公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D2技术交流ppt课件.ppt

公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004技术交流 路桥集团桥梁技术有限公司鲍卫刚 1 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004的基本变化 2 基本变化 1设计理论变化带来的直接或间接的变化2安全度调整带来的变化3公式 构造等的完善修改4新增内容 3 第1章总则1 0 2适用范围本规范的适用范围与原规范相同 即仅适用于用硅酸盐水泥 矿渣水泥 火山灰水泥配制的目前实际工程中大量使用的混凝土制作的一般的钢筋混凝土及预应力混凝土构件的设计 不适用于特种混凝土如轻质混凝土制作的桥涵结构构件设计 4 第3章材料1混凝土材料混凝土强度等级上限由60号增加到C80 C50以下为普通强度混凝土 C50及以上为高强度混凝土 C50及以上高强的混凝土可用常规水泥 砂石料和常规工艺配制 具有高强 早强 工作度良好 变形小 抗渗抗腐蚀性能优良等特点 能大幅度提高结构构件的承载能力 减小尺寸和自重 加快施工进度 高性能混凝土将成为桥梁建筑的基本材料 混凝土强度等级用150mm 150mm 150mm立方体抗压强度标准值确定并冠以C表示 抗压强度标准值系指试件用标准方法制作 养护至28天龄期 以标准试验方法测得的具有95 保证率的抗压强度 以MPa计 混凝土标号系指龄期为28天 尺寸为200mm的标准立方体 标准值取85 保证率确定的混凝土抗压强度 规范中应用的混凝土轴心抗压强度是针对棱柱体的 并对高强混凝土有强度的脆性折减 5 混凝土强度等级与原规范的混凝土标号应按下列公式进行换算 混凝土的变异系数 混凝土强度C20C25C30C35C40C45C50C55C60变异系数0 180 160 140 130 120 120 110 110 10混凝土强度等级与原规范混凝土标号变换关系 原标号202530354045505560现强度C18C23C28C33C38C43C48C53C58 第3章材料 6 3 1 2公路桥涵受力构件的混凝土强度等级应按下列规定采用 1钢筋混凝土构件不应低于C20 当用HRB400 KL400级钢筋配筋时 不应低于C25 2预应力混凝土构件不应低于C40 原规范第2 1 1条 用于公路桥梁承重部分的混凝土标号规定如下 15号 20号 25号 30号 40号 50号和60号 钢筋混凝土构件的混凝土标号不宜低于12号 当采用 级钢筋时 混凝土标号不宜低于20号 在预应力混凝土组合梁中 钢筋混凝土部分的混凝土标号不宜低于25号 预应力混凝土构件的混凝土标号不宜低于30号 当采用碳素钢丝 刻痕钢丝 钢铰线 热处理钢筋 级钢筋 作预应力钢筋时 混凝土标号不宜低于40号 第3章材料 7 2钢筋公路桥梁用普通钢筋 R235 原 级钢筋 HRB335 原 级钢筋 HRB400和KL400 原 级钢筋和余热钢筋 钢筋及其强度标准值均取自最新现行国家标准 保证率不小于95 取消了 级钢筋 5号钢钢筋公路桥梁用预应力钢筋 钢绞线钢丝 应力消除的光面钢丝 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 精轧螺纹钢筋原规范中的冷拉钢筋和冷拔低碳钢丝均予删去此外 本规范还规定可以采用环氧树脂涂层钢筋钢筋的强度指标有微调 原因为冶金的标准及本规范的材料分项系数均有微调 第3章材料 8 第4章桥梁计算的一般规定4 1 4斜板计算当整体式斜板桥的斜交角 板的支承轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角 不大于15 时 可按正交板计算 计算跨径为 当l b 1 3时 按两支承轴线间垂直距离的正跨径计算 当l b 1 3时 按顺桥向纵轴线的斜跨径计算 以上l为斜跨径 b为垂直于桥纵轴线的板宽 装配式铰接斜板桥的预制板块 可按宽为两板边垂直距离 计算跨径为斜跨径的正交板计算 原规范第4 1 9条 整体式或装配式斜板桥 当斜度等于或小于15 时 可按正交板计算 9 4 2 1效应计算结构的作用 或荷载 效应可按弹性理论进行计算 对超静定结构 在进行作用 荷载 效应分析时 结构构件的抗弯刚度可采用 允许开裂的构件0 8EcI 不允许开裂的构件EcI 其中的I为混凝土毛截面惯性矩 75版桥规为EcI 1 5 本条仅适用于作用效应分析 不适用于正常使用极限状态的挠度计算 原第3 2 1条取消 多梁式上部结构无论整体式板或铰接式板 有中横隔梁或无中横隔梁 计算行车系梁的活载内力时 均宜采用弹性理论空间计算方法 第4章桥梁计算的一般规定 10 4 2 2T梁截面翼缘有效宽度2外梁翼缘的有效宽度取相邻内梁翼缘有效宽度的一半 加上腹板宽度的1 2 