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,f,d,抗剪,f,vd,端面承压,f,cd,牌号,厚度（,mm,）,Q235,钢,16,190,110,280,16,40,180,105,40,100,170,100,Q345,钢,16,275,160,355,16,40,270,155,40,63,260,150,63,80,250,145,80,100,245,140,Q390,钢,16,310,180,370,16,40,295,170,40,63,280,160,63,100,265,150,Q420,钢,16,335,195,390,16,40,320,185,40,63,305,175,63,100,290,165,f,d,=,f,y,/,R,R,=1.25,第34页,3.2.2,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,ZG230-450,ZG270-500,ZG310-570,35,号钢,45,号钢,抗拉、抗压和抗弯,f,d,170,200,225,250,280,抗剪,f,vd,100,115,130,145,160,铰轴,紧密,接触时径向受压,f,rd1,85,100,110,125,140,辊轴或摇轴,自由,接触时径向受压,f,rd2,6.5,8.0,9.0,10.0,11.0,销孔承压,f,sd,190,210,86,规范,ZG 25II,ZG35II,ZG 45II,35,号钢,45,号钢,第35页,3.2.3,焊缝强度设计值,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,条手工焊,Q235,钢,16,190,190,160,110,140,16,40,180,180,155,105,40,100,170,170,145,100,自动焊、半自,动焊和E50型焊,条手工焊,Q345,钢,16,275,275,235,160,175,16,40,270,270,230,155,40,63,260,260,220,150,63,80,250,250,215,145,80,100,245,245,210,140,自动焊、半自,动焊和E55型焊,条手工焊,Q390,钢,16,310,310,265,180,200,16,40,295,295,250,170,40,63,280,280,240,160,63,100,265,265,225,150,Q420,钢,16,335,335,285,195,200,16,40,320,320,270,185,40,63,305,305,260,175,63,100,290,290,245,165,0.85,第36页,焊缝等级介绍,焊缝等级是施工验收等级，有三级。三级最低，只要求外观检验和尺寸检验。二级要求部分作超声波探伤检验。一级最高，要求全部做探伤检验。,对焊缝等级来说，标准是受拉等级高于受压，受动力高于受静力。,对接焊缝普通需要做无损探伤（或部分需要）。故普通对接焊缝焊接等级为二级或一级，大于二级。,角焊缝没必要作无损探伤，故角焊缝为一级话，就没有多少意义。普通,角焊缝为二级或三级。,3,材料与设计指标,/3.2,设计指标,第37页,3.2.3,焊缝强度设计值,原规范没有对焊缝强度要求。,有对焊剂、焊丝、焊条要求以下：,“自动焊和半自动焊选取焊丝焊剂应与主体金属强度相适应。”,“手工焊接用焊条型号应与主体金属相适应。”,3,材料与设计指标,/3.2,设计指标,焊接方法,焊条型号,熔敷金属抗拉强度,MPa,最小抗拉强度,MPa,钢材牌号,自动、半自动焊、和手工焊,E43,焊条,430,375,Q235,E50,焊条,490,470,Q345,E55,焊条,550,490,Q390,520,Q420,第38页,3.2.4,普通螺栓和锚栓连接强度设计值,3,材料与设计指标,/3.2,设计指标,螺栓性能等级、,锚栓和,构件钢材牌号,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,145,120,5.6,级,185,165,8.8,级,350,280,锚栓,Q235,钢,125,Q345,钢,160,构件,Q235,钢,265,350,Q345,钢,340,450,Q390,钢,355,470,Q420,钢,380,500,因抗疲劳性能差，,普通螺栓,通常不用在桥梁设计中,第39页,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,螺纹规格,M20,M22,M24,M27,M30,8.8S,125,150,175,230,280,10.9S,155,190,225,290,355,高强度螺栓预拉力值计算公式：,其中：,f,u,为经热处理后最低抗拉强度：对,8.8,级，取,830N/mm,2,；,对,10.6,级，取,1040830N/mm,2,；,A,e,为螺纹处有效面积。