GDJT 002-01-2022 广东省常规跨径公路钢桥设计标准化指南（2022版）

GDJT

广东省交通运输厅指导性技术文件 GDJT 002-01-2022

广东省常规跨径公路钢桥设计标准化指南(2022 版)

Guide for standardization design of conventional span highway steel

bridges in Guangdong Province

2022-12-31 发布 2023-01-01 实施

广东省交通运输厅发布

《广东省常规跨径公路钢桥设计标准化指南》

编审委员会

主任 委员： 黄成造

副主任委员： 职雨风张钱松鲁昌河胡志桥

委员： 王璜 吴玉刚代希华陈榕峰李 剑张太科吴玲正马林 王伟力卢 辉陈志清

专家委员会

主任 委员： 周良

副主任委员： 胡可 邓青儿

委员： 吴冲 刘玉擎刘永健张清华苏彦江徐振立吴先树马保林丁望星马立芬阮家顺

编写人员

主编： 张晟斌

副主 编： 朱玉 孙向东刘汉顺

参编 人员： 师少辉朱添丰罗 扣刘新华杨 兴欧阳泽卉

王景奇宁 立段雪炜马润平卢绍鸿陈楚龙丁德豪徐欣 张维 张子翔丁少凌南军强易 蓓刘 琪何东升刘芸欣汪泉清井 源郭峰超刘 双饶登宇徐军 赵磊

广东省常规跨径公路钢桥设计标准化指南

前言

为贯彻落实《交通运输部关于广东省开展交通基础设施高质量发展等交通强国建设试点工作的意见》(交规划函[2020] 694 号)的相关要求，提升广东省常规跨径公路钢桥的设计及建造水平，由广东省交通运输厅统筹部署，广东省交通集团牵头、广州交通投资集团配合，组织相关建设、设计、钢结构制造及施工等相关单位，依托狮子洋通道工程、广深高速公路改扩建工程、增城至佛山高速公路增城至天河段开展了《常规跨径公路钢桥标准化设计及工业化建造技术研究》(简称钢桥标准化)工作，并成立专家委员会进行系统的咨询审查。

编写组在广泛调研国内钢桥使用的基础上，结合钢桥标准化的研究成果和钢桥建设的发展水平，编制完成《广东省常规跨径公路钢桥设计标准化指南》初稿，经多次研讨、专委会审查及广泛征求意见，形成了本版指南。

本指南由中交第二公路勘察设计研究院有限公司牵头编写，共分 9 章，第1~3 章、第 5 章及第 8~9 章由中交第二公路勘察设计研究院有限公司编写，第4章由广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司编写，第 6 章由中铁大桥勘测设计院集团有限公司编写，第 7 章由中交第二公路勘察设计研究院有限公司和广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司共同编写，中交公路规划设计院有限公司参与了指南编写研讨及标准图设计咨询。

目录

1 总则 1

1.1 指导思想 1

1.2 基本原则 2

1.3 标准、规范 3

2 适用范围及术语 5

2.1 道路等级 5

2.2 主要技术参数 5

2.3 标准路基宽度 5

2.4 结构形式 6

2.5 跨径范围 6

2.6 术语 7

3 材料 8

3.1 钢材 8

3.2 混凝土 10

3.3 钢筋 10

3.4 标准连接件 10

3.5 焊接材料 11

3.6 涂装材料 11

4 钢箱梁 12

4.1 一般规定 12

4.2 总体布置 12

4.3 计算分析 16

4.4 正交异性钢桥面板 17

4.5 腹板 21

4.6 横隔板 23

4.7 底板 26

4.8 悬臂板 27

4.9 施工方法 28

5 钢箱组合梁 30

5.1 一般规定 30

5.2 总体布置 30

5.3 计算分析 34

5.4 钢梁 35

5.5 桥面板 42

5.6 连接件 47

5.7 施工方法 50

6 钢板组合梁 52

6.1 一般规定 52

6.2 总体布置 52

6.3 计算分析 53

6.4 钢结构 54

6.5 桥面板 56

6.6 连接件 56

6.7 施工方法 57

7 钢结构连接 58

7.1 一般规定 58

7.2 焊接连接 59

7.3 螺栓连接 60

8 耐久性设计 62

8.1 一般规定 62

8.2 钢结构耐久性设计 62

8.3 钢混接触面耐久性设计 66

8.4 连接件耐久性设计 67

9 桥面系及附属 68

9.1 一般规定 68

9.2 桥面铺装 68

9.3 护栏 69

9.4 排水 71

9.5 伸缩缝装置 73

9.6 支座 74

9.7 养护通道 76

9.8 抗震措施 76

1 总则

1.1 指导思想

1 坚持安全耐久的首要原则

安全耐久是工程建设的永恒主题。钢桥标准化设计既要有利于保证构件安全、结构安全、施工过程安全和运营安全，又要充分考虑结构的养护维修便利性和耐久性。通过设计标准化研究，全面提高我省常规公路钢桥从建设到运营管理养护各环节的安全耐久性。

2 坚持建管养一体化设计理念

通过开展钢桥标准化研究，形成设计标准化指南和标准化设计成果，统一设计标准化的设计理念、技术参数和相关标准，为推动标准化、装配化的工业化建造，实现全产业链贯通，进一步提高常规跨径公路桥梁的综合建设管养能力和水平，为落实广东省交通基础设施高质量发展交通强国建设试点工作提供技术保障。按照设计标准化指南是总领性指导性文件、配套标准图是标准化设计成果、是应用指南设计的具体范例的原则，通过对调研资料的分析、整理和研究，总结出基于建设、管理、养护(简称建管养)一体化、全产业链贯通的公路钢桥设计标准化指南。

3 树立全寿命周期成本理念

标准化设计应树立全寿命周期成本的设计理念，贯彻习近平生态文明思想，立足于综合统筹建管养全寿命周期的实际需求等方面，着力提高钢桥的质量品质和施工及养护效能。钢桥设计方案应综合考虑建管养全过程中的直接成本、

环境成本、社会成本等方面进行综合研究，降低全寿命周期成本、全方位减少碳排放。

4 贯彻高质量发展理念

以《交通强国建设规划纲要》和广东省交通强国试点方案为指导，严格执行国家标准、规范和规定，并适度超前;密切关注工程材料和施工工艺的新发展，积极借鉴、吸收先进的技术;通过制订科学先进的设计标准化指南，从源头上规范广东省内钢桥结构形式，降低加工难度，提高钢桥的经济性和产品质

1

量，推进交通行业高质量发展。

1.2 基本原则

1 统筹考虑钢桥全产业链的发展

在国家政策性指导下，对常规跨径钢桥的技术研究取得了一定成效，但贯穿设计、制造、安装、管养等全产业链的系统研究较少，相同的问题在各个项目之间时常重复出现，设计、制造、安装、管养各个环节缺乏有效沟通衔接。需要对各个环节出现的问题进行系统调查、梳理总结，及时反馈总结、改进提高、推广先进经验和技术成果，统筹推进钢桥全产业链的高质量发展。

2 处理好标准化设计与灵活设计的关系

设计标准化通过对钢桥典型构造细节和良好易实施的工程经验进行总结提升统一，作为设计的基本元件和标准化做法，因地制宜地应用到钢桥设计中，是总领性、指导性的设计原则，在此基础上开展标准化设计与提倡的灵活设计和创作性设计不矛盾，二者应是相辅相成的辩证关系。应注意对工程实践经验持续分析研究、总结提升，不断丰富完善设计标准化指南，形成高水平的标准化设计成果，处理好标准化设计与灵活设计的关系。

