DB46/T 591-2023 超高性能轻型组合桥面结构技术规程

ICS93.080.01

CCSP28

46

海南省地方标准

DB46/T591—2023

超高性能轻型组合桥面结构技术规程

TechnicalSpecificationforUltra-highPerformanceLightweightCompositeStructure

Deck

2023-06-08发布2023-07-15实施

海南省市场监督管理局发布

DB46/T591—2023

目次

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

引言................................................................................III

1范围...............................................................................4

2规范性引用文件.....................................................................4

3术语和定义.........................................................................4

4符号和缩略语.......................................................................5

5材料...............................................................................7

6设计..............................................................................11

7施工..............................................................................26

8质量检验与验收....................................................................28

附录A（规范性）STC用钢纤维性能检验方法............................................32

附录B（规范性）STC试件的制作及试验方法............................................34

I

DB46/T591—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。

本文件由海南省交通运输厅提出并归口。

本文件起草单位：中国公路工程咨询集团有限公司、湖南大学、中交第二公路勘察设计研究院有限

公司、中交第二航务工程局有限公司、海南中交高速公路投资建设有限公司。

本文件主要起草人：吴敬武、曹君辉、刘闯、孙平宽、邵旭东、张福强、冯鹏程、张迎春、王成斌、

李邦武、黄鹏、符策源、韩善剑、刘源、王洋、刘新华、王锦攀、阳振中、张汉生、陈颖新、张德文、

易鑫、王文铭、艾佑元、向梨梨、于德恩。

II

DB46/T591—2023

引言

本文件在总结超高性能轻型组合桥面结构科研成果和工程应用经验基础上编制。

在国内外大跨径桥梁中，正交异性钢桥面板因自重小，承载能力大，施工简便等优点，得到广泛应

用。大量工程实践表明，钢桥面的以下两个问题非常突出：一是正交异性钢桥面板的母板及各种焊缝易

出现疲劳开裂；二是钢桥面上的沥青面层易产生裂缝、车辙、壅包等病害，面层的使用寿命通常仅几年

时间。为此，桥梁在通车后的运营阶段，须频繁对桥面钢结构及面层进行维修，严重影响了桥梁结构的

耐久性和行车舒适性。

为解决上述技术难题，经过长期研究，本文件编制组提出了超高性能轻型组合桥面结构新体系。大

量理论、试验研究及多座桥实桥运用证明，该新体系抗裂能力强、耐久性好、操作和实施简便、造价合

理、全寿命期费用低，能较好地解决传统钢桥面的病害难题。

本文件是在经过10年科学研究和实桥应用后编写完成的。本文件的编写，借鉴了国内外相关规范、

规程相关内容。

本文件的发布机构提请注意：申明符合本文件时，本文件可能涉及到ZL201020242873.0；

ZL201210521668.1；ZL201110384487.4；ZL201410474441.5等相关专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构保证，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下，

就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案，相关信息可以通过以下联

系方式获得。

专利持有人：湖南大学、邵旭东。

地址：湖南省长沙市湖南大学土木工程学院桥梁工程系。

请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利

的责任。

请各有关单位在执行过程中，将发现的问题和意见，函告本文件日常管理者，联系人：曹君辉（地

址：湖南省长沙市岳麓区湖南大学土木工程学院，邮编：410082；电话：15802536124；电子邮箱：

caojunhui@），以便修订时参考。

III

DB46/T591—2023

超高性能轻型组合桥面结构技术规程

1范围

本文件规定了超高性能轻型组合桥面结构的术语和符号、总则、材料、设计、施工、质量检验与验

收。

本文件适用于桥梁超高性能轻型组合桥面结构。

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。

GB175通用硅酸盐水泥

GB8076混凝土外加剂

GB50119混凝土外加剂应用技术规范

GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范

GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉

GB/T18046用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉

GB/T27690砂浆和混凝土用硅灰

GB/T31387活性粉末混凝土

JG237混凝土试模

JT722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

JTGD50公路沥青路面设计规范

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTG3364-02公路钢桥面铺装设计与施工技术规范

JTGE60公路路基路面现场测试规程

JTGF40公路沥青路面施工技术规范

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

JTG/TJ22公路桥梁加固设计规范

JTG/T3650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文件。

4

DB46/T591—2023

3.1

超高韧性混凝土supertoughnessconcrete(STC)

