DB13/T 2466-2017 公路波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁设计与施工规范

ICS93.080

P66

DB13

河北省地方标准

DB13/T2466—2017

公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥

设计与施工规范

2017-03-29发布2017-06-01实施

河北省质量技术监督局发布

DB13/T2466—2017

目次

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

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

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

3术语和定义.........................................................................2

4总则...............................................................................5

5材料...............................................................................5

6结构分析...........................................................................6

7承载能力极限状态计算...............................................................8

8正常使用极限状态计算...............................................................9

9混凝土桥面板设计..................................................................10

10波形钢腹板设计...................................................................13

11抗剪连接件设计...................................................................17

12横梁、横隔板、转向块以及内衬混凝土设计...........................................24

13构造要求.........................................................................25

14波形钢腹板制造...................................................................30

15波形钢腹板现场安装...............................................................34

16抗剪连接件施工...................................................................36

17满堂支架现浇施工.................................................................38

18悬臂现浇施工.....................................................................39

19预制吊装施工.....................................................................42

20顶推施工.........................................................................43

21施工质量检验与验收...............................................................45

I

DB13/T2466—2017

前言

本标准按照GB/T1.1-2009的规则起草。

本标准由河北省交通运输厅提出。

本标准起草单位：河北省交通规划设计院、东南大学、邢台路桥建设总公司、河南大建桥梁钢构

股份有限公司。

本标准主要起草人：王国清、何勇海、赵文忠、朱冀军、雷伟、张国清、张梅钗、万水、尉红彬、

闫涛、李志聪、马骅、张建斌、张超、徐洪涛、高海涛、宋扬、赵晓辉、秦文香、苏立超、朱中华、

李宁、陈华利、郑会玺。

II

DB13/T2466—2017

公路波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁设计与施工规范

1范围

本标准规定了公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的材料、结构设计与分析、结构构造施工方

法以及质量检验与验收等内容。

本标准适用于各等级公路桥梁，城市道路桥梁可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是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/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副

GB/T3633钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件

GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉

GB/T14370预应力筋用锚具、夹具和连接器

GB/T18593熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装

GB50017钢结构设计规范

GB50153工程结构可靠性设计统一标准

GB50205钢结构工程施工质量验收规范

GB/T50283公路工程结构可靠度设计统一标准

GB/T50917钢-混凝土组合桥梁设计规范

GB50661钢结构焊接规范

JGJ92无粘结预应力混凝土结构技术规程

JTGB01公路工程技术标准

JTG/TB02-01公路桥梁抗震设计细则

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTG/TD60-01公路桥梁抗风设计规范

JTGD62公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTG/TJ22公路桥梁加固设计规范

JTG/TF50公路桥涵施工技术规范

JTGF80-1公路工程质量检验评定标准

1

DB13/T2466—2017

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

JT/T784组合结构桥梁用波形钢腹板

Q/CR9211铁路钢桥制造规范

TB/T1527铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件

JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

波形钢腹板预应力混凝土组合梁prestressedconcretecompositegirderwithcorrugated

steelwebs

由预应力混凝土顶底板与波形钢腹板通过抗剪连接件组合而成能共同受力的钢-混凝土组合梁（图

1）。

混凝土顶板

波形钢腹板

体内预应力筋

横隔板

波形钢腹板

体外预应力筋

混凝土底板

体内预应力筋

图1波形钢腹板预应力混凝土组合梁示意图

3.2

波形钢腹板corrugatedsteelweb

被加工成波折或波纹形状，作为箱梁或工字梁腹板构造的钢板（图2）。

弯折半径

斜板段长度

波高

厚度

直板段长度

斜板段投影长度

波长

图2波形钢腹板形状示意图

3.3

局部屈曲localbuckling

2

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波形钢腹板在一个平板条内（折痕与折痕之间）的屈曲（图3-a）。

