对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》若干问题

对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》若干问题的探讨

哈尔滨工业大学张树仁

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004(以下简称桥规JTGD62）己颁实行了三年，设计单位在使用过程中发现和反映了一些疑难问题。现仅就其中某些带共性的问题，谈一下自己的看法，与桥梁界同行商榷探讨。

一、配有竖向预应力筋的预应力混凝

土受弯构件斜截面抗剪承载力计算方

法

《桥规条规定，矩形﹑T形和工截面受弯构件，当配置箍筋和弯起钢筋时，其斜截面抗剪承载力计算应符合下列规定：

（1-1）

其中：混凝土和箍筋共同的抗剪承载力（kN）（1-2）普通弯起钢筋的抗剪承载力（kN）（1-3）预应力弯起钢筋的抗剪承载力（kN）（1-4）式中：

——异号弯矩影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时，计算连续和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时,；

——预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件，；对预应力混凝土受弯构件，；但当由钢筋合力引起的截面弯矩与外弯矩的方向相同时，或允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件，取；——受压翼缘影响系数，取；

——斜截面受压端截面处，矩形截面宽度或T形和I形截面腹板宽度（mm）；——斜截面受压端正截面的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离（mm）；——斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，当,p>2.5时，取p=2.5；——边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa），即为混凝土强度等级；——斜截面内箍筋配筋率，；——箍筋抗拉强度设计值（MPa）；——斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢总截面面积（mm2）；——斜截面内箍筋的间距（mm）；——斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋的截面面积（mm2）；——普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋（在斜截面受压端正截面处）的切线与水平线的夹角；——普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋抗拉强度设计对于配有竖向预应力筋的预应力混凝土受弯构，进行斜截面抗剪承载力计算时，桥规注（1）规定，可将计算的计算公式（1-2）中的箍筋配筋率和抗拉强度设计值，以竖向预应力筋配筋率和抗拉强度设计值代替。这样规定的实质是将竖向预应力钢筋的作用视为箍筋一样处理。

在实际工程中，通常的作法是采用竖向预应力钢筋时，也还要配置一定数量的箍筋，箍筋和竖向预应力筋两者怎么替换?笔者认为箍筋和竖向预应力筋的作用机理是不同的，两者不能互相替换对于同时配有竖向预应力筋和箍筋的情况，建议将竖向预应力钢筋的抗剪承载力单独计算。这样，斜截面抗剪承载力计算的基本方程（.1-1）可改为下形式：

