DB63/T 1735-2019 波纹钢板拱桥设计规程

ICS93.040

P28

DB63

青海省地方标准

DB63/T1735—2019

波纹钢板拱桥设计规程

Codeofdesignforcorrugatedsteelarchbridge

2019-04-11发布2019-06-20实施

青海省市场监督管理局发布

DB63/T1735—2019

目次

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

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

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

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

4材料及构件........................................................................5

4.1主体结构材料..................................................................5

4.2连接件........................................................................6

4.3防腐材料及防腐................................................................7

4.4接缝防渗密封、二次防腐及防水材料..............................................7

4.5结构性回填材料................................................................7

4.6基础、下部结构及附属工程材料..................................................8

5设计..............................................................................8

5.1一般规定......................................................................8

5.2波纹钢板拱基本类型............................................................9

5.3波纹钢板拱桥布置.............................................................10

5.4波纹钢板拱桥跨径、交角、安全等级.............................................10

5.5波纹钢板拱桥净空.............................................................10

5.6多孔(连拱)结构之间的最小净距.................................................10

5.7线形及引道...................................................................11

5.8波纹钢板件设计参数...........................................................11

5.9基础（下部）结构设计.........................................................13

5.10结构上的荷载及作用..........................................................14

5.11波纹钢板圆弧拱结构计算......................................................16

5.12箱形拱结构计算..............................................................23

5.13加劲肋设计..................................................................23

5.14结构耐久性及防腐设计........................................................25

5.15结构性回填设计..............................................................26

5.16附属工程设计................................................................28

附录A（规范性附录）波纹钢板拱结构技术参数.........................................29

I

DB63/T1735—2019

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由青海省交通运输标准化专业技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：青海省公路建设管理局、正平路桥建设股份有限公司、华南理工大学、青海蓝图

