DB33/T 856-2012 特大跨径钢箱梁悬索桥设计指南

ICS93.040

P28

DB33

浙江省地方标准

DB33/T856—2012

特大跨径钢箱梁悬索桥设计指南

Guidelinesforlongspansteelboxgirdersuspensionbridge

2012-03-09发布2012-04-09实施

浙江省质量技术监督局发布

DB33/T856—2012

目次

前言...............................................................................III

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

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

3术语、符号........................................................................2

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

3.2符号..........................................................................3

4材料..............................................................................6

4.1混凝土........................................................................6

4.2普通钢筋及预应力筋............................................................6

4.3高强度钢丝及钢丝绳............................................................6

4.4结构用钢材....................................................................7

4.5其他..........................................................................7

5作用..............................................................................7

5.1一般规定......................................................................7

5.2各类作用......................................................................7

5.3作用效应组合..................................................................8

6总体设计及计算....................................................................8

6.1一般规定......................................................................9

6.2抗风设计......................................................................9

6.3抗震设计.....................................................................10

6.4总体计算.....................................................................11

7桥塔.............................................................................12

7.1一般规定.....................................................................12

7.2结构型式.....................................................................12

7.3结构计算.....................................................................12

7.4构造要求.....................................................................12

7.5附属设施.....................................................................13

8锚碇.............................................................................13

8.1一般规定.....................................................................13

8.2结构型式.....................................................................13

8.3结构计算.....................................................................13

8.4构造要求.....................................................................14

8.5附属设施.....................................................................14

9缆索系统.........................................................................14

I

DB33/T856—2012

9.1主缆..........................................................................15

9.2吊索..........................................................................17

9.3索夹..........................................................................18

9.4索鞍..........................................................................23

10钢箱梁...........................................................................30

10.1结构型式.....................................................................31

10.2结构计算.....................................................................31

10.3构造要求.....................................................................31

10.4附属设施.....................................................................32

10.5其他.........................................................................32

11约束系统及伸缩装置...............................................................32

11.1结构约束体系.................................................................32

11.2支座的设计与选型（竖向、横向支座）...........................................33

11.3伸缩装置的设计与选型.........................................................33

附录A（规范性附录）抗风设计.......................................................34

II

DB33/T856—2012

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》给出的规则进行

起草。

本标准由浙江省交通运输厅提出并归口。

本标准起草单位：浙江省舟山连岛工程建设指挥部、中交公路规划设计院有限公司、中国铁道科学

研究院。

本标准主要起草人：宋晖、许宏亮、王武刚、张克、徐军、刘波、唐茂林、王晓冬、常志军、曾宇、

刘晓光、张玉玲、田越、陶晓燕。

III

DB33/T856—2012

特大跨径钢箱梁悬索桥设计指南

1范围

本标准规定了跨径1500m~2000m之间的双塔钢箱梁悬索桥材料、作用、总体设计及计算、桥塔、

锚碇、缆索系统、钢箱梁和约束系统及伸缩装置等方面的内容。

本标准适用于跨径1500m~2000m的双塔钢箱梁悬索桥设计，跨径1000m~1500m的双塔钢箱

梁悬索桥设计可参照使用。

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，仅所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/T467阴极铜