由水泥、矿物掺合料、细集料、钢纤维（体积含量不低于2.0%）、纳米二氧化硅或纳米碳酸钙、外

加剂等材料，或由上述材料制成的干混料，加水拌和凝结硬化后形成的，抗弯拉强度在22MPa以上的高

强高韧性水泥基复合材料，简称“STC”。

3.2

组合桥面结构compositedeckstructure

由正交异性钢桥面板、STC层和磨耗层组合而成的一种桥面形式，其中STC层与正交异性钢桥面板间

通过连接件连接，磨耗层与STC层间通过黏结层黏结。

3.3

蒸汽养护steamcuring

浇筑的STC终凝后在80~90℃蒸汽环境中持续养护72小时，或90℃以上蒸汽环境中持续养护48小时后

达到强度等级的养护过程。

4符号和缩略语

4.1材料性能有关符号

STC22——抗弯拉强度标准值为22MPa的超高韧性混凝土；

c——STC的温度线膨胀系数；

crack,d——STC的初裂应变设计值；

td——STC的极限拉应变设计值（不考虑配筋）；

Es——钢材的弹性模量；

Er——钢筋的弹性模量；

Ec——STC的弹性模量；

f——钢筋、钢梁及STC的强度设计值或容许值；

ffk——STC抗弯拉强度标准值；

ffd——STC抗弯拉强度设计值；

——

fcu,kSTC立方体抗压强度标准值，试件边长100mm；

fck——STC轴心抗压强度标准值；

fcd——STC轴心抗压强度设计值；

fstud——焊钉连接件的抗拉强度；

ftd——不配筋STC的轴拉强度设计值；

fy——钢材的屈服强度；

serv

[ft,trans]——配筋STC的横桥向名义抗裂强度容许值；

serv

[ft,longi]——配筋STC的纵桥向名义抗裂强度容许值；

ulti

[ft,trans]——配筋STC的横桥向名义抗拉强度容许值；

ulti

[ft,longi]——配筋STC的纵桥向名义抗拉强度容许值；

serv

[ft,trans,joint]——施工接缝处STC的横桥向名义抗裂强度容许值；

5

DB46/T591—2023

serv

[ft,longi,joint]——施工接缝处STC的纵桥向名义抗裂强度容许值；

ulti

[ft,trans,joint]——施工接缝处STC的横桥向名义抗拉强度容许值；

ulti

[ft,longi,joint]——施工接缝处STC的纵桥向名义抗拉强度容许值；

wud——焊接钢筋网连接件中，纵向钢筋-钢板连接焊缝抗剪强度设计值；

cud——焊接钢筋网连接件中，纵筋与STC间的黏结强度设计值；

c——STC的泊松比。

k——连接件的抗剪刚度；

Weff,i——不同应力计算阶段，钢梁或组合梁的抗弯模量。

4.2作用和作用效应有关符号

Mdi——对应不同应力计算阶段，作用于钢梁或组合梁的弯矩设计值；

Msc——抗裂计算中，受压区钢板所承担的弯矩；

Mst——抗裂计算中，受拉区钢结构所承担的弯矩；

Mcc——抗裂计算中，受压区STC所承担的弯矩；

Mct——抗裂计算中，受拉区STC所承担的弯矩；

Msr——抗裂计算中，钢筋所承担的弯矩；

Mload——抗裂计算中，外荷载引起的截面弯矩；

Nsc——抗裂计算中，受压区钢板所承担的轴力；

Nst——抗裂计算中，受拉区钢结构所承担的轴力；

Ncc——抗裂计算中，受压区STC所承担的轴力；

Nct——抗裂计算中，受拉区STC所承担的轴力；

Nsr——抗裂计算中，钢筋所承担的轴力；

Nload——外荷载引起的轴力；

Vsd——正常使用极限状态下的连接件剪力设计值；

Vd——承载能力极限状态下的连接件剪力设计值；

Vu——连接件的抗剪承载力设计值；

V0.025mm——焊接钢筋网连接件荷载-滑移曲线对应0.025mm滑移时的荷载；

global——整体受力状态下的正应力；

local——局部受力状态下的正应力；

——组合桥面结构考虑整体和局部叠加后的正应力；

ss——按作用（或荷载）频遇组合计算的STC层中钢筋拉应力；

Smax——正常使用极限状态下结合面的最大滑移值；

S——连接件荷载-滑移曲线中的特征滑移值；

Slim——正常使用极限状态下结合面的滑移限值；

T1——温度梯度效应计算中，STC层顶面的温度；

T2——温度梯度效应计算中，STC层底面的温度；

wsmax——STC表面的最大裂缝宽度。

4.3几何参数符号

Asc——焊钉连接件钉杆横截面面积；

Ar——抗裂计算中，受拉区钢筋截面面积；

Ate——抗裂计算中，有效受拉STC截面面积；

6

DB46/T591—2023

bc——抗裂计算中，STC层的宽度；

bt——抗裂计算中，截面顶部钢板宽度；

bf——抗裂计算中，截面腹板厚度；

bl——抗裂计算中，纵肋下翼缘宽度；

cs——STC层受拉钢筋外边缘至受拉侧表面的距离；

ds——抗裂计算中，验算方向上（纵桥向或横桥向）受拉区钢筋直径；

——抗裂计算中，截面弯曲曲率；

dwc——焊钉根部焊缝的直径；

dr——钢筋的公称直径；

lwc——焊钉根部焊缝的高度；

hf——抗裂计算中，截面腹板高度；

hl——抗裂计算中，截面下翼缘厚度；

ht——抗裂计算中，钢面板厚度；