3 处理好标准化设计与标准化施工的关系

标准化设计是设计标准化的应用成果。推行标准化设计将进一步促进标准化施工，标准化设计通过对施工现场的调研，分析研究标准化施工对设计的要求，了解施工队伍的技术现状、施工装备水平、以及常规施工工艺流程等情况，使设计方案与其有效衔接，引导促进施工技术、装备、工艺稳步革新升级。

4 处理好设计与经济之间的关系

树立价值工程(综合品质与造价之比)的理念，应综合考虑价值工程和实际造价来评价设计方案的经济性，科学择优比选。加强对涉及钢结构桥梁的钢材、特殊材料(构件)、设备的市场供应和价格等基础调查工作，充分考虑施工工艺、进度、养护等工程建设和养护成本的影响，力求准确测算全寿命周期造价，以支撑设计方案创新设计和科学比选。

2

1.3 标准、规范

1.3.1 主要标准和规范

1 《公路工程技术标准》(JTG B01)

2 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)

3 《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)

4 《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》(JTG/T D64-01)

5 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)

6 《公路装配式混凝土桥梁设计规范》(JTG/T 3365-05)

7 《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T 2231-01)

8 《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01)

9 《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T3310)

10 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650)

11 《公路装配式混凝土桥梁施工技术规范》(JTG/T 3654)

12 《公路钢结构桥梁制造和安装施工规范》(JTG/T 3651)

13 《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》(JT/T 722)

14 《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591)

15 《桥梁用结构钢》(GB/T 714)

16 《耐候结构钢》(GB/T 4171)

17 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》(GB/T 10433)

18 《公路常规跨径钢结构桥梁建造技术指南》

19 《公路桥梁正交异性钢桥面板 U 肋双面焊接技术指南》(T/CHTS 10029)

20 《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(JTG/T 3364-02)

21 《高韧性混凝土组合桥面结构技术指南》(T/CHTS10036)

22 《公路工程建设项目概算预算编制办法》(JTG 3830)

23 《公路桥梁钢结构工程预算定额》(JTG/T 3832-01)

1.3.2 参考标准和规范

1 《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB 50917)

3

2 《钢结构设计标准》(GB 50017)

3 《钢-混凝土组合桥梁施工规范》(GB 50901)

4 《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476)

5 《桥梁用结构钢》(GB/T714)

6 《碳素结构钢》(GB/T700)

7 《钢结构焊接规范》(GB 50661)

8 《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10091)

9 《铁路钢桥制造规范》(Q/CR 9211)

10 《日本道桥示方书 ·钢桥篇》

11 《AASHTO LRFD Bridge Design Specification》(LRFD-8)

12 《Eurocode 4—Design of composite steel and concrete structures》(EN 1994 2)

4

2 适用范围及术语

2.1 道路等级

本指南适用于广东省高速公路，设计速度：主线 100km/h、120km/h;匝??-40km/h~60km/h 的钢桥设计。其他等级公路桥梁，可结合具体情况参考使用。

2.2 主要技术参数

根据广东省高速公路的钢桥建设需要，本指南采用如下主要技术参数。

表 2.2.1 主要技术参数表

序号

分类

参数或指标

荷载等级

公路-I 级

设计安全等级

一级，桥梁结构重要性系数取 1.1

环境类别

I~III 类

环境作用等级

B~D 级

5

结构设计基准期

100 年

6

设计使用年限

7

地震动峰值加速度

0.05~0.2g

2.3 标准路基宽度

结合广东省高速公路设计标准化的前期成果，考虑成果的衔接匹配性及当前建设的需要，本指南配套编制以下 8 种路基宽度的标准图，便于对指南的理解和应用。

表 2.3.1 标准路基宽度表

路基宽度*

26.0m

27.0m

33.5m

对应桥宽

2×12.5m

2×12.75m

2×16.25m

34.5m

41.0m

42.0m

2×16.5m

2×20.0m

2×20.25m

路基宽度

10.5m(匝道)

12.5m(匝道)

10.5m

12.5m

*注：此处所列路基宽度为主线路基宽度。

2.4 结构形式

本指南针对钢箱梁、钢箱组合梁、钢板组合梁等三种结构形式编制，各结构均具有一定的适用场景。

1 钢箱梁结构自重相对较轻，抗弯、抗扭刚度大，在横风作用下稳定性好，但结构内部应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高，钢桥面板抗疲劳性能的改善仍需进一步研究。

2 组合梁断面由一个或多个钢工字梁或箱形梁及混凝土面板组成，发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，避免了钢桥面板的疲劳问题，但其结构自重相对较大，施工相对复杂。

3 应结合项目的实际情况，选择适合的桥梁结构形式。常规跨径等高度钢桥的选型原则见表 2.4.1。

表 2.4.1 常规钢桥结构选型原则

主要优势

结构选型原则

钢箱梁

整体性好;抗弯、抗扭刚度大，适合曲线梁桥;施工快捷

小半径曲线匝道桥可采用钢箱梁，宜选用整箱断面;主线保通要求高的跨线桥也可采用钢箱梁，宜采用多主梁断面;跨海钢箱梁桥宜采用整箱断面。

钢箱组合梁

具备较大的抗扭刚度，适合建造曲线梁桥;整体性好，抗车、船撞击性能好

对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用二、三、四片主梁结构

钢板组合梁

单个构件自重较轻，便于运输及安装

对于二、三、四车道的平直路段，可相应采用三、四、五片主梁结构

2.5 跨径范围

本指南适用的常规跨径范围见表 2.5.1，配套标准图编制范围见表2.5.2。

表 2.5.1 钢桥常规跨径范围

常规跨径(m)

30~120

30~100

20~80

注：本指南常规跨径桥梁指《公路工程技术标准》中按单孔跨径分类的梁式大、中桥，即跨径大于等于 20m 小于等于 150m 的梁式桥。

表 2.5.2 标准图编制范围

结构形式

跨径范围

30~60m

匝道钢箱梁

跨线钢箱梁

50~80m

跨海钢箱梁

85~110m

2.6 术语

2.6.1 设计标准化

指通过制订、发布和实施减少和细化局部构造细节种类、减少材料种类及耐久性措施等技术参数和相关标准相对统一，具有总领性、指导性的设计指南，使设计的灵活性限制在有限的合理范围，实现工程建设标准化的标准化方式。

2.6.2 标准化设计

指依照设计标准化指南制订、发布和实施的可直接用于大部分工程建设的成套标准图等设计标准化成果，使设计的灵活性限制在较小的范围，实现工程建设标准化的标准化方式。

2.6.3 正交异性钢桥面板

用纵、横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的钢结构面板。

2.6.4 钢箱梁

由槽型钢梁和正交异性钢桥面板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。

2.6.5 钢-混凝土箱型组合梁

由槽型钢梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢箱组合梁。

2.6.6 钢-混凝土钢板组合梁

由钢板梁和混凝土板连成整体并且在横截面内能够共同受力的梁。本指南简称钢板组合梁。

3 材料

3.1 钢材

1 应根据结构形式、受力状态、连接方法及所处的环境条件，合理地选用钢材，钢材应满足桥梁设计要求的交货状态、化学成分、力学性能及工艺性能。

2 桥梁主体结构用钢材宜选用 Q355D 钢、Q420D、Q345qD 钢、Q420qD钢，其质量应分别符合现行《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591)和《桥梁用结构钢》(GB/T 714)的规定。

注：考虑高强钢材及焊材的采购、制造难度，本指南不推荐 500MPa 级及以上钢材，优先选用 420MPa 级及以下的低合金高强度结构钢，桥梁用结构钢可根据实际建设条件自行选用。

