DB37/T 3549-2019 大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥技术规范

ICS93.040

P28

DB37

山东省地方标准

DB37/T3549—2019

大跨径波形钢腹板预应力混凝土

组合箱梁桥技术规范

CodeforLongSpanPrestressedConcreteCompositeGirderBridge

withCorrugatedSteelWebs

2019-05-29发布2019-06-29实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T3549—2019

目次

前言................................................................................IV

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...........................................................................4

4材料...............................................................................5

4.1一般规定.......................................................................5

4.2混凝土.........................................................................5

4.3普通钢筋与预应力筋.............................................................5

4.4钢材...........................................................................5

5基本规定...........................................................................6

5.1设计原则.......................................................................6

5.2施工要求.......................................................................6

6构造要求...........................................................................6

6.1截面设计.......................................................................6

6.2波形钢腹板.....................................................................7

6.3连接件.........................................................................8

6.4墩顶节段及组合腹板段...........................................................9

6.5跨间横隔板....................................................................11

6.6预应力筋......................................................................11

6.7转向块........................................................................11

7设计计算..........................................................................12

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

7.2作用及作用效应................................................................13

7.3抗弯计算......................................................................13

7.4抗剪计算......................................................................13

7.5抗扭计算......................................................................16

7.6横向计算......................................................................16

7.7内衬混凝土计算................................................................17

7.8连接件承载力计算..............................................................18

8承载能力极限状态验算..............................................................20

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

8.2波形钢腹板组合箱梁抗弯承载力验算..............................................20

I

DB37/T3549—2019

8.3波形钢腹板组合箱梁抗剪承载力验算..............................................20

8.4波形钢腹板组合箱梁抗扭承载力验算..............................................21

8.5波形钢腹板组合箱梁抗倾覆验算..................................................21

8.6连接件抗剪承载力验算..........................................................21

8.7连接件抗角隅弯矩验算..........................................................21

8.8转向块与锚固结构验算..........................................................23

9正常使用极限状态验算..............................................................24

9.1一般规定......................................................................24

9.2体外预应力筋验算..............................................................24

9.3波形钢腹板剪应力验算..........................................................24

9.4连接件抗滑移与应力验算........................................................25

9.5挠度验算......................................................................26

10波形钢腹板施工...................................................................27

10.1一般规定.....................................................................27

10.2波形钢腹板制作、涂装及运输...................................................27

10.3波形钢腹板安装及现场焊接.....................................................27

10.4波形钢腹板现场涂装...........................................................29

10.5波形钢腹板质量验收标准.......................................................29

11连接件施工.......................................................................29

11.1一般规定.....................................................................29

11.2栓钉连接件施工...............................................................30

11.3开孔钢板连接件施工...........................................................30

11.4型钢连接件施工...............................................................30

11.5埋入式连接件施工.............................................................30

11.6混凝土施工...................................................................30

12常规悬臂现浇施工.................................................................31

12.1一般规定.....................................................................31

12.2挂篮.........................................................................31

12.3波形钢腹板施工...............................................................32

12.4混凝土浇筑...................................................................32

12.5预应力筋施工.................................................................33

12.6合龙段施工...................................................................33

12.7施工期变形控制...............................................................34

13错位悬臂现浇施工.................................................................35

13.1一般规定.....................................................................35

13.2行走系统.....................................................................35

13.3混凝土浇筑...................................................................36

13.4横隔梁施工...................................................................36

13.5预应力施工...................................................................36

13.6合龙段施工...................................................................36

II

DB37/T3549—2019

13.7施工期变形控制...............................................................36

附录A（资料性附录）条文说明...................................................37

III

DB37/T3549—2019

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由山东省交通运输厅提出并监督实施。

本标准由山东省交通运输标准化技术委员会归口。

本标准由山东省交通规划设计院、苏交科集团股份有限公司负责起草，中电建路桥集团有限公司、

南京工业大学参加起草。

本标准主要起草人：李怀峰、张建东、王宏博、姬同庚、刘朵、邓文琴、王志英、白光耀、张常勇、

徐召、徐秀丽、徐常泽、陈国红、徐润。

IV

DB37/T3549—2019

大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥技术规范

1范围

本规范规定了大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的材料、构造、结构计算、制造、施工等

内容。

本规范适用于跨径大于60m，采用悬臂施工的波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的设计与施工。