3.4

整体屈曲globalbuckling

波形钢腹板整体的屈曲（图3-b）。

3.5

组合屈曲Interactivebuckling

局部屈曲与整体屈曲复合形成的屈曲形式（图3-c）。

a)局部屈曲模式b)整体屈曲模式c)组合屈曲模式

图3波形钢腹板屈曲示意图

3.6

角隅弯矩cornermoment

恒载与活载作用下，在波形钢腹板与组合箱梁顶板、底板连接部产生的腹板面内的嵌固弯矩。

3.7

抗剪连接件Shearconnector

用于连接波形钢腹板与混凝土顶底板并传递两者之间的纵向剪力、横向弯矩，抵抗两者相对滑移、

竖向分离，保证两者共同工作的部件，俗称剪力键(图4)。

开孔钢板开孔钢板

栓钉

贯穿钢筋

贯穿钢筋

翼缘板翼缘板

波形钢腹板波形钢腹板

a)单开孔钢板+栓钉连接件b)双开孔钢板连接件

3

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翼缘板

U形钢筋贯穿钢筋

角钢

贯穿钢筋

接合钢筋波形钢腹板

波形钢腹板

c)角钢连接件d)嵌入型连接件

图4波形钢腹板与混凝土顶、底板常用的连接方式

3.8

翼缘型连接件flangeshearconnector

在波形钢腹板上下端焊接翼缘板，再在其上安装栓钉、销孔角钢或开孔板混凝土销等，使混凝土

与波形钢腹板共同受力的连接件。

a)单开孔钢板+栓钉连接件singlePBLandstudsshearconnector

通过开孔钢板与栓钉连接件使混凝土与波形钢腹板共同受力的连接件(图4-a)；

b)双开孔钢板连接件twinPBLshearconnector

通过两块开孔钢板与孔内横向贯穿钢筋使混凝土与波形钢腹板共同受力的连接件(图4-b)；

c)角钢连接件angleplateshearconnector

通过焊接在钢翼缘板上的角钢、U形钢筋、纵向贯穿钢筋使混凝土与波形钢腹板共同受力的连接件

(图4-c)。

3.9

嵌入型连接件embeddedshearconnector

在波形钢腹板上焊接纵向接合钢筋、开孔设横向贯穿钢筋并埋入混凝土中，使其与混凝土共同受

力的连接件(图4-d)。

3.10

混凝土剪力销concreteshearpins

把混凝土注入开孔的钢板，使孔中填充的混凝土形成的圆柱体与横向贯穿钢筋共同起作用而形成

的抗剪连接件。

3.11

贯穿钢筋steelbarthroughpin-hole

穿过开孔钢板销孔的钢筋，分纵向和横向两种。

3.12

内衬混凝土innerliningconcrete

波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥在墩顶附近一定范围内，在波形钢腹板内侧设置的混凝土。

4

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4总则

4.1为规范公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的应用与发展，使其符合安全可靠、适用耐久、技

术先进、经济合理、节能环保的要求，制定本规范。

4.2本规范按照国家标准GB/T50283、GB50153规定的设计原则，采用以概率理论为基础的极限状

态设计方法（疲劳设计除外），按分项系数的表达式进行设计。

4.3本规范采用的设计基准期为100年。

4.4波形钢腹板预应力混凝土组合梁可用于梁桥、斜拉桥等结构体系。

4.5除常规梁式桥外，其它结构类型的波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥在进行结构分析、设计、施

工之前，宜进行必要的试验和研究，以确定相关设计模式和施工工艺。

4.6波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的抗风设计应依据JTG/TD60-01等相关规范进行。

4.7波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的抗震设计应依据JTG/TB02-01等相关规范进行。

4.8波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥应根据其所处环境条件和设计使用年限要求进行耐久性设计

且应符合现行国家标准及行业标准的有关规定。

4.9公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的设计与施工除应符合本规范的规定外，尚应符合现行国

家和行业有关标准的规定。

5材料

5.1基本要求

波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥中所使用的材料性能应符合现行的国家标准和行业标准的规

定。

5.2混凝土

5.2.1混凝土的材料参数应按JTGD62的有关规定执行。

5.2.2波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥上部结构的混凝土强度等级不应低于C40。

5.3普通钢筋与预应力筋

波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥所用的普通钢筋与预应力筋应按JTGD62的规定采用。

5.4钢材

5.4.1结构钢材要满足强度、塑性、韧性和可焊性的要求，选用时应综合考虑结构的重要性、荷载特

征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度及工作环境等因素。

5.4.2波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥用的钢材宜采用质量等级C级或以上级别的碳素结构钢、低

