《钢-混凝土组合桥梁设计规范 GB50917-2013》
中华人民共和国国家标准
钢-混凝土组合桥梁设计规范
Code for design of steel and concrete composite bridges
GB 50917-2013
主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2014年5月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第144号 住房城乡建设部关于发布国家标准《钢-混凝土组合桥梁设计规范》的公告 现批准《钢-混凝土组合桥梁设计规范》为国家标准，编号为GB 50917-2013，自2014年5月1日起实施。其中，第4．2．2条为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2013年9月6日
前 言 根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2007]125号)的要求，本规范由上海市城市建设设计研究总院和同济大学会同有关单位调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。
本规范共分8章和4个附录，主要内容包括总则，术语和符号，材料，基本规定，承载能力极限状态计算，正常使用极限状态验算，抗剪连接件，构造要求等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由上海市城市建设设计研究总院负责具体技术内容的解释。在执行过程中，若有意见和建议请寄送上海市城市建设设计研究总院(地址：上海市东方路3447号，邮政编码：200125)，以便今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：上海市城市建设设计研究总院
同济大学
参编单位：天津市市政工程设计研究院
交通运输部公路科学研究院
中国中铁二院工程集团有限责任公司
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
宏润建设集团股份有限公司
主要起草人：周良 薛伟辰 陆元春 邓玮琳 都锡龄 吕建鸣 彭元诚 彭俊 闫兴非 郭卓明 朱敏 吴勇 李雪峰 康莉 宋建永 袁明 朱玉 郭建勋 袁翔 韩高茂 吉伯海 白丽丽 孙天荣 蒋栓
主要审查人：范立础 包琦玮 王用中 高宗余 程为和 周志祥 吴冲 李宗平 宗周红 蔡忠明
下载地址：
1 总 则
1 总 则
1．0．1 为使钢-混凝土组合桥梁的设计符合安全可靠、适用耐久、技术先进、经济合理的要求，制定本规范。
1．0．2 本规范适用于道路工程中单跨跨径不大于120m的梁式钢-混凝土组合桥梁的设计。本规范不适用于采用特种混凝土的组合桥梁设计。
1．0．3 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法(疲劳计算除外)，按分项系数的表达式进行设计。
1．0．4 钢-混凝土组合桥梁设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
.
2．1 术 语
2 术语和符号
2．1 术 语
2．1．1 钢-混凝土组合梁 steel-concrete composite beam
由混凝土桥面板与钢梁通过抗剪连接件组合而成能整体受力的梁。
2．1．2 抗剪连接件 shear connector
用于连接钢梁与混凝土桥面板并承受二者之间的水平剪力，能抵抗二者相对滑移、竖向分离，保证二者共同工作的部件。
2．1．3 有效宽度 effective width
在进行截面强度和稳定计算时，假定板件有效的那一部分宽度。
2．1．4 有效弹性模量 effective modulus of elasticity
将混凝土徐变随时间变化引起的应力-应变非线性关系等效为线性关系的等效弹性模量。
2．1．5 材料强度标准值 characteristic value of material strength
设计结构或构件时采用的材料强度的基本代表值。
2．1．6 材料强度设计值 design value of material strength
材料强度标准值除以材料强度分项系数后的值。
2．1．7 作用效应基本组合 fundamental combination for action effects
承载能力极限状态设计时，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的组合。
2．1．8 作用效应标准组合 standard combination for action effects
永久作用标准值效应与主导可变作用标准值效应、伴随可变作用组合值效应的组合。
2．2 符 号
2．2 符 号
2．2．1 材料性能
E
c——混凝土的弹性模量；
E
cΦ——混凝土的有效弹性模量；
E
p——预应力筋的弹性模量；
E
r——普通钢筋的弹性模量；
E
s——钢材的弹性模量；
G
c——混凝土的剪切模量；
G
s——钢材的剪切模量；
ƒ
ck、ƒ
cd——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；
ƒ
tk、ƒ
td——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；
ƒ
y——钢材屈服强度；
ƒ
d——钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值；
ƒ
vd——钢材抗剪强度设计值；
ƒ
ced——钢材端面承压强度设计值；
ƒ
y
std、ƒ
std——栓钉的屈服强度和抗拉强度；
ƒ
sk、ƒ
sd——普通钢筋抗拉强度标准值、设计值；
ƒ
pk、ƒ
pd——预应力筋抗拉强度标准值、设计值；
ƒ′
sd、ƒ′
pd——普通钢筋、预应力筋抗压强度设计值。
2．2．2 作用与作用效应
M——弯矩设计值；
N
s——计算荷载下单个抗剪连接件承受的剪力；
Nc
v——抗剪连接件的抗剪承载力设计值；
P
d——高强度螺栓的预拉力设计值；
T
p——预应力筋有效预拉力；
V——剪力设计值；
σ
c——混凝土桥面板应力；
σ
s——钢梁应力；
σ
pe——体外预应力筋的有效应力；
σ
pu——体外预应力筋的极限应力；
σ
pu,d——体外预应力筋的极限应力设计值；
△σ
e——体外预应力筋的弹性应力增量；
△σ
pu——体外预应力筋的极限应力增量。
2．2．3 几何参数
A
c——混凝土桥面板的截面面积；
A
s——钢梁的截面面积；
A
0——混凝土桥面板与钢梁组成截面的换算面积；
A
sc——钢梁受压区的截面面积；
A
p——体外预应力筋的截面面积；
A
r——混凝土桥面板内纵向钢筋的截面面积；
A
rt——负弯矩区混凝土桥面板有效宽度范围内的纵向钢筋截面面积；
A
sd——栓钉的栓杆截面面积；
H——组合梁截面高度；
L——组合梁计算跨度；
I
0——组合梁截面换算截面惯性矩；
b
c——混凝土桥面板的有效宽度；
h——钢梁截面高度；
h
0——钢梁腹板计算高度；
h
c1——混凝土桥面板的厚度；
h
c2——混凝土桥面板的承托高度；
l
d——栓钉纵向间距；
n
r——一个剪跨区的抗剪连接件数目；
n
f——每个剪跨区段内抗剪连接件的数目；
y
1——混凝土桥面板受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离；
y
2——钢梁受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离；
y
3——体外预应力筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离；
y
4——混凝土桥面板内纵向钢筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离；
y
c——混凝土桥面板顶至组合梁弹性中和轴的距离；
y
s——钢梁下翼缘至组合梁弹性中和轴的距离。
2．2．4 计算系数及其他
n
0——钢与混凝土的弹性模量比；
n
L——钢与混凝土的有效弹性模量比。
3 材 料
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3．1 混 凝 土
3 材 料
3．1 混 凝 土
3．1．1 混凝土强度等级应按边长为150mm立方体试件的抗压强度标准值确定。
3．1．2 钢-混凝土组合梁的主要受力构件中混凝土强度等级应符合下列规定：
1 钢筋混凝土构件不应低于C30，且不宜大于C60。
2 预应力混凝土构件不应低于C40。
3．1．3 混凝土轴心抗压强度标准值ƒ
ck和轴心抗拉强度标准值ƒ
tk应按表3．1．3采用。
表3．1．3 混凝土强度标准值(MPa)
3．1．4 混凝土轴心抗压强度设计值ƒ
cd和轴心抗拉强度设计值ƒ
td应按表3．1．4采用。
表3．1．4 混凝土强度设计值(MPa)
3．1．5 混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec应按表3．1．5采用。
表3．1．5 混凝土的弹性模量(MPa)
| 混凝土 强度等级 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 |