公路勘察设计有限责任公司、青海路拓工程设施制造有限公司、海东正平管廊设施制造有限公司、青海

正通土木工程试验检测有限公司、苏交科集团股份有限公司。

本标准主要起草人：苗广营、祁文斌、辛海生、王丽娜、金生光、宋方华、符锌砂、李万财、张云

必、李萍、祁文锦、李百建、冯晓楠、李勇。

II

DB63/T1735—2019

波纹钢板拱桥设计规程

1范围

本标准规定了波纹钢板拱结构计算理论与设计方法，以及波纹钢板拱桥的材料、构件、基础、回填

和附属工程的设计。

本标准适用于新建和改（扩）建各等级公路20m及以内标准跨径的波纹钢板拱桥设计，跨径小于8m

的波纹钢板拱桥，可参照本标准的方法设计。

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/T470锌锭

GB/T700碳素结构钢

GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差

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、螺母、垫圈技术条件

GB/T1499.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋

GB/T1591低合金高强度结构钢

GB/T4171耐候结构钢

GB/T6723通用冷弯开口型钢

GB/T11263热轧H型钢和部分T型钢

GB/T14647氯丁二烯橡胶CR121、CR122

GB/T14795天然橡胶术语

GB/T17643土工合成材料聚乙烯土工膜

GB/T19250聚氨酯防水涂料

GB/T22083建筑密封胶分级和要求

GB/T27806环氧沥青防腐涂料

GB/T34567冷弯波纹钢管

GB50017钢结构设计标准

GB50755钢结构工程施工规范

JC/T483聚硫建筑密封胶

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

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

JTGC30公路工程水文勘测设计规范

1

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JTGD30公路路基设计规范

JTGD40公路水泥混凝土路面设计规范

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTGD63公路桥涵地基与基础设计规范

JTGF30公路水泥混凝土路面施工技术细则

JTGF40公路沥青路面施工技术规范

JTG/TF50公路桥涵施工技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

波纹钢板

采用符合规定要求厚度和性能的热轧钢板为板材，按照规定的尺寸和参数的波形轧制及冷弯成型、

增加其结构刚度的一种波纹板状材料。

3.2

波纹钢板件

波纹钢板经环向加工制成的具有一定曲面的波纹板件。

3.3

加劲肋板

在拱顶（箱形拱含拱肩）背面增设与主体结构相同的波纹钢板件，形成组合截面，以增强主体结构

的抗弯承载能力。

3.4

波纹钢板件长度

曲面波纹钢板件的弧长。

3.5

波纹钢板件宽度

曲面波纹钢板件的投影宽度。

3.6

波距

波纹钢板相邻两个波峰（或波谷）之间的距离。

3.7

波高或波深

2

DB63/T1735—2019

波纹钢板波峰与波谷之间的垂直高度。

3.8

波纹圆弧半径

波纹钢板波峰、波谷处内圆半径。

3.9

深波形

波高或波深大于等于140mm的波形。

3.10

壁厚

波纹钢板（件）的厚度(不含镀锌层等防腐层)。

3.11

开口结构

横断面不封闭的波纹钢结构物，一般为拱式结构，拱脚与下部的拱座相连接。

3.12

圆弧拱

由一种半径的圆弧组成的开口结构，一般指半圆拱和矢高小于半径的圆弧拱。

3.13

箱形拱

截面近乎矩形、拱顶较为平坦的特殊多圆弧拱，并且波纹钢板拱的曲率半径大于0.2倍拱顶半径的

波纹钢板拱结构。

3.14

拱顶

波纹钢板拱横断面的最高点或附件等一段区域。

3.15

拱肩

波纹钢板拱断面上位于拱顶与起拱线之间的部位。

3.16

拱檐

波纹钢板拱背两端口边缘上采用钢筋与波纹钢板拱连接、浇筑混凝土并伸出拱边缘的帽檐。

3

DB63/T1735—2019

3.17

起拱线

波纹钢板拱桥横断面上水平方向最外侧点的连线。

3.18

标准跨径（净跨径）

波纹钢板拱桥水平方向内侧的最大净距离。

3.19

计算跨径

波纹钢板拱桥水平方向波纹钢中性轴的最大距离。

3.20

矢高

波纹钢板拱桥拱顶内边缘至起拱线的竖向距离。

3.21

计算矢高

波纹钢圆弧拱取拱顶中性轴半径的2倍，箱型拱取拱顶波纹的中性轴至拱脚的竖向距离。

3.22

筑堤法

在波纹钢板拱桥周围进行结构性回填以及结构性回填范围衔接的路堤填筑。

3.23

结构性回填

对发挥土体—波纹钢相互作用的回填区域进行的土体回填。

3.24

最小填土厚度或范围

确保波纹钢板拱桥的稳定性和发挥土—钢相互作用所需的拱顶最小填土高度或范围。

3.25

减载板

为降低波纹钢板拱桥结构的弯矩，在拱顶以上一定位置设置的钢筋混凝土板结构。

3.26

作用

4

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施加在结构上的集中力或分布力，如结构的自重及土压力、行车荷载等，为直接作用，也称为荷载。