合金高强度结构钢或桥梁用结构钢，其质量要求应符合GB/T700、GB/T1591和GB/T714的规定，钢

材的强度设计值和物理特性指标按GB50917规定执行。

5.4.3波形钢腹板及其连接件焊接材料的选用应与主体钢材相匹配。

5

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5.4.4焊缝强度设计值应按GB50017规定执行。

5.4.5高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1231、GB/T3632、GB/T3633的规定。

5.4.6栓钉连接件的材料应符合GB/T10433的规定。

6结构分析

6.1一般规定

6.1.1波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥应按以下基本假定进行结构分析：

a)波形钢腹板与混凝土顶、底板共同工作，不会发生相对滑移或剪切连接破坏；

b)波形钢腹板不承受轴向力，纵向弯曲时忽略波形钢腹板的纵向弯曲作用，弯矩仅由混凝土顶、

底板构成的截面承担；

c)组合梁纵向弯曲时符合平截面假定；

d)剪力由波形钢腹板承担且剪应力沿波形钢腹板高度方向均匀分布。

6.1.2结构分析计算模型应基于波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥构造、受力作用、边界条件等做适

当等效模拟，结构模型应反映桥梁的实际受力情况。

6.1.3波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥设计计算中采用的作用及作用效应组合应按JTGD60执行。

6.2整体计算

6.2.1波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥一般用于线性分析的刚度计算截面(如图5a所示)。主梁弯

曲、轴向刚度仅以混凝土顶底板组成的有效截面进行计算(如图5b所示)，剪切刚度则仅以波形钢腹板

有效截面进行计算(如图5c)所示)。而计算单元、边界条件和荷载的施加等可参考普通预应力混凝土

桥梁。

混凝土顶板混凝土顶板

中性轴

波形钢腹板波形钢腹板

混凝土顶板混凝土顶板

a）设计截面b）弯曲、轴向刚度计算截面c）剪切刚度计算截面

图5波形钢腹板预应力混凝土组合梁有效截面示意图

6.2.2单箱单室波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的扭转惯性矩可按式(1)计算。对于双室或多室截

面，可仅考虑最外侧的波形钢腹板按单箱单室截面计算扭转刚度。

2

4Am

Jt........................................(1)

hbhb

mmmm

nt1t1nt1t1

s31s42

式中：

——扭转惯性矩(mm4)；

Jt

6

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2

Am——箱梁薄壁中心线所围面积(mm)，Amhmbm，hm为顶板与底板中心线之间的距离(mm)；

bm(b1b2)/2，其中b1、b2分别为顶、底板处波形钢腹板中心线之间的距离(mm)(图6)；

ns——钢材与混凝土的剪切模量比，nscG/G；

ti——箱梁横截面各部件的厚度(mm)；

——修正系数，0.4hbmm/0.060，且当hbmm/0.2时，0。

b1

t1

t

hmbm4

b3b4

t3

t2b

2

图6波形钢腹板组合梁桥扭转惯性矩计算图

6.3截面内力计算

6.3.1在验算波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥温度内力时，可只考虑混凝土顶、底板温度变化的影

响。

6.3.2波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的冲击系数要根据桥梁结构基频按照JTGD60的相关公式进

行计算。

6.4横向分析

6.4.1横向分析包括横隔板、桥面板、底板及波形钢腹板与混凝土顶、底板连接的横向抗弯分析。

6.4.2根据不同要求，波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的横向分析可采用平面框架模型或三维有限

元模型。对于桥面板跨径超过6m的箱形截面以及单箱多室截面的横向分析应采用三维有限元模型进行

分析。

6.4.3用平面框架模型进行分析时，可将横截面简化成由顶底板与腹板组成的箱梁框架计算模型进行

受力计算，波形钢腹板与顶底板结合部做刚接处理，将波形钢腹板的重心间距视为腹板间距。

6.4.4平面框架分析中，波形钢腹板的等效单位长度横向抗弯刚度Dx可按式(2)计算：

..................................................................................(2)