| E c | 3.00×10 4 | 3.15×10 4 | 3.25×10 4 | 3.35×10 4 | 3.45×10 4 | 3.55×10 4 | 3.60×10 4 |
注：当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝土且无实测数据时，表中C50～C60的Ec值应乘以折减系数0．95。
3．1．6 混凝土的剪切模量G
c可按本规范表3．1．5数值的0．4倍采用，混凝土的泊松比υ
c可采用0．2，混凝土的温度线膨胀系数α
c可取为1×10
-5/℃。
3．2 钢 材
3．2 钢 材
3．2．1 钢-混凝土组合梁的钢结构应根据结构形式、受力特点、连接方式及所处环境条件合理选用钢材的牌号和质量等级。
3．2．2 钢-混凝土组合梁的钢材可采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。钢材强度设计值应按表3．2．2采用。
表3．2．2 钢材的强度设计值(MPa)
注：表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。
3．2．3 设计使用年限为100年的钢-混凝土组合梁宜采用桥梁用结构钢，其质量应符合现行国家标准《桥梁用结构钢》GB/T 714的规定。钢材强度设计值应按表3．2．3采用。
表3．2．3 钢材的强度设计值(MPa)
注：表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。
3．2．4 钢梁及连接件的焊接应符合下列规定：
1 手工焊接采用的焊接材料应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB 5117或《低合金钢焊条》GB 5118的规定。选用的焊条型号应与主体金属性能相适应。
2 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属性能相适应，并应符合国家现行相关标准的规定。
3．2．5 钢梁及连接件使用的高强螺栓应符合下列规定：
1 高强度螺栓、螺母、垫圈应符合现行国家标准《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 1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632的规定。
2 高强度螺栓的预拉力设计值Pd应按表3．2．5采用。
3 高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数宜采用0．45。
表3．2．5 高强螺栓的预拉力设计值(kN)
| 螺纹直径规格 | M20 | M22 | M24 | M27 | M30 | |
| 性能等级 | 8.8S | 125 | 150 | 175 | 230 | 280 |
| 10.9S | 155 | 190 | 225 | 290 | 355 | |
3．2．6 构件中设置的栓钉应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的规定。栓钉的力学性能应符合表3．2．6的规定。
表3．2．6 栓钉的力学性能(MPa)
| 钢号 | 屈服强度ƒ ystd | 抗拉强度ƒstd |
| ML15、ML15A1 | ≥320 | ≥400 |
3．2．7 钢材的物理性能指标应按表3．2．7采用。
表3．2．7 钢材的物理性能指标
| 弹性模量E s （MPa） | 剪切模量G s （MPa） |
泊松比υ s | 线膨胀系数α s （以每℃计） |
质量密度ρ s （kg/m³） |
| 2.06×10 5 | 7.9×10 4 | 0.3 | 1.2×10 -5 | 7850 |
3．3 普通钢筋
3．3 普通钢筋
3．3．1 钢筋混凝土及预应力混凝土中的普通钢筋宜选用HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500和RRB400钢筋，并应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋》GB 1499．1或《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》GB 1499．2的规定。
3．3．2 普通钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95％的保证率。
普通钢筋的抗拉强度标准值ƒ
sk应按表3．3．2采用。
表3．3．2 普通钢筋抗拉强度标准值
3．3．3 普通钢筋的抗拉强度设计值ƒ
sd和抗压强度设计值ƒ′
sd应按表3．3．3采用。
表3．3．3 普通钢筋抗拉、抗压强度设计值(MPa)
注：1 钢筋混凝土轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于330MPa时，应按330MPa取用；在斜截面抗剪承载力、受扭承载力和冲切承载力计算中垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋等横向钢筋的抗拉强度设计值大于330MPa时，应按330MPa取用。 2 构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。
3．3．4 普通钢筋的弹性模量Er应按表3．3．4采用。
表3．3．4 普通钢筋的弹性模量(MPa)
| 钢筋种类 | E r |
| HPB300 | 2.1×10 5 |
| HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、RRB400 | 2.0×10 5 |
3．4 预应力筋
3．4 预应力筋
3．4．1 预应力钢-混凝土组合梁中的预应力筋应选用钢绞线、钢丝，中、小型构件或横向预应力筋也可选用精轧螺纹钢筋。
钢绞线应满足现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224的要求，钢丝应满足现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T 5223的要求，精轧螺纹钢应满足现行国家标准《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T 20065的要求。
无粘结钢绞线应满足现行行业标准《无粘结预应力钢绞线》JG 161的要求，成品与非成品体外索的保护应满足相关规范的要求。
3．4．2 预应力筋的抗拉强度标准值应具有不小于95％的保证率。
预应力筋的抗拉强度标准值ƒ
pk应按表3．4．2采用。
表3．4．2 预应力筋抗拉强度标准值(MPa)
3．4．3 体内有粘结预应力筋的抗拉强度设计值ƒ
pd和抗压强度设计值ƒ′
pd应按表3．4．3采用。
表3．4．3 预应力筋抗拉、抗压强度设计值(MPa)
3．4．4 体外无粘结预应力筋的极限应力设计值σ
pu,d应采用预应力的极限应力σ
pu除以考虑材料性能、结构体系等因素的分项系数γ
pu，γ
pu可取1．2。
3．4．5 预应力筋的弹性模量E
p应按表3．4．5采用。
表3．4．5 预应力筋的弹性模量(MPa)
| 钢筋种类 | E p |
| 钢绞线 | 1.95×10 5 |
| 消除应力钢丝 | 2.05×10 5 |
| 精轧螺纹钢筋 | 2.00×10 5 |
4 基本规定
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4．1 一般规定
4 基本规定
4．1 一般规定
4．1．1 钢-混凝土组合桥梁应对其构件及连接件进行下列验算：
1 按承载能力极限状态的要求进行持久状况及偶然状况的承载力、整体稳定计算。
2 按正常使用极限状态的要求进行持久状况的抗裂性、应力、挠度、局部稳定验算，以及耐久性设计。
3 按短暂状况结构受力状态的要求进行施工等工况的验算。
4．1．2 钢-混凝土组合桥梁的设计基准期应为100年。
4．1．3 钢-混凝土组合桥梁的设计使用年限应按表4．1．3采用。
表4．1．3 钢-混凝土组合桥梁的设计使用年限
| 类别 | 设计使用年限（年） | 桥梁类型 |
| 1 | 30 | 小桥 |
| 2 | 50 | 中桥、重要小桥 |
| 3 | 100 | 特大桥、大桥、重要中桥 |
注：对有特殊要求结构的设计使用年限，可在上述规定基础上经技术经济论证后予以调整。
4．1．4 钢-混凝土组合梁的钢梁可采用工字形或槽形等截面形式，混凝土桥面板可采用现浇或预制，连接件可采用栓钉、开孔板或槽钢等形式。
4．1．5 钢-混凝土组合梁桥面板的有效宽度b
c应符合下列规定：
1 组合梁各跨跨中及中间支座处的混凝土桥面板有效宽度b
c(图4．1．5)应按下列公式计算，且不应大于混凝土桥面板实际宽度：
bc＝b0＋∑bci (4．1．5-1)
bci＝Lc,i/6≤bi (4．1．5-2) 式中：b
0——钢梁腹板上方最外侧剪力连接件中心间距(mm)；
b
ci——钢梁腹板一侧的混凝土桥面板有效宽度(mm)。其中bi为最外侧剪力件中心至相邻钢梁腹板上方的最外侧剪力件中心距离的一半或最外侧剪力件中心至混凝土桥面板自由边的距离；
L
c,i——等效跨径(mm)，简支梁应取计算跨径，连续梁应按图4．1．5(a)选取。
