2023铝合金人行天桥技术规程.docx
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1、铝 合 金 人 行 天 桥 技 术 规 程目录31 总则12 术语及符号22.1 术语22.2 主要符号23 材料43.1 铝合金材料43.2 紧固件43.3 焊接材料43.4 表面防护54 设计指标64.1 材料强度64.2 变形74.3 自振频率75 设计85.1 一般规定85.2 作用及作用效应85.3 结构与构造105.4 构件计算105.5 紧固件连接156 施工176.1 一般规定176.2 材料进场176.3 零部件加工176.4 紧固件连接186.5 焊接196.6 结构组(拼)装196.7 现场施工196.8 附属结构197 验收20附录 A 铝合金材料强度标准值不大于 24
2、0MPA 时轴心受压构件的稳定计算系数21附录 B 铝合金材料强度标准值大于 240MPA 时轴心受压构件的稳定计算系数23附录 C 天桥工程分部(子分部)工程划分与代号表26附录 D 成桥试验27本规程用词说明29引用标准名录30条文说明311 总则1.0.1 为在铝合金人行天桥(以下简称“天桥”)设计、施工和验收中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,制定本规程。1.0.2 本规程适用于铝合金人行天桥的设计、施工和验收。1.0.3 天桥不适用于高温环境;不应作为建筑物的消防安全出口使用。1.0.4 进行天桥设计时,除符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的
3、规定。282 术语及符号2.1 术语2.1.1 铝合金人行天桥 aluminium pedestrian overcrossing上部结构和下部结构的全部或部分由铝合金构件组成的人行天桥。2.1.2 弱硬化 weak hardening状态为 T6 的铝合金材料为弱硬化合金。2.1.3 强硬化 strong hardening状态为除 T6 以外的其它铝合金材料为强硬化合金。2.1.4 钨极氩弧焊 gas tungsten arc welding使用钨极的氩弧焊,又称非熔化极氩弧焊、TIG 焊。2.1.5 熔化极氩弧焊 gas metal arc welding使用熔化电极的氩弧焊,又称 MI
4、G 焊。2.1.6 焊接热影响区 heat affected zone母材受焊接热影响效应作用的范围,简称 HAZ。2.2 主要符号2.2.1 材料性能Wenx 铝合金材料的弹性模量;G 铝合金材料的剪变模量;f 铝合金材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;fv 铝合金材料的抗剪强度设计值;f0.2 铝合金材料的规定非比例伸长应力,也称名义屈服强度;a 铝合金材料的线膨胀系数;n 铝合金材料的泊松比;r 铝合金材料的质量密度;s 正应力;t 剪应力;2.2.2 作用和作用效应M弯矩; N轴心力; V剪力。2.2.3 几何参数A 毛截面面积;Aen 有效净截面面积; Iw 毛截面扇性惯性矩; It
5、毛截面抗扭惯性矩;Wen有效净截面模量;lw 扭转屈曲的计算长度;l 长细比;l 板件的换算柔度系数;受弯构件的弯扭稳定相对长细比;轴心受压构件的相对长细比;lw 扭转屈曲换算长细比。2.2.4 计算系数及其他h 加劲肋修正系数;he 修正系数haz 焊接缺陷影响系数j 轴心受压构件的稳定系数;j 轴心受压构件的稳定计算系数;3 材料3.1 铝合金3.1.1 天桥采用的铝合金应满足铝合金结构设计规范GB50429 规定。在满足设计要求的情况下,应根据结构形式、应力状态、连接方式、材料厚度、使用环境等因素综合考虑,选用铝合金牌号及其相应状态, 并符合现行国家标准的规定和要求。3.1.2 铝合金结
6、构型材宜采用 5XXX 系列和 6XXX 系列;板材宜采用 3XXX 系列和 5XXX 系列。型材及棒材力学性能应符合现行国家标准铝及铝合金挤压棒材GB/T 3191、铝及铝合金拉(轧)制无缝管GB/T 6893、铝及铝合金热挤压管GB/T 4437、铝合金建筑型材GB 5237、工业用铝及铝合金热挤压型材GB/T 6892 的规定;板材力学性能应符合现行国家标准铝及铝合金轧制板材GB/T 3880 和铝及铝合金冷轧带材GB/T 8544 的规定。3.1.3 天桥承重构件的铝合金应采用挤压型材、挤压管、轧制板材等锻造铝合金,牌号不宜低于 6XXX 系列。3.1.4 非承重构件的铝合金可采用各类
7、型材、轧制板,牌号不宜低于 3XXX 系列。3.2 紧固件3.2.1 螺栓应采用不锈钢普通螺栓,不宜采用有预拉力的高强度螺栓,并应符合现行国家标准紧固件机械性能不锈钢螺栓螺钉和螺柱GB/T3098.6 和紧固件机械性能不锈钢螺母GB/T3098.15 的规定。3.2.2 铆钉应采用不锈钢或铝合金铆钉,并应符合现行国家标准半圆头铆钉(粗制)GB/T 863.1 和半圆头铆钉GB 867 的规定。3.3 焊接材料3.3.1 母材焊接所选用的焊丝,应符合现行的国家规定标准铝及铝合金焊丝GB/T 10858 的规定。3.3.2 当采用焊接连接时,应按铝合金结构设计规范GB 50429 考虑热影响区影响