根据常规跨径钢桥调研情况，结合经济性、制造、吊重等因素考虑，本指南推荐根据跨径选择钢材：①50m 及以下钢箱梁采用355MPa 级钢材，50m 以上钢箱梁采用 420MPa 级钢材;②30m~50m 钢箱组合梁采用355MPa 级钢材，60m钢箱组合梁采用420MPa 级钢材;③30m~40m 钢板组合梁采用355MPa 级钢材， 50m~60m 钢板组合梁采用420MPa 级钢材。

3 当采用耐候钢时，其材质应符合《耐候结构钢》(GB/T 4171)或《桥梁用结构钢》(GB/T 714)的规定。

注：根据桥梁所处环境中年均氯离子沉积率和年均 S02 沉积率的不同，耐候钢分为城乡大气环境用耐候钢、工业大气环境用耐候钢和海洋大气环境用耐候钢，其化学成分有较大差异。应注意根据当地环境气候、工程的管理养护条件等因素，科学合理选用。

4 当厚钢板有 Z 向性能要求时，应符合《厚度方向性能钢板》(GB/T 5313)的规定。

5 钢材应以热轧、热机械轧制(TMCP)、热机械轧制+回火(TMCP+T)中任何一种交货状态交货，并在质量证明书中注明。耐候桥梁钢以热机械轧制(TMCP)、热机械轧制+回火(TMCP+T)状态交货。

6 热机械轧制(TMCP)状态交货的钢材，当强度级别为 355MPa 级钢板

8

时，其厚度不小于 32mm 的钢板应进行回火处理;当强度级别为 420MPa 级钢板时，其厚度不小于 20mm 的钢板应进行回火处理。

7 钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T709)的规定。

注：一般结构钢板的厚度偏差宜满足 B 类;重要结构如桥面板钢板的厚度偏差应满足 C 类，固定负偏差为0，按公称厚度规定正偏差。

8 钢材的强度设计值应根据钢材的不同厚度按表 3.1.1 或表 3.1.2 的规定采用。

表 3.1.1 低合金高强度结构钢的强度设计值(MPa)

抗拉、抗压和抗弯fd

抗剪fvd

端面承压(刨平顶紧)fcd

牌号

厚度(mm)

Q355 钢

≤16

275

160

355

16~40

270

155

40~63

260

150

63~80

250

145

80~100

245

140

Q420 钢

335

195

390

320

185

305

175

63~100

290

165

表 3.1.2 桥梁用结构钢的强度设计值(MPa)

Q345q 钢

≤50

50~100

370

100~150

240

135

Q420q 钢

405

注：1、表中厚度指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较厚板件的厚度;

2、考虑后期使用条件的不确定性、为活载变异预留一定的拓展空间，在规范最低要求的基础上，适当提高安全储备，钢材强度设计值可按表中强度设计

9

值的90%采用。

3.2 混凝土

1 钢筋混凝土桥面板混凝土强度等级不应低于 C40，预应力混凝土桥面板混凝土强度等级不应低于 C50，相关设计指标应按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)取用。

2 混凝土强度等级、配合比(水胶比、胶凝材料和矿物掺合料用量)、氯离子含量、碱含量和硫酸盐含量均应按照现行《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T 3310)取用。

3 超高性能混凝土的强度等级及设计指标应按照现行《公路装配式混凝土桥梁设计规范》(JTG/T 3365-05)取用。

注：我国超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC)的材料标准为《活性粉末混凝土》(GB/T 31387)，为与材料标准保持一致，《公路装配式混凝土桥梁设计规范》(JTG/T 3365-05)沿用了术语活性粉末混凝土。

3.3 钢筋

1 普通钢筋宜采用 HPB300、HRB400、HRB500 级，其技术标准应符合《钢筋混凝土用钢第 1 部分热轧光圆钢筋》(GB 1499.1)、《钢筋混凝土用钢第2 部分热轧带肋钢筋》(GB 1499.2)的要求。

2 预应力钢筋及其设计指标应按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)取用。

3.4 标准连接件

1 高强度螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB/T 1228)、《钢结构用高强度大六角螺母》(GB/T 1229)、《钢结构用高强度垫圈》(GB/T 1230)、《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/T 1231)、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB/T 3632)的规定。

2 普通螺栓、螺母、垫圈的技术条件应符合现行《六角头螺栓》(GB/T 5782)、《I 型六角螺母》(GB/T 6170)、《平垫圈》(GB/T 97. 1)、《紧固件机械性能

10

螺栓、螺柱和螺钉》(GB/T 3098.1)、《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》(GB/T 3098.2)的规定。

3 圆柱头焊钉连接件的材料应符合现行《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》 (GB/T 10433)的规定。

3.5 焊接材料

焊接材料应与主体钢材相匹配，并应符合以下规定：

1 手工焊接采用的焊条应符合现行《非合金钢及细晶粒钢焊条》(GB/T 5117)的规定;对需要验算疲劳的构件宜采用低氢型碱性焊条。

2 自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂应符合现行《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T 8110)、《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》(GB/T 10045)、《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》(GB/T 5293)的规定。

3 焊接材料进厂时应有质量证明书，焊接材料的质量管理应符合《焊接材料管理规定》(JB/T 3223)的规定。

3.6 涂装材料

1 涂装材料应根据设计文件要求、结构部位、桥址环境条件等选定，以确保预期的涂装效果。禁止使用过期产品和未经试验的替用产品。

2 为保证防腐材料的质量和防腐效果，考虑到不同厂家材料及施工工艺的兼容性，同一涂装体系所用的底、中、面油漆的供应商宜为同一厂家。

3 涂装材料的品种、规格、技术性能指标必须符合设计文件和技术规范的要求，具有完整的出厂质量合格证明书。涂料供应商应提供涂装施工全过程的技术服务，对涂料保证年限进行承诺。

4 涂装材料各项性能指标应满足《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》 (JT/T 722) 或《桥梁钢结构冷喷锌防腐技术条件》(JT/T 1266)的要求。新材料除满足各项指标要求外，应用前还应进行涂层相容性、环境适应性等相关试验，并组织专家论证后方可应用。涂装材料供应商应提供满足各项指标性能的第三方检测报告。

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4 钢箱梁

4.1 一般规定

1 本章节适用于立交匝道钢箱梁桥设计。

2 跨径在 60m 以下的钢箱梁宜采用等高度箱梁。

3 钢箱梁宜分段分块制作，工厂焊接，现场节段拼装;同时应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和运营阶段产生过大的变形或丧失稳定性。

注：钢箱梁制作应在运输和吊装可行的条件下，尽量采用大件运输，减少现场安装及焊接工作量。

制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同，设计应考虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用。

结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。

4 应根据桥梁建设条件和使用条件，合理设计正交异性钢桥面板。

注：根据调研，钢箱梁主要病害集中于正交异性桥面板，应重视其刚度及构造设计，有效提高钢桥面板的疲劳性能，避免桥面铺装破坏。

5 钢箱梁设计应重视结构的可达、可检、可修，应设置进入箱体内的检修通道及排水孔。

注：钢箱梁不能完全封闭时，由于结露等原因可能积水，应设置排水孔。当箱梁尺寸受限不能设置检修通道时，应完全封闭箱梁。

4.2 总体布置

4.2.1 横断面布置

1 匝道钢箱梁优先采用整体箱断面，运输、安装受限时可采用分体箱断面。

注：钢箱梁按照横断面布置可分为单箱单室、单箱双室、单箱多室、多箱单室等多种形式。单箱单室、单箱双室、单箱多室在外观上箱体形成一个单箱整体，可通过增加腹板分割成多个箱室，统称为整体箱断面;多箱单室断面由多个独立的小箱通过横梁组拼而成，也称为分体箱断面。