大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的设计与施工除应符合本规范外，尚应符合国家现行相

关标准的规定。

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/T714桥梁用结构钢

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/T4171高耐候结构钢

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

GB50017钢结构设计标准

GB50205钢结构工程施工质量验收规范

GB/T50132工程结构设计通用符号标准

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG/TB02-01公路桥梁抗震设计细则

JTG/TD60-01公路桥梁抗风设计规范

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

JGJ92无粘结预应力混凝土结构技术规程

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

JT/T784组合结构桥梁用波形钢腹板

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

CJJ166城市桥梁抗震设计规范

CJJ11城市桥梁设计规范

CJJ/T272波形钢腹板组合梁桥技术标准

1

DB37/T3549—2019

3术语和符号

3.1术语

以下术语和定义适用于本文件。

3.1.1

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

steelwebs

以波形钢板为腹板并通过抗剪连接件使波形钢腹板与混凝土顶板、底板共同受力的钢-混凝土组合

箱梁。

3.1.2

波形钢腹板corrugatedsteelwebs

采用波形钢板的箱梁腹板。

3.1.3

局部屈曲localbuckling

波形钢腹板在一个平板条内（折痕与折痕之间）的屈曲形式

3.1.4

整体屈曲globalbuckling

波形钢腹板的整体面内屈曲形式。

3.1.5

组合屈曲interactivebuckling

局部屈曲与整体屈曲复合形成的屈曲形式。

3.1.6

翼缘式连接件flangetypeconnector

波形钢腹板与连接件之间设置有钢翼缘板的连接方式。

3.1.7

角隅弯矩cornermoment

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

3.1.8

连接件connector

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

移、掀起，保证两者共同工作的部件。

3.1.9

双开孔钢板连接件twinperfobondribshearconnector

2

DB37/T3549—2019

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方法。

3.1.10

栓钉连接件studshearconnector

通过电弧螺栓焊用圆柱头焊钉使混凝土与波形钢腹板共同受力的连接方法。

3.1.11

单开孔钢板+栓钉连接件singleperfobondribwithstudsshearconnector

通过单块开孔钢板形成的孔内横向贯穿钢筋和混凝榫与栓钉使混凝土与波形钢腹板共同受力的连

接方法。

3.1.12

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方

法。

3.1.13

埋入式连接件embeddedshearconnector

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

受力的连接方法。

3.1.14

槽钢连接件channelshearconnector

通过焊接在钢翼缘板上的槽钢、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方

法。

3.1.15

外包式连接件wrappedshearconnector

将波形钢腹板下翼缘板与腹板连接包裹住底板混凝土的连接方法。

3.1.16

转向块deviationblock

用于体外预应力束集中弯转（上、下弯和平弯）的钢筋混凝土构件。

3.1.17

内衬混凝土liningconcrete

波形钢腹板组合梁桥在墩顶附近一定范围内于波形钢腹板外腹板内侧及内腹板两侧设置的，并用连

接件与波形钢腹板紧密连接的混凝土构造部分。

3.1.18

常规悬浇施工conventionalcantileverconstruction

与混凝土悬臂施工方法一致，采用菱形或三角形挂篮进行悬臂浇筑施工。

3

DB37/T3549—2019

3.1.19

错位悬浇施工dislocationcantileverconstruction

采用波形钢腹板承担施工荷载，n-1节段顶板、n节段底板、n+1节段波形钢腹板三个工作面同时施

工。

3.2符号

下列符号适用于本文件。

3.2.1材料性能有关符号

f——钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值。

fck——混凝土轴心抗压强度标准值。

fsk——普通钢筋抗拉强度标准值。

fsd——普通钢筋抗拉强度设计值。

fpk——预应力钢筋抗拉强度标准值。

fpd——预应力钢筋抗拉强度设计值。

w

fc——对接焊缝抗压强度设计值。

w

ft——对接焊缝抗拉强度设计值。

w

fv——对接焊缝抗剪强度设计值。

w

ff——角焊缝的强度设计值。

fv——钢板的抗剪强度设计值。

3.2.2作用和作用效应有关符号

Md——弯矩设计值。

Vd——剪力设计值。

Vk——作用标准组合下的剪力设计值。

Vp——预应力的竖向分力。

Td——扭矩设计值。

Tk——作用标准组合下的扭矩设计值。

pe——体外预应力束的有效预应力。

pu——体外预应力束的极限应力设计值。

cr,L——局部屈曲临界应力。

cr,G——整体屈曲临界应力。

cr——组合屈曲临界应力。

e

Qd——连接件单位水平剪力设计值。

e

Qk——作用标准组合下连接件的单位水平剪力设计值。

Vu——开孔钢板连接件、埋入式连接件、角钢连接件的水平抗剪承载力设计值。

Vsa——开孔钢板连接件、埋入式连接件的水平剪力限值。

c

Vu——栓钉连接件的水平抗剪承载力设计值。

c

Vsa——栓钉连接件的水平剪力限值。

3.2.3几何参数有关符号

4

DB37/T3549—2019

h——组合梁高度。

hw——波形钢腹板高度。

aw——波形钢腹板直板段长度。

bw——波形钢腹板斜板段投影长度。

cw——波形钢腹板斜板段长度。

dw——波形钢腹板波高。

tw——波形钢腹板厚度。

Ix——单位长度波形钢腹板对桥轴向中性轴的惯性矩。

Iy——单位长度波形钢腹板对高度方向的惯性矩。

Jt——抗扭惯性矩。

3.2.4计算系数及其他有关符号

——波形钢腹板整体嵌固系数。

——波形钢腹板形状系数。

——波形钢腹板波高与钢板板厚比。

k——波形钢腹板剪切屈曲系数。

4材料

4.1一般规定

大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱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。

