DB14/T 2913-2023 公路钢混组合结构桥梁设计规程

ICS93.040

CCSP28

14

山西省地方标准

DB14/T2913—2023

公路钢混组合结构桥梁设计规程

2023-12-04发布2024-04-05实施

山西省市场监督管理局  发布

DB14/T2913—2023

目次

前言..................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和符号..........................................................................2

3.1术语............................................................................2

3.2符号............................................................................2

4材料................................................................................4

5总体设计............................................................................4

5.1设计原则........................................................................4

5.2结构形式........................................................................5

5.3负弯矩区设计....................................................................7

6构造设计...........................................................................10

6.1钢梁...........................................................................10

6.2桥面板.........................................................................10

6.3剪力连接件.....................................................................12

7钢混组合梁计算.....................................................................13

7.1基本规定.......................................................................13

7.2强度计算.......................................................................14

7.3稳定计算.......................................................................14

7.4疲劳计算.......................................................................16

7.5变形计算.......................................................................16

7.6裂缝宽度计算...................................................................17

7.7桥面板抗剪计算.................................................................17

7.8连接件计算.....................................................................19

8耐久性设计.........................................................................20

8.1一般规定.......................................................................20

8.2钢梁耐久性设计.................................................................21

8.3钢混结合面耐久性设计...........................................................21

8.4混凝土板耐久性设计.............................................................21

附录A（规范性）焊接接头疲劳计算.....................................................22

I

DB14/T2913—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由山西省交通运输厅提出、组织实施和监督检查。

山西省市场监督管理局对标准的组织实施情况进行监督检查。

本文件由山西省交通运输标准化技术委员会（SXS/TC37）归口。

本文件起草单位：山西交科公路勘察设计院有限公司、山西省交通规划勘察设计院有限公司、中铁

建投山西高速公路有限公司。

本文件主要起草人：王彬、季建东、邓洪宗、宋曰建、李晓燕、贾旭东、韩锋、庞新刚、傅卯生、

臧博、王峰、张海君、常欣昱、侯云强、张雪峰。

II

DB14/T2913—2023

公路钢混组合结构桥梁设计规程

1范围

本文件规定了公路钢混组合结构桥梁的术语与符号、材料、构造、结构计算等相关内容。

本文件适用于山西省各等级新建、改扩建公路钢混组合结构桥梁的设计，同类城市桥梁可参照执行。

采用本文件进行公路钢混组合桥梁的设计时，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T700碳素结构钢