2 简支梁支点和连续梁边支点处的混凝土桥面板有效宽度b
c应按下列公式计算：
3 混凝土桥面板有效宽度b
c沿梁长的分布可假设为如图4．1．5(b)所示的形式。
4 预应力组合梁在计算预加力引起的混凝土应力时，预加力作为轴向力产生的应力可按实际混凝土桥面板全宽计算；由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按混凝土桥面板有效宽度计算。
5 对超静定结构进行整体分析时，组合梁混凝土桥面板有效宽度可取实际宽度。
图4．1．5 混凝土桥面板等效跨径及有效宽度示意图
4．1．6 预应力钢-混凝土组合梁在正常使用极限状态计算中，预应力损失计算应包括下列内容：
1 体内布置钢束应力损失因素：
预应力筋与管道壁之间的摩擦 σ
l1；
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 σ
12；
预应力筋与台座之间的温差 σ
13；
材料的弹性压缩 σ[sub]1[size=11.6667px]4[/sub]；
预应力筋的应力松弛 σ
15；
混凝土的收缩和徐变 σ
16。
2 体外布置钢束应力损失因素：
转向构造和锚固构造管道壁摩擦阻力 σ
11；
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 σ
12；
材料的弹性压缩 σ
14；
预应力筋的应力松弛 σ
15；
混凝土的收缩和徐变 σ
16。
3 应计入预应力筋与锚圈口之间的摩擦等因素引起的预应力损失。
4 计算混凝土收缩徐变因素引起的预应力损失时，应计入钢结构对混凝土的约束作用。
5 预应力损失宜根据试验确定，当无可靠试验数据时，体内配置钢束各类因素引起的预应力损失计算可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相应规定计算。
4．1．7 混凝土收缩徐变可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相应条款计算。
4．1．8 钢-混凝土组合梁的温度作用应按下列规定计算：
1 计算组合梁由于均匀温度作用引起的效应时，应从受到约束时的结构温度开始，计算环境最高和最低有效温度的作用效应。当缺乏实际调查资料时，最高和最低有效温度标准值可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60取值。材料线膨胀系数应按本规范第3．1．6条和第3．2．7条的规定取值。
2 计算组合梁由于梯度温度引起的效应时，宜采用表4．1．8所示的竖向温度梯度分布形式。
表4．1．8 钢-混凝土组合梁的梯度温度分布
注：温度值T
1、T
2为相对值。
4．2 承载能力极限状态计算
4．2 承载能力极限状态计算
4．2．1 钢-混凝土组合桥梁的安全等级应根据结构的重要性、结构破坏可能产生后果的严重性按表4．2．1采用。
表4．2．1 钢-混凝土组合桥梁设计安全等级
| 安全等级 | 结构类型 | 桥梁类型 |
| 一级 | 重要结构 | 特大桥、大桥、中桥、重要小桥 |
| 二级 | 一般结构 | 小桥 |
注：1 表中所列大、中、小桥系按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60中的单孔跨径确定，对于多跨不等跨桥梁，以其中最大跨径为准；本表冠以“重要”的中桥和小桥，系指高速公路和一级公路上、国防公路上、城市快速路上、主干路和交通特别繁忙的城市次干路上的桥梁。
2 对有特殊要求的桥梁，其设计安全等级可根据具体情况另行确定。
4．2．2 钢-混凝土组合梁的承载能力极限状态计算应采用下式：
γ0Sud≤R (4．2．2-1)
当采用预应力的超静定结构时，应采用下式：
γ0Sud＋γpSp≤R (4．2．2-2)
式中：γ0——桥梁结构的重要性系数，对应于设计安全等级一级、二级的钢-混凝土组合桥梁应分别取不小于1．1、1．0；
γp——预应力分项系数，当预应力效应对结构有利时，应取1．0，不利时应取1．2；
Sud——作用效应的组合设计值，对于汽车荷载应计入冲击系数；
Sp——扣除全部预应力损失后，预应力引起的次效应；
R——构件承载力设计值。
4．2．3 当钢-混凝土组合梁进行截面承载力、整体稳定、抗剪连接件承载力计算时，作用(或荷载)的效应组合应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的基本组合；当进行倾覆稳定计算和疲劳计算时，作用的效应组合应采用标准组合。
4．2．4 钢-混凝土组合梁中混凝土桥面板的计算除应符合本规范的规定外，尚应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62中的相关规定。
4．3 正常使用极限状态验算
4．3 正常使用极限状态验算
4．3．1 钢-混凝土组合梁的正常使用极限状态验算应采用下式：
Ssd≤C (4．3．1) 式中：S
sd——正常使用极限状态作用(或荷载)组合的效应设计值；
C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力和裂缝宽度等的限值。
4．3．2 钢-混凝土组合梁的正常使用极限状态应符合下列规定：
1 对短期挠度验算及混凝土结构抗裂验算，作用(或荷载)应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60中短期效应组合；对长期挠度验算，作用(或荷载)应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60中长期效应组合；计算值不得超过本规范规定的各相应限值。
2 应力验算的作用(或荷载)应采用标准组合。其中，汽车荷载应计入冲击系数。
3 对连续梁等超静定结构，尚应计入由预加力、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降以及温度变化等引起的次效应。
4．3．3 钢-混凝土组合梁的挠度应符合下列规定：
1 由汽车荷载(不计冲击力)所引起简支或连续梁的竖向挠度，不应超过计算跨径的1/600；梁悬臂端部的竖向挠度不应超过悬臂长度的1/300。
2 当结构自重和静活载产生的挠度超过计算跨径的1/1600时，桥跨结构应设置预拱度，其值等于结构重力和1/2静活载所产生的竖向挠度和，预拱度线形应采用平顺曲线。
3 对于临时或特殊结构，其竖向挠度容许值可与有关部门协商确定。
4．3．4 钢-混凝土组合梁的局部稳定应符合本规范第6．4节的要求。
4．3．5 钢-混凝土组合梁中的混凝土结构裂缝宽度应根据环境类别按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的限值要求进行验算。
4．4 持久状况及短暂状况应力验算
4．4 持久状况及短暂状况应力验算
4．4．1 对短暂状况的设计，应计算构件在制作、运输及安装等施工阶段由自重、施工荷载等引起的应力，并不应超过本节规定的限值。施工荷载除有特别规定外，均应采用标准组合；温度作用效应可按施工时实际温度场取值；动力安装设备产生的效应应乘以相应的动力系数。
4．4．2 持久状况下，钢-混凝土组合梁的应力验算应符合下列规定：
1 混凝土构件正截面的最大压应力不宜大于0．50ƒ
ck。
2 钢结构应力不应大于75％的强度设计值，且应满足稳定的要求。
3 体内钢束(钢绞线、钢丝)最大拉应力不应大于0．65ƒ
pk。
4 体外钢束(钢绞线、钢丝)直线段最大拉应力不应大于0．60ƒ
pk。
4．4．3 短暂状况下，钢-混凝土组合梁的应力验算应符合下列规定：
1 混凝土构件正截面的最大压应力不宜大于0．70ƒ
ck。
2 钢结构应力不应大于80％的强度设计值，且应满足稳定的要求。
3 体内钢束(钢绞线、钢丝)张拉控制应力不应大于0．75ƒ
pk。
4 体外钢束(钢绞线、钢丝)张拉控制应力不应大于0．65ƒ
pk。
4．5 倾覆稳定计算
4．5 倾覆稳定计算
4．5．1 钢-混凝土组合梁刚体倾覆稳定计算应采用下式：
γqfSsk≤Sbk (4．5．1) 式中：γ
qf——抗倾覆稳定系数，不应小于2．5；
S
sk——不平衡作用效应的标准组合；
S
bk——平衡作用效应的标准组合。
4．5．2 计算倾覆稳定的汽车荷载及其组合应符合下列规定：
1 验算倾覆稳定的汽车荷载应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60或《城市桥梁设计规范》CJJ 11中的车道荷载，集中荷载标准值应乘以1．2的系数。
2 汽车荷载横向应按相应规范的最不利位置布置，多车道桥梁汽车荷载产生的效应不得折减。
3 汽车荷载应计入冲击作用。
4 应计入风荷载与汽车荷载的共同作用。
4．6 疲劳计算
4．6 疲劳计算
4．6．1 钢-混凝土组合梁的疲劳计算应采用下式：
△σ≤[△σ] (4．6．1) 式中：△σ——应力幅；对于常幅疲劳，△σ＝σ
max－σ
min；对于变幅疲劳，△σ可取为等效常幅应力幅；
[△σ]——容许应力幅。
4．6．2 钢-混凝土组合梁的疲劳计算应采用容许应力幅法，应力应按弹性状态计算。容许疲劳应力幅应按构件与连接件类别以及应力循环次数确定。
4．6．3 钢-混凝土组合梁的结构构件与连接应进行疲劳验算。
4．6．4 连接件的疲劳验算应符合本规范第7．3节的规定。
5 承载能力极限状态计算
.