4.2混凝土

4.2.1混凝土的材料参数应按现行行业标准JTG3362的相关规定进行取值。

4.2.2大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥上部结构的混凝土强度等级不应低于C50。

4.3普通钢筋与预应力筋

4.3.1大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥所采用的普通钢筋与预应力筋应符合现行行业标准

JTG3362的相关规定。

4.3.2体外预应力束可采用环氧涂层和镀锌钢绞线。

4.4钢材

4.4.1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。

4.4.2大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥波形板用的钢材宜采用质量等级C级及以上级别低

合金高强度结构钢，其质量要求应符合GB/T1591、GB/T714和GB/T4171的规定。

4.4.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥钢板如采用耐候钢时，其力学性能、工艺性能及冲

击性能应符合GB/T714和GB/T4171的相关规定。

4.4.4对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应符合JTGD64相关要求。钢材的强度设计值和物理性

能指标均应按JTGD64执行。

4.4.5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，并应满足JT/T784相关要求。

5

DB37/T3549—2019

4.4.6焊缝质量及强度设计值应按JTGD64相关规定执行。

4.4.7高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合GB/T1231或GB/T3632的规定。

4.4.8栓钉连接件的材料应符合GB/T10433的规定。

5基本规定

5.1设计原则

5.1.1总体设计计算可参考预应力混凝土桥梁。波形钢腹板、连接件、体外预应力筋及细部构造设计

除应符合本规范的规定外，还应满足CJJ/T272的相关规定。

5.1.2应根据JTG3362的规定进行正常使用极限状态计算和承载能力极限状态计算。

5.1.3当波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁处于平曲线范围时，应对其抗扭性能进行充分研究，保证

其抗扭承载力符合设计要求。

5.1.4抗震设计应依据JTG/TB02-01或CJJ166等相关规范进行。采用减隔震设计时，应考虑减隔震

系统的可维修性、可更换性。

5.1.5抗风设计应依据JTG/TD60-01等相关规范进行。

5.2施工要求

5.2.1采用悬臂施工法施工时，其节段划分长度宜为波形钢腹板波长的整数倍。

5.2.2波形钢腹板组合箱梁施工及材料使用应满足现行JTG/TF50的相关规定。

5.2.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的施工宜采用常规悬臂施工法或错位悬臂施工法。

5.2.4当采用错位悬臂施工法施工时，应对波形钢腹板施工阶段的强度和稳定性进行计算。

5.2.5采用悬臂施工时，应编制专项施工方案，明确安全保障措施。

5.2.6大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的施工应对加工、安装实施全过程控制。

6构造要求

6.1截面设计

6.1.1波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的截面总体尺寸可参照常规预应力混凝土桥梁设计，其中梁

高宜比同等跨径的常规预应力混凝土箱梁桥梁高略高，沿桥纵向宜采用变截面形式，支点梁高宜取为跨

径的1/13～1/18，跨中梁高可取为跨径的1/28～1/40。

6.1.2截面布置形式应综合考虑立面布置、建筑高度、施工方法、美观要求及经济性等因素。

6.1.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥可采用图1所示的单箱单室、单箱双室、单箱多室、

多箱单室，亦可采用斜腹板或采用外（内）撑（型钢或钢管）加强顶板和悬挑板。

a)单箱单室b)单箱双室

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DB37/T3549—2019

c)单箱多室d)多箱单室

e)斜腹箱

f)外撑箱g)内撑箱

图1波形钢腹板组合梁桥典型断面图

6.1.4箱梁顶板、底板的厚度应根据预应力布置及结构受力要求来确定，顶板厚度不宜小于250mm，

底板厚度不宜小于220mm。

6.2波形钢腹板

6.2.1波形钢腹板的形状、尺寸及材质，应考虑结构受力、运输方式、施工方式及经济性等确定。

6.2.2波形钢腹板采用耐候钢时，应充分考虑波形钢腹板所处的环境。

6.2.3大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥宜选用图2所示的1600型波形钢腹板，波形钢腹板