再加上外侧悬臂板平均厚度的6倍或外侧悬臂板实际宽度两者中的较小者 预应力混凝土梁在计算预加力引起的混凝土应力时 预加力作为轴向力产生的应力可按实际翼缘全宽计算 由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按翼缘有效宽度计算 对超静定结构进行作用 或荷载 效应分析时 T形 箱形截面梁的翼缘宽度可取实际全宽 各个国家的相关规定稍有差异 我们的规定偏于安全考虑 第4章桥梁计算的一般规定 11 4 2 3箱形截面梁翼缘有效宽度箱形截面梁的翼缘有效宽度问题 其原理与T形截面梁一样 箱形截面梁翼缘有效宽度 目前比较通用的是 德国规范DIN1075 推荐的方法 这个方法已为 德国钢桥设计规范DIN1073 美国规范AASHTO LRFD 所采用 梁桥 第七章也介绍了这个方法 本规范编制时 委托湖南大学作了进一步的验证分析计算 结果表明该方法可用 故本规范最终采纳了这个方法 注意点 1当梁高时 翼缘有效宽度应采用翼缘实际宽度 2预应力混凝土梁在计算预加力引起的混凝土应力时 预加力作为轴向力产生的应力可按实际翼缘全宽计算 由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按翼缘有效宽度计算 3对超静定结构进行作用 或荷载 效应分析时 箱形截面梁的翼缘宽度可取实际全宽 第4章桥梁计算的一般规定 12 4 2 7为验算变高度预应力混凝土梁斜截面抗裂的需要 本规范补充了该类梁考虑弯矩和轴向力引起的附加剪应力的计算方法 列于附录B 1983年 公路 杂志范家聪 预应力变截面梁的剪应力计算 一文 第4章桥梁计算的一般规定 13 4 2 9混凝土的徐变系数和收缩应变的计算公式采用的是CEB FIP 1990 上的公式并作了适当简化 原规范采用的是CEB FIP 1978 的公式 通常认为 混凝土的应力在不超过其强度的0 4 0 5 混凝土的轴心抗压设计强度小于其极限强度的5 时 应力与应变基本保持线形关系 应变 应力叠加原理成立 从而 出现了许多计算方法 常用的有老化理论 弹性徐变体理论 弹性模量修正法 按龄期调整的模量修正法 Trost法 金成棣法 范立础法 Bazant法 Step by step法等 第4章桥梁计算的一般规定 14 原规范的 第3 2 12条 箱梁应计算扭转剪力 第3 2 13条 组合梁应根据具体情况进行换算计算 第3 2 14条 预制梁与现浇板的组合梁的徐变计算原则 第3 2 15条 组合梁组合面的剪应力计算公式 第3 2 16条 组合面的容许剪应力限值规定 第3 2 17条 组合梁应设剪力键 修改后分别在相关章节中体现 第4章桥梁计算的一般规定 15 4 3拱的计算 由原来的7条增加至14条 4 3 1无铰拱和双铰拱的计算可不考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用 本节内有关无铰拱和双铰拱的计算规定 均适用于主拱圈裸拱受力而不考虑其与拱上建筑的联合作用 拱的计算如考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用 拱上建筑的结构应符合计算所预设的条件 计算由车道荷载引起的拱的正弯矩时 拱顶 拱跨1 4应乘以折减系数0 7 拱脚应乘以0 9 中间各个截面的正弯矩折减系数可用直线插入法确定 第4章桥梁计算的一般规定 16 4 3 2特大跨径和大跨径拱桥应优选拱轴线 使拱在各种作用 或荷载 组合作用下 在各个受力阶段 轴向力偏心较小 在优选过程中 尚需考虑与施工方法相配合 适应施工各阶段受力特点 满足施工受力的要求 中 小跨径悬链线拱桥 可用不考虑弹性压缩的结构自重压力线与拱轴线的五点重合 拱顶 1 4拱跨 拱脚 选择拱轴系数 特大跨径和大跨径拱桥 如结构自重压力线与拱轴线偏离过大 或在结构自重及其所引起的弹性压缩和温度下降 混凝土收缩等作用下 轴向力偏心距较大时 拱轴线及拱的几何尺寸宜作适当调整 第4章桥梁计算的一般规定 17 4 3 10大跨径拱桥应验算拱顶 拱跨3 8 拱跨1 4和拱脚四个截面 对于中 小跨径拱桥 拱跨1 4截面可不验算 特大跨径拱桥 除上述4个截面外 需视截面配筋情况 另行选择控制截面进行验算 4 3 11多跨无铰拱桥应按连拱计算 连拱计算方法可以采用可靠的简化方法 当桥墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时 可按单跨拱桥计算 4 3 12桁架拱计算4 3 13刚架拱计算4 3 14系杆拱计算 原规范的第4节 墩台计算 第5节 铰和支座计算分别转入新规范的第8 2 8 3 8 4节 第4章桥梁计算的一般规定 18 第5章持久状况承载能力极限状态计算5 1 1公路桥涵的持久状况设计应按承载能力极限状态的要求 对构件进行承载力及稳定计算 必要时尚应进行结构的倾覆和滑移的验算 在进行承载能力极限状态计算时 