5．1 抗弯承载力计算
5 承载能力极限状态计算
5．1 抗弯承载力计算
5．1．1 钢-混凝土组合梁的截面当符合表5．1．1的要求时，可采用塑性设计方法计算抗弯承载力。不符合时，应采用弹性设计方法进行，计算时应计入施工顺序，以及混凝土的徐变、收缩与温度等作用的影响。
表5．1．1 板件宽厚比
注：表中α为钢梁受压高度的比例系数，可近似采用下列各式计算：
正弯矩作用区段，塑性中和轴在钢梁截面内时：
式中：A
st、A
sb——分别为钢梁上翼缘、下翼缘面积；
A
sc——钢梁受压区的截面面积。
5．1．2 塑性设计方法计算钢-混凝土组合梁强度时，在下列部位可不计及弯矩与剪力的相互影响：
1 受正弯矩作用的组合梁截面；
2 受负弯矩作用且A
rtƒ
sd不小于0．15A
sƒ
d的组合梁截面(A
rt为负弯矩区混凝土桥面板有效宽度范围内纵向钢筋的截面面积)。
5．1．3 塑性设计方法计算正弯矩区钢-混凝土组合梁的抗弯承载力时，应符合下列规定：
1 塑性中和轴在钢梁截面内(图5．1．3-1)，即A
cƒ
cd＋A
rƒ
sd＜A
sƒ
d＋A
pσ
pu,d时，抗弯承载力应符合下列公式要求：
图5．1．3-1 塑性中和轴在钢梁内时的组合梁截面及应力图形
h
c1—混凝土桥面板的厚度；h
c2—混凝土桥面板的承托高度
式中：γ
0——桥梁结构的重要性系数，按本规范第4．2．1条的规定采用；
M——正弯矩设计值(N·mm)；
k——考虑滑移效应的拟合系数，可取为0．96，也可采用式(5．1．3-3)进行详细计算；
A
c——混凝土桥面板的截面面积(
mm²)；
A
sc——钢梁受压区的截面面积(
mm²)；
A
p——体外预应力筋的截面面积(
mm²)；
A
r——塑性中和轴上侧混凝土桥面板内纵向钢筋的截面面积(
mm²)；
A
s——钢梁的截面面积(
mm²)；
y
1——混凝土桥面板受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y
2——钢梁受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y
3——体外预应力筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y
4——混凝土桥面板内纵向钢筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
σ
pu,d——体外预应力筋的极限应力设计值(MPa)，按本规范第5．1．4条计算；
ƒ
cd——混凝土的抗压强度设计值(MPa)；
ƒ
d——钢材的抗拉强度设计值(MPa)；
ƒ
sd——混凝土桥面板内纵向钢筋的抗拉强度设计值(MPa)；
r——剪力连接程度；
n
r——一个剪跨区的抗剪连接件数目，剪跨区的确定见本规范第7．5．2条；
Nc
v——一个抗剪连接件的抗剪承载力设计值(MPa)，按本规范第7．2节的有关公式计算。
2 塑性中和轴在混凝土桥面板内(图5．1．3-2)，即A
cƒ
cd＋A
rƒ
sd≥A
sƒ
d＋σ
pu,dA
p时，抗弯承载力应符合下列公式要求：
式中：A
cc——塑性中和轴上侧混凝土桥面板的面积(
mm²)；
b
c——混凝土桥面板的有效宽度(mm)；
χ——混凝土桥面板受压区高度(mm)；
k——考虑滑移效应的拟合系数，可取为0．94，也可采用式(5．1．3-7)进行精确计算。
图5．1．3-2 塑性中和轴在混凝土桥面板内时的组合梁截面及应力图形
5．1．4 体外预应力筋的极限应力应按下列公式计算：
式中：σ
pu——体外预应力筋的极限应力(MPa)；
σ
pe——体外预应力筋的有效应力(MPa)；
σ
pu,d——体外预应力筋的极限应力设计值(MPa)；
γ
pu——考虑材料性能、结构体系等因素的分项系数，可取1．2；
△σ
pu——体外预应力筋的极限应力增量(MPa)。
△σ
pu可按下列公式进行计算： 若A
cƒ
cd＋A
rƒ
sd＜A
sƒ
d＋A
pσ
pe，则塑性中和轴在钢梁截面内：
若A
cƒ
cd＋A
rƒ
sd≥A
sƒ
d＋A
pσ
pe，则初步判断塑性中和轴在混凝土桥面板截面内
将式(5．1．4-4)计算的△σ
pu代入判别式，若A
cƒ
cd＋A
rƒ
sd＜A
sƒ
d＋A
p(σ
pe＋△σ
pu)，需重新按塑性中和轴在钢梁截面内的情况计算△σ
pu，即采用式(5．1．4-3)。
此时，应力设计值尚应符合下式要求： σ
pu,d≤ƒ
pd (5．1．4-5) 式中：ƒ
pd——体外预应力筋的抗拉强度设计值(MPa)，可按本规范表3．4．3取值；
I
c——混凝土桥面板截面的惯性矩(mm
4)； I
s——钢梁截面的惯性矩(mm
4)；
H——组合梁截面高度(mm)；
L——组合梁计算跨度(mm)。
5．2 抗剪承载力计算
5．2 抗剪承载力计算
5．2．1 钢-混凝土组合梁的抗剪承载力可采用下式计算：
γ0V≤hwtwƒvd (5．2．1) 式中：V——剪力设计值(N)；
h
w——钢梁腹板高度(mm)；
t
w——钢梁腹板厚度(mm)；
ƒ
vd——钢材的抗剪强度设计值(MPa)。
5．2．2 钢-混凝土组合梁承受弯矩和剪力共同作用时，应按下列规定验算腹板最大折算应力：
式中：σ、τ——钢梁腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力(MPa)；
ƒ
d——钢材抗拉强度设计值(MPa)。
5．3 整体稳定计算
5．3 整体稳定计算
5．3．1 钢-混凝土组合梁对下列情况可不进行整体稳定计算：
1 混凝土桥面板与钢梁的受压翼缘通过抗剪连接件连接，两者已牢固结合且能阻止钢梁受压翼缘的侧向位移时。
2 受负弯矩作用的I字形截面组合梁，当钢梁受压翼缘的自由长度l
1与其总宽度b
1的比值不超过表5．3．1规定的数值时。
表5．3．1 I字形钢梁不需要计算整体稳定的最大l1/b1值
注：1 对跨中无侧向支承点的梁，l
1为其跨径；对跨中有支承点的梁，l
1为受压翼缘侧向支点间的距离(梁的支承处视为有侧向支承点)。
2 b
1为I字形钢梁受压翼板的宽度。
3 梁的支座截面应采取构造措施防止其扭转。
3 受负弯矩作用的槽形截面组合梁，当钢梁截面高度h与腹板中距b
0之比小于或等于6，且梁受压底板侧向支点间距l
1与腹板中距b
0之比小于或等于65(345/ƒ
y)时。
5．3．2 施工阶段的组合梁，混凝土桥面板未硬化前，应对钢梁进行整体稳定性计算。
5．3．3 当钢梁与混凝土桥面板结合后，受负弯矩作用的钢-混凝土组合梁不符合本规范第5．3．1条的情况时，其整体稳定可按下列公式进行计算：
γ0Md≤χLTMRd (5．3．3-1)
式中：M
d——组合梁最大弯矩设计值(N·mm)；
M
Rd——按本规范第5．1节规定计算的组合梁截面抗弯承载力(N·mm)；
χ
LT——组合梁侧扭屈曲的折减系数；
LT——计算过程中简写符号； λ
LT——换算长细比；
α
LT——缺陷系数，应按本规范表5．3．3-1和表5．3．3-2取值；
M
Rk——采用材料强度标准值计算的组合梁截面抗弯承载力(N·mm)，应按本规范第5．1节的规定计算；
M
cr——组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩(N·mm)，可按本规范附录A进行计算；
ƒ
y——钢材的屈服强度(MPa)；
W
n——组合截面的净截面模量(mm
3)。
表5．3．3-1 缺陷系数α
LT
| 屈曲曲线类型 | a | b | c | d |
| 缺陷系数α LT | 0.21 | 0.34 | 0.49 | 0.76 |
表5．3．3-2 侧向失稳曲线分类
6 正常使用极限状态验算
.