DxxEI

式中：

——等效单位长度横向抗弯刚度(N²mm2/mm)；

Dx

E——波形钢腹板的弹性模量(MPa)；

I4

x——单位长度波形钢腹板绕纵桥向的惯性矩(mm/mm)，按式(32)计算。

6.4.5车辆作用的横向内力计算可按以下步骤进行：

a)确定所需计算的截面，进行车辆最不利纵横向布置；

7

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b)确定板的有效分布宽度：将箱梁外伸悬臂板视作固支悬臂板；将中部顶板视作简支于两腹板

的简支板；根据JTGD62中的规定确定车轮荷载在板上的有效分布宽度；

c)根据有效宽度范围，得出截面沿纵向单位箱梁上的作用荷载；

d)应用平面杆系有限元程序进行箱梁横向内力计算，将顶板中点的弯矩值乘以1.1进行修正（其

余弯矩值保持不变）。

6.4.6横隔板、桥面板、底板等各截面的极限承载力、抗裂、变形、应力等内容应满足JTGD62的相

关要求。

7承载能力极限状态计算

7.1一般规定

7.1.1波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的体内、体外预应力钢筋应作为抗拉钢筋来进行截面抗力

计算，其中体外预应力钢筋的极限应力设计值应采用有效预应力但不超过材料强度设计值。

7.1.2弯桥采用波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁时，应对其抗扭性能进行验算，并保证其抗扭承载

力满足设计要求。

7.1.3当弯桥和独墩桥采用波形钢腹板预应力混凝土组合梁时，应进行上部结构抗倾覆计算，同时在

作用效应的标准组合下，单向受压支座不应处于脱空状态。

7.1.4波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥按承载能力极限状态进行验算时，作用的效应(其中汽车荷

载应计入冲击系数）应采用其作用基本组合的效应设计值；结构材料性能应采用其强度设计值。

7.2承载能力极限状态验算

7.2.1波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的正截面抗弯承载力验算应按JTGD62的规定执行。

7.2.2波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的波形钢腹板抗剪承载力验算应按本规范10.2条的规定执

行。

7.2.3波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥抗剪连接件的承载力验算应按本规范11.2条的规定执行。

7.2.4波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的体内、体外预应力束应作为抗拉钢筋来进行截面抗力计

算，体外预应力钢筋的极限应力设计值应按照式(3)和式(4)计算：

(3)

pupe.................................................................................

(4)

pufpd..................................................................................

式中：

pu——体外预应力钢筋的极限设计值(MPa)；

pe——体外预应力钢筋的有效预应力(MPa)；

f

pd——预应力束的抗拉屈服强度(MPa)。

7.2.5体外预应力束的转向块的抗拉和抗剪承载力计算应按本规范12.2.2条进行。

8

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7.2.6组合腹板段内衬混凝土的斜截面抗剪承载力验算应按JTGD62的规定进行，同时应考虑波形钢

腹板对抗剪承载力的贡献。

7.2.7波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥可按(5)式进行上部结构抗倾覆验算：

rqfSskSbk...............................................................................(5)

式中：

rqf——抗倾覆稳定系数，不应小于2.5；

——不平衡作用效应的标准组合；

Ssk

——平衡作用效应的标准组合。

Sbk

抗倾覆验算的汽车荷载及其组合应符合下列规定：

a)验算倾覆稳定的汽车荷载应采用JTGD60的车道荷载，集中荷载标准值应乘以1.2的系数；

b)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；

c)汽车荷载应计入冲击作用；

d)应计入风荷载与汽车荷载的共同作用，风荷载应按JTG-TD60-01的规定进行计算。

8正常使用极限状态计算

8.1一般规定

8.1.1正常使用极限状态下，应考虑采用作用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合或短期效应

组合并考虑长期效应组合的影响。对波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的混凝土顶、底板的抗裂和挠

度进行验算，汽车荷载可不计冲击系数。

8.1.2正常使用极限状态下，应对波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥使用阶段的顶、底板的法向应力

和预应力筋的拉应力进行计算。计算时作用（或荷载）取其标准值，汽车荷载效应考虑冲击系数。

8.2正常使用极限状态验算

8.2.1波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥体内预应力筋的张拉控制应力及预应力损失按JTGD62的规

定执行。

8.2.2波形钢腹板正常使用极限状态剪切应力验算应按本规范10.2.6条的规定执行。

8.2.3对于斜、弯波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥，应根据JTGD62的规定进行箱梁顶、底板的斜