作用 或荷载 其中汽车荷载应计入冲击系数 的效应应采用其组合设计值 结构材料性能采用其强度设计值 本节所谈的承载能力极限状态计算 均指对持久状况下的结构 这种状况的承载能力极限状态应包括对构件的抗弯 抗压 抗拉 抗剪 抗扭等的强度及受压构件的稳定进行计算 当有必要时还应对结构的倾覆和滑移进行验算 这是结构设计最主要的部分 计算时汽车荷载应计入冲击系数 在构件进行承载力及稳定计算时 作用 或荷载 及结构构件的抗力均应采用已考虑了分项系数的设计值 在多种作用 或荷载 情况下 应将各设计值效应进行最不利组合 并根据参与组合的作用 或荷载 情况 取用不同的效应组合系数 19 第5章主要增加了以下内容 连续梁和悬臂梁斜截面抗剪承载力计算 普通钢筋沿截面腹部均匀配置的钢筋混凝土偏心受压构件的正截面抗压承载力计算 钢筋混凝土双向偏心受压构件的正截面承载力计算 T形 I形 箱形截面钢筋混凝土构件 矩形截面原规范已有 的抗弯剪扭的承载力计算 混凝土板抗冲切承载力计算 第5章持久状况承载能力极限状态计算 20 5 1 4构件正截面的承载力应按下列基本假定进行计算 1构件弯曲后 其截面仍保持为平面 2截面受压混凝土的应力图形简化为矩形 其压力强度取混凝土的轴心抗压强度设计值 截面受拉混凝土的抗拉强度不予考虑 3极限状态计算时 受拉区钢筋应力取其抗拉强度设计值或 小偏压构件除外 受压区或受压较大边钢筋应力取其抗压强度设计值或 4钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积 但不大于其强度设计值 第5章持久状况承载能力极限状态计算 21 变化 1原规范的受压区混凝土的极限压应变为0 003 新规范对普通强度混凝土取0 0033 高强度混凝土C50 C80取极限压应变为0 0033 0 0032受压区混凝土应力图形仍维持等效矩形应力块 但矩形应力图形高度与实际受压区高度之比 原对钢筋混凝土构件取0 9 对预应力混凝土构件取0 8 新规范对普通强度混凝土取0 8 高强度混凝土C50 C80取0 8 0 74 3矩形应力块的压力强度 原规范给出混凝土抗压设计强度 再除以1 25系数 本规范直接给出混凝土轴心抗压强度设计值 第5章持久状况承载能力极限状态计算 22 5 1 5构件承载能力极限状态设计表达式新规范 预应力混凝土连续梁等超静定结构 在计算承载能力极限状态时应考虑由预应力引起的次效应 原规范对预应力混凝土连续梁等超静定结构 在承载能力极限状态计算中是不考虑预应力引起的次效应的 该规范规定 对于预应力混凝土连续梁 在弹性阶段的计算中尚应计入由预加应力引起的混凝土弹性变形的二次力 但在塑性阶段计算中则可不计由预加应力引起的二次力 第5章持久状况承载能力极限状态计算 23 5 2受弯构件5 2 1受弯构件的纵向受拉钢筋和截面受压区混凝土同时达到其强度设计值时 构件的正截面相对界限受压区高度 为纵向受拉钢筋和受压区混凝土同时达到其强度设计值时的受压区高度 应按表5 2 1采用 表5 2 1相对界限受压区高度 第5章持久状况承载能力极限状态计算 24 5 2 2截面受压区高度应符合下列要求 为防止受弯构件的超筋设计 规范规定了截面受压区高度的限制条件 其中相对界限受压区高度 通过计算已于本规范表5 2 1中列出 当给定钢筋种类和混凝土强度等级 根据可求得相应的受拉钢筋配筋率 这个即为受弯构件界限 最大 配筋率 因此 截面受压区高度的限制条件也就是限制受弯构件的配筋率 超过这个限制条件 受弯构件有可能出现超筋 也有可能出现脆性破坏 一般地说 当设计计算的受压区高度不能满足上述要求时 表明受拉区纵向钢筋配置过多或构件高度不足 需要进行调整 当构件受拉区配置不同种类钢筋时 应选用相应于各种钢筋较小的 以使构件维持更多的延性 但是 这个限制条件只是从理论上得到保证 当接近或相等时 受弯构件仍有可能发生具有明显脆性破坏特征的界限破坏 因此 在实际工程中应尽量避免出现两者接近或相等的情况 适筋梁与超筋梁的界限 第5章持久状况承载能力极限状态计算 25 最小配筋率的限制 适筋梁与少筋梁的界限 9 1 12 2 受弯构件 偏心受拉构件及轴心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于如下计算值 同时不应小于0 20 45 混凝土抗拉强度设计值 钢筋抗拉强度设计值部分预应力混凝土受弯构件中普通受拉钢筋的截面面积不应小于0 003bh0 受拉构件的受拉最小配筋率是根据钢筋混凝土构件破坏时 截面所能承受的弯矩不小于同一截面的素混凝土构件所承受的弯矩的原则确定的 其目的是当混凝土手拉边缘出现裂缝时 梁不致因配筋过少而脆性破坏 第5章持久状况承载能力极限状态计算 26 5 2 7受弯构件斜截面抗剪强度计算 将原适用于预应力混凝土简支梁的两项和 混凝土和箍筋分别抗剪 公式改为同时适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁的两项积 