引起结构外加变形或约束变形的原因，如基础不均匀沉降、温度变化、水力冲刷、地震等，为间接作用。

两者统称为作用。

4材料及构件

4.1主体结构材料

4.1.1波纹钢板用钢材可采用碳素结构钢、低合金高强度结构钢、耐候钢。钢板尺寸、外形、重量及

允许偏差应符合GB/T709的有关规定。

4.1.2采用碳素结构钢时，宜选用Q235牌号的钢材，其质量应符合GB/T700的有关规定。其中，Q235

钢中的沸腾钢不宜用于需要验算疲劳且工作温度等于或低于―20℃的波纹钢板拱结构。

4.1.3采用低合金高强度结构钢时，宜选用Q355牌号的钢材，其质量应符合GB/T1591的有关规定。

4.1.4对耐腐蚀有特殊要求或处于侵蚀性介质环境中的波纹钢板拱，宜采用耐候结构钢，宜选用

Q235NH、Q355NH牌号的钢材，其质量应符合GB/T4171的有关规定。

4.1.5波纹钢板件的长度和宽度应根据其制造设备所允许的加工尺寸、钢板尺寸、波距、开口结构截

面的半径组成、桥宽、吊装、运输和安装等条件计算确定。几何尺寸、波纹参数及允许偏差，见表1。

表1波纹钢板件几何尺寸、波纹参数允许偏差

单位：mm

项目规定尺寸允许偏差

波纹钢板厚度(壁厚)t设计值不小于设计值

波距l400±3

波高d150±3

波纹钢板件长度LC≤6000±30

波纹钢板件宽度LW≤1280±15

4.1.6波纹钢板件连接的螺栓孔数量及孔径（螺栓直径），应根据结构要求验算确定。螺栓孔采用标

准圆孔(见表2)。400mm×150mm波纹钢板，展开后的标准板片和螺栓孔中心距（如图1所示）。螺

栓孔距允许偏差（见表3），螺栓孔中心至板边缘的距离偏差应≤5mm。

表2波纹钢板件螺栓连接的标准孔型尺寸表

单位：mm

螺栓公称直径M16M20M22M24M27M30

标准圆孔直径17.52224263033

标准圆孔直径允许偏差＋0.430＋0.520＋0.520＋0.520+0.840+0.840

5

DB63/T1735—2019

表3波纹钢板件螺栓孔距允许偏差

单位：mm

孔距范围≤500501～12001201～3000＞3000

同一组内任意两孔间±1.0±1.5——

相邻两孔的端孔间±1.5±2.0±2.5±3.0

单位：mm

图1400mm×150mm波形展开标准板片和螺栓孔孔距示意图

4.2连接件

4.2.1波纹钢板件等连接用螺栓的强度等级、规格型号及相应数量，根据设计荷载、波纹钢板件参数

等计算确定。波纹钢板件的连接应采用强度等级为8.8S或10.9S的螺栓连接，一般规格为M16、M20、

M22、M24、M27、M30，螺栓长度宜为螺栓连接副终拧紧后外露出2个～3个扣丝，螺栓长度计算应符合

GB50755的有关规定。螺栓组合应符合表4的规定，其性能指标应符合GB/T1231有关规定。

表4高强度螺栓连接副组合

类别螺栓螺母垫圈

形式尺寸按GB/T1228规定按GB/T1229规定按GB/T1230规定

8.8S8H35HRC～45HRC

性能等级

10.9S10H35HRC～45HRC

4.2.2螺栓用钢垫圈，其外形设计应符合波纹钢板件的波纹圆弧半径（弧度）一致的凸凹形，垫圈最

薄处厚度不宜小于被连接的波纹钢板件厚度，垫圈的孔径应符合表2的规定。

4.2.3波纹钢板拱脚与拱座连接的槽钢宜采用不等边槽钢，槽钢厚度应大于或等于波纹钢板件的壁厚，

槽钢内净宽应大于或等于波纹钢板波高的1.2倍。槽钢材料性能、外形、重量及允许偏差应符合GB/T