GB/T714桥梁用结构钢

GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓

GB/T1229钢结构用高强度大六角头螺母

GB/T1230钢结构用高强度垫圈

GB/T1231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/T1591低合金高强度结构钢

GB/T4171耐候结构钢

GB/T5117碳钢焊条

GB/T5118低合金钢焊条

GB/T5293埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂

GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝

GB/T10433电弧螺栓焊用圆柱头焊钉

GB50017钢结构设计标准

GB50205钢结构工程施工质量验收规范

GB50917钢-混凝土组合桥梁设计规范

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTGB01公路工程技术标准

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG/T4公路桥梁板式橡胶支座

JTG/T3650公路桥涵施工技术规范

JTG/T3651公路钢结构桥梁制造和安装施工规范

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

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3术语、定义和符号

3.1术语和定义

3.1.1

钢混组合梁

由外露钢梁与混凝土板通过剪力连接件形成整体并在横截面内能够共同受力的梁。

3.1.2

双层结合钢混组合梁

钢梁上翼缘与下翼缘均与混凝土板通过剪力连接件组合成整体截面共同受力的组合梁。

3.1.3

剪力连接件

将钢梁与混凝土两种材料连接在一起共同受力的构件，本规程简称连接件。

3.1.4

槽形钢箱组合梁

钢混组合梁外露钢梁由翼缘板、腹板、底板、横隔系及加劲肋等通过焊接组成开口钢箱梁，钢梁翼

缘板焊接剪力连接件与混凝土板组合。

3.1.5

闭口钢箱组合梁

钢混组合梁外露钢梁由顶板、腹板、底板、横隔系及加劲肋等通过全焊接组成封闭的钢箱梁，钢梁

翼缘板焊接剪力连接件与混凝土板组合。

3.1.6

叠合板桥面板

钢混组合梁外露钢梁上先铺设一层较薄的预制板，后在预制板上现浇混凝土叠合层形成的混凝土桥

面板。

3.1.7

未开裂截面刚度

钢混组合梁截面刚度由有效宽度范围内的钢梁和混凝土板共同贡献。

3.1.8

开裂截面刚度

负弯矩区钢混组合梁截面刚度仅计有效宽度范围内的钢梁和钢筋作用，不计混凝土的抗拉贡献。

3.2符号

3.2.1材料力学性能符号

Ec——混凝土的弹性模量；

Es——普通钢筋的弹性模量；

fck、fcd——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；

fctm——混凝土抗拉强度平均值；

fd——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；

fsd——普通钢筋抗拉强度设计值；

ftd——混凝土轴心抗拉强度设计值；

fvd——钢材的抗剪强度设计值。

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3.2.2作用和作用效应的有关符号

Vb——单个剪力槽孔内集束式焊钉承载力设计值；

Vq——形成组合截面后作用于组合梁上的可变荷载产生的竖向剪力设计值；

V1Rd——单位长度内混凝土板纵向抗剪承载力；

σEd——钢混组合梁混凝土板整体分析与局部分析组合效应；

σglob,d——混凝土板整体受力分析效应；

σloc,d——混凝土板局部受力分析效应；

σss——混凝土桥面板钢筋纵向拉应力；

Δσs——开裂混凝土的拉伸硬化效应引起的附加应力。

3.2.3几何参数相关符号

Acr——开裂截面面积；

’

Acr——由纵向普通钢筋、预应力钢筋与钢梁形成组合截面的面积；

Icr——混凝土板开裂截面惯性矩；

’