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(a)整体箱断面 (b)分体箱断面

图 4.2.1 钢箱梁断面示意

整体箱断面焊接量稍大，制造运输较麻烦，但整体性好，抗扭性能优于分体箱断面，且由于在工程实践中被广泛应用，施工工艺较为成熟，采用匹配组焊对曲梁线形控制有利;而分体箱断面单个箱体小，制造难度较小，且运输时不需横向切分箱体，箱体运输稳定性较好，但对安装精度要求较高。

从现阶段省内的钢箱梁应用情况， 匝道钢箱梁大都用于小半径曲线、跨线等复杂节点，单个项目应用点不多且较为分散。基于现阶段实际情况，采用分体箱尚不能体现出制造规模效益，且对施工安装精度提出了更高的要求，使匝道钢箱梁在施工安装的难度加大;而采用整体箱断面有利于控制匝道钢桥安装精度，提高施工质量，其整体抗扭性能及横向赘余度也更优。同时，对于广泛应用的跨线匝道钢箱梁，采用整体性断面，其景观性更好，且安装及后期养护对桥下交通影响较小。

综合考虑，匝道钢箱梁优先采用整体箱断面。

2 匝道桥宽宜与路基同宽，断面布置应综合考虑受力、制造、运输、安装、维修管养等因素，整体箱断面单室宽度不宜大于 6m，不宜小于 3m。

3 匝道钢箱梁宜采用直腹板。腹板位置宜尽量避开行车轮迹带，宜设置在车道中部或车道线处。

(a)直腹板 (b)斜腹板

图 4.2.2 腹板形式

注：对于匝道钢箱梁，由于其平曲线变化大，如采用斜腹板形式在空间上腹板存在扭转的情形，制造上难度较大，建议无特殊要求时，采用直腹板形式。

4 10.5m 宽匝道整体箱推荐采用下图单箱双室断面。

13

图 4.2.3 10.5m 宽匝道断面示意图(单位：mm)

注：对于 10.5m 宽匝道，采用单箱单室箱室宽度达到 5-5.5m，箱室需横向分块，导致现场横隔板对接安装精度要求高，安装难度大，同时，块件在运输及施工过程中稳定性较差，需增加临时支撑构件。

综合考虑以上因素，10.5m 宽匝道钢箱梁建议采用单箱双室断面。

4.2.2 梁高

主梁应满足强度和刚度要求，综合考虑制造和管养，梁高宜按下表取值。

表 4.2.1 匝道钢箱梁各跨径梁高建议值

跨径(m)

30

40

50

60

梁高(m)

1.6

1.8

2.0

2.4

注：钢箱梁桥梁高大约为跨径的 L/20~L/30(L 为理论跨径)，建议按 L/25取值，同时从制造、施工、检修空间考虑，跨径小时，可适当加大梁高，有利于后期养护，建议最小梁高不小于 1.6m。

4.2.3 横坡

1 匝道钢箱梁推荐采用整体旋转形成横坡。

注：桥面横坡一般通过以下几种方法形成：

① 高低腹板调节横坡：钢箱梁底板在横桥向保持水平，通过箱梁内外侧腹板的高度来使桥面板形成横坡。如图 4.2.4(a)所示。

② 箱梁顶底板旋转：箱梁顶底板随桥面横坡进行旋转，腹板保持固定倾角不变，但腹板与顶底板的夹角会随横坡变化而变化。如图 4.2.4(b)所示。

③ 箱梁整体旋转：箱梁顶底板、腹板随横坡整体旋转形成桥面横坡，腹板与顶底板的角度保持不变。如图 4.2.4(c)所示。采用整体旋转方式

14

时应考虑旋转对支座位置的影响。

④ 铺装厚度调节：通过调整铺装厚度形成横坡，不影响钢结构主体。如图 4.2.4(d)所示。

(a)高低腹板调节横坡 (b)顶底板旋转，腹板不变

(c)箱梁整体旋转 (d)铺装厚度调节

图 4.2.4 箱梁横坡形成方式

上述 4 种横坡调节方式中，方式①底板平置，制造方便，但钢材消耗高且腹板单元高度随横坡不断变化，且隔板尺寸也随横坡不断变化，板件标准化程度低;方式②底板需要不断调节角度，制造较繁琐，隔板尺寸旋转角度不断变化，但腹板高度保持不变，高度标准，容易实现腹板板件标准化;方式③整体旋转，顶底板、腹板板件标准，容易实现标准化，对于横坡保持不变的，可水平制造后整体旋转，制造简单。方式④通过铺装厚度变化形成横坡，可使主体结构保持不变，有利于制造加工，但铺装不宜设置过厚或过薄，故调整范围有限。

根据制造厂家的调研，方式①和方式③是常用的横坡形成方式，在制造上相对简单。综合考虑，为简便制造，更大范围的实现板件标准化，减少非标准梁段的制造，匝道钢箱梁推荐采用整体旋转的方式形成横坡。

2 存在超高渐变时，可通过铺装或腹板高度变化形成横坡调整。

注：根据对近几年多条高速立交匝道钢箱梁的统计，约 70%的钢箱梁横坡变化值不大于 1.5%，这意味着大部分的匝道钢箱梁的横坡变化值不大，可以通

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过铺装厚度进行横坡调整，简化制造加工，更多的实现板件标准化。通过铺装调节横坡变化，按行车道混凝土铺装厚度不小于 8cm 控制。

4.3 计算分析

1 结构分析采用的模型和基本假定，应能反映结构实际受力状态，其精度应能满足结构设计要求。

2 结构强度、稳定、变形及疲劳验算应满足《公路钢结构桥梁设计规范》 (JTG D64)的要求。

3 钢箱梁计算应考虑局部稳定、剪力滞及扭转的影响。

4 为简化计算，钢桥面板的计算可采用叠加计算法。总体模型可采用梁单元模拟计算体系Ⅰ下的应力，局部模型采用板单元模拟计算体系Ⅱ、体系Ⅲ下的应力，然后将Ⅰ、Ⅱ体系下的应力合理叠加以获得最不利活载工况下的应力状态。

注：钢桥面板的力学行为较为复杂，一般包含三个基本结构体系。

结构体系 Ⅰ：由顶板和纵肋组成的结构体系看成是主梁(桥梁主要承载构件)的一个组成部分，共同参与主梁共同受力，称为主梁体系。

结构体系 Ⅱ：由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分，将桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁上，称为桥面体系。

结构体系Ⅲ：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，称为盖板体系。体系Ⅲ的应力较小，一般可忽略不计。

5 进行正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计时，桥面上汽车局部荷载作用的冲击系数应采用 0.4。

6 钢结构桥梁应重视结构抗倾覆设计，横向抗倾覆验算应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)的规定执行。

7 钢箱梁桥的抗风设计应按《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D3360-01)的规定执行。

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8 钢箱梁应设置预拱度，预拱度大小宜为结构自重标准值+0.5 倍活载标准值产生的竖向挠度之和。预拱度应保持桥面曲线平顺。

4.4 正交异性钢桥面板

正交异性钢桥面板的构成部分主要有顶板、纵肋、横肋，顶板兼做行车道板。

4.4.1 顶板

1 正交异性钢桥面板应具有足够的局部和整体刚度。桥面铺装采用柔性铺装时，顶板最小厚度不宜小于 16mm;采用刚性铺装时，顶板厚度不宜小于14mm。顶板厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。