,第40页,3.2.6,铆钉连接强度设计值,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,(,钉头拉脱,),抗剪,承压,I,类孔,II,类孔,I,类孔,II,类孔,铆钉,BL2,或,BL3,105,160,135,构件,Q235,钢,390,320,Q345,钢,500,405,Q390,钢,520,425,I,类孔指在装配好构件上钻成孔；在单个零件和构件上用钻模钻成孔；在单个零件上先钻成或冲成较小孔，然后在装配好构件上再扩钻成孔,。,类孔指在单个零件上一次冲成或不用钻模钻钻成孔。,沉,头和半沉头铆钉连接表中数值应乘以折减系数,0.8,。,第41页,3.2.7,钢材和铸钢物理性能指标,3,材料与设计指标,/3.2,设计指标,第42页,3.2.8,拉索用钢丝、钢绞线抗拉强度设计值,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,f,k,抗拉强度设计值,f,d,钢丝,1570,850,1670,900,1770,955,1860,1005,钢绞线,1570,850,1670,900,1720,925,1770,955,1860,1005,1960,1055,R,=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,级松弛钢丝数值，当采取公称直径,5mmI,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,。,第43页,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,F,d,。最小破断力应依据现行,粗直径钢丝绳,GB7,钢芯钢丝绳取值。,3,材料与设计指标,/3.2,设计指标,材料种类,骑跨式吊索,销接式吊索,抗拉强度分项系数,R,2.95,2.2,第44页,4,结构分析,本章为新增章节。,结构分析模型部分，参考了欧洲规范，,竖向挠度、预拱度，对原,86,规范进行了修订。,新增横桥向抗倾覆稳定验算要求。,4.1,结构分析模型,4.2,结构强度、稳定与变形计算,第45页,4.1,结构分析模型,4.1.1,结构分析采取模型和基本假定，应能,反应结构实际受力状态,，其,精度,应能满足结构设计要求。,4.1.2,在结构分析中，应考虑,环境,对构件和结构性能影响。,4.1.3,结构受力分析可按,线弹性理论,进行，当极限状态条件下结构变形不能被忽略时，应考虑几何非线性对结构受力影响。,4.1.4,结构,动力分析,应考虑以下原因：,1,全部相关结构构件质量、刚度和阻尼特征。,2,模型边界条件应反应结构固有特征。,4,结构分析,第46页,4.2.1,桥梁承载能力极限状态验算,4,结构分析,第47页,4.2.2,桥梁整体失去静力平衡承载能力极限状态验算,4,结构分析,上部结构采取整体式截面梁桥在持久情况下结构体系不应发生改变，并应按以下要求验算横桥向抗倾覆性能：,1,在作用基本组合下，单向受压支座一直保持受压状态。,2,当整联只采取单向受压支座支承时，应符合下式要求：,式中：,k,qf,横向抗倾覆稳定性系数，取,k,qf,=2.5,；,有利基本组合,有害基本组合,第48页,4,结构分析,近年来，各地相继发生了简支、连续梁桥整体横桥向倾覆失稳直至垮塌事故案例。事故桥梁破坏过程表现为，单向受压支座脱离正常受压状态，上部结构支承体系不再提供有效约束，上部结构变形或受力失稳，以致垮塌，支座、下部结构连带损坏，,第49页,4.2.3,钢桥竖向挠度限值,4,结构分析,桥梁结构,形式,简支或,连续桁架,简支或,连续板梁,梁悬臂,端部,斜拉桥,主梁,悬索桥,加劲梁,15,规范限值,l,/500,l,/500,l,/300,l,/400,l,/250,86,规范限值,l,/800,l,/600,l,/300,-,l,/400,第50页,4.2.4,预拱度,钢桥应设置预拱度，预拱度大小应视实际需要而定，宜为结构自重标准值加,1/2,车道荷载频遇值产生挠度值，频遇值系数为,1.0,。预拱度应保持桥面曲线平顺。,4,结构分析,第51页,