hr——抗裂计算中，受拉钢筋重心位置至受拉STC上表面的距离；

hy——抗裂计算中，受压钢板屈服高度；

htd——抗裂计算中，受拉区未开裂的STC高度；

hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸；

H——组合梁截面高度；

hsteel——钢桥面截面高度；

lw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的长度；

lwc——焊钉根部焊缝的高度；

lc——焊接钢筋网连接件中，纵向钢筋黏结长度；

hc——抗裂计算中，STC层的厚度；

hw——焊接钢筋网连接件中，纵筋-钢面板连接焊缝的焊脚尺寸；

y0——抗裂计算中，受拉STC上表面到中性轴的距离；

yt——抗裂计算中，中性轴到钢板底面的距离。

4.4计算系数及其他有关符号

抗裂计算中，构件受力特征系数

cr——;

的徐变计算系数；

bc——STC

(tt,)

b0——加载时的龄期为t0，计算考虑龄期为t时的STC徐变系数；

的徐变系数终值；

b——STC

——裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数;

桥梁结构重要性系数；

0——

焊钉连接件的抗力分项系数；

v——

——焊缝尺寸对焊钉抗剪强度的贡献系数；

t——计算考虑时刻的STC龄期；

t加载时的龄期；

0——STC

抗裂计算中，按有效受拉截面面积计算的受拉钢筋配筋率。

te——STC

5材料

5.1STC原材料

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DB46/T591—2023

5.1.1水泥宜采用不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，应符合现行GB175的规定。

5.1.2矿物掺合料宜采用I级粉煤灰、S95等级以上的粒化高炉矿渣粉、二氧化硅含量不低于90%的硅

灰等材料，且应符合现行GB/T1596、GB/T18046、GB/T27690的规定。当采用其它矿物掺合料时，应

通过试验进行验证。

5.1.3细集料宜为石英砂，性能指标应符合表1的规定。

表1石英砂的技术指标

项目技术指标（%）

二氧化硅含量≥97

氯离子含量≤0.02

硫化物及硫酸盐含量≤0.50

云母含量≤0.50

5.1.4石英砂和石英粉的筛分试验和粒径应符合现行GB/T31387的规定。

5.1.5减水剂应符合现行GB8076和GB50119的规定。宜选用高性能减水剂，减水剂的减水率宜大于

30%。

5.1.6掺用改善拌和物和STC性能的其它外加剂时，其性能应符合现行相关标准的规定，且应通过试

验，确定STC性能满足工程应用要求后方可使用。

5.1.7钢纤维应采用高强度钢纤维（可镀铜），其性能指标应符合表2的规定。钢纤维的性能检验方

法应符合本文件附录A的规定。

表2钢纤维的性能指标

项目性能指标

抗拉强度（MPa）≥2000

长度合格率（12mm~14mm或7mm~8mm纤维比例）（%）1≥96

直径合格率（0.18mm~0.22mm或0.12mm~0.14mm纤维比例）（%）2≥90

形状合格率（%）≥96

杂质含量（%）≤1.0

注：1.50根试样的长度平均值应在12mm~14mm或7mm~8mm范围内；

2.50根试样的直径平均值应在0.18mm~0.22mm或0.12mm~0.14mm范围内。

5.1.8纳米碳酸钙（CaCO3）的性能指标应符合表3的规定。

表3纳米碳酸钙的性能指标

项目性能指标

CaCO3含量>90%

平均粒径60nm

5.1.9纳米二氧化硅（SiO2）的性能指标应按表4采用。

表4纳米二氧化硅的性能指标

项目性能指标

SiO2含量（%）＞99.9

平均粒径（nm）10

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DB46/T591—2023

比表面积（cm2/g）6.45×106

氯离子含量（%）<0.028

5.1.10拌和用水应符合现行JTG/T3650的规定。

5.2STC性能

5.2.1STC的强度等级、抗弯拉强度、抗压强度标准值和设计值应按表5采用。

表5STC强度等级

抗弯拉强度/MPa抗压强度/MPa

立方体抗压强度

强度等级轴心抗压强度轴心抗压强度

标准值f设计值f

fkfd标准值

fcu,k标准值fck设计值fcd

STC222215.212077.453.4

STC252517.214090.362.3

STC282819.3160103.271.2

5.2.2STC具有轴拉应变硬化特性。STC22、STC25、STC28的轴拉强度设计值ftd宜分别取7MPa、8MPa、

9MPa，极限拉应变设计值td宜取2000。初裂应变设计值crack,d应根据轴拉应力强度设计值ftd和本

文件第5.2.3条规定的STC弹性模量Ec计算确定（图1）。

12

10

(207,9)(2000,9)