注：正交异性钢桥面板刚度直接影响桥面铺装受力和使用寿命，近年来正交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍。我国《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)规定行车道桥面板最小厚度不小于 14mm;欧洲规范规定桥面板不小于 0.04 倍的纵肋腹板间距，且不小于 14mm(铺装厚度≥70mm)或 16mm(铺装厚度≥40mm); 日本《道路桥示方书》中规定板厚不小于 0.037倍的纵肋腹板间距，且不小于 12mm，但日本桥梁建设协会建议重车轮迹下方不小于 16mm;美国规范中规定钢桥面板的厚度不小于 0.625 英寸(约16mm)，同时不小于 0.04 倍加劲肋腹板间距。

从国内外的一些好的桥面案例来看，一般使用较厚的顶板厚度时，其铺装使用效果都较好，顶板厚度对桥面板及铺装的耐久性有很大影响，综合比较各国的规范，本次钢箱梁标准化设计建议柔性铺装体系下的正交异性钢桥面板顶板厚度不宜小于 16mm。

2 正交异性钢桥面板的整体刚度及局部刚度应采用桥面板最不利荷载位置处的最小曲率半径 R、纵向加劲肋间相对挠度和相对挠跨比 D/L 三项指标进行评价，三项指标需满足表 4.4.1 中的要求。最小曲率半径 R 及挠度 D 可通过有限元方法计算获得，也可采用现行《公路钢桥面铺装设计与施工规范》(JTG/T 3364-02)中附录 A 中的计算方法获得。

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图 4.4.1 正交异性钢桥面板整体刚度示意

图 4.4.2 正交异性钢桥面板相对挠度示意

表 4.4.1 正交异性钢桥面板刚度要求指标表

刚度要求

最小曲率半径 R(m)

相对挠度 D(mm)

相对挠跨比 D/L

技术指标

≥20

≤0.4

≤1/700

注：我国钢桥发展初期，桥面铺装发生较多的早期病害正是由于正交异性钢桥面板刚度不足引起。我国《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)对局部刚度指标 D/L 进行了规定，未对整体刚度进行要求;而《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》中参照日本规范对局部刚度指标 D 和整体刚度指标 R 提出了刚度要求。

4.4.2 纵向加劲肋

1 钢桥面板纵向加劲肋的形式主要有板肋、L 形肋、T 形肋、球扁钢肋、闭口加劲肋(如图 4.4.3 所示)。钢箱梁制造节段加劲肋可以以直代曲时，宜优先采用闭口加劲肋;平曲线半径较小时，可采用板肋或球扁钢肋。

a)板肋 b)L 形肋 c)T 形肋 d)球扁钢肋 e)闭口加劲肋

图 4.4.3 加劲肋形式

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注：闭口加劲肋刚度大，能有效增加桥面板刚度，改善结构局部受力性能，成为纵向加劲肋的主流形式，特别是 U 肋应用最为广泛，建议优先采用，但在小半径弯梁上，U 肋弯曲加工较为困难，可结合桥面板的受力改用板肋或球扁钢肋。T 形肋需要横隔板开设大口，横隔板连接的受力抗疲劳性能低，不建议采用。

平曲线半径很小时，U 肋以直代曲容易导致单个 U 肋节段过细，U 肋接头过多，一般平曲线半径 R<150m，可采用板肋或球扁钢肋，但此时桥面板的用钢量及焊接量也会相应增加。

2 为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于如图 4.4.3 所示的开口或闭口加劲肋，其几何尺寸应满足《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)第5.1.5 条的规定。

3 正交异性桥面板纵向闭口加劲肋的最小板厚不应小于 8mm，同时几何尺寸还应满足下列规定：

Ta3

f

≤ 400

式中：Tf ——顶板厚度(mm);

Tr ——加劲肋腹板厚度(mm);

h’ ——加劲肋腹板斜向高度(mm);

a ——加劲肋腹板最大间距(mm)。

4 纵向加劲肋宜等间距布置;不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距的 1.2 倍。

5 纵向加劲肋应连续通过横向加劲肋或横隔板，横向加劲肋或隔板角部应设 10×10mm 切角，焊接时角部不得起熄弧，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔宜采用堆焊填实，焊缝应平顺;板肋仅在单侧与横肋或隔板焊接，如图 4.4.4 所示。

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图 4.4.4 纵肋与横肋、面板交叉处构造细节

注：早期纵向板肋与隔板采用双侧焊接， 日本桥梁建设协会认为此构造对纵、横肋的组装较困难，且容易出现焊接裂纹，应避免采用。

6 顶板纵向加劲肋与腹板的距离不宜过小，应考虑腹板与顶板焊缝的焊接操作空间。

7 闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不宜小于纵向加劲肋厚度的 80%，并避免熔穿，焊缝有效喉高不得小于纵向加劲肋的厚度。

注：《公路钢结构桥梁设计规范》中要求 U 肋的熔透深度不小于 U 肋厚度的 80%，从焊接领域来讲，该类型焊缝最大的安全隐患是焊穿，且焊穿后基本上无法进行有效可靠的修复，从而存在裂纹源。一般认为根部未焊透 2mm 是焊接的极限，再小的话焊穿的概率就大大增加，反而不利于钢桥面板结构的耐久性。该类焊缝的要求在美国、日本等是按照 75%控制，如按 U 肋厚度 8mm，则根部未焊透厚度则刚好为 2mm，可较好地控制焊接质量， 目前国内也有部分桥梁的 U 肋焊接按照75%熔透深度控制。

匝道钢箱梁一般位于曲线段，闭口纵向加劲肋内外双面焊接实施难度大，建议采用单面焊。

8 受压加劲板宜采用刚性加劲肋，构造布置困难或受力较小时可采用柔性加劲肋。

9 受压加劲板的刚性加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚度应满足《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)第 5.1.6 条的要求。

4.4.3 横向加劲肋

1 横向加劲肋间距应满足下列要求：

对闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于 4m。

对开口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于 3m。

20

2 横向加劲肋最小厚度不应小于 10mm。

3 横向加劲肋与闭口纵向加劲肋下翼缘相交处的弧形切口推荐尺寸及构造细节见图 4.4.5。

图 4.4.5 横肋弧形切口推荐尺寸和构造细节(单位：mm)

注：省内近年来实施的几个跨海通道工程，如港珠澳大桥、南沙大桥、深中通道、黄茅海大桥等均采用了图 4.4.6 所示的孔型 1，该孔型也是日本规范、欧洲规范公路桥梁常采用的孔型;孔型 2 为欧洲规范铁路桥梁推荐孔型。

(a)孔型 1 (b)孔型 2

图 4.4.6 闭口加劲肋开口弧形切口孔型

国内学者曾对各类型的弧形切口孔型进行研究，其中欧洲与日本的公路桥孔型是比较接近的，研究结果表明，采用欧洲规范的弧形切口时，其切口处的细节应力幅综合表现最好，也是目前国内使用较多的孔型，因此推荐使用欧洲规范公路桥弧形切口，具体尺寸如图 4.4.5 所示。

4.5 腹板

1 腹板的厚度应根据截面抗剪需要确定，腹板最小厚度应满足表 4.5.1 的要求，同时考虑腐蚀及后期涂层养护的需要，最小厚度不宜小于 12mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。

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表 4.5.1 腹板最小厚度

构造形式

钢材种类

备注

Q355

Q420

不设横向加劲肋及纵向加

劲肋

hw

仅设横向加劲肋，但不设纵向加劲肋

h w

120

hw

100

设横向加劲肋和一道纵向

加劲肋

h w

210

180

纵向加劲肋位于受压翼缘 0.2h w 附近，如

图 4.12 所示

设横向加劲肋和两道纵向

300

纵向加劲肋位于受压翼缘 0.14h w 和 0.36 h w 附近，如图 4.12 所示

注：通过对比国内外规范关于腹板最小厚度的相关规定， 目前《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64) 中未对 Q420 钢材的腹板最小厚度进行规定，而《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB 50917)对腹板厚度取值有较为详细的条文解释，且其取值与日本规范基本相当，故腹板不同构造下的最小厚度参照《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB50917)的相关要求。