混凝土和箍筋共同抗剪 公式 同时适用于连续梁和悬臂梁的验算 a 考虑纵向钢筋的抗剪作用但适当降低 将公式中的 2 p 改为 2 0 6p b 采用提高系数考虑梁受压翼缘对抗剪承载力的有利因素 c 增加了连续梁正负弯矩区段的抗剪计算规定 d 考虑预应力对抗剪承载力的提高 按原苏联 建筑法规 取1 25 e 考虑了竖向预应力钢筋应力不均匀分布影响系数0 75 第5章持久状况承载能力极限状态计算 27 钢筋混凝土梁的斜截面剪切破坏主要模式 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏5 2 9矩形 T形和I形截面的受弯构件 其抗剪截面 上限 应符合下列要求 5 2 9 抗剪上限值 公式维持了与原规范相同的水平 以防止钢筋混凝土梁的斜裂缝开展过宽或出现斜压破坏 在计算中如不能满足该公式的要求 就应加大梁的截面尺寸或提高混凝土的强度等级 5 2 10矩形 T形和I形截面的受弯构件 当符合下列条件时 5 2 10 可不进行斜截面抗剪承载力的验算 仅需按本规范第9 3 13条构造要求配置箍筋 下限 第5章持久状况承载能力极限状态计算 28 5 2 11本条规定了钢筋混凝土简支梁 等高度和变高度 承托 连续梁的抗剪配筋设计方法 基本思路与原规范相同 基本思路与原规范相同 但在梁的最大设计剪力分配上 对原规范作了修改 原规范规定混凝土和箍筋共同承担最大设计剪力的60 弯起钢筋则承担40 本规范改为前者承担不少于60 后者承担不超过40 预应力混凝土受弯构件一般是不配置普通弯起钢筋的 抗剪配筋设计也就只是确定箍筋间距 只要在由作用 或荷载 引起的最大设计剪力中减去由预应力弯起钢筋引起的剪力设计值后 就可与钢筋混凝土受弯构件同样计算 第5章持久状况承载能力极限状态计算 29 5 3受压构件5 3 1 5 3 2配有箍筋 螺旋式或焊接环式间接钢筋的钢筋混凝土轴心受压构件仍保留原规范的计算公式 但公式增加了系数0 9 适当提高其安全度 此外 对配置螺旋式间接钢筋的轴压构件 其套箍系数原规范取2 0 试验表明 螺旋箍筋对高强度混凝土的约束效果不如对普通强度混凝土 本规范适当降低套箍系数 参照有关资料 对C55 C60 C65 C70 分别取1 95 1 90 1 85 1 80 第5章持久状况承载能力极限状态计算 30 5 3 8本条参照 GBJ10 89规范 新增的内容 截面腹部均匀配置纵向钢筋的偏心受压构件 其正截面的承载力由两部分组成 一是由混凝土与上 下两边的纵向钢筋构成的承载力 二是由腹部均匀配置的纵向钢筋构成的承载力 沿截面腹部均匀配置纵向普通钢筋且每排不少于4根的矩形 T形和I形截面钢筋混凝土偏心受压构件正截面抗压承载力的计算 前者与一般钢筋混凝土偏心受压构件同样计算 利用本规范公式 5 3 6 1 5 3 6 2 并经简单转化可得 后者可根据基本假定 并利用平衡方程和变形协调条件进行计算 但计算过程繁琐 不便于设计应用 一般采用简化的方法 要求腹部纵向钢筋等直径 等间距布置 且每排不少于4根 假定这些钢筋的截面变换为一钢带而作计算 第5章持久状况承载能力极限状态计算 31 5 3 9和附录C本规范有关圆截面钢筋混凝土偏心受压构件正截面的承载力计算 仅适用于强度等级C50及以下混凝土制作的构件 在原规范的基础上作了以下改变 对影响承载力较小的计算参数进行简化 重新编制了计算表格 减少规范附表的篇幅 第5章持久状况承载能力极限状态计算 32 5 3 10偏心受压构件的偏心距增大系数 原规范是按弹性稳定理论推导出来的 它本来适用于钢压杆 为了使其也适用于钢筋混凝土构件 将公式中按欧拉公式计算所得的临界荷载 用钢筋混凝土偏压构件截面刚度加以修正 由于钢筋混凝土构件系非均匀性材料 且出现裂缝 目前国际上一般不采用弹性稳定理论来求解 本规范参照工民建的研究资料按极限转动曲率法求增大系数值 但第一个系数的计算公式不同 实际工程中受压构件的边界约束条件多样 需要视具体情况而定 第5章持久状况承载能力极限状态计算 33 5 3 12增加了钢筋混凝土双向偏心受压构件承载力的计算公式 是尼克丁根据材料力学方法按单向偏心受压构件推导的近似公式 国内外规范普遍采用 只适用于正截面承载力的验算 试验表明 双向偏心受压构件的破坏形态与单向偏心受压构件的破坏形态相似 所以单向偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定也适用于双向偏心受压构件 但由于破坏时受压区的形状较为复杂 如用正截面承载力计算的基本假定来精确计算双向偏心受压构件的承载力 过程势必复杂繁琐 目前各国规范均采用近似的计算方法 第5章持久状况承载能力极限状态计算 34 5 5受扭构件5 5 1矩形截面钢筋混凝土受扭构件的承载力计算 原规范只给出矩形截面构件的计算公式 是假定破坏裂缝与构件纵轴线成45 角推演出来的 且不考虑混凝土的抗扭作用 