6723的有关规定。

4.2.4拱座连接槽钢宜设预埋地脚锚筋（带肋钢筋），其性能、质量指标等，应符合GB/T1499.2的

有关规定。当设地脚锚固螺栓时，其性能、质量指标等，应符合GB50017的有关规定。

4.2.5采用H型钢作为波纹钢板拱腹的加劲肋拱梁时，H型钢应符合GB/T11263的有关规定。

4.2.6用于波纹钢板件加工焊接、槽钢接长焊接、H型钢加劲肋拱梁接长焊接及钢管桩焊接等金属件

的连接焊接材料，应与被焊接的钢材相匹配，焊接材料应符合GB50017的有关规定。

6

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4.3防腐材料及防腐

4.3.1波纹钢板件和高强度螺栓、螺母、钢垫圈以及槽钢、H型钢等，应采用热浸镀锌防腐处理，其

防腐性能应符合GB/T34567的有关规定。

4.3.2镀锌防腐所用的锌，应符合GB/T470规定的1号锌或0号锌。

4.3.3当采用其它防腐处理（如：锌铝镁、锌镁、热浸镀铝、静电喷涂等其他防腐方法代替热浸镀锌

等）时，其防腐性能应不低于GB/T34567有关热浸镀锌的防腐要求。

4.4接缝防渗密封、二次防腐及防水材料

4.4.1波纹钢板件接缝防渗密封材料，应根据不同的区域环境和气候条件选择相适应的接缝防渗材料，

宜采用具有良好的抗冻、耐寒、耐腐蚀、耐老化和不透水性等性能的材料。可选用天然橡胶、氯丁橡胶

或耐候密封胶。其性能与质量应分别符合GB/T14795、GB/T14647、GB/T22083的有关规定。

4.4.2高强度螺栓的螺帽防松动和防渗，宜采用厌氧胶（螺丝锁固剂）和双组分聚硫密封胶密封防渗

处理。密封胶性能、质量与技术指标应符合JC/T483的有关规定。

4.4.3采用聚氨酯防腐（防水）时，其质量与技术指标、基本性能（产品适用类型）的选用，应符合

GB/T19250的有关规定。

4.4.4采用沥青涂层防腐（防水）时，宜采用环氧沥青或改性沥青，其性能、质量与技术指标应分别

符合GB/T27806和JTGF40的有关规定。

4.4.5防水土工膜隔水层，宜采用环保用高密度聚乙烯土工膜，其性能、质量与技术指标应符合GB/T

17643的有关规定。

4.4.6采用其他防渗密封、防腐及防水材料时，应满足波纹钢板拱在设计使用年限内防腐、抗渗基本

要求，采用的材料性能、质量与技术指标应符合国家或行业现行标准的有关规定。

4.4.7采用涂装时，涂装材料品种、性能与适应的腐蚀环境等，应符合JT/T722的有关规定。

4.5结构性回填材料

4.5.1结构性回填材料，宜选用级配较好的砾类土、砂类土等低腐蚀性、低压缩性、易压实的填料。

填料最大粒径应小于150mm。冻土地区的回填材料,粒径小于0.075mm颗粒含量宜小于5%。

4.5.2结构性回填材料不得采用液限大于50%、塑性指数大于26（冻土区液限大于32%、塑性指数

大于12）的细粒土或黏性土和垃圾、含有腐蚀性化学物质的土、腐殖质土、有机土、粉质土、泥炭、

淤泥、冻土、膨胀土、粉质土、草皮、白垩土、硅藻土、易溶盐超过允许含量的土和含有二价以上铜、

锰、铁离子及氯化钙、碳酸钠、硫化物等对波纹钢板拱结构存在严重腐蚀性的土。

4.5.3波纹钢板拱桥侧的结构性回填，需采用挡土墙侧墙时，可根据波纹钢板拱桥所处环境、条件及

景观等因素，采用有面板加筋土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、片石混凝土挡土墙、浆砌片（块）石或料