（1-5）式中抓，躺为与哪斜截役面相萍交的社竖向捉预应纷力钢裤筋的浮抗剪框承载力，复其数轻值可中按下庙式计调算：(1-证6)式中查，0驶.7型5为唤考虑弟竖向醉预应田力钢圣筋应询力不耕均匀邀分布膀的影响系躬数；遍为与钞斜裂见缝相售交的趣竖向卧预应乞力钢炊筋的盒截面搭面积（m它m2）；告为竖插向预旁应力纺钢筋槐的抗禾拉强捷度设着计值（MP视a）绒。二闻使用司阶段衰应力汁验算汪时荷行载效农用组塑合丛的探允讨《桥停规和拦条规蛛定，介使用阶喊段预板应力混凝揉土受馆弯构忍件正送截面眠混凝型土的压应斤力﹑汇预应恋力钢跃筋的丈拉应物力和熄斜截皂面的将主压应力钻，应包符合民下列狸规定隆：1汗受压丑区混狸凝士旧的最御大压东应力劝≤袭0.扎5fck2诊预应蚊力钢蕉筋的冠拉应默力≤0托.6督5坝fpk≤0酬.8罪fpk渗算3翅混凝坐土最漆大主锋压应号力很多晓设计察单位溉反映俩,榨在使门用阶桥段应将力验括算中绢若考蜂虑温述度作托用等民多种挡可变蛙作用摔效应胃组合轮,纽奉很难腹满足敞规范勿规定裙的上完述应瓦力限浩值要税求，喉使用档阶段堪应力睛验算煎应以五那种蜡效应宫组合孝控制议设计央？预应报力混滔凝土阶使用蠢阶段休的应削力验朵算做改承载目能力尸极限索状态批的补充钉，应呼考虑塞结构阵上可糠能同芦时出坚现的烈作用洲（或堵荷载御），续取其仅最不利想效应组组合盯进行暗计算狂，并泰应考巷虑多帝种可姨变作昼用（斯或荷末载）段效应组娱合的低影响况。例旷如，当在预途应力本连续玻箱梁糕使用矮阶段羡应力飘计算筒时，除址了考绒虑车被辆荷庸载和物人群烈荷载膏等可享变荷涉载作希用的馋基本冤组合炉情况外梢，通凡常还服要考森虑车枣辆荷骄载，窄人群文荷载蚀，温请度作泽用，约支座瞒不均匀祝沉陷吩等多僻种可厕变作摊用（踢或荷剑载）缴效应们组合浙。在使编用阶寇段应示力验肉算中且如何腊考虑元不同染作用少（或荷巩载）攻效应班组合幕的影职响，咏新老晶规范比的处孟理方笛法是不警同的众所姨周知愧，老规知范《系公路榜钢筋身混凝胜土及死预应即力混赴凝土桥涵个设计欢规范突》J扇TJ恩02逆3-核85惨（以良下简料称桥规激JT溜J0姨23文-8丹5）规定崖的使柔用阶含段应欠力限圣值，字是按辅不同紧荷载摆组合祸情况输分别苦列出的茧，即贞应符睬合下犁列规填定：荷载纽奉组合丧Ⅰ，失；荷载膜组合陡Ⅱ或帖Ⅲ，。（暗式中铺相滤当于姿）。荷载拾组合盏Ⅱ或尺Ⅲ，沿对钢骑绞线扮、钢亭丝，；对冷搏拉粗侍钢筋拢，。《桥购规J唯TJ柿02俭3-伟85博》中炉的荷掌载组蔑合Ⅱ欣，系纯指基呼本可变荷扑载（违平板市挂车宫或履肠带车玩除外没）的仿一种狮或几藏种与称永久荷边载的化一种械或几败种与般其他攻可变场荷载卷的一奴种或忆几种觉相组合侧的情为况；幕《桥皇规J陶TJ头02逃3》虚在计闸算预槽应力别混凝硬土构件使滤用阶会段应度力时艰，将象荷载挣组合武Ⅱ或部Ⅲ作钱用下晌的混纷凝土最兽大压湿应力肆限值御提高签12咬%，例预应碧力钢末筋最娇大拉妻应力限值上提高泽10灯.7捞%。为这样得处理撑粗略匠地反之应了撕多种掉可变态荷载组得合作枣用的锅影响下。《桥飘规J旋TG河D休62爱》给疫出的俯使用爽阶段就应力安限值西，不悼再区哭分作愧用(信或荷张载)底效应悄组合猜情况圾，采狮用了治相同的辛数值点。这室一限阔值相旁当于渴《桥曲规J盘TJ始02摘3-晨85勿》荷载缴组合吧I的识水平克。换裁句话隆说，夕在进语行预喉应力法混凝土然梁使阅用阶灾段应制力验敲算时奶，如慰何考客虑多割种可场变作用威(或掀荷载斑)效宣应组区合的镜影响婶，在箩《桥起规J忙TGD6身2》睬中没赠有更唯明确事的规舍定。挠这样货，势籍必造盲成参与组票合的执可变折作用胀（或攀荷载驱)项武目越疑多，计计算页应力越怠大，布显然缘瑞以这报种多融项效尾应组亩合的扶最大旋应力豆控制设廉计是识不合带理的零。笔者属建议杂：在绵预应抓力混勇凝土扯受弯年构件串使用阶段扰应力患验算劲中，呈引入摄作用貌(或丘荷载伏)效肚应组榜合系数窄ψc，考普虑多搜种可究变作互用(林或荷呢载)剑效应搞组合的揭影响锋。作蹦用(荷或荷故载)透效应但组合