(197,8)(2000,8)

8

）(186,7)(2000,7)●STC28

MPa6▲STC25

◆STC22

拉应力（4

2

0

05001000150020002500

应变（με）

图1STC的轴拉应力-应变曲线

5.2.3STC的弹性模量Ec应按现行GB/T31387的规定通过试验确定，当无相关试验资料时，可按表6

采用。

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DB46/T591—2023

表6不同强度等级STC的弹性模量Ec（GPa）

STC强度等级STC22STC25STC28

弹性模量37.640.743.5

5.2.4STC的剪切模量Gc可按表6中Ec值的0.4倍采用，STC的泊松比c可取为0.2。

-5

5.2.5STC的温度线膨胀系数c可取为1.1×10/℃。

5.2.6采用蒸汽养护的STC收缩应变和徐变系数终值可按表7采用。

表7STC的收缩应变和徐变系数终值

养护条件收缩应变（με）徐变系数

蒸汽养护00.2

STC的抗氯离子渗透性应不大于100C（电通量法），吸水孔隙率应不大于9.0%。

5.3钢材和钢筋

5.3.1焊钉连接件的材料性能应符合现行GB/T10433的规定。

5.3.2STC中的普通钢筋宜选用HRB400或HRB500钢筋，钢筋的材料性能设计指标应按现行JTG3362

的规定取用。

5.3.3STC强化接缝处Z型钢板的材料性能应符合现行JTGD64的规定。

5.4黏结层材料

黏结层材料宜采用高黏高弹沥青、环氧沥青黏结剂、改性环氧树脂黏结剂，主要性能指标及要求应

符合表8的规定。

表8黏结层养护固化后主要技术指标及要求

技术要求

序号项目I型（高黏高弹沥青、环II型（改性环氧树

氧沥青黏结剂）脂黏结剂）

复合试件剪切强度25℃≥0.8≥1.6

1

（MPa)60℃≥0.4≥0.8

附着力拉拔强度（与STC）25℃≥1.0≥2.0

2

(MPa)60℃≥0.3≥0.8

3抗冻性-20℃~20℃冻融循环20次不开裂

Ca(OH)2中浸泡15d无异常

4耐腐蚀性（20℃）

3%盐水浸泡15d无异常

5抗硌破轮碾机碾压30次不穿孔

注：附着力拉拔试验可采用圆形拉拔头(直径50mm)或正方形拉拔头(边长50mm)。

5.5磨耗层材料

磨耗层材料性能应符合现行JTG3364-02的规定。

10

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6设计

6.1一般规定

6.1.1组合桥面结构应根据建设条件、结构受力性能等因素，确定合理的结构形式、截面构造等。

6.1.2组合桥面结构应按持久状况承载能力极限状态，进行承载能力计算，其作用（或荷载）组合应

采用基本组合，结构材料性能应采用其强度设计值。

6.1.3组合桥面结构应按持久状况正常使用极限状态，进行裂缝宽度计算，其计算的作用（或荷载）

组合应按现行JTG3362取用，挠度和连接件滑移验算的作用（或荷载）组合应按现行JTG/TD64-01

取用。

6.1.4组合桥面结构应进行疲劳计算，计算中仅考虑疲劳荷载。

6.1.5组合桥面结构的计算应按第一、第二和第三体系考虑，并对计算结果进行线性叠加。

——第一体系：组合桥面结构作为钢主梁全截面的上翼缘，承受整体荷载，称为“主梁体系”；

——第二体系：STC层与正交异性钢面板共同形成支撑在主梁腹板、横隔板上的桥面板，承受车

辆局部荷载，称为“桥面体系”；

——第三体系：STC层与钢面板共同形成支撑在桥面纵向加劲肋上的连续组合板，板体承受车轮

的局部荷载，称为“面板体系”。

其中，第一体系一般按整体受力计算、第二和第三体系按局部受力计算。

6.1.6整体受力应按现行JTG/TD64-01进行计算。

6.1.7局部受力宜建立节段有限元模型进行计算，应选用适宜的单元类型及网格尺寸。

6.2作用效应

6.2.1组合桥面结构的作用效应计算应符合下列规定：

——应按弹性方法进行计算。

——当计算桥梁的整体受力时，组合桥面结构作用效应计算可不计入正交异性钢桥面板和STC层间

的滑移效应；当计算桥面局部受力时，应计入两者间