石挡土墙、波纹钢板加筋土挡土墙等：

a)采用有面板加筋土挡土墙结构时，面板、加筋带、基础等材料质量，应符合JTGD30的有关规

定；

b)采用钢筋混凝土挡土墙、片石混凝土挡土墙、浆砌片（块）石或料石挡土墙时，其材料质量等

应符合JTG/TF50的有关规定；

c)采用波纹钢板加筋土挡土墙时，波纹钢板质量应符合本标准第4.1条的相关要求，连接件（螺

栓）性能应符合本标准第4.2条的相关要求，加筋带性能及质量应符合JTGD30的有关规定。

4.5.4波纹钢板拱上结构性回填厚度小于1.0m或压实困难，可考虑采用C20轻质混凝土（发泡混凝

土或泡沫水泥轻质土）填料。

4.5.5当在结构性回填层顶或路面结构层设置钢筋混凝土减载板时，材料应符合JTGF30的有关规定。

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4.6基础、下部结构及附属工程材料

钢筋及其他钢材（钢管桩等）、混凝土和砌体砂浆用材料（水泥、细集料、粗集料、水、外加剂、

掺合料等）、砌体用片石、块石和片石混凝土用片石、混凝土用模板等，各材料的性能、质量技术指标，

应符合JTG/TF50的有关规定。

5设计

5.1一般规定

5.1.1波纹钢板拱桥应根据使用功能、通行能力、抗洪防灾等要求，结合地质、地形、水文和环境等

条件进行综合设计，并应符合JTGD60的有关规定。

5.1.2线形设计应符合路线设计的总体要求。

5.1.3对于分期修建或后期需加宽的，应满足先期与后期易衔接的结构形式。

5.1.4用于灌溉功能的波纹钢板拱桥，应结合当地农田基本建设考虑排灌的需要。

5.1.5用于排洪功能的波纹钢板拱桥，应满足排洪的需要。

5.1.6用于通道功能的波纹钢板拱桥，应满足道路通行的需要。

5.1.7波纹钢板箱形拱应进行抗疲劳设计。

5.1.8应满足环境保护、与自然环境和景观相协调，有景观要求时应进行景观设计。

5.1.9波纹钢板拱桥的设计使用年限，见表5。

表5波纹钢板拱拱结构中小桥的设计使用年限

单位：年

主体结构

公路等级

中桥小桥

高速公路、一级公路10050

二级公路及以下等级公路5030

5.1.10波纹钢板拱结构采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠

度，按分项系数的设计表达式进行设计。波纹钢板拱结构承载能力极限状态，按式（1）验算。

0SdRd....................................(1)

式中：

γ0——结构重要性系数，安全等级为一级时取1.1，安全等级为二级时取1.0，施工阶段取0.9；

Sd——不考虑地震作用时，荷载组合的效应设计值；

Rd——结构的承载力设计值。

5.1.11当抗震设防烈度为7度及以上时，应进行竖向地震作用的组合效应验算，地震作用设计状况

应满足式（2）的要求。

SERd/RE.....................................(2)

8

DB63/T1735—2019

式中：

SE——考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用组合的效应设计值；

Rd——结构的承载力设计值；

γRE——承载力抗震调整系数，基础取0.9、波纹钢板拱结构取0.85。

5.1.12波纹钢板拱结构上的作用，按性质可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。各组合考虑的作用