本规范按变角度空间桁架理论 或斜弯曲理论 建立抗扭承载力计算公式 破坏裂缝倾斜角也非仅45 同时也考虑了混凝土的抗扭作用 在抗扭构件中 矩形截面是其基本单元体 本规范把抗扭构件计算扩展到T形 I形和箱形截面构件 纯扭 第5章持久状况承载能力极限状态计算 35 5 5 3矩形和箱形截面承受弯 剪 扭的构件 其截面应符合下列公式要求 当符合下列条件时可不进行构件的抗扭承载力计算 仅需按本规范第9 3 14条规定配置构造钢筋 受扭构件当抗扭钢筋配置过多时 可能出现混凝土被压坏而钢筋达不到屈服强度 必须限制截面的最小尺寸 也就是使截面混凝土剪应力不超过某一限值 类似构件斜截面抗剪承载力计算时的上限值 对弯剪扭构件 由于其受力的复杂性 目前只能将扭矩产生的剪应力与弯剪产生的剪应力叠加起来 使其总和不超过混凝土强度的规定限值 本条规定的限值基本维持原规范的水平 在设计中 当由剪扭产生的剪应力超过规范公式 5 5 3 1 规定的限值时 就应修改构件截面尺寸或提高混凝土强度等级 本条公式 5 5 3 2 类似于构件斜截面抗剪计算的下限值 按该公式计算并满足限值的要求时 构件可不配置抗扭钢筋 但为了防止脆断和保证构件破坏时具有一定延性 仍应按本规范第9 3 14条构造要求配筋 公式 5 5 3 2 规定的限值与原规范相近 第5章持久状况承载能力极限状态计算 36 5 5 4目前钢筋混凝土剪扭构件的承载力一般按受扭构件承载力和受剪构件承载力分别进行计算 然后叠加起来 但是共同承受剪扭的构件 其剪力和扭矩对构件内的混凝土和箍筋均有一定影响 如果采取简单地叠加 对箍筋和混凝土尤其是混凝土是偏于不安全的 试验表明 构件在剪扭共同作用下 其截面的某一受压区域内承受剪切和扭转应力的双重作用 这必将降低构件内混凝土的抗剪和抗扭能力 由于受扭构件受力情况比较复杂 目前采取箍筋所承担的承载力进行简单叠加 而混凝土的承载力则在受剪构件和受扭构件承载力的计算公式中均引入一个剪扭构件混凝土承载力的降低系数 第5章持久状况承载能力极限状态计算 37 5 5 4矩形和箱形截面剪扭构件 其抗剪扭承载力应按下列公式计算 抗剪承载力抗扭承载力 第5章持久状况承载能力极限状态计算 38 5 5 5 5 5 6T形 工形和带翼缘箱形截面的钢筋混凝土受扭构件 在承载力的计算中可将其截面划分为几个矩形截面 划分的原则是 先按截面总高度划出腹板或矩形箱体 然后再划出受压翼缘和受拉翼缘 在实际桥梁工程中 真正纯扭构件或剪扭构件是很少的 大多是同时承受弯矩 剪力和扭矩的构件 这些弯剪扭构件的配筋按第5 5 5条规定 可划分为几个矩形截面分别计算和配置 第5章持久状况承载能力极限状态计算 39 5 6受冲切构件增加了受冲切构件的承载力计算内容 计算考虑了板厚效应和预应力效应 具体取值引自有关规范和试验资料 在集中反力作用下不配置抗冲切钢筋的钢筋混凝土板 其抗冲切承载力可按下列公式计算 在实际工程中当单靠混凝土抗冲切不能满足要求或增加板厚有困难时 仅提高混凝土强度等级并不能合理地解决冲切承载力的问题 此时需要设置抗冲切钢筋 第5章持久状况承载能力极限状态计算 40 5 7局部承压承载力的计算a 将原按劈裂拉力理论建立的局压公式改为按套箍理论建立的局压公式 并用混凝土局部承压修正系数来限制高强度混凝土局部承压应力 b 计算局部承压面积和计算底面积均不扣除孔洞面积 c 原规定 局部承压承载力计算公式中由等号右边第二项钢筋承担的承载力不得超过第一项由混凝土承担的承载力的50 本规范通过局压区尺寸限制的计算 可控制局压垫板下沉过大的问题 因而也就可取消原规范的这项规定 第5章持久状况承载能力极限状态计算 41 5 7 3近年来 新修建的预应力混凝土连续梁和连续刚构桥 在边跨现浇段较普遍地发生了纵向裂缝或斜裂缝 为此 本规范增加了分析局压区端块局部应力的规定 在该区域除了垫板附近配置间接钢筋外 另应根据局部应力分析配置闭合式箍筋 本规范第9 4 2条对端块的构造箍筋作出了规定 原意在于分布这个区域可能出现的裂缝 端块局部应力分析所配置的箍筋可将构造箍筋包括在内 第5章持久状况承载能力极限状态计算 42 第6章持久状况正常使用极限状态计算6 1一般规定6 1 1公路桥涵的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求 采用作用 或荷载 的短期效应组合 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响 对构件的抗裂 裂缝宽度和挠度进行验算 并使各项计算值不超过本规范规定的各相应限值 在上述各种组合中 汽车荷载效应可不计冲击系数 43 6 1 2预应力混凝土构件可根据桥梁使用和所处环境的要求 进行下列构件设计 1全预应力混凝土构件 此类构件在作用 或荷载 短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘不允许出现拉应力 