DB51∕T 2515-2018 鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術(shù)規(guī)程

DB51DB51/T2515—2018鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術(shù)規(guī)程2018-07-23發(fā)布2018-08-01實施四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 1 1 1 2 6 7 1GB/T11345鋼焊縫手工超聲波探傷方SCGF51-2015橋梁高性能DB51/T2425鋼管混凝土橋梁DB51/T1995機制砂橋梁高性能混3.1.1為規(guī)范鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點和接頭的疲勞設(shè)計，確保設(shè)計質(zhì)量，使其3.1.2本規(guī)程適用于圓形鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)橋梁受拉焊接節(jié)點和接頭的疲勞設(shè)23.1.3鋼管混凝土桁式橋梁采用的鋼材質(zhì)量等級應(yīng)與大氣極端溫度環(huán)境匹配，鋼3.1.4橋梁疲勞設(shè)計時，應(yīng)充分考慮橋梁運營中通行車輛組成情況、重車數(shù)量增控制名義應(yīng)力，主要目的是控制焊接接頭焊縫初始缺陷導(dǎo)致的低周疲勞破壞。當(dāng)設(shè)計疲勞應(yīng)力幅應(yīng)進行修磨。修磨完成2h后，應(yīng)對修磨區(qū)域采用滲透法和磁粉法進行檢本規(guī)程適用于焊縫熱影響區(qū)外觀經(jīng)過修磨的鋼管及鋼管混凝土相貫節(jié)點和對接接頭的疲勞壽命評近年來，美國、韓國及中國等國家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，因制造或服役期內(nèi)形成的局部缺陷，在惡劣環(huán)3.1.9本規(guī)程未涉及的其他鋼結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計事宜，應(yīng)34.1.4名義應(yīng)力4.1.5熱點應(yīng)力44.1.17冗余度系數(shù)γb4.1.18重要性系數(shù)γw4.1.19檢查系數(shù)γifsd——鋼管的抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值；fvd——鋼管的抗剪強度設(shè)計值。θ——K形節(jié)點主管與支管軸線間的夾角；φ——K形、T形節(jié)點兩支管軸線間的橫向夾角。5μβ——直徑比修正系數(shù)；τ——支管壁厚與主管壁厚的比；β——支管直徑與主管直徑的比；γb——冗余度系數(shù)；65.1.1鋼管混凝土構(gòu)件中的鋼材質(zhì)量等級/0/-20/-40<-40CF5.1.2鋼管的材料質(zhì)量應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）、《低合金fsdfyfvd75.2.1焊接材料應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼材的強度等級相匹配。當(dāng)兩種不同強度等級的鋼材焊接時，宜采5.3.1鋼管內(nèi)灌注的混凝土應(yīng)采用自密實補償收縮混凝土，鋼管混凝土內(nèi)的球冠型脫空率5.4.1受壓鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于90，其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜5.4.2受壓鋼管構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于40，鋼管壁厚不宜小于8mm，且支管壁厚不應(yīng)大5.4.3受拉鋼管混凝土構(gòu)件的鋼管徑厚比(D/T)不宜大于60，其中卷制焊接鋼管徑厚比(D/T)不宜5.4.4受拉鋼管構(gòu)件的鋼管壁厚不宜小于8mm，支管壁厚不應(yīng)大于主由于鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)的支管或橫撐鋼管長度較短、直徑較小，設(shè)置內(nèi)襯墊困難，對接焊縫質(zhì)ddtttθθgTTiDDedddtttθθgTTiDDed8dd入人dgttθθTTDeDgttθθTTDeD鋼管混凝土桁式節(jié)點，支管長細(xì)比較小，節(jié)點剛度大，彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力較高，已有工程實踐和模t/Td/DABCDE//鋼管及鋼管混凝土節(jié)點和鋼管混凝土接頭以結(jié)構(gòu)細(xì)部的差異為基礎(chǔ)，分為不同的詳細(xì)類別。該分9lgSlgS(MPa)1 m=5 m=51恒幅應(yīng)力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無500lgSlgS(MPa)m=5m=5 lgN11m=5恒幅應(yīng)力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無500lgSlgS(MPa)1m=5lgN鋼管內(nèi)灌注混凝土對對接接頭的疲勞性能有所提高，由于鋼管混凝土對接接頭管徑較大、管壁厚恒幅應(yīng)力相對的恒幅疲勞極限值，如果全部高于變幅應(yīng)力相對的應(yīng)力幅分量，該應(yīng)力幅分量為無ABCDEa)壁厚比修正系數(shù)μτ=1.5?τ;b)直徑比修正系數(shù)μβ=1.0；c)主管徑厚比修正系數(shù)μγ=1.0。μτ=1.5?