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3.3 鋼管混凝土

3.3.1 鋼管與管內混凝土的匹配可按下列材料組合選用:

1 Q235鋼配C30~C40強度等級混凝土。

2 Q345鋼配C40~C60強度等級混凝土。

3 Q390鋼配C60或C60以上強度等級混凝土。

鋼管混凝土作為一種組合材料,應從受力性能、經濟性等方面考慮兩種材料之間的合理匹配。本條推薦了目前工程上常用的三種匹配,其中Q235鋼配C30級或C40級混凝土和Q345鋼配C40級、C50級或C60級混凝土這兩種最常用,Q390鋼配C60級及以上混凝土極少用。

3.3.2 鋼管混凝土構件的鋼管壁厚不應小于8mm。鋼管的外直徑D與壁厚t之比宜為35×(235/fy)~100×(235/fy),鋼材強度標準值fy取值應符合本規范表3.1.3的規定。

鋼管最小壁厚的規定是為了保證鋼管焊接質量。已建成的鋼管混凝土拱橋,鋼管拱肋直徑一般不小于500mm,壁厚不小于8mm。

鋼管徑厚比的規定是考慮結構受力要求和經濟性。徑厚比太大時,鋼管容易發生局部屈曲;徑厚比太小則含鋼率太高,經濟性下降,而且對于大管徑的鋼管,管壁太厚也會給卷管和焊接工作帶來不利因素。目前已建鋼管混凝土拱橋的徑厚比一般為40~100。

3.3.3 鋼管混凝土約束效應系數設計值ξ0不宜小于0.60,截面含鋼率ρc宜為0.04~0.20。ξ0、ρc應按下列公式計算:

式中:ξ0——鋼管混凝土約束效應系數設計值;

ρc——鋼管混凝土截面含鋼率;

As——鋼管的截面面積(mm2);

Ac——鋼管內混凝土的截面面積(mm2);

fs——鋼板(材)抗拉、抗壓和抗彎強度設計值(N/mm2);

fcd——混凝土軸心抗壓強度設計值(N/mm2)。

約束效應系數設計值和含鋼率的規定是為了發揮鋼管對混凝土的套箍作用。

對于約束效應系數,統計分析表明,在78座橋例中約有73% (57座)的約束效應系數大于0.6;福建省工程建設地方標準《鋼管混凝土結構技術規程》DBJ 13-51—2003規定此值不宜小于0.6。本條規定約束效應系數不宜小于0.6。

對于含鋼率,據對113座橋例的統計,96.5%的橋例拱肋截面的含鋼率為0.04~0.2。現行行業標準準《鋼-混凝土組合結構設計規程》DL/T 5085—1999規定常用的含鋼率為0.04~0.2;現行行業標準《鋼管混凝土結構設計與施工規程》JCJ 01—89的規定:對于Q235鋼含鋼率宜采用0.04~0.16,對于Q345鋼或Q390鋼含鋼率宜采用0.04~0.12。綜合上述數據,本條推薦鋼管混凝土構件的截面含鋼率為0.04~0.20。

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