GB/T470锌碇

GB/T699优质碳素结构钢

GB700碳素结构钢

GB711优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带

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/T3077合金结构钢

GB3274碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和钢带

GB/T5313厚度方向性能钢板

GB7659焊接结构用碳素钢铸件

GB/T9919钢丝绳

GB9945造船用球扁钢

GB11352一般工程用铸造碳钢件

GB/T17101桥梁缆索用热镀锌钢丝

JTG/TB02-01-2008公路桥梁抗震设计细则

JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范

JTG/TD60-01-2004公路桥梁抗风设计规范

JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTGD63-2007公路桥涵地基与基础设计规范

JTJ025-86公路桥涵钢结构及木结构设计规范

JT/T395悬索桥预制主缆丝股技术条件

1

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JT/T449公路悬索桥吊索

YB/T036.3铸钢件

3术语、符号

3.1术语

3.1.1

悬索桥suspensionbridge

利用主缆及吊索作为加劲梁的悬挂体系，将荷载作用传递到桥塔、锚碇的桥梁

3.1.2

桥塔pylon

用以支承主缆并将荷载通过基础传递给地基的结构

3.1.3

锚碇anchorage

锚固主缆索股，传递主缆拉力，支承或嵌固于地基的结构

3.1.4

锚固系统anchoragesystem

将主缆的索股与锚碇连接的结构构造

3.1.5

前锚面frontanchorfacet

锚固系统的锚固面中邻近索股的锚固面

3.1.6

加劲梁stiffeninggirder

提供桥面、直接承受汽车荷载的梁体结构

3.1.7

分体式钢箱梁individualsteelboxgirderconnectedbycrossbeams

两个及以上单独的钢箱通过横梁连接而成的一种加劲梁断面型式

3.1.8

主缆maincable

以桥塔及支墩为支承、两端锚固于锚碇，并通过吊索悬挂加劲梁的缆索结构

2

DB33/T856—2012

3.1.9

主缆锚跨anchorspanofmaincable

位于散索鞍和前锚面之间的主缆结构部分

3.1.10

预制平行丝股prefabricatedparallelwirestrand

由工厂化预制高强镀锌钢丝组成的平行丝股

3.1.11

吊索hanger

连接主缆与加劲梁的构件

3.1.12

缆扣cablebuckle

主缆与加劲梁之间的一种约束连接构造

3.1.13

锚头socket

用于主缆预制索股两端与锚固系统连接的构件或用于吊索两端与加劲梁及主缆索夹联结的构件

3.1.14

索夹cableclamp（cableband）

箍紧主缆的构件，当设置吊索时，将吊索与主缆相连接

3.1.15

索鞍saddle

为主缆提供支承并使主缆平顺地改变方向的构件

3.1.16

预制平行钢丝索股法prefabricatedparallelwirestranderectionmethods（PPWS法）

将工厂化预制的平行高强钢丝组成的索股运至工地安装的施工方法

3.2符号

3.2.1几何特征

3.2.1.1长度

lsae——钢丝在锚杯内的锚固长度

3

DB33/T856—2012

lsc——锚杯内铸体材料的有效长度

lc——索夹长度

lk——索夹螺杆握距

lsa——鞍槽拉杆中心处鞍槽侧壁的弧长

le——散索鞍摆轴、滚轴的有效接触长度

scb——索夹螺杆轴向间距

H——鞍槽内中央列索股总高度

h——骑跨式索夹承索槽槽深

hss——鞍座槽路中索股高度

tc——索夹壁厚

tsm——铸体材料有效长度内的锚杯平均壁厚

b——鞍座槽路宽度

δ——骑跨式索夹承索槽槽壁根部厚度

Δtc——骑跨式索夹承索槽下的壁厚增厚

Δwr——主缆钢丝直径的允许正偏差

3.2.1.2直径半径

dw——主缆钢丝直径

dd——主缆的设计直径

dc——主缆在索夹处的设计直径、索夹内孔的设计直径

dh——钢丝绳吊索公称直径

dcb——索夹螺杆的有效直径

dsr——滚轴式散索鞍的滚轴直径

rhb——钢丝绳吊索在索夹上的弯曲半径

re——销接式索夹吊耳板与索夹壁间的过渡圆弧半径

rv——鞍座承缆槽底部立面圆弧半径

rh——散索鞍承缆槽侧壁的平面圆弧半径

rsb——摆轴式散索鞍的摆轴断面圆弧半径

rc——骑跨式索夹承索槽内圆弧半径

3.2.1.3角度

θtm——设计恒载的中跨缆力对应的主缆中跨切线角

θts——设计恒载的边跨缆力对应的主缆边跨切线角

θsa——散索鞍处计算缆力对应的主缆锚跨切线角

θss——散索鞍处计算缆力对应的主缆边跨切线角

θ——钢桁架梁腹杆与弦杆的夹角

αs——主缆在鞍槽上的包角

αc——骑跨式索夹承索槽在索夹上的包角

βc——骑跨式索夹承索槽张开角

βs——索股锚头的锚杯内锥面母线与轴线的夹角

——索夹在主缆上的安装倾角

4

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sc——锚杯内铸体上压力线与锚杯内锥面母线的夹角