6．1 一般规定
6 正常使用极限状态验算
6．1 一般规定
6．1．1 钢-混凝土组合梁应根据正常使用极限状态要求进行短暂状况和持久状况的计算。
6．1．2 按持久状况设计时，应对钢-混凝土组合梁的截面应力、抗裂性、裂缝宽度和挠度进行计算；按短暂状况设计时，应对钢-混凝土组合梁的截面应力进行计算。各项计算值应满足本规范规定的相应限值。
6．1．3 钢-混凝土组合梁弹性阶段计算可采用下列基本假定：
1 钢与受压混凝土材料均为理想的线弹性体；
2 组合梁弯曲时，混凝土桥面板截面与钢梁截面各自符合平截面假定，材料服从虎克定律。
6．1．4 弹性阶段计算可根据钢与混凝土弹性模量比n
0进行截面换算，将混凝土桥面板换算成钢截面后按材料力学公式计算应力，换算前后混凝土桥面板重心高度应保持不变。在长期荷载作用下，计入混凝土徐变的影响进行截面换算时，弹性模量比可用有效弹性模量比n
L代替。钢与混凝土弹性模量比n
0和有效弹性模量比n
L的确定应符合本规范第6．2．3条的规定。
6．1．5 计算钢-混凝土组合梁的挠度和应力时应计入施工顺序的影响，并应计入混凝土徐变、收缩以及温度等作用的效应。
6．1．6 计算钢-混凝土连续组合梁的挠度时，在正弯矩区，可按有效宽度内的全截面计算；在负弯矩区，可根据混凝土的开裂情况计入混凝土桥面板的影响。
6．1．7 连续梁中支点混凝土的裂缝宽度可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中》JTG D62中的轴心受拉构件进行验算。
6．2 应力验算
6．2 应力验算
6．2．1 钢-混凝土组合梁受弯构件在弯矩及预应力作用下产生的混凝土桥面板及钢梁法向应力可按下列公式计算：
混凝土桥面板板顶应力：
式中：σ
c——混凝土桥面板板顶应力(MPa)；
M
k——截面弯矩值(N·mm)；
n
0——钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值，n
0＝E
s/E
c；
I
0——混凝土桥面板与钢梁组合截面的换算惯性矩(mm
4)；
y
c——混凝土桥面板顶至组合梁弹性中和轴的距离(mm)；
σ
e——体外预应力筋的弹性应力(MPa)，可按本规范第6．2．2条计算；
A
p——体外预应力筋的截面面积(
mm²)；
A
0——混凝土桥面板与钢梁组合截面的换算面积(
mm²)；
e——预应力筋形心位置至换算截面中性轴的偏心距(向下为正)(mm)；
σ
s——钢梁下翼缘应力(MPa)；
y
s——钢梁下翼缘至组合梁弹性中和轴的距离(mm)。
6．2．2 体外预应力筋的弹性应力可按下列公式计算：
式中：σ
pe——体外预应力筋的有效应力(MPa)；
△σ
e——体外预应力筋的弹性应力增量(MPa)，在需要计入的情况下，可按式(6．2．2-2)进行计算；
L——组合梁计算跨径(mm)；
l
i——第i段预应力筋在局部坐标系的投影长度(mm)，见图6．2．2(a)；
e
i——端部锚固处或第i个转向点处预应力筋形心位置至换算截面中性轴的偏心距(mm)；
e
i0——第i段预应力筋的起点到换算截面中性轴的距离(mm)，见图6．2．2(b)；
e
i1——第i段预应力筋的终点到换算截面中性轴的距离(mm)，见图6．2．2(b)；
M
0——单位荷载下的弯矩(N·mm/N)；
M
0
i0——单位荷载下在第i段预应力筋的起点处的弯矩(N·mm/N)，见图6．2．2(c)；
M
0
i1——单位荷载下在第i段预应力筋的终点处的弯矩(N·mm/N)，见图6．2．2(c)；
ξ
1——计算过程中简写符号(mm
3)；
ξ
2——计算过程中简写符号(N·mm
3)。
图6．2．2 预应力筋弹性应力增量计算系数计算模型
6．2．3 钢-混凝土组合梁截面验算时，应计入钢梁与混凝土桥面板结合后混凝土徐变的影响，计算可采用混凝土有效弹性模量法按下列公式计算：
混凝土的有效弹性模量：
式中：E
c——混凝土的弹性模量(MPa)。按本规范表3．1．5采用；
ψ
L——根据荷载类型确定的徐变因子，永久作用取1．1，用于调整内力的强迫位移作用取1. 5，混凝土收缩作用取0．55；
(t，t
0)——加载龄期为t0，计算考虑龄期为t的混凝土徐变系数，可取为徐变系数最终值，根据混凝土桥面板的加载龄期和理论厚度按表6．2．3采用； n
0——短期荷载作用下钢与混凝土的弹性模量比；
E
s——钢材的弹性模量(MPa)，按本规范表3．2．7采用。
表6．2．3 混凝土徐变系数
(t，t
0
)
6．2．4 混凝土桥面板收缩作用应按钢梁与混凝土桥面板结合后开始计入。混凝土构件的收缩量可采用名义收缩系数乘以收缩折减系数计算得到。名义收缩系数可按表6．2．4-1所列数值采用；收缩折减系数可根据混凝土桥面板与钢梁结合前发生的龄期和理论厚度按表6．2．4-2采用。
表6．2．4-1 混凝土名义收缩系数ε
cs0×103
| 40％≤RH＜70％ | 70％≤RH＜99％ |
| 0.529 | 0.310 |
注：1 本表适用于一般硅酸盐类水泥或快硬水泥配制而成的混凝土；
2 本表适用于季节性变化的平均温度为－20℃～40℃；
3 本表数值系按C40混凝土计算所得，对于强度等级为C50及以上混凝土，表列数值应乘以
，式中ƒ
ck为混凝土轴心抗压强度标准值，按本规范表3．1．3采用。
表6．2．4-2 收缩折减系数
注：钢与混凝土桥面板结合前发生的龄期和理论厚度为表列数值中间值时，折减系数可按直线内插法取值。
6．2．5 混凝土徐变、收缩、温度等作用引起的截面应力增量可按本规范附录B进行计算。
6．3 挠度验算
6．3 挠度验算
6．3．1 正弯矩作用下钢-混凝土组合梁的短期挠度可按下列公式计算：
ƒ＝ƒ0＋ƒs＋ƒT (6．3．1-1)
注：该计算公式未考虑预应力筋矢高变化的影响，适用于非预应力组合梁及跨中位置设置转向点的体外预应力组合梁，对于跨中位置未设置转向点的组合梁变形可按本规范附录C的规定计算。
1 均布荷载作用(图6．3．1-1)：
图6．3．1-1 均布荷载作用下简支组合梁的计算模型
2 单点集中荷载作用(图6．3．1-2)：
式中：ƒ
0——未考虑滑移效应和预应力筋弹性应力增量影响的组合梁变形(mm)；
ƒ
s——滑移引起的变形(mm)；
ƒ
T——预应力引起的变形(mm)，对于非预应力组合梁，取ƒ
T＝0；
B——组合梁换算截面刚度(N·
mm²)； z
1——端部预应力筋形心到组合梁换算截面形心的距离(mm)，预应力筋形心在换算形心上方为正；
l
i——第i段预应力筋在局部坐标系的投影长度(mm)；
θ
i——第i段预应力筋与水平线的夹角(°)；
B
s——考虑滑移的组合梁换算截面刚度(N·
mm²)；
m——梁端至单点集中荷载加载点距离与组合梁计算跨度的比值；
r——剪力连接程度，按本规范第5．1．3条的规定计算；
K
L——单位长度上抗剪连接件的抗剪刚度(N/
mm²)；
h
sc——钢梁截面形心到混凝土截面形心的距离(mm)；
E
c——混凝土的弹性模量(MPa)；
E
s——钢材的弹性模量(MPa)；
A
c——混凝土桥面板的截面面积(
mm²)；
A
s——钢梁的截面面积(
mm²)；
I
c——混凝土截面的惯性矩(mm
4)；
I
s——钢梁截面的惯性矩(mm
4)；
n
s——栓钉或开孔板连接件的排数；
K——单个抗剪连接件的抗剪刚度(N/mm)，采用栓钉连接件时，可按K＝2(N
c
v－0．97N
s)计算；采用开孔板连接件时，可按本规范附录D的规定计算；
N
c
v——抗剪连接件的抗剪承载力(N)，按本规范第7．2节的规定计算；
N
s——计算荷载下单个抗剪连接件承受的剪力(N)，N
s＝V
ldp/n
s；
V
ld——外荷载作用下组合梁剪跨区段内单位长度界面上的纵向剪力(N/mm)，V
ld＝VS
0/I
0；
V——剪跨区段内组合梁截面上的竖向剪力(N)；
S
0——混凝土桥面板的换算截面对换算组合截面中性轴的面积矩(mm
3)；
p——剪跨段内抗剪连接件的平均间距(mm)，对于栓钉连接件取剪跨段内栓钉的纵向平均间距，对于开孔板连接件取剪跨段内开孔的纵向平均中心间距。
图6．3．1-2 单点集中荷载作用下简支组合梁的计算模型
6．3．2 体外预应力钢-混凝土组合简支梁长期挠度可按下列公式计算：
式中：ƒ