不得消压 2部分预应力混凝土构件 此类构件在作用 或荷载 短期效应组合下控制的正截面受拉边缘可出现拉应力 当拉应力加以限制时 为A类预应力混凝土构件 当拉应力超过限值时 为B类预应力混凝土构件 跨径大于100m桥梁的主要受力构件 不宜进行部分预应力混凝土设计 第6章持久状况正常使用极限状态计算 44 6 1 3预应力钢筋张拉控制应力6 1 4构件截面性质计算规定6 1 5由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力计算6 1 6预应力钢筋和普通钢筋合力及其偏心距的计算6 1 7预应力传递长度规定基本同原规范 第6章持久状况正常使用极限状态计算 45 6 2钢筋预应力损失a 增加了摩擦损失计算时的预埋波纹管的参数值 表6 2 2 增加了计算锚具变形 钢筋回缩损失时的夹片式锚具的变形和钢筋回缩值 表6 2 3 给出了反摩擦计算的具体方法 附录D 等 b 给出了预应力钢丝 钢绞线松弛损失的计算公式 第6 2 6条 原为定值 一次张拉7 超张拉4 5 c 改进原规范混凝土收缩 徐变损失的计算公式 提供了新的混凝土收缩应变和徐变系数值 CEB FIP1990 第6章持久状况正常使用极限状态计算 46 混凝土结构构件设计的计算内容 1持久状况承载能力极限状态2持久状况正常使用极限状态抗裂计算 正截面 正应力 斜截面 主拉应力 裂缝计算变形 挠度 计算3持久状况应力计算 弹性阶段 分项系数均取1 0 计入冲击系数 计算法向压应力 钢筋拉应力和斜截面上混凝土的主压应力 4短暂状况应力计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 47 6 3抗裂验算6 3 1 强制性条文 预应力混凝土受弯构件应按下列规定进行正截面和斜截面抗裂验算 1正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算 并应符合下列要求 1 全预应力混凝土构件 在作用 或荷载 短期效应组合下预制构件分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 作用短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力小于扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力 原规范第5 2 22条 截面受拉边缘由预加力引起的预压应力必须大于或等于由使用荷载引起的拉应力 对用砂浆 或混凝土 接缝的分块拼装结构 系数为1 1 对干接缝的分块拼装结构 系数为1 2 由于作用效应的减小而作的相应调整 第6章持久状况正常使用极限状态计算 48 2 A类预应力混凝土构件 在作用 或荷载 短期效应组合下但在荷载长期效应组合下 作用长期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力小于扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力 比原规范严格了 结构重力之下不得消压 原规范第5 2 23条 在使用荷载作用下 部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力 扣除全部预应力损失 应符合下列规定 荷载组合1小于等于0 8倍的混凝土抗拉强度荷载组合2和3小于等于0 9倍的混凝土抗拉强度 由于作用效应的减小而作的相应调整 第6章持久状况正常使用极限状态计算 49 2斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算 并应符合下列要求 严格了 1 全预应力混凝土构件 在作用 或荷载 短期效应组合下预制构件现场浇筑 包括预制拼装 构件 对工地现浇的全预应力混凝土桥梁 基本目标是将主拉应力控制在1MPa左右 第6章持久状况正常使用极限状态计算 50 2 A类和B类预应力混凝土构件 在作用 或荷载 短期效应组合下预制构件现场浇筑 包括预制拼装 构件 近年来大量修建的T形截面预应力混凝土预制梁 并未发现有规律的斜裂缝 因此 这些构件的主拉应力限值仍可维持较高的水平 第6章持久状况正常使用极限状态计算 51 6 3 3预应力混凝土受弯构件由作用 或荷载 短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力和主压应力应按下列公式计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 52 6 4裂缝宽度验算裂缝宽度限值规定与原规范基本持平 但实际因混凝土保护层厚度增加 要求严了 本规范所列矩形 T形和I形截面钢筋混凝土构件的裂缝宽度计算公式 将原规范受弯构件的计算公式 扩展用于轴心受拉 偏心受拉和大偏心受压构件 