3.2.2应力

σ——材料计算应力

σb——主缆钢丝公称抗拉强度

σycb——索夹螺杆材料的屈服强度

σyc——索夹材料的屈服强度

σj——散索鞍摆轴、滚轴的接触应力

σt——索股锚头锚杯的环向应力

[]——材料容许接触应力

j

E——钢材材料的弹性模量

3.2.3力

Fc——单根主缆的拉力

Fct——主缆紧边拉力

Fcl——主缆松边拉力

Fcm——设计恒载的中跨缆力

Fcs——设计恒载的边跨缆力

Ffc——索夹抗滑摩阻力

Fsp——加劲梁架设期间主索鞍的顶推力

Ft——锚杯的环向拉力

fh（h）——鞍槽内最高索股顶至计算高度处(h)的侧向压力

fH——主索鞍鞍槽内高度H范围中主缆索股的总侧向力

fHs——散索鞍鞍槽内高度H范围中主缆索股的总侧向力

fsr——主缆各列索股的向心压力

fv——鞍槽内中央列索股单位体积竖向力

Gs——索鞍重力

MfH——由侧压力fH产生的总弯矩

Nc——主缆上索夹的下滑力

Nh——吊索拉力

Ns——索股拉力

Nsb——鞍槽拉杆单根拉力

ntra——鞍槽拉杆拉力

Ptot——索夹上螺杆总的设计夹紧力

Pb——索夹上单根螺杆的安装夹紧力

c

Pb——索夹上单根螺杆的设计夹紧力

R——散索鞍摆轴、滚轴上的总荷载

v——单根钢丝与合金在单位面积上的附着力

5

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3.2.4计算系数

K——安全系数

Ka——锚碇抗滑稳定安全系数

c——主缆应力验算安全系数

Kc

Kfc——索夹的抗滑安全系数

k——索夹紧固压力分布不均匀系数

μ——摩擦系数

V——主缆的设计空隙率

Vc——主缆在索夹内的设计空隙率

Vs——主缆在鞍槽内的设计空隙率

3.2.5数量

n——各列索股股数

ns——单根主缆中索股总股数

nsc——鞍槽内中央列索股股数

nsb——鞍槽拉杆根数

nws——每根索股的钢丝根数

nwt——鞍座槽路内单排钢丝数量

ncb——索夹上安装的螺杆总根数

nsr——滚轴式散索鞍的滚轴根数

ntot——单根主缆中钢丝总根数

4材料

4.1混凝土

4.1.1用于悬索桥各部分构件的混凝土，其强度等级、标准值、设计值、弹性模量、剪切模量应按JTG

D62-2004的规定取用。

4.1.2混凝土桥塔塔身的混凝土强度等级不应低于C50。

4.1.3锚体混凝土强度等级不应低于C30（60天龄期），局部高应力区域混凝土强度等级不应低于C40。

4.2普通钢筋及预应力筋

钢筋混凝土及预应力混凝土构件所采用的普通钢筋和预应力筋，其钢筋类别、抗拉强度和弹性模量

应按JTGD62-2004的规定取用。

4.3高强度钢丝及钢丝绳

4.3.1主缆索股、吊索所用高强度钢丝及钢丝绳应采用热镀锌线材。

4.3.2镀锌高强度钢丝的技术指标宜符合GB/T17101的规定。

6

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4.3.3镀锌钢丝绳的技术指标宜符合GB/T9919的规定。

4.4结构用钢材

4.4.1钢桥塔、钢箱梁的钢材可采用GB/T714、GB700、GB/T1591规定的或其他适用于桥梁结构的

碳素结构钢和低合金结构钢。当焊接结构要求钢板厚度方向性能时，其材质应符合GB/T5313的规定。

4.4.2索鞍、索套、索夹本体材料采用铸钢时，其技术条件宜符合GB11352、GB7659、YB/T036.3

的规定。

4.4.3索鞍、索夹、预应力锚固系统的拉杆宜采用合金结构钢，其技术条件宜符合GB/T3077的规定。

4.4.4高强度螺栓连接副的技术条件宜符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231的规定。

4.4.5锚头锚杯、盖板、销接式锚头耳板及销轴等应选用优质钢材制造，其技术条件宜符合GB11352、

GB/T699、GB/T3077的规定。

4.4.6铸焊构件采用的结构用钢板技术条件宜符合GB711、GB3274的规定。

4.4.7球扁钢的技术条件宜符合GB9945的规定。

4.5其他

4.5.1焊接材料应保证焊缝与主体钢材技术条件相适应，并应通过焊接工艺评定确定。

4.5.2热铸锚头铸体材料应选用低熔点锌铜合金，技术条件宜符合GB/T470、GB/T467的规定。

5作用

5.1一般规定

5.1.1作用的计算

公路悬索桥设计中作用的计算，除本节有明确规定外，应符合现行JTGD60-2004的要求。

5.1.2混凝土构件

5.1.2.1公路悬索桥设计中作用的分类与组合，应符合现行JTGD60-2004的要求。

5.1.2.2结构重要性系数的确定，应符合现行JTGD60-2004的要求，并根据结构计算状态确定作用效

应分项系数和频遇值、准永久值系数。

5.1.2.3基础稳定性验算时，各分项系数为1.0。

5.1.3钢构件

作用的分类与组合应符合容许应力法相关规定。

5.2各类作用

5.2.1总则

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DB33/T856—2012

5.2.1.1永久作用计算应按现行JTGD60-2004的规定执行。其中基础变位作用包括桥塔竖向变位、锚

碇水平及竖向变位。结构重力计算时，当钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土含筋率（含普通钢筋和预应力