及分项系数，见表6。

表6公路波纹钢板拱结构中小桥荷载组合与分项系数

分项系数

组合方式作用类别

对结构的承载能力不利时对结构的承载能力有利时

结构自重1.21.0

结构性回填土的重力1.21.0

永久荷载

混凝土0.50.5

基本组合基础变位作用

钢结构1.01.0

汽车荷载及动力作用1.4—

可变荷载

施工荷载2.0—

土的重力1.21.0

偶然组合偶然荷载

地震作用1.00

5.1.13结构按正常使用极限状态设计时，应采用荷载的标准值组合计算变形，波纹钢板拱的竖向挠度

限值（拱的下挠或上拱）的变形量不应超过计算矢高的1.5%。

5.1.14对适宜本标准规定跨径范围内需加固的原混凝土旧桥加固与加宽，参照本标准进行设计。加固

旧桥对波纹钢板拱座需在混凝土基础上提高的，应紧贴原旧桥墩台身设置实体墙式钢筋混凝土拱座台

身，并在原旧桥墩台身植入钢筋与实体墙式钢筋混凝土拱座台身钢筋连为一体。

5.2波纹钢板拱基本类型

5.2.1波纹钢板拱桥的拱形类型，采用圆弧拱和箱形拱两种拱形，即开口结构，见图2所示。圆弧拱

适宜拱上填土较高的路段、箱形拱适宜拱上填土较低的路段。拱形选择应以工程现场实际并满足本标准

附录A的技术参数选型。当采用其它拱形时，应具有成熟、可靠的结构验算，并经工程建设单位组织有

关专家论证通过。

a）圆弧拱b）箱形拱

9

DB63/T1735—2019

说明：

——计算矢高；

rt——拱顶半径；

rc——拱肩半径；

Lk——标准跨径；

Dh——计算跨径。

图2波纹钢板拱桥拱形示意图

5.2.2波纹钢板拱结构基本技术参数，见附录A。

5.3波纹钢板拱桥布置

5.3.1水文、水力和设计洪水频率，应符合JTGC30和JTGD60的有关规定。

5.3.2波纹钢板拱桥的纵轴线宜与洪水流向正交（可根据现场设导流呈正交）。对跨（穿）越道路的

波纹钢板拱桥，其纵轴线宜与跨（穿）越道路正交。斜交应符合表7规定的交角。

5.4波纹钢板拱桥跨径、交角、安全等级

5.4.1波纹钢板拱桥跨径，应满足河(沟)设计洪水以内的各级洪水及水流、泥石流、漂流物或通道下

的人员、车辆、牲畜等从桥下安全通过的要求，并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响，确保桥位附近路

堤的稳定。跨径分类及跨径布置，应符合JTGD60的有关规定。

5.4.2波纹钢板拱桥设计跨径、交角、安全等级，见表7。当采用非标准跨径时，应参照本标准进行

结构验算与设计。

表7波纹钢板拱桥跨径、交角、安全等级

公路等级高速公路、一级公路、二级公路三级公路、四级公路

汽车荷载等级公路—Ⅰ级公路—Ⅱ级

安全等级一级二级

标准跨径（Lk/m）8、10、13、16、20

跨径小于等于16m的圆弧拱结构的轴线与道路中心线的夹角不小于60°

交角（°）

跨径20m的圆弧拱结构以及箱形拱结构的轴线与道路中心线宜正交

环境类别应符合JTG3362有关环境类别及其作用等级

5.5波纹钢板拱桥净空

5.5.1波纹钢板拱桥净空，应符合JTGB01中的公路建筑界限的规定和JTGD60的有关规定。

5.5.2根据波纹钢板拱形技术参数（附录A），当波纹钢板拱矢高受限不能满足桥下净高要求、或需

要增加桥下净高时，可采用实体墙式钢筋混凝土墩台身的方法，调整或提高桥下净高。

5.5.3波纹钢板拱桥改扩建路基需加宽增高时，根据拱顶填土厚度限制条件，在满足使用功能、荷载、

桥下净空或通行能力、使用年限等要求前提下，可利用或加固利用。

5.6多孔(连拱)结构之间的最小净距

10

DB63/T1735—2019

5.6.1当波纹钢板拱结构两孔或多孔连拱平行布置时，孔之间起拱线处的净距，应根据拱形与尺寸及

结构性回填材料的类型，满足起拱线与压实区域的回填要求。

5.6.2采用级配材料作为结构性回填材料时，孔之间起拱线处的最小净距，见表8。

表8波纹钢板拱桥多孔连拱结构起拱线外侧之间最小净距

单位：m

结构类型

结构性

圆弧拱结构箱形拱结构

回填条件

≤8.08.0＜≤12.0＞12.0≤8.0＞8.0

有限元分析有限元分析

压实填料1.01.21.0

确定或0.1Dh确定或0.1Dh

5.7线形及引道

5.7.1波纹钢板拱桥的平、纵、横技术指标，应与路线总体布设相协调，并应符合TGD60的有关规定。

5.7.2结构性回填区长度范围内的路面纵坡不宜大于4%,桥头引道纵坡不宜大于5%。易积雪、结冰

的路段，桥上路面纵坡不应大于3%。

5.8波纹钢板件设计参数

5.8.1波纹钢板件的壁厚、波纹标准参数及适宜标准跨径，见表9。

表9波纹钢板的壁厚、波纹参数及适宜跨径

单位：mm

波纹钢板厚度波纹圆弧波形波纹钢板件波纹钢板件适宜标准

波距l