当腹板厚度满足 hw/50(或 hw/40)，但有局部竖向压应力作用时，仍应按构造设置竖向加劲肋。

2 腹板横向加劲肋的间距及惯性矩、纵向加劲肋的惯性矩应满足《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)第 5.3 节的要求。

图 4.5.1 腹板加劲肋示意图

注：纵向加劲肋为防止弯曲压应力引起的腹板失稳，布置于受压侧。横向加劲肋为防止剪应力和局部压应力引起的腹板失稳，其间距应根据纵向加劲肋的道数按规范要求设置。

3 腹板纵向加劲肋与横向加劲肋相交时，横向加劲肋宜连续通过，纵向加劲肋断开，建议采用图 4.5.2 所示构造。

22

45 °

横向加劲肋

纵向加劲肋

35

图 4.5.2 腹板纵、横向加劲肋关系示意图(单位：mm)

注：对于梁式体系钢箱梁，腹板纵向加劲肋不需传递轴向压力，纵向加劲肋的作用是为了保证腹板的局部稳定，纵向加劲肋断开可以避免横向加劲肋开孔及对横向加劲肋的削弱。

考虑到焊接及涂装操作的需要，纵向加劲肋与横向加劲肋之间的间隙一般可设为 35mm，如横向加劲肋倾斜设置时应根据焊接操作要求重新确定间隙

值。

4 采用单箱多室断面时，中腹板宜在跨中剪力较小处设置人孔。

4.6 横隔板

4.6.1 跨间横隔板

1 跨间横隔板宜采用实腹式或框架式。

注：跨间横隔板分为实腹式、框架式和桁架式，构造如图 4.6.1 所示。

图 4.6.1 中间横隔板结构形式

实腹式横隔板主要为受弯受力，不能充分发挥材料性能，但面内刚度大，适用于箱室断面尺寸较小的箱梁，或在箱梁支承位置及结构抗扭要求较高的情况下使用。桁架式隔板由横肋断面和拉压杆件构成，利用杆件的轴向拉压受

力，可充分发挥材料性能，主要用于大断面的箱梁，但应注意节点处的抗疲劳构造细节。框架式隔板介于实腹式隔板和桁架式隔板之间。

2 对跨径小于 100m 的钢箱梁，横隔板间距 LD 需满足以下要求。

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LD ≤ 6 L ≤ 5 0

LD ≤ 0.14L _1≤ 20 L > 5 0

式中：L——桥梁等效跨径(m);

LD——两相邻横隔板间距(m)。

注：满足上述要求时，可认为在偏心活载的作用下，箱梁的翘曲应力与容许应力的比值在 0.02~0.06，此时继续加密横隔板间距对减小箱梁畸变效应不明显。

横隔板间距应结合经济性、临时运输稳定性、顶底板横肋间距等因素综合考虑。根据制造厂的调研反映，为控制变形，箱梁制造时底板胎架底部支撑一般不大于 4m，此时，箱内对应位置宜设置底板横肋或横隔板。

3 跨间横隔板与顶底板和腹板的焊缝以受剪为主，可以采用角焊缝连接。

4 跨间横隔板应设置人孔，保证钢箱梁的可通达性，人孔最小尺寸不宜小于 400×600mm(宽×高)。人孔需设置补强肋。

注：横隔板开口处的结构形式通常有外贴钢板式、加劲肋式、包边式。日本桥梁建设协会认为包边式在人孔四角处的弯曲气割精度不良对焊接不利，且加劲翼缘的焊缝拘束度也较大，不建议采用。本次标准化设计推荐采用加劲肋式，结构简单，加工制作方便。根据受力需要可采用单侧加劲(如图 4.6.2(a)所示)或双侧加劲的形式(如图 4.6.2(b)所示)。

图 4.6.2 跨间横隔板人孔加劲示意图

5 横隔板或横向加劲肋腹板上设置竖向加劲肋时，竖向加劲肋宜与顶板留有一定间隙，不与顶板焊接，如图 4.6.3 所示。

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横隔 板或 横肋

桥面板

图 4.6.3 横肋或横隔板竖向加劲肋与顶板构造细节(单位：mm)

注：加劲肋与顶板焊接造成顶板局部刚度突变，端部应力集中，容易产生疲劳裂缝。

4.6.2 支点横隔板

1 支点横隔板应采用实腹式横隔板，其形心宜通过支座反力的理论合力作用点。

注：支点横隔板是特殊的隔板，具备跨间横隔板的作用，同时作为支点横梁将上部恒载及活载传递至支座。

2 支点横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋将集中荷载加以扩散，保证局部稳定，其加劲肋应满足《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)第5.1.5 条的要求，并按第 5.3.4 条规定验算横隔板和加劲肋的强度。

3 支点横隔板与底板的焊缝应全熔透,支承加劲肋与底板磨光顶紧再焊接。

4 支承加劲肋高度应通过计算确定，其与顶板纵向加劲肋通过孔端部的距离宜大于 100mm。支承加劲肋与底板加劲板间距应考虑支座上螺栓平面位置及螺栓安装空间需求。

图 4.6.4 支承加劲与顶板纵向加劲肋关系示意图

25

5 支点横隔板应设置人孔，人孔宜设置在支座范围以外。

6 支点横隔板人孔宜采用补强板加劲，以确保隔板有足够的强度。

图 4.6.5 人洞补强板示意图

7 支点横隔板应设置临时支撑加劲，以便于营运期间顶梁更换支座。

4.6.3 横隔板的计算

1 横隔板的最小刚度 K 应该满足下式要求：

d

K ≥ 20

式中：Ld ——两横隔板间距;

E ——为钢材的弹性模量;

Idw ——为箱梁截面主扇性惯矩。

实腹式、框架式、桁架式横隔板的刚度计算方法参见《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)的相关条文说明。

2 中间横隔板的应力计算：

中间横隔板的应力计算方法详见《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64- 2015)的相关条文说明。

4.7 底板

1 钢箱梁底板厚度应根据计算确定并尽量减少板厚类型，最小厚度不宜小于 12mm，厚度变化时，宜采用箱梁内侧平齐方式。

2 匝道钢箱梁底板纵向加劲肋宜选用板肋形式。

注：底板不直接承受车辆荷载，无局部刚度要求，同时考虑在弯桥加劲肋制造安装的便利性，在满足受力的前提下，宜选用板肋形式。

26

3 对于受压底板，为保证板的屈曲稳定，加劲肋间距不宜大于底板厚度的40 倍，应力很小和由构造控制设计的情况下可以放宽到 80 倍;对于受拉底板，为保证底板在加工制作、运输安装过程中不出现过大的面外变形及损伤，其加劲肋间距应小于底板厚度的 80 倍。

注：对于连续梁，正、负弯矩区底板的加劲肋要求不一致，设计时可将墩顶负弯矩区的加劲肋个数设置为奇数个，在跨中正弯矩段间隔布置，如图 4.7.1所示。为方便半自动焊接，板肋加劲肋间距宜不小于 280mm。

图 4.7.1 底板纵向加劲肋变化示意图

4 底板纵向加劲肋应连续通过跨间横隔板或横肋，受拉底板纵向加劲肋与跨间横隔板不焊接，受压底板纵向加劲肋(板肋)与跨间横隔板或横肋单侧焊接。如图 4.7.2 所示。