e——组合梁在荷载作用下的短期挠度(mm)，向下为正；
△ƒ——长期荷载作用下产生的挠度增量(mm)；
λ(t)——与时间有关的系数；
t——计算时刻(d)；
k
1——与混凝土桥面板平均应力有关的系数，按式(6．3．2-4)计算；
σ——混凝土桥面板的平均应力(MPa)，受压取负值，受拉取σ＝0；
T
P——预应力筋有效预拉力(N)，非预应力钢-混凝土简支组合梁时(不包括体内预应力钢-混凝土组合梁)取T
P＝0。
6．4 局部稳定验算
6．4 局部稳定验算
6．4．1 钢-混凝土组合梁腹板局部稳定计算，可按弹性约束于翼板，简支于竖向加劲肋和水平加劲肋上的薄板考虑。
6．4．2 腹板最小厚度应满足表6．4．2的要求。
表6．4．2 腹板最小厚度
注：当腹板厚度满足h
w/50(或h
w/40)，但有局部竖向压应力作用时，仍应按构造设置竖向加劲肋(图6．4．2-4)。
图6．4．2-1 仅布置竖向加劲肋
图6．4．2-2 布置一道纵向水平加劲肋及竖向加劲肋
图6．4．2-3 布置两道纵向水平加劲肋及竖向加劲肋
1—竖向加劲肋；2—水平加劲肋
图6．4．2-4 钢梁腹板受局部压应力
6．4．3 腹板加劲肋的布置应符合下列规定：
1 腹板竖向加劲肋的间距a不得大于腹板高度hw的1．5倍。
2 仅布置竖向加劲肋时，其间距应满足a≤950t
w/√τ，且不应大于2m。
3 水平加劲肋和竖向加劲肋共同布置时，竖向加劲肋的间距应满足a≤850t
w/√τ。
4 设一道纵向水平加劲肋时，宜布置于距受压翼缘0．2h
w附近[图6．4．3-1(a)]；设两道纵向水平加劲肋时，宜分别布置于距受压翼缘0．14h
w和0．36h
w附近[图6．4．3-1(b)]。
图6．4．3-1 纵向水平加劲肋布置图
1—纵向水平加劲肋；2—受压翼缘；3—受拉翼缘
5 局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区布置短加劲肋(图6．4．3-2)。
注：h
w——钢梁腹板计算高度(mm)，焊接钢梁为腹板全高；
t
w——腹板厚度(mm)；
a——竖向加劲肋的间距(mm)；
τ——验算板段处的腹板平均剪应力(MPa)，τ＝V/(h
wt
w)；
V——板段中间截面处的剪力(N)。
图6．4．3-2 短竖加劲肋的布置图
1—竖向加劲肋；2—水平加劲肋；3—短竖向加劲肋
6．4．4 腹板加劲肋的尺寸应符合下列规定：
1 当仅用竖向加劲肋加强腹板时，则成对设置的中间竖向加劲肋的每侧宽度不得小于h
w/30＋40mm。
2 当用竖向加劲肋与水平加劲肋加强腹板时，则加劲肋的截面横矩不得小于：
竖向加劲肋：3h
wt
3w；
水平加劲肋：h
wt
3
w[2．4(a/h
w)
2－0.13]，但不得小于1．5h
wt
3
w。
3 加劲肋伸出肢的宽厚比不得大于15。
4 当采用单侧加劲肋时，其截面对于按腹板边线为轴线的惯性矩不得小于成对加劲肋对腹板中心的截面惯性矩。
6．4．5 梁的支座处和上翼缘承受有较大固定集中荷载处，应设置成对的竖向加劲肋，并应按承受支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。
7 抗剪连接件
.
7．1 一般规定
7 抗剪连接件
7．1 一般规定
7．1．1 钢-混凝土组合梁抗剪连接件的选用应保证钢梁和混凝土桥面板有效组合并共同承担作用。
7．1．2 钢-混凝土组合梁的抗剪连接件宜采用栓钉，也可采用开孔板、槽钢连接件(图7．1．2)，或有可靠依据的其他类型连接件。
图7．1．2 连接件的种类和设置方向
7．1．3 钢-混凝土组合梁正常使用极限状态下，单个抗剪连接件承担的剪力设计值不应超过75％的抗剪承载力设计值。
7．2 抗剪承载力设计值
7．2 抗剪承载力设计值
7．2．1 栓钉连接件的抗剪承载力设计值应根据下列公式确定：
单个栓钉连接件的抗剪承载力设计值取式(7．2．1-1)和式(7．2．1-2)中的较小值。
当发生栓钉剪断破坏时：
当发生混凝土压碎破坏时：
式中：N
c
v——栓钉抗剪承载力(N)；
A
std——栓杆的截面面积(
mm²)；
E
c、E
s——混凝土和栓钉的弹性模量(MPa)；
ƒ
cu——边长为150mm的混凝土立方体抗压强度(MPa)；
ƒ
cd——混凝土的轴心抗压强度设计值(MPa)；
ƒ
std——栓钉的抗拉强度(MPa)。当栓钉材料性能等级为4．6级时，取400MPa；
η——群钉效应折减系数。当6＜l
d/d＜13时，对于C30～C40混凝土，η＝0．021l
d/d＋0．73(l
d为栓钉纵向间距，d为栓钉直径，均以mm计)；对于C45、C50混凝土，η＝0．016l
d/d＋0．80；对于C55、C60混凝土，η＝0．013l
d/d＋0．84。当l
d/d≥13时，不考虑群钉效应，取1．0。
7．2．2 开孔板连接件的单孔抗剪承载力设计值应根据下式确定：
式中：N
c
v——开孔板连接件的单孔抗剪承载力设计值(N)；
d
1——开孔直径(mm)；
d
2——横向贯通钢筋直径(mm)；
ƒ
td——混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa)；
ƒ
vd——钢筋抗剪强度设计值(MPa)，按式ƒ
vd＝0．577ƒ
sd计算，ƒ
sd为钢筋抗拉强度设计值(MPa)；
α——提高系数，取6．1。
7．2．3 槽钢连接件的抗剪承载力设计值应根据下式确定：
式中：N
c
v——槽钢连接件的抗剪承载力设计值(N)；
t——槽钢翼缘的平均厚度(mm)；
t
w——槽钢腹板的厚度(mm)；
l
c——槽钢的长度(mm)。
连接槽钢与钢梁的角焊缝应按承受该连接件的抗剪承载力设计值N
c
v进行计算。
7．3 抗剪连接件疲劳计算
7．3 抗剪连接件疲劳计算
7．3．1 抗剪连接件应根据下列公式进行疲劳验算：
式中：γ
Ff——疲劳荷载分项系数，取1．0；
γ
Mf——疲劳抗力分项系数，对重要构件取1．35，对次要构件取1．15：
△N
p——抗剪连接件按疲劳荷载模型计算得到的剪力幅(N)；
△N
L——连接件疲劳容许剪力幅(N)，可按本规范第7．3．3条计算；
N
p,max、N
p,min——无限疲劳寿命验算的疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小剪力(N)。
7．3．2 抗剪连接件的疲劳荷载模型，采用现行行业标准规定的车道荷载形式，其集中荷载为0．7P
k，均布荷载为0．3q
k，计算时应计入多车道的影响，多车道系数按现行行业标准的相关规定计算。
7．3．3 抗剪连接件的疲劳容许剪力幅应符合下式规定：
△NL≤0．2Ncv (7．3．3)
7．4 混凝土桥面板纵向抗剪计算
7．4 混凝土桥面板纵向抗剪计算
7．4．1 钢-混凝土组合梁承托及桥面板纵向抗剪承载力验算时，应分别验算图7．4．1所示的纵向受剪界面。a－a、b－b、c－c及d－d。
图7．4．1 混凝土桥面板纵向受剪界面
A
t—混凝土桥面板顶部附近单位长度内钢筋面积的总和(
mm²)； A
b—混凝土桥面板底部单位长度内钢筋面积的总和(
mm²)； A
bh—承托底部单位长度内钢筋面积的总和(
mm²)
7．4．2 单位梁长混凝土桥面板内钢筋总面积应满足下式要求：
Ae＞0．8Ls/ƒsd (7．4．2) 式中：A
e——单位长度混凝土桥面板内横向钢筋总面积(
mm²/mm)，按图7．4．1和表7．4．2取值；
0．8——系数(N/
mm²)；
L
s——纵向受剪界面的长度，按图7．4．1所示的a－a、b－b、c－c及d－d连线在抗剪连接件以外的最短长度取值(mm)；
ƒ
sd——横向钢筋的抗拉强度设计值(MPa)。
表7．4．2 单位长度上横向钢筋的截面积A
c
| 剪切面 | a－a | b－b | c－c | d－d |
| A c | A b＋A t | 2A b | 2（A b＋A bh） | 2A bh |
7．4．3 承受桥面板结合面纵向剪力的横向钢筋在剪切面外的长度应满足锚固长度的要求；底部横向钢筋间距不应大于连接件超出横向钢筋高度的4倍，且不应大于600mm。
7．4．4 钢-混凝土组合梁承托及混凝土桥面板纵向界面受剪承载力计算应符合下式要求：
Vld≤VlRd (7．4．4) 式中：V