截面抗裂验算，验算箱梁顶、底板斜截面主拉应力时应计入扭转剪应力的作用，扭转剪应力应采用作

用效应的标准组合。

8.2.4组合腹板段内衬混凝土的斜截面抗裂验算应按JTGD62中的规定进行。

8.2.5波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥的挠度验算可根据6.2.1条规定的刚度计算截面用结构力

学的方法进行计算，且应符合JTGD62中规定。计算中应考虑波形钢腹板剪切变形对挠度的影响，波

形钢腹板因剪切变形产生的挠度按式(6)～(8)计算。

kVV

vidx……………………（6）

τ

GAw

9

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Awhwtw……………………（7）

iwhh/……………………（8）

式中：

τ——波形钢腹板因剪切变形产生的挠度(mm)；

kv——剪切修正系数，可取kv=1；

V——由荷载产生的剪力设计值(N)；

——波形钢腹板的剪切分担率；

i

V——由单位荷载产生的剪力；

G——波形钢腹板的剪切模量(MPa)；

2

Aw——波形钢腹板的有效剪切面积(mm)；

hw——波形钢腹板的高度(mm)；

tw——波形钢腹板的厚度(mm)；

——波形钢腹板形状系数，=(awbw)/(awcw)；

aw——波形钢腹板直板段长度(mm)；

bw——波形钢腹板斜板段投影长度(mm)；

cw——波形钢腹板斜板段长度(mm)；

h——组合梁高度(mm)。

8.2.6波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥顶、底板混凝土的压应力及预应力钢筋的拉应力计算应按

JTGD62中规定进行。

8.2.7波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥在施工阶段的变形验算应按JTGD62中有关规定进行。

9混凝土桥面板设计

9.1一般规定

9.1.1波形钢腹板预应力混凝土组合梁的桥面板必须充分考虑波形钢腹板的力学特性进行设计。

9.1.2桥面板的构造要求应符合GB50917的有关规定。

9.1.3桥面板设置承托时，其外形尺寸及构造(图7)应符合下列规定：

a)当承托高度在80mm以上时，应在承托底侧布置横向加强钢筋；

b)承托边至连接件外侧的距离不得小于40mm，承托外形轮廓应在由最外侧连接件根部起的45°

角线的界限以外；

c)承托中横向钢筋下部水平段距连接件上翼缘应小于50mm，剪力连接件抗掀起端底面高出横向

钢筋的距离he0不得小于30mm，横向钢筋间距不应大于4he0且不应大于300mm。

10

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he030

50

45o

40

图7桥面板承托构造图

9.2桥面板的设计弯矩

9.2.1由活载产生的弯矩原则上应考虑桥面板的支撑状态、形状、荷载状况，根据薄板理论进行计算。

9.2.2由恒载产生的弯矩，可以将箱梁看作是考虑其各部件厚度变化的由波形钢腹板、混凝土顶底板

组成的箱形框架来计算。计算中应考虑混凝土桥面板预应力束产生的超静定力的影响（二次弯矩）。

9.2.3桥面板横向弯矩的计算应满足本规范6.4节的要求。

9.3桥面板纵向抗剪计算

9.3.1波形钢腹板预应力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8所示的

纵向受剪界面a-a、b-b、c-c及d-d。

be

bebe

b2b0b1

b2b0b1b2b0b1

AtAtAt

aAbha

aAbh

cc

Abaa

abbAbAb

dd

2

At——混凝土桥面板顶部附近单位长度内钢筋面积的总和（mm）；Ab——混凝土桥面板底部单位长度内钢筋面积

22

的总和（mm）；Abh——承托底部单位长度内钢筋面积的总和（mm）。

图8混凝土翼板纵向受剪控制界面

9.3.2单位长度混凝土桥面板内横向钢筋总面积应满足式(9)要求：

Aefsd/Ls0.8...........................................................................(9)

式中：

2

Ae——单位长度混凝土桥面板内横向钢筋总面积（mm/mm），按图8和表1取值；

fsd——横向钢筋的抗拉强度设计值（MPa）；

Ls——桥面板纵向受剪界面的长度（mm），按图8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；

0.8——系数（MPa）。

11

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