的其它构造细节应符合JT/T784的相关规定。当使用图2所示形状以外的波形钢腹板时，应考虑加工、

运输、安装、节段长度、腹板厚度的变化及节段间的连接等因素。

注：图中尺寸以mm计。

图2波形钢腹板几何尺寸

6.2.4采用的波形钢腹板的厚度不宜大于40mm，且不宜小于12mm。

6.2.5波形钢腹板之间的连接接头可采用图3所示的对接焊缝连接、角焊缝搭接连接、单面摩擦高强

度螺栓连接和双面摩擦高强度螺栓连接，也可采用贴角焊接和单面螺栓连接同时组合连接的方式，构造

上应满足相关规范的要求。

7

DB37/T3549—2019

a)对接焊接b)贴角焊接

c)单面摩擦高强度螺栓连接d)双面摩擦高强度螺栓连接

图3波形钢腹板连接形式

6.3连接件

6.3.1波形钢腹板与混凝土顶、底板连接件的构造除应符合本标准规定外，还应符合现行国家标准及

行业标准的有关要求。

6.3.2波形钢腹板与混凝土顶、底板连接件形式的选取应考虑构造的合理性、施工可行性、结构耐久

性等因素。

6.3.3波形钢腹板与混凝土顶板连接件可采用双开孔钢板连接件、栓钉连接件及埋入式连接件，且为

方便施工，宜采用翼缘式连接件；波形钢腹板与混凝土底板连接件形式宜采用角钢连接件、单开孔钢板

+栓钉连接件、埋入式连接件、栓钉连接件、带翼缘埋入式连接件及外包式连接件，如图4所示。如采

用新型槽钢连接件、外包式连接件或其他连接方式，应经试验验证其连接可靠性。

a）双开孔钢板连接件b）栓钉连接件c）埋入式连接件

d）角钢连接件e）单开孔钢板+栓钉连接件f）新型槽钢连接件

8

DB37/T3549—2019

g）带翼缘埋入式连接件h）外包式连接件-栓钉i）外包式连接件-栓钉+开孔板

图4连接件类型

6.3.4外包式连接件通常采用在腹板、翼缘板设置栓钉（图4h）或栓钉、开孔板混合布置（图4i）形

式，应综合考虑受力及施工进行合理选型。

6.3.5常规悬臂现浇施工采用翼缘型连接件时，翼缘板纵向连接间应留一定的间隙，同时波形钢腹板

顶面应开过焊孔，以避免焊缝与翼缘板焊缝相交；错位悬臂现浇施工采用翼缘型连接件时，连接件的翼

缘板及钢板宜做焊接坡口处理，方便施工时进行焊接工作。

6.3.6当波形钢腹板与混凝土底板采用翼缘型连接件时，可在连接件的翼缘板上设置出气孔以确保翼

缘板下的混凝土浇筑密实。

6.3.7埋入式连接中波形钢腹板斜幅段的投影面积不应小于板腋有效承压面积的1/5（图5）。

图5埋入式连接斜幅板投影面积示意图

6.3.8连接件的翼缘板与开孔钢板应符合下列规定：

a)翼缘板的厚度不宜小于16mm，宽度可取波形钢腹板波高加100mm；

b)开孔钢板厚度不宜小于12mm，双开孔钢板连接件开孔钢板间距应大于其高度的1.5倍；

c)孔与孔的中心间距不宜大于500mm，可取150mm～250mm；

d)孔距钢板边缘的净距不宜小于孔中心距的一半；

e)贯穿钢筋应位于开孔钢板孔的中心；

f)贯穿钢筋应采用HRB400及以上强度级别的钢筋，直径不宜小于20mm，贯穿钢筋直径应与钢

板开孔直径相匹配。

6.3.9栓钉连接件应符合下列规定：

a)栓钉的长度不应小于栓钉直径的4倍，有拉拔作用时不宜小于栓钉直径的10倍；

b)栓钉纵桥向的中心间距不应小于5倍的栓钉直径，且不小于100mm；横桥向的中心间距不应

小于4倍的栓钉直径且不小于50mm；

c)栓钉连接件沿主要受力方向中心间距不应超过300mm；

d)栓钉连接件的外侧边缘距翼缘板边缘的距离不应小于25mm。

6.4墩顶节段及组合腹板段

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DB37/T3549—2019

6.4.1墩顶横梁及混凝土腹板可参照常规预应力混凝土组合梁桥设置。墩顶横梁可作为体外预应力转

向构件，其构造上应满足体外预应力筋的张拉、锚固与换索要求。

6.4.2波形钢腹板与端横梁的连接方式有翼缘型连接(图6)和嵌入型连接(图7)两种类型。

a）开孔钢板连接b)角钢连接

图6翼缘型连接

a)开孔钢板连接b)栓钉连接

图7嵌入型连接

6.4.3中支点附近波形钢腹板较高，应设置内衬混凝土以提高抗剪承载力和波形钢腹板的整体稳