ld——形成组合作用以后，单位梁长内混凝土桥面板各纵向受剪界面的纵向剪力(N/mm)；
V
lRd——单位梁长内各纵向受剪界面受剪承载力设计值(N/mm)。
7．4．5 形成组合作用之后，单位梁长内混凝土桥面板各纵向受剪界面的纵向剪力V
ld应符合下列规定：
1 单位梁长内a－a纵向受剪界面的计算纵向剪力：
2 单位梁长内b－b、c－c及d－d纵向受剪界面的计算纵向剪力：
Vld＝Vl (7．4．5-2) 式中：b
c——混凝土桥面板的有效宽度(mm)；
b
1、b
2——混凝土桥面板左右两侧在a－a界面以外的有效宽度(mm)，见图7．4．1；
V
l——形成组合作用之后，单位梁长的钢梁与混凝土桥面板的界面纵向剪力(N/mm)。
3 单位梁长的界面纵向剪力应按下列要求进行计算：
1)由竖向剪力引起的单位梁长的界面纵向剪力：
2)由预应力束集中锚固力、混凝土收缩变形或温差引起的纵向剪力：
预应力束在梁跨中间锚固，锚固点前后均传递纵向剪力：
预应力束在梁跨中间锚固，锚固点前(预应力作用区段)传递剪力或梁端部锚固：
式中：V
d——形成组合作用之后，作用于组合梁的竖向剪力(N)；
V
t——由预应力束集中锚固力、混凝土收缩变形或温差的初始效应在混凝土桥面板中产生的纵向剪力(N)；
S
oc——混凝土桥面板对组合截面中和轴的面积矩(mm
3)；
I
o——组合梁截面换算截面惯性矩(mm
4)；
l
cs——混凝土收缩变形或温差引起的纵向剪力计算传递长度(mm)，取主梁间距和主梁长度的1/10中的较小值。
7．4．6 单位长度内纵向界面受剪承载力设计值V
lRd应按下列公式计算，并应取两者的较小值：
式中：V
lRd——单位长度内纵向界面受剪承载力(N/mm)；
L
s——纵向受剪界面的长度，按图7．4．1所示的a－a、b－b、c－c及d－d连线在抗剪连接件以外的最短长度取值(mm)；
ƒ
td——混凝土轴心抗拉强度设计值，按本规范表3．1．4取值(MPa)；
ƒ
sd——横向钢筋的抗拉强度设计值(MPa)；
ƒ
cd——混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范表3．1．4取值(MPa)。
7．5 抗剪连接件的数量计算与布置
7．5 抗剪连接件的数量计算与布置
7．5．1 每个剪跨区段内抗剪连接件的数目n
f应满足下式要求：
nf≥Vs/Ncv (7．5．1) 式中：V
s——每个剪跨区段内钢梁与混凝土桥面板交界面的纵向剪力(N)；
N
c
v——单个连接件的抗剪承载力设计值(N)。
7．5．2 剪跨区的划分应以弯矩绝对值最大点及零弯矩点为界限逐段进行(图7．5．2)。
图7．5．2 连续梁剪跨区划分图
7．5．3 每个剪跨区段内钢梁与混凝土桥面板交界面的纵向剪力V
s应按下列方法确定：
1 位于正弯矩区段的剪跨：
Vs＝min{Asƒd，Acƒcd} (7．5．3-1) 式中：A
s——钢梁的截面面积(
mm²)；
ƒ
d——钢材的抗拉强度设计值(MPa)；
A
c——混凝土桥面板的截面面积(
mm²)；
ƒ
cd——混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)。
2 位于负弯矩区段的剪跨：
Vs＝Artƒsd (7．5．3-2) 式中：A
rt——负弯矩区混凝土桥面板有效宽度范围内的纵向钢筋截面面积(
mm²)；
ƒ
sd——钢筋抗拉强度设计值(MPa)。
3 当采用栓钉和槽钢抗剪件时，可将剪跨区m
2和m
3、m
4和m
5分别合并为一个区配置抗剪连接件(图7．5．2)，合并为一个区段后的纵向剪力应符合下列规定：
Vs＝Acƒcd＋Artƒsd (7．5．3-3) 7．5．4 位于负弯矩区段的抗剪连接件，其抗剪承载力设计值N
cv应乘以折减系数0．9(中间支座两侧)或0．8(悬臂部分)。
7．5．5 抗剪连接件可在对应的剪跨区段内均匀布置。当在此剪跨区段内有较大集中荷载作用时，应将连接件个数nf按剪力图面积比例分配后再各自均匀布置。
7．5．6 抗剪连接件在结合面端部的布置，应计入由于预应力束集中锚固力、混凝土收缩变形和温差引起的纵向剪力的叠加。单位梁长的界面纵向剪力应按本规范第7．4．5条的规定计算。
8 构造要求
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8．1 混凝土桥面板
8 构造要求
8．1 混凝土桥面板
8．1．1 混凝土桥面板板厚不宜小于180mm，根据需要可设计承托。当有承托时，应符合下列规定(图8．1．1)：
1 承托高度h
c2不宜大于混凝土桥面板厚度h
c1的1．5倍。
2 承托顶的宽度b
o不宜小于钢梁上翼缘宽度b
t与1．5倍承托高度h
c2之和。
3 承托边至抗剪连接件外侧的距离不得小于40mm。
4 承托外形轮廓应在由连接件根部起的45°角线的界限以外。
5 承托中横向钢筋的下部水平段应设置在距钢梁上翼缘50mm的范围之内；抗剪连接件抗掀起端底面高出横向钢筋的距离h
e不得小于30mm；横向钢筋间距不应大于4h
e，且不应大于600mm。
图8．1．1 组合梁的截面形式
8．1．2 钢-混凝土组合梁边梁混凝土桥面板的构造应符合下列规定(图8．1．2)：
1 有承托时，伸出长度不宜小于h
c2。
图8．1．2 边梁构造图
2 无承托时，应同时满足伸出钢梁中心线不小于150mm、伸出钢梁翼缘边不小于50mm的要求。
8．1．3 负弯矩区钢筋混凝土桥面板受拉钢筋截面配筋率不应小于1.5％。板下层钢筋截面积不宜小于截面总钢筋截面积的50％。
8．1．4 组合梁的梁端及连续组合梁中支点附近桥面板内，宜按下列要求设置承担混凝土收缩和温差应力的斜向分布钢筋(图8．1．4)：
图8．1．4 斜向分布钢筋布置图 1 设置范围宜为腹板间距的50％～100％。
2 钢筋的长度宜接近板的全宽，直径不宜小于16mm，间距不宜大于150mm。
3 宜布置在桥面板的截面中性轴附近。
4 钢筋的方向应与板的伸缩方向一致。
8．2 钢 梁
8．2 钢 梁
8．2．1 钢梁的翼板厚度不应小于16mm，腹板厚度不应小于12mm，所用填板厚度不应小于4mm。
8．2．2 与混凝土结合的钢梁上翼缘宽度不得小于250mm，并不应大于其厚度的24倍。上翼缘与腹板的焊接宜采用熔透T字角焊缝。
8．2．3 在梁的两端和跨中应布置横隔板或横撑架，其余横隔板或横撑架的布置位置宜根据受力分析确定。
8．3 抗剪连接件
8．3 抗剪连接件
8．3．1 抗剪连接件的设置应符合下列规定：
1 栓钉连接件钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面高出桥面板底部钢筋顶面不宜小于30mm。
2 连接件沿梁跨度方向的最大间距不宜大于混凝土桥面板(包括承托)厚度的4倍，且不应大于400mm。
3 连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边缘之间的距离不应小于30mm。
4 连接件的外侧边缘至混凝土桥面板边缘间的距离不应小于100mm。
5 连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。
8．3．2 栓钉连接件除应满足本规范第8．3．1条的要求外，尚应符合下列规定：
1 当栓钉位置不正对钢梁腹板时，如钢梁上翼缘承受拉力，则栓杆杆径不应大于钢梁上翼缘厚度的1．5倍；如钢梁上翼缘不承受拉力，则栓钉杆径不应大于钢梁上翼缘厚度的2．5倍。
2 栓钉长度不应小于其杆径的4倍，并不宜超过其杆径的6倍。
3 栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍；垂直于梁轴线方向的间距不应小于杆径的4倍；当栓钉间距较小时，应计入群钉效应。
8．3．3 开孔板连接件除应符合本规范第8．3．1条的要求外，尚应符合下列规定：
1 开孔间距应大于2．25倍开孔直径。
2 开孔板间距大于1．25倍开孔板高度时，开孔板连接件的抗剪承载力可按实际开孔数量乘以单孔承载力。
3 横向贯通钢筋直径不应大于开孔直径的1/2。
4 开孔板与钢梁之间的焊接应采用双面角焊缝。
8．3．4 槽钢连接件可采用Q235钢，截面不宜大于[12．6。
8．4 其他构造要求
8．4 其他构造要求