(a)受拉底板 (b)受压底板

图 4.7.2 底板纵向加劲肋与跨间隔板或横肋交叉设计

5 受压区底板纵横向加劲肋宜采用刚性加劲肋，且纵、横向加劲肋的相对刚度应满足《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)第 5.1.6 条的要求。。

4.8 悬臂板

1 箱梁悬臂部分不设加劲肋时，受压翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的12 倍，受拉翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的 16 倍。

2 悬臂受压翼缘加劲肋间距不宜大于翼缘板厚度的 40 倍，应力很小和由构造控制设计的情况下可以放宽到 80 倍。受拉翼缘加劲肋间距应小于翼缘板厚

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度的 80 倍。

3 悬臂板纵横向加劲肋宜按刚性加劲肋设计，受压悬臂翼缘的板端外缘加劲肋应为刚性加劲肋。

4 悬臂板的横向加劲肋应与横隔板或顶板横向加劲肋对齐布置，且纵向间距不宜大于 3m。

5 应在边腹板的箱内侧对应悬臂板下翼缘位置设置加劲板，并与横隔板或横肋焊接。

6 翼缘板纵向加劲肋可选用 U 肋或板肋，平曲线半径较大时，轮载范围优先采用 U 肋。加劲肋布置应注意避让泄水管等设施。

4.9 施工方法

4.9.1 吊装法架设

1 钢箱梁通常采用厂内制作小节段梁段，桥位现场拼装成大节段然后进行吊装架设。

2 根据吊装能力，可采用整跨吊装主梁，或利用支架分节分段吊装后焊接成整体。

3 支架处地基为非刚性地基时，宜通过加载预压确认地基承载力及消除地基非弹性变形;安装过程中应安排专人观测支架的变形及沉降。

4 支架需确保安装过程中有足够的临时稳定性，钢箱梁进行分块分段安装时，单个块段必须能够自稳，且宜根据实际情况加设防倾覆措施。

5 挑臂采用横向分块现场安装时，可与相应块体焊接完成后吊装。

注：考虑钢箱梁的跨路施工及高空焊接难度，在吊装前先完成挑臂与箱梁主体的焊接及焊后补涂装作业，可降低作业难度，有助于确保焊接质量，并减小对既有线路交通的影响。但应注意悬臂焊接后的块段重心相应外移，应按第4.9.1 条第 4 点相关要求，保证其临时稳定性。

4.9.2 顶推法架设

1 在跨河、跨谷、以及桥墩较高或桥下保通需求高等建设条件下，可采用顶推法架设。

28

2 应在一侧拼装钢主梁，必要时钢主梁前端可设置导梁。

3 可采用边拼装边推出的方法将主梁从一岸向另一岸推出，直至推到另一侧桥台，推出过程中如主梁下挠较大，应采取措施将主梁拉起，确保导梁底面始终高于墩、台座。

4 采用顶推法架设时，钢主梁应增设顶推时所需的加劲。

5 顶推过程中应验算施工过程中纵横向抗倾覆稳定性，建议抗倾覆系数不小于 2.5。

6 如桥梁跨径较大，可根据需要设置临时墩支撑。

29

5 钢箱组合梁

5.1 一般规定

1 本章适用于受弯为主的钢箱组合梁桥设计。

2 钢箱组合梁由钢梁和混凝土桥面板组成，钢梁为槽型结构，钢板围焊而成;混凝土板可采用现浇板、预制板或其他结构形式的组合板。

3 混凝土桥面板和钢梁间应采取可靠的连接方式用以抵抗纵、横向水平剪力和防止桥面板的掀起。

4 跨线或跨航道、桥下净高受限的条件下，推荐采用钢箱组合梁。斜交桥优先采用钢箱组合梁。

5 钢箱组合梁设计应重视结构的可达、可检、可修，应设置进入箱体内的检修通道及排水孔。

注：钢箱组合梁不能完全封闭时，由于结露等原因可能积水，在顶板混凝土施工期间会有积水，应设置排水孔。当箱梁尺寸受限不能设置检修通道时，应完全封闭箱梁。

5.2 总体布置

5.2.1 横断面结构形式与布置

1 横断面结构形式

(1)根据箱室个数可以分为单箱多室、多箱单室及多箱多室;

(2)根据腹板布置形式可分为斜腹板式和直腹板式;

(3)根据腹板结构形式可分为实腹板式、波形钢腹板及空腹桁架式;

(4)横断面形式应结合具体建设条件及应用场景选择。本指南建议采用多箱单室的斜腹板式断面，腹板结构形式采用实腹板式;

(5)桥面横坡通过整体旋转钢主梁形成，通过楔形块对纵、横向进行调平。

图 5.2.1 箱室断面形式示意

注：采用斜腹板式截面(腹板向内倾斜)可支撑混凝土桥面板提供合适的宽度，使桥面板的横向正负弯矩大小接近，并可减少纵向受力的剪力滞效应，同时上下箱宽关联度低，根据需要灵活确定下翼缘宽和其纵向加劲肋的用量。梯形截面的中性轴更靠上，下翼缘板受力利用率更高。另外，梯形截面更为稳定，便于钢梁制造和安装。

腹板的倾斜度通常在 1:4 的范围内。斜腹板的设计剪力，可按下式计算：

其中VU——腹板上的垂直剪力;

θ——腹板与垂线的夹角。

2 横断面布置

(1)横断面布置可分为多箱式和少箱式，本指南建议采用多箱式;

注：少箱式的单钢梁片数少，箱室宽，承受纵向弯曲承载效率高，但间距大桥面板较厚，一期恒载大;多箱式钢梁片数多，箱室较窄，间距小则桥面板薄。结构上，窄箱比宽箱更具优势：①梁片多，利于适应多种路基宽度;②底部翼缘板窄，受压不易屈曲;③截面抗畸变和扭转能力强;④截面尺寸小，更适合制造、运输和吊装;⑤箱梁片间距均匀，利于横向传力和发挥桥面板的承载力。

(2)箱梁宜均匀布置，结合桥梁设计宽度合理确定箱梁片数、悬臂尺寸大小及箱梁间距;

(3)单个槽型钢梁应结合运输条件确定。陆路运输时，箱室的宽度(不含

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上翼缘)B1 一般不超过 3.0m，纵梁节段长度一般不超过 12m;水路运输时箱宽和节段长度基本不受限制，可考虑整孔制造运输;

(4)箱室净距(不含上翼缘)B2 及悬臂长度(不含上翼缘)B3 由桥面板厚度和钢梁片数综合确定。箱室的宽度 B1 应接近等于箱室净距 B2;悬臂长度B3 不宜超过箱室净距 B2 的 50%。

图 5.2.2 横断面布置示意

5.2.2 平面布置

1 平面布置主要包括单个箱室内横隔板或加劲肋的纵向间距 L1，梁片之间的横联间距 L。

2 箱内加劲肋用于提高腹板的面外刚度，防止腹板发生弯剪、剪切失稳，其间距应符合《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)的规定。箱内横隔板间距 L1 一般取 4~6m。