Icr——由纵向普通钢筋、预应力钢筋与钢梁形成的组合截面的惯性矩；

I0——不考虑荷载长期效应组合梁换算截面惯性矩；

I1——考虑荷载长期效应组合梁换算截面惯性矩；

S0——不考虑荷载长期效应混凝土板对组合截面中性轴的面积矩；

S1——考虑荷载长期效应混凝土板对组合截面中性轴的面积矩；

ay——集中荷载沿梁跨度方向的支撑长度；

dk——预制混凝土板剪力槽纵向间距；

dss——焊钉连接件杆的直径；

hy——钢梁翼缘板厚度；

kss——剪力连接件的抗剪刚度；

lc——槽钢连接件的长度；

ld——焊钉连接件的纵向间距；

lz——集中荷载在腹板翼缘纵向假定分布长度；

slim——正常使用极限状态下结合面的滑移限值；

smax——正常使用极限状态下结合面的最大滑移值；

t1——槽钢连接件翼缘平均厚度；

t2——槽钢连接件腹板厚度。

3.2.4计算系数及其他有关符号

β——强度增大系数；

κσ——弯曲正应力作用下腹板屈曲系数；

κτ——剪应力作用下腹板屈曲系数；

vB——腹板板件局部稳定安全系数；

ϕ——钢梁腹板法向应力比值；

ψ——组合系数；

ω——刚度系数。

3

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4材料

4.1钢-混凝土组合梁的主要受力构件中混凝土强度等级不应低于C40。

注：高性能混凝土的应用是钢混组合结构桥梁发展的重要方向，合理使用高性能混凝土可以有效提高结构的受力性

能和耐久性，对于有必要采用高性能混凝土的组合结构桥梁，其材料技术指标经过论证，可以突破本条规定。

4.2预制桥面板剪力连接件预留孔及后浇湿接缝材料应采用补偿收缩混凝土，强度等级不低于预制桥

面板的混凝土强度等级。

4.3混凝土、普通钢筋及预应力钢筋的相关设计指标应符合JTG3362的规定。

4.4根据结构形式、受力状态及环境条件合理选择钢材，相关设计指标应符合JTGD64、GB/T714、

GB/T4171、GB/T1591、GB/T700的规定。

注：钢混组合结构桥梁推荐采用桥梁用结构钢，在环境条件恶劣的情况下，推荐采用耐候钢。

4.5钢混组合梁设置的圆柱头焊钉剪力连接件相关设计指标应符合GB/T10433中的规定。

4.6钢材焊接和栓接材料应与主体相匹配，相关设计参数应符合JTGD64的规定。

4.7预制桥面板与钢梁结合面两侧应采用橡胶条密封，橡胶条宜采用天然橡胶，其力学性能指标应满

足表1的规定。

表1橡胶密封条力学性能指标

技术指标检验方法技术要求

硬度（IRHD）GB/T603160±5

拉伸强度（MPa）≥18

GB/T528

拉断伸长率（%）≥400

脆性温度（℃）GB/T1682≤50

恒定压缩永久变形（%）（70℃，24h）GB/T7759.1≤20

耐臭氧老化（20%伸长，40℃，24h）GB/T7762无龟裂

刚度变化（IRHD）-5~+10

热空气老化试验

拉伸强度（%）GB/T3512≤15

（70℃，168h）

拉断伸长（%）≤20

5总体设计

5.1设计原则

5.1.1公路钢混组合结构桥梁的设计基准期为100年。

5.1.2公路钢混组合结构桥梁设计应结合建设条件，综合考虑结构受力、架设方案、工程造价、安全

性、耐久性、运营养护等因素合理确定结构形式、桥跨布置及截面构造。

5.1.3钢混组合梁桥一般由钢梁、横向联结系（横隔板）、混凝土桥面板、剪力连接件等部分组成。

钢混组合梁的钢梁可采用工字形钢梁、槽形（开口）钢箱梁及闭口钢箱梁，混凝土桥面板可采用预制桥

面板、现浇桥面板或叠合板桥面板，闭口钢箱组合梁部分宜采用现浇桥面板，剪力连接件可采用圆柱头

焊钉、开孔钢板及槽钢。

4

DB14/T2913—2023

图1钢混组合梁构造示意图

5.1.4钢混组合梁构造尺寸应保证具有合理的抗弯、抗扭刚度，梁截面中性轴宜位于钢梁截面范围内。

5.2结构形式

5.2.1跨径布置

公路工字钢组合梁桥适用跨径通常在30m~70m范围内，等跨径布置时宜采用30m~50m标准化设计，

非标准化设计时边中跨比宜为0.6~0.8；跨径大于70m组合梁的钢梁宜采用槽形或闭口钢箱梁，边中跨比

宜为0.6~0.8。

5.2.2立面布置

简支工字钢组合梁桥高跨比约为1/22~1/24；连续等高度工字钢组合梁桥高跨比约为1/24~1/28，

跨径大于50m取小值，跨径30m左右时取大值，变截面支点高跨比约为1/22~1/24，跨中约为1/34~1/36。

简支钢箱组合梁桥高跨比约为1/20~1/24；连续等高度钢箱组合梁桥高跨比约为1/16~1/25，变高

度钢箱组合梁支点高跨比约为1/15~1/23、跨中约为1/32~1/45。

当钢梁与混凝土板结合采用有支撑施工时，梁的高跨比取小值，采用无支撑施工时取大值。

5.2.3横断面结构形式

5.2.3.1双工字钢组合梁一般用于桥面宽度低于13m的桥梁，双工字钢腹板间距约为0.55倍的桥面宽

度；当桥面宽度较大、结构高度受限或避免桥面板设置横向预应力时可采用横向多工字钢组合梁结构形

式，悬臂长度不宜大于2m，钢梁横向宜等间距布置。

图2双工字钢组合梁断面图3横向多工字钢组合梁断面

5.2.3.2钢箱组合梁根据钢梁顶板是否开孔分为开口钢箱梁（槽型钢梁）和闭口钢箱梁两种结构形式，

根据施工过程钢梁受力需求进行选择；横断面可分为单箱单室、单箱多室及横向长悬臂截面等形式；单

箱单室组合梁适用于桥面板宽度小于20m，钢箱梁顶板宽度约为0.5倍的桥面宽度；桥面宽度大于20m

时可采用单箱多室或大悬臂+斜撑截面形式，其中大悬臂钢梁顶板宽度约为1/3倍的桥面宽度。

5

DB14/T2913—2023

图4单箱单室钢混组合梁断面

图5单箱多室钢混组合梁断面

图6横向长悬臂钢混组合梁断面

5.2.4横向连接系

5.2.4.1横向布置多片钢混组合梁时，支撑处必须设置端横梁，跨内横向连接系一般等间距布置，常

用纵向间距4m~8m，当横向连接系上缘与桥面板结合时取小值，反之取大值。斜交角度较小时（小于20°），

横向连接系沿支座方向布置；斜交角度较大时，横向连接系与主梁宜正交布置。

图7横向连接系斜交布置示意图图8横向连接系正交布置示意图

5.2.4.2钢箱组合梁横向连接系一般由实腹式横隔板和框架式横隔板组成，支撑处必须设置实腹式横

隔板。框架式横隔板一般由顶板横向加劲肋（闭口钢箱）、腹板竖向加劲肋、底板横向加劲肋及加劲斜

撑组成，沿纵向等间距布置，直线段不宜大于6m，曲线段由计算确定。当平面曲率较大、扭转效应突

出时，可采用实腹式横隔板替代。

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DB14/T2913—2023

5.2.5桥面板

5.2.5.1钢混组合梁混凝土桥面板根据施工方法、结构形式及组合方式可采用现浇桥面板、预制桥面

板和叠合板桥面板，桥面板的选用根据受力状况、施工条件及工程造价等综合确定。

图9叠合板组合梁构造图