8、。3.4 表面防护3.4.1 当铝合金材料与除不锈钢以外的其它金属材料或含酸性、碱性的非金属材料接触时,应采用有效的隔离措施防止与其表面直接接触,且隔离材料的使用年限不应少于 15 年。3.4.2 铝合金材料表面防腐、维护清洗应按铝合金结构设计规范GB50429 的规定执行。4 设计指标4.1 材料强度4.1.1 铝合金材料强度应符合铝合金结构设计规范GB50429 规定。4.1.2 铝合金材料的强度设计值应按照表 4.1.2 取值。表 4.1.2铝合金材料强度设计值(N/mm2)铝合金材料构件计算牌号状态厚度(mm)抗拉、抗压和抗弯 f抗剪 f v6082T4所有9055T6所有215150
9、6061T4所有9055T6所有2001156063T5所有9055T6所有150856063AT510135751012570T6101609010150855083O/F所有9055H112所有90553003H244100603004H34414585H363160954.1.3 不锈钢螺栓、铆钉的标准强度和设计强度值应按照铝合金结构设计规范GB 50429 规定执行。4.1.4 铝合金材料的物理性能指标应按照表 4.1.4 采用。表 4.1.4 铝合金材料的物理性能指标弹性模量E(N/mm2)泊松比剪变模量G(N/mm2)线膨胀系数(以每计)质量密度(kg/m3)700000.3270
10、002310-627004.2 变形4.2.1 天桥主梁由人群荷载计算的最大竖向挠度,不应超过下列允许值: 主梁跨中:L/600主梁的悬臂端:L1/300注:L 为计算跨径,L1 为悬臂长度。4.2.2 天桥主梁结构应设置预拱度,其值应取结构重力挠度加 1/2 人群活载挠度。4.3 自振频率4.3.1 天桥上部结构竖向自振频率不应小于 3Hz。计算自振频率时应计入人群荷载的 1/3 质量进行计算。5 设计5.1 一般规定5.1.1 天桥建筑设计应按城市人行天桥和人行地道技术规范CJJ69 规定执行;无障碍设计应按无障碍设计规范GB 50763 规定执行。5.1.2 本规程采用以概率理论为基础的
11、极限状态设计法,以分项系数的设计表达式进行设计。5.1.3 铝合金人行天桥的设计基准期为 50 年。5.1.4 人行天桥的安全等级一般为二级,结构重要性系数取 1.0。5.1.5 抗震设防烈度为 6 度及 6 度以上地区的铝合金人行天桥,应进行抗震设计。5.1.6 铝合金结构的表面温度受幅射热达 80以上时,应加隔热层或采用其它有效的防护措施,正常使用温度高于 100C 时不应采用。5.1.7 铝合金结构的连接应采用紧固件连接。构件焊接仅用在非主要受力构件,在特殊情况下采用时,焊接连接应在工厂内完成,并应符合铝合金结构设计规范GB50429 的规定。5.1.8 桥面铺装应具有良好的耐久性、平整
12、性、抗滑性和耐磨性,并应符合铝合金结构的变形要求。5.1.9 铝合金人行天桥的墩柱、墩台采用铝合金结构时,应做相应防护措施。5.2 作用及作用效应5.2.1 天桥设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类,规定见表 5.2.1。表 5.2.1 作用分类编号作用分类作用名称1永久作用结构重力(包括结构附加重力)2预加力3土的重力4土侧压力5水的浮力6混凝土收缩徐变7基础变位作用8可变作用人群荷载9风荷载10雪荷载11流水压力12冰压力13温度作用14支座摩阻力15偶然作用地震作用16船舶或漂浮物的撞击作用17汽车撞击作用5.2.2 天桥设计时,对不同的作用应采用不同的代表值。1 永久作用
13、应采用标准值作为代表值。2 可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应(频遇)组合设计时,应采用频遇值作为可变作用的代表值;按长期效应(准永久)组合设计时,应采用准永久值作为可变作用的代表值。3 偶然作用取其标准值作为代表值。5.2.3 永久作用、可变作用和偶然作用的代表值、设计值应按城市人行天桥与人行地道技术规范CJJ69 和公路桥梁设计通用规范JTG D60 的规定取用。5.2.4 天桥结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用
14、极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:1 只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。2 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。不考虑流水压力和冰压力作用效应的组合。3 结构设计应计入施工阶段作用效应的组合。4 多个偶然作用不同时参与组合。5.2.5 天桥结构的作用效应组合应按公路桥梁设计通用规范JTG D60 规定执行,人群荷载作为主导可变荷载进行组合。5.2.6 天桥构件在吊装、运输时,构件重力应乘以动力系数 1.2 或 0.85。5.3 结构与构造5.