τμβ=0.48+;2.10β?2.10β2；46.6.2.3主管、支管壁厚修正系數(shù)應(yīng)按式(6.6tb——鋼管或鋼管混凝土K形、T形節(jié)點支管疲勞設(shè)計荷載根據(jù)荷載大小、頻率、位置、移動性等進行設(shè)定，可體現(xiàn)設(shè)計使用年限內(nèi)作用于橋a)鋼管混凝土拱橋主拱的疲勞荷載宜采用《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTGD64）中疲勞荷載模型Ⅰ,按附錄A采用。中疲勞荷載模型Ⅲ,按附錄A采用。D64）中疲勞荷載模型Ⅱ,按附錄A采用。鋼管混凝土橋梁為輕質(zhì)高強的輕型結(jié)構(gòu)，其車輛荷載沖擊響應(yīng)度較高，結(jié)合依托工程測試數(shù)據(jù)和7.1.4當(dāng)鋼管混凝土橋梁功能需求、使用環(huán)境或交通荷載組成特殊時，可采用式中：Δσe——設(shè)計使用年限內(nèi)，與變幅應(yīng)8.1.1鋼管或鋼管混凝土節(jié)點或接頭的疲勞強度驗算，可采用連接分類法和疲勞強度8.1.2相同鋼材強度等級、同類構(gòu)造參數(shù)的節(jié)點或接頭呈連續(xù)分布時，應(yīng)選擇應(yīng)力幅應(yīng)根據(jù)連接處鋼材強度等級和連接構(gòu)造參數(shù)，對節(jié)點或接頭進行分類，選擇同類節(jié)點或接頭中應(yīng)8.1.3鋼管及鋼管混凝土連接構(gòu)造的安全系數(shù)由冗余度系數(shù)、重要性系數(shù)、檢查系數(shù)組a)冗余度系數(shù)γb：當(dāng)鋼管或鋼管混凝土連接部位發(fā)生疲勞損傷后，造成橋梁結(jié)構(gòu)整體破壞時，取γb=1.10；造成橋梁結(jié)構(gòu)強度或功能影響時，取γb=1.00；不會對橋梁結(jié)構(gòu)物的強度或功能b)重要性系數(shù)γw：大橋或特大橋取γw=1.10，中、小橋梁取γw=1.00。d)鋼管及鋼管混凝土連接部位的安全系數(shù)(γb×γw×γi）取值范圍為0.80～1.25。8.0.4）在變幅荷載中，大于恒幅疲勞極限的應(yīng)力幅會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷，而小于恒幅疲勞極限的應(yīng)力8.0.5-2）當(dāng)使用代表荷載單位作為疲勞設(shè)計荷載時，設(shè)計循環(huán)次數(shù)代表所有應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)；同時不能使a)疲勞累積損傷度Dd應(yīng)按公式（8.0.6-1）計算。b)疲勞強度驗算應(yīng)滿足式（8.0.6-2）9.1.2鋼管及鋼管混凝土對接接頭與K形、T形節(jié)點的距離應(yīng)大于1.0D。9.1.3K形節(jié)點的主、支管軸線間夾角θ宜為30°~60°;支管軸線交點與鋼管主管軸線的偏心距e0不宜大于D/4；支管軸線交點與鋼管混凝土主管軸線的偏心9.1.4K形、T形節(jié)點兩支管軸線橫向夾角φ宜為60°~180°,該夾角的節(jié)點構(gòu)造應(yīng)符合圖9.1.ΦΦΦ橫撐主管ΦΦΦ橫撐主管9.1.5主管與支管應(yīng)同時滿足d/D≥0.4、t/T≤0.7、D/T≤50的要求。c)應(yīng)控制焊接缺陷、焊接應(yīng)力、焊接變形9.2.7相貫連接接頭，其相貫線坡口應(yīng)采用相貫線切割機切割成型，支管全熔透焊縫坡口形式a)對鋼管及鋼管混凝土焊接節(jié)點或接頭出現(xiàn)的疲勞裂紋，應(yīng)及時疲勞損傷程度及其影響進行評d)鋼管及鋼管混凝土對接接頭出現(xiàn)疲勞裂紋后的剩余疲勞壽命按照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計疲勞裂紋長度極限指當(dāng)疲勞裂紋穿透主管鋼管壁厚，連接接頭喪失承載能力時相應(yīng)的裂紋長度。根據(jù)已有模型試驗和工程經(jīng)驗，疲勞裂紋長度一般為10T時，裂紋已穿透壁厚。A.1鋼管混凝土橋梁的疲勞荷載或疲勞標(biāo)準(zhǔn)車組合成宜符合A.1.3疲勞荷載模型Ⅲ指采用單車模型，模型車軸載及分布規(guī)定如圖A-強度驗算，鋼管混凝土將鋼管內(nèi)混凝土等剛度換算為同主管直徑的等效壁厚的空心鋼管，lgS(MPalgS(MPa)3≤N≤5×1066≤N≤108t=5mmt=8mm458dt TDL TDLB.2.3T形鋼管混凝土節(jié)點，宜將鋼管內(nèi)混凝土換算為等效鋼管壁厚，等效鋼管壁厚宜按式（AEA=0.85EAsescscA=πDT?πT2B.2.4B.2.4T形節(jié)點的應(yīng)力集中系數(shù)計算公式的適用條件應(yīng)滿足0.2≤β≤1.0、15≤2γ≤64、a)主管鞍點的應(yīng)力集中系數(shù)按式（B.2.5-1）計算：FF=1?(1.43β?0.97β?0.03)γexp(?0.71γα)…………….（B.2.5-2）b)主管冠點的應(yīng)力集中系數(shù)按式（B.2.5-3）計算：SCFch_crown,ax=γ0.2τ2.65+5(β?0.65)2+τβ(C1α?3)……………….（B.2.5-3）c)支管鞍點的應(yīng)力集中系數(shù)按式（B.2.5-4）計算：SCFb_saddle,ax=1.3F+γτ0.52α0.10.187?1.25□β1.1(β?0.96)F………….（B.2.5-4）式中：F——取值同該條的第一款。d)支管冠點的應(yīng)力集中系數(shù)按式（B.2.5-5）計算：弦桿趾部弦桿趾部腹桿跟部腹桿跟部弦桿鞍點腹桿鞍點弦桿鞍點腹桿鞍點B.3.2對于K形鋼管混凝土節(jié)點，宜將鋼管內(nèi)混凝土換算為等效鋼管壁厚，等效壁厚壁厚計PaxcosθPaxcosθb)荷載條件1作用下，支管位置的應(yīng)力集中系數(shù)宜按式（B.3.5-2）計