同时也用于预应力混凝土受弯构件 只是此时式中的钢筋应力取用截面消压后钢筋的应力增量 统一了原规范钢筋混凝土与预应力混凝土受弯构件的计算模式 6 4 3矩形 T形和I形截面钢筋混凝土构件及B类预应力混凝土受弯构件 其特征裂缝宽度可按下列公式计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 53 6 4 5圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件 其特征裂缝宽度 保证率为95 可按下列公式计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 54 6 5挠度计算变化之处 1刚度计算公式或参数有微调2增加了长期效应挠度的计算及其限值规定3大跨径桥梁施工阶段挠度的计算原则 第6章持久状况正常使用极限状态计算 55 第7章持久状况和短暂状况构件的应力计算计算原则 方法和应力限值基本与原规范相同 持久状况承载能力极限状态 第5章 基本组合 偶然组合持久状况正常使用极限状态计算 第6章 短期效应组合 长期效应组合持久状况和短暂状况构件的应力计算 第7章 标准值组合按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件 应计算其使用阶段正截面混凝土的法向压应力 受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力 并不得超过本节规定的限值 计算时作用 或荷载 取其标准值 汽车荷载应考虑冲击系数 应考虑预加力效应 预加力的分项系数取为1 0 对连续梁等超静定结构 尚应计及预加力 温度作用等引起的次效应 56 需说明 1 持久状况预应力混凝土构件的应力计算 是按以往的习惯对承载能力极限状态计算的补充 也就是说 对涉及结构安全方面要进行塑性状态和弹性状态双控制 但不计疲劳影响 混凝土的应力限值从表面看与原规范相同 但由于混凝土立方体试件尺寸的改变及混凝土强度取值原则的变化 混凝土应力限值比原规范降低了 亦即偏于安全了 2 短暂状况构件的应力计算 实际上是用来代替 统一标准 规定的短暂状况构件必须进行承载能力极限状态的计算 构件弹性阶段的应力计算也可谓构件的经验承载能力极限状态计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 57 计算内容 1持久状况承载能力极限状态 第5章 受压区高度系数x限制 正截面和斜截面承载能力 2持久状况正常使用极限状态抗裂 6 3 1条 正截面 正应力 斜截面 主拉应力 裂缝计算 6 4 3条 变形 挠度 计算 6 5节 3持久状况应力计算 弹性阶段 法向压应力 钢筋拉应力和斜截面上混凝土的主压应力 7 1 5条 构件强度的补充计算4短暂状况应力计算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 58 7 1 5使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力和预应力钢筋的拉应力 应符合下列规定 受压区混凝土的最大压应力受拉区预应力钢筋的最大拉应力1 对钢绞线 钢丝2 对精轧螺纹钢 指标与原规范基本相当 第6章持久状况正常使用极限状态计算 59 7 1 6预应力混凝土受弯构件由作用标准值和预加力产生的混凝土的主压应力应符合下式规定 根据计算所得的混凝土主拉应力 按下列规定设置箍筋 在的区段 箍筋可仅按构造要求设置 在的区段 箍筋的间距可按下列公式计算 指标与原规范基本相当1关于预应力混凝土受弯构件斜截面主压应力的计算及其限值的规定 这项计算及规定是防止构件腹板在预加应力和使用阶段作用 或荷载 下被压坏 作为斜截面抗弯承载力的补充 过高的主压应力也会导致斜截面抗裂能力的降低 主压应力的限值与原规范规定值相当 均取混凝土抗压强度标准值的0 6倍 2按弹性阶段计算构件腹部的主拉应力 并按规定设置箍筋及计算箍筋数量 作为构件斜截面抗剪承载力计算的补充 计算公式和所取材料安全系数与原规范相同 按本条计算的箍筋用量应与斜截面抗剪承载力计算的箍筋用量进行比较 实际取用两者较多者 第6章持久状况正常使用极限状态计算 60 7 2 1本节关于构件短暂状况的应力计算 实属构件弹性阶段的强度计算 施工荷载采用标准值组合 除非有特殊要求 短暂状况一般不进行正常使用极限状态计算 可以通过施工措施或构造布置来弥补 防止构件过大变形或出现不必要的裂缝 在施工中当利用已安装就位的构件进行吊装时 要对吊机 车 行驶其上的构件进行验算 这些构件都已作持久状况承载力计算 而吊机 车 系临时荷载 荷载系数取值较低 当其设计值产生的效应小于持久状况承载力的荷载设计值效应时 则可不必验算 第6章持久状况正常使用极限状态计算 61 第8章构件计算的规定8 1组合式受弯构件a 