15、3.1 天桥主梁可采用桁架梁,也可采用箱形、工字型、H 型、U 型等组合梁。5.3.2 桁架梁宜采用两榀或两榀以上桁架,桁架间应有可靠的横向结构连接。如受压弦杆无侧向水平支撑, 应验算压杆的平面外稳定。5.3.3 简支桁架及连续桁架梁的边跨,其宽度与跨度之比不宜小于 1/20,连续桁架梁中跨的宽跨比不宜小于 1/25。5.3.4 铝合金桁架杆件重心线宜在各节点交会于节点中心。否则,应计算杆件偏心影响。5.3.5 铝合金杆件的轴向力可按节点铰接计算;主桁杆件截面高度与杆件长度之比在连续桁梁中大于 1/15、简支桁梁中大于 1/10 时,应考虑节点刚性连接的影响。5.4 构件计算5.4.1 轴心受
16、拉构件的强度应按下式计算:N式中:s 正应力; = Aen f(5.4.1)f 铝合金材料的抗拉强度设计值;N 轴心拉力设计值;Aen 有效净截面面积,对于受拉构件仅考虑焊接热影响区和截面孔洞的影响。5.4.2 轴心受压构件的强度应按照下式计算:N = Aen f(5.4.2)式中:s 正应力;f 铝合金材料的抗压强度设计值;N 轴心压力设计值;Aen 有效净截面面积,对于受压构件应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区和截面孔洞的影响。5.4.3 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:fN(5.4.3)_j A_式中:j 轴心受压构件的稳定计算系数(取截面两主轴计算系数中的较小者),应按第5.4.
17、4 条和第 5.4.5 条的规定进行计算;A 毛截面面积5.4.4 双轴对称截面轴心受压构件的稳定计算系数应按下式计算: = ehaz(5.4.4-1)式中:he 修正系数,对需考虑板件局部屈曲的截面进行修正;截面中受压板件的宽厚比小于等于表 5.4.4-1 及表 5.4.4-2 规定时,he =1;截面中受压板件的宽厚比大于表 5.4.4-1 规定时,he =Ac/A,Ac 为仅考虑局部屈曲影响的有效截面面积;haz 焊接缺陷影响系数,应按表 5.4.4-3 取用,若无焊接时, haz =1;j 轴心受压构件的稳定系数,应根据构件的长细比 l 、铝合金材料的强度标准值 f0.2 取用。铝合金
18、材料强度标准值不大于 240MPa 时轴心受压构件的稳定系数可按附录 A 取用,铝合金材料强度标准值大于 240MPa 时轴心受压构件的稳定系数可按附录 B 取用。表 5.4.4-1 受压板件全部有效的最大宽厚比硬化程度加劲板件、中间加劲板件非加劲板件、边缘加劲板件非焊接焊接非焊接焊接弱硬化21.5 k17 k6 k5 k强硬化17 k15 k5 k4 k240 / f0.2注:1 表中 =, f0.2 应按铝合金结构设计规范GB 50429 取值。2 为加劲肋修正系数,应按铝合金结构设计规范GB 50429 取值。3 k = k / k0 ,其中 k 为不均匀受压情况下的板件局部稳定系数,应
19、按铝合金结构设计规范GB 50429 取值。对于均匀受压板件, k = 1 。对于加劲板件或中间加劲板件, k0 = 4 ;对于非加劲板件或边缘加劲板件, k0 = 0.425 。表 5.4.4-2 受压圆管截面的最大径厚比硬化程度非焊接焊接弱硬化50(240/0.2)35(240/0.2)强硬化35(240/0.2)25(240/0.2)表 5.4.4-3 系数haz 、 as 弱硬化合金强硬化合金纵向焊接 1.3( 1- )当 0.2 时; = 1 ( 1 - 1 )10 - (0.05 + 0.1 1 )haz其中 A1 = A - Ahaz( 1 - haz ) ,haz =1hazA
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