钢筋）大于1%（体积比）时，其重度可按单位体积中扣除钢筋体积的混凝土的自重加所含钢筋的自重

之和计算。

5.2.1.2汽车荷载、汽车冲击力和制动力、人群荷载均应按现行JTGD60-2004的规定采用。

5.2.2风荷载

作用在悬索桥上的风荷载应通过专题研究确定，需考虑顺桥向（X）、横桥向（Y）和竖桥向（Z）

三个分量，各构件的风荷载宜按本标准相应部分及其它有关规范的规定计算，并考虑以下两种不同的情

况分别计算风荷载：

a)当桥面高度静阵风风速≥30m/s时，按照桥面静阵风风速30m/s（有活载）计算风荷载；当

桥面高度静阵风风速＜30m/s时，按照桥面静阵风风速计算风荷载；

b)按照百年一遇设计风速计算成桥状态风荷载，按照20年一遇设计风速计算施工状态风荷载。

5.2.3温度作用

考虑温度作用时，应根据当地的具体情况，结构物使用的材料和施工条件等因素计算由温度引起的

结构效应。温度作用应按现行JTGD60-2004的规定执行。

混凝土桥塔两侧的日照温差值及内外温差值可取5℃。

5.2.4悬索桥支座摩阻力

悬索桥支座摩阻力应按现行JTGD60-2004的规定计算。

5.2.5地震作用

地震作用宜通过专题研究确定。

5.2.6撞击作用

需要考虑船舶撞击作用时，撞击作用通过专题研究确定。

5.2.7施工荷载

进行施工计算时，应计入施工中可能出现的施工荷载，包括架设机具和材料、施工人群、桥面堆载、

临时配重以及风荷载等，以考虑设计结构的施工安全性。

5.3作用效应组合

5.3.1在进行作用效应组合时，主缆计算拉力应将体系温度作用作为永久作用计入，其余应符合JTG

D60-2004中有关作用效应组合的规定。

5.3.2在进行抗震验算时，宜将桥面上0.2倍的汽车设计荷载作为水平向附加质量计入结构质量中。

6总体设计及计算

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DB33/T856—2012

6.1一般规定

6.1.1悬索桥总体设计应根据桥址处的地形、地质、气象、水文、通航、防洪等建设条件，结合结构

受力合理性以及景观要求，对跨径布置、桥塔及锚碇设置、结构体系、主缆及吊索布置、加劲梁型式、

桥面布置等进行综合考虑，合理设计。

6.1.2悬索桥总体设计应考虑抗风、抗震的要求，并进行抗风、抗震专题研究。

6.1.3悬索桥加劲梁的结构体系可根据具体情况选择纵飘体系、半飘体系、纵向约束体系、简支体系

及纵向、竖向约束体系等。

6.1.4悬索桥边中跨比一般为0.3～0.45。

6.1.5悬索桥全桥结构刚度主要由主缆垂跨比、边中跨比、桥塔刚度等参数决定，应通过技术经济综

合比选确定。主缆垂跨比一般宜在1/9～1/12的范围内选择。

6.1.6短吊索的长度应考虑加劲梁架设设备的要求。跨中短吊索自主缆中心到加劲梁侧锚点对应处的

桥面高度不宜小于3.5m；边跨短吊索长度则应按照满足索夹受力及构造要求、并尽量减小位移量的原

则确定。

6.1.7悬索桥吊索间距应综合考虑加劲梁运输架设条件以及吊索的受力情况确定。

6.1.8为提高结构的抗风稳定性、减小吊索弯折疲劳及梁端位移，可采用柔性缆扣。

6.1.9悬索桥加劲梁的宽度除应满足技术标准外，还应考虑吊索锚固构造及检修道设置；加劲梁的高

度除满足受力、刚度要求外，还应满足抗风稳定性的要求。加劲梁外形应通过气动选形并满足抗风要求。

6.1.10悬索桥的整体竖向刚度的控制标准应考虑如下要求：

a)在各种工况下，结构各部分不得侵入通航净空；

b)应避免下垂的视觉效果；

c)变形不致导致桥面排水不畅；

d)当不计冲击力的汽车荷载引起的加劲梁最大竖向挠度值大于跨径的1/250时，应满足舒适性评

价指标（ISO263