分预制构件和组合构件两种情况进行承载能力极限状态计算 b 应力组合的差异 最大应力不一定出现在组合构件截面的上缘或下缘 钢筋应力也是如此 c 组合构件的最大配筋率可能高于一般受弯构件 62 8 2墩台盖梁判断盖梁作为梁或刚构一部分计算 原规范按盖梁与柱的刚度比确定 本规范将其改为按线刚度比确定 即当梁与柱的线刚度比大于5时 盖梁可作为简支梁 双柱式 或连续梁 多柱多 计算 当梁与柱的线刚度比等于或小于5时 盖梁作为刚构的一部分计算 所谓线刚度就是构件的截面刚度除以该构件的计算长度 计算公式及限值基本上参照建筑结构规范 8 3铰8 4橡胶支座 第8章构件计算的规定 63 8 5桩基承台 当承台悬臂下面桩中心至墩台身边缘的距离等于或小于承台高度时 承台被认为是深梁 计算参考美国规范关于牛腿的 撑杆 系杆体系 的计算方法 承台可认为是庞大的素混凝土结构 其斜截面抗剪承载力沿用了原规范无腹筋梁的计算公式 只是将式中计算参数按不同条件进行换算 承台的抗冲切计算与本规范第5章板的抗冲切计算原理相同 但需考虑与冲跨比相应的冲切承载力系数的提高 8 6伸缩装置 第8章构件计算的规定 64 第9章构造规定总体而言 混凝土保护层厚度增加了 普通构造钢筋的配筋率增加了 主要体现为 1 对原规范原有的规定作了修订和补充 例如 钢筋混凝土构件的纵向钢筋最小配筋率 钢筋的混凝土保护层最小厚度 纵向受拉钢筋最小锚固长度等等 2 吸收了国内外多年来的研究成果 例如 有关环氧树脂涂层钢筋的构造要求 有关钢筋套筒挤压接头和等强直螺纹接头的规定等等 65 3 结合公路桥梁的具体情况录取了国内外现行规范的有关规定 束筋搭接接头的布置 预应力混凝土受弯构件的最小配筋率 箱形截面 组合式受弯构件及抗冲切构件的构造规定 承受弯剪扭构件的箍筋和纵向钢筋配筋率和布置 梁底呈曲线形且布有曲线预应力钢筋的构件 其梁底和梁侧面钢筋的最小混凝土保护层厚度的规定 配有普遍箍筋的墩 柱内的纵向受压钢筋和箍筋的构造要求以及桩基承台的构造要求 第9章构造规定 66 9 1 12钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率应符合下列要求 轴心受压构件 偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋百分率不应小于0 5 当混凝土强度等级C50及以上时不应小于0 6 同时 一侧钢筋的配筋百分率不应小于0 2 当大偏心受拉构件的受压区配置按计算需要的受压钢筋时 其配筋百分率不应小于0 2 补充和提高 受弯构件 偏心受拉构件及轴心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于45 同时不应小于0 20 第9章构造规定 67 9 2 1钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜大于13m 连续板桥的标准跨径不宜大于16m 预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜大于25m 连续板桥的标准跨径不宜大于30m 9 2 2空心板桥的顶板和底板厚度 均不应小于80mm 空心板的空洞端部应予填封 人行道板的厚度 就地浇筑的混凝土板不应小于80mm 预制混凝土板不应小于60mm 9 2 3行车道板内主钢筋直径不应小于10mm 人行道板内的主钢筋直径不应小于8mm 9 2 5分布钢筋设在主钢筋的内侧 其直径不应小于8mm 间距不应大于200mm 截面面积不宜小于板的截面面积的0 1 第9章构造规定 68 9 3 1钢筋混凝土T形 形截面简支梁标准跨径不宜大于16m 钢筋混凝土箱形截面简支梁标准跨径不宜大于25m 钢筋混凝土箱形截面连续梁标准跨径不宜大于30m 预应力混凝土T形 形截面简支梁标准跨径不宜大于50m 9 3 2T形 形截面梁应设跨端和跨间横隔梁 当梁横向刚性连接时 横隔梁间距不应大于10m 9 3 3预制T形截面梁或箱形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100mm 当预制T形截面梁之间采用横向整体现浇连接时或箱形截面梁设有桥面横向预应力钢筋时 其悬臂端厚度不应小于140mm T形和I形截面梁 在与腹板相连处的翼缘厚度 不应小于梁高的1 10 原为1 12 当该处设有承托时 翼缘厚度可计入承托加厚部分厚度 当承托底坡大于1 3时 取1 3 第9章构造规定 69 9 3 10钢筋混凝土梁的支点处 应至少有两根且不少于总数1 5的下层受拉主钢筋通过 两外侧钢筋 应延伸出端支点以外 并弯成直角 顺梁高延伸至顶部 与顶层纵向架立钢筋相连 两侧之间的其他未弯起钢筋 伸出支点截面以外的长度不应小于10倍钢筋直径 环氧树脂涂层钢筋为12 5倍钢筋直径 R235钢筋应带半圆钩 在梁支承部位 由于支座反力局部荷载在梁底面引