8．4．1 钢-混凝土组合桥梁应根据结构的特点，结合桥址处的环境条件，从结构整体的耐久性观点进行构造设计。
8．4．2 钢梁结合面在浇筑(或安装)混凝土桥面板前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土和其他杂物。
8．4．3 钢梁结合面边缘30mm范围内应进行防腐涂装。
8．4．4 当桥面板采用预制钢筋混凝土桥面板时，应采取措施使预制板与钢梁间密贴，满足防水要求。
附录A 组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩计算
附录A 组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩计算
A．0．1 组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩宜采用数值分析方法计算。
A．0．2 组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩可采用弹性约束压杆模型(图A．0．2)，按下列公式简化计算：
式中：M
cr——组合梁侧扭屈曲的弹性临界弯矩(N·mm)；
N
cr——等效弹性约束压杆的临界力(N)；
W
os——不考虑开裂混凝土的截面模量(mm
3)；
A
sb、A
sw——受压下翼缘和腹板的面积(
mm²)；
E
s——钢材弹性模量(MPa)；[sup]
I
sby——等效弹性约束压杆关于y轴的惯性矩(mm4[/sup])；
l
o——弹性约束压杆的计算长度(mm)；
l——弹性约束压杆的长度(mm)；
m——计算过程中无量纲数；
k
s——单位梁长的转动约束刚度(N/
mm²)；
I
w——单位宽度腹板出平面的截面惯性矩(mm)；
h
s——钢梁翼缘剪力中心间的距离(mm)；
t
w——钢梁腹板厚度(mm)；
b
sb、t
sb——钢梁下翼缘的宽度和厚度(mm)。
图A．0．2 弹性约束压杆模型
附录B 基于有效弹性模量的虚拟荷载法
附录B 基于有效弹性模量的虚拟荷载法
B．0．1 基于有效弹性模量的虚拟荷载法可用于计算混凝土徐变、收缩等引起的截面应力增量。
B．0．2 虚拟荷载法可按下列步骤计算：
1 假定钢梁与混凝土之间无连接，混凝土桥面板在温度、收缩等作用下产生自由形变ε
c。
2 根据混凝土桥面板的应变及有效弹性模量求解虚拟荷载P
o；将该虚拟荷载P
o反向施加于混凝土桥面板形心上，使混凝土桥面恢复形变ε
c。
3 恢复钢梁与混凝土桥面板之间的连接，释放P
o，求解截面应力。
4 将以上3个步骤的应力进行叠加。
B．0．3 组合截面各位置处的应力增量可按下列公式计算：
混凝土桥面板截面：
式中：P
o——虚拟荷载(N)，通过混凝土在作用(或荷载)效应下的应变求解；
M
o——虚拟荷载由于偏心产生的弯矩(N·mm)；
A
oL——换算截面面积(
mm²)；
I
oL——换算截面惯性矩(mm
4)；
y
c
oL——混凝土桥面板所求应力点至换算截面中和轴的距离(mm)；
y
s
oL——钢梁所求应力点至换算截面中和轴的距离(mm)。
B．0．4 虚拟荷载的确定应符合下列规定：
1 徐变引起的永久作用截面应力增量：
式中：y
oc——混凝土桥面板形心至换算中和轴的距离(mm)；
E
cgΦ——考虑徐变影响时永久作用的有效弹性模量(MPa)；
ε
o——组合梁混凝土桥面板形心处在to时刻的初应变；
n
L——钢与混凝土的有效弹性模量比；
n
o——钢与混凝土的弹性模量比；
(t，τ)——混凝土的徐变系数； ψ
L——永久作用的徐变因子，取1．1；
(t，t
o)——加载龄期为t
o，计算考虑龄期为t的混凝土徐变系数。徐变系数最终值可根据混凝土桥面板的加载龄期和理论厚度按本规范表6．2．3采用。
2 考虑徐变影响的收缩截面应力增量：
式中：E
csΦ——考虑徐变影响时混凝土收缩作用的有效弹性模量(MPa)；
ε
sh——混凝土的收缩应变；
ψ
L——混凝土收缩作用的徐变因子，取0．55。
3 温度作用的截面应力增量：
温度荷载作用下有效弹性模量比n
L取为n
o，即
式中：ψ
L——温度作用的徐变因子，取0。
1)整体升降温度：假定温度变化后组合梁的温度一致，约束应力增量仅为钢与混凝土之间由于膨胀率不同的变形差值。
2)矩形温差：即假定钢梁温度一致、混凝土结构温度一致。
3)梯形温差：梯度温度转换的虚拟荷载应按积分公式求解，并应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相关要求。
附录C 跨中未设置转向点的体外预应力组合梁挠度计算方法
附录C 跨中未设置转向点的体外预应力组合梁挠度计算方法
C．0．1 对于跨中无转向点的体外预应力组合梁的变形计算，以三折线形布筋形式为例(图C．0．1)，其跨中挠度可按下列公式计算：
式中：ƒ
e——矢高变化引起的组合梁跨中挠度(mm)；
△e——跨中矢高变化量(mm)；
ƒ
0、ƒ
s、ƒ
T和B计算方法见本规范第6．3节。
图C．0．1 均布荷载作用下简支组合梁的计算模型
1—混凝土桥面板；2—钢梁；3—换算截面中和轴；4—预应力筋；5—转向块；6—锚具
C．0．2 以三折线形布筋形式为例(图C．0．2)，矢高变化量△
e可按下式计算：
△e＝△1－Δ2 (C．0．2) 式中：Δ
1——跨中截面处组合梁的竖向位移(mm)，运用换算截面刚度按结构力学方法近似计算；
Δ
2——靠近跨中截面转向点的竖向位移(mm)，运用换算截面刚度按结构力学方法近似计算。
图C．0．2 跨中矢高变化计算示意图
1—变形前的预应力筋；2—变形后的预应力筋
附录D 开孔板连接件抗剪刚度计算方法
附录D 开孔板连接件抗剪刚度计算方法
D．0．1 当混凝土种类、开孔直径和横向贯通筋直径符合下列情况时，开孔板连接件抗剪刚度可按下列公式计算：
1 采用C50混凝土：
开孔直径为55mm，横向贯通钢筋采用
16的开孔板连接件抗剪刚度为：
开孔直径为45mm，横向贯通钢筋采用16的开孔板连接件抗剪刚度为：
开孔直径为55mm，横向贯通钢筋采用20的开孔板连接件抗剪刚度为：
开孔直径为35mm，横向贯通钢筋采用12的开孔板连接件抗剪刚度为：
4)
2 采用C40混凝土：
开孔直径为55mm，横向贯通钢筋采用16的开孔板连接件抗剪刚度为：
开孔直径为45mm，横向贯通钢筋采用16的开孔板连接件抗剪刚度为：
式中：K——开孔板连接件抗剪刚度(N/mm)。
D．0．2 当不符合本规范D．0．1条规定的情况时，开孔板连接件抗剪刚度的确定应优先选择试验的方法。当缺乏试验条件时，可按本规范第D．0．1条给出的公式确定。
本规范用词说明
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
引用标准名录
《碳素结构钢》GB/T 700
《桥梁用结构钢》GB/T 714
《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 1231
《钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋》GB 1499．1
《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》GB 1499．2
《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632
《碳钢焊条》GB 5117
《低合金钢焊条》GB 5118
《预应力混凝土用钢丝》GB/T 5223
《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224
《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433
《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T 20065
《城市桥梁设计规范》CJJ 11
《无粘结预应力钢绞线》JG 161
《公路桥涵设计通用规范》JTG D60
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62