3 梁片之间横联间距 L 与箱内横隔板间距对应设置，一般为箱内横隔板间距 L1 的 2 倍。

4 对于斜交桥，当支承跨径线与桥轴法向交角不超过 20°时，跨间横联

及横隔板宜平行于跨径线连续斜向布置;当支承跨径线与桥轴法向交角超过 20 °时，跨间横联及横隔板应沿桥轴线法向连续或间断布置。

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图 5.2.3 正交平面布置示意

图 5.2.4 15°斜交平面布置示意

图 5.2.5 30°斜交平面布置示意

注：为提高钢箱组合梁的抗扭刚度，减小畸变、翘曲变形量，箱型截面梁设置横隔板很有必要。横撑的主要作用之一是确保桥梁横截面在荷载作用下不发生扭转变形，对于箱梁桥，实腹横隔板是通过剪力流抵抗传递给箱梁的扭转作用;另一个作用是施工过程中保证桥梁横截面的几何形状以及稳定性。此外，根据施工及运维需求，横隔板也可能会有以下作用：1、在维修或者更换支座时，作为起顶的支撑结构;2、作为桥梁附属管线的支撑;3、作为现浇混凝土模板

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的支撑。

在桥梁的支点处，应在各箱室之间设置永久性的横联结构。对于窄幅钢箱组合梁，为提高结构的整体性，同时在施工阶段为钢箱提供额外的抗扭刚度来防止主梁的横向扭转屈曲，在跨间也应设置一定数量的横联结构。

跨间横联及横隔板布置方式的斜交角 20°界限，系参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)关于斜交混凝土板钢筋布置及

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications(美国桥梁设计规范) 6.7.4.2 条关于斜交钢混组合梁的规定确定。

5.2.3 支座及临时支点布置

1 单片箱梁底宜采用单支座。

2 支座处应设置支撑加劲肋并与底板焊接。

3 支座处的竖向加劲肋，作为受轴向力作用的受压支柱，按照以下规定设计。

(1)受压支柱的有效截面积为加劲肋截面以及腹板两侧从与加劲肋连接位置至腹板(或横隔板)板厚 12 倍的范围为止;

(2)容许应力的计算所采用的截面惯性矩，按腹板的中心线计算，有效压屈长度为梁高的 1/2;

(3)竖向加劲肋和腹板(或横隔板)的连接，按竖向加劲肋承受所有集中荷载进行设计;

(4)支座处的竖向加劲肋应两侧对称设置。

4 支座中心线和理论跨径线间距离应按帽梁尺寸和支座安装空间综合确定。

5 对于先简支后连续施工的连续梁，应在梁端设置简支状态临时支撑点，临时支撑点应对应设置支撑加劲肋。

5.3 计算分析

1 组合梁的持久状况应按承载能力极限状态的要求，进行承载力及稳定性计算，必要时尚应进行结构的倾覆和界面滑移验算。在进行承载能力极限状态计算时，作用(或荷载)组合应采用作用基本组合，结构材料性能应采用其强

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度设计值。

2 组合梁的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，对组合梁的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算。在进行正常使用极限状态计算时，作用(或荷载)

组合应采用作用频遇组合、准永久组合。

3 组合梁的短暂状况设计应对组合梁在施工过程中各个阶段的承载能力及稳定性进行验算，必要时尚应进行结构的倾覆验算。承载能力验算应采用作用基本组合，稳定验算应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)的规定。

4 组合梁进行抗疲劳设计时，应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》 (JTG D64)的规定。

5 强度验算时，计算组合梁截面特性应采用换算截面法，其中混凝土板取有效宽度范围内的截面。截面抗弯刚度分为未开裂截面刚度 EIun 和开裂截面刚度 EIcr。计算开裂截面惯性矩 Icr 时，应计入混凝土板有效宽度内纵向钢筋的作用，不考虑受拉区混凝土对刚度的影响。

6 组合梁的竖向挠度限值应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)的规定。

7 组合梁的混凝土板最大裂缝宽度应满足现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)规定的限值要求。

8 组合梁桥应设置预拱度，50m 跨径及以上的预拱度值宜等于结构自重标准值(含收缩徐变效应)和 1/2 车道荷载频遇值所产生的竖向挠度之和，频遇值系数为 1.0，并考虑施工方法和顺序的影响;小于 50m 跨径的预拱度宜等于结构自重标准值(含收缩徐变效应)设置;预拱度计算时应注意施工阶段的影响;预拱度设置应保持桥面曲线平顺。

5.4 钢梁

5.4.1 钢主梁

1 总体要求

(1)钢主梁采用顶部开口的槽型截面。上翼缘板仅承受施工过程荷载，应

力水平一般较低，通常不设置加劲肋，采用控制翼缘宽厚比保证局部稳定。腹板和底板均采用带肋加劲板，以实现结构强度、稳定性和经济性之间的平衡;

(2)沿纵桥向每隔一定距离设置箱间横向连接系(横联)，保证结构的整体性;

(3)端支承以及中间支承处，采用实腹式横隔板，以便将主梁的上部结构荷载传递到支座。横隔板上应设置检修孔和管线孔，支座及开孔位置处应对横隔板进行加强。

注：采用钢箱组合梁桥可能会带来更多的腹板(和钢板组合梁桥相比)，从而导致板件更加地宽薄，此时，腹板需要设置必要的加劲肋以防止屈曲，即便如此，它们仍然可能具有较低的极限剪应力值，并且在弯曲时效果较差。并且，箱梁的受压翼缘板可能会发生屈曲，因而不完全有效(钢板梁桥翼缘板通常完全有效)，所以，在设计时应尽量减少因板件宽薄而导致的有效截面积的减少。

采用先施工钢梁，再以钢梁为支撑施工混凝土桥面板的施工方法时，可能需要设置水平纵联以满足钢梁施工期间的稳定性要求，尤其是大跨、弯桥时。施工期间是否需要增设水平纵联以满足钢梁的稳定性要求，应通过计算而定。

2 主梁梁高

主梁要求有足够的强度和刚度，简支组合梁桥的梁高 H 通常为 L/15~L/25 (L 为理论跨径)，连续组合梁桥的梁高 H 可以适当减小，取为 L/20~L/30，H为含桥面板的全高。

3 上翼缘板

钢梁的上翼板宜采用等宽变厚度设计，厚度不应小于 20mm，为防止翼缘板受压时发生局部屈曲，其宽度不宜大于厚度的 24 倍。当压应力水平较低时，可根据受力要求放宽。为防止受拉翼缘板在制作、运输、安装过程中可能出现的局部失稳，受拉翼缘板的伸出肢宽宜不大于其厚度的 16 倍。

注：组合梁由于钢梁上翼缘受桥面板约束，上翼缘一般不会发生局部失稳。针对组合梁结合后整体吊装施工及密支架施工的组合梁，可以考虑适当提高宽厚比，建议悬臂宽厚比可按照受拉翼缘不超过 16 考虑;对于钢主梁和桥面板分阶段实施的情况,如顶推法、少支架法等，一般施工期钢主梁上翼缘应力水平不

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高，可结合钢梁实际应力水平放宽宽厚比限值。

4 底板及加劲肋

(1)底板由宽翼缘板和分布在翼缘板上能有效增加荷载抗力的纵向加劲肋构成，见图 5.4.1，本指南推荐纵向加劲肋采用板肋和 T 形肋。纵向加劲肋可分担部分荷载，加劲肋受压时应在纵向一定间隔设置约束，一般利用横向加劲体系(横梁、横隔板或横肋)提供，防止其面外屈曲;

(2)为了防止加劲肋自身的局部失稳，对于图 5.4.1 所示的开口加劲肋，翼缘加劲肋一般垂直于翼缘板布置，加劲肋的接头应该与翼缘板或腹板的接头错开，通常错开 250mm 以上，其几何尺寸应满足以下要求。

a )板肋 b)L 形肋 c)T 形肋

图 5.4.1 底板纵向加劲肋示意①板肋的宽厚比应满足下式要求：

式中：(y——钢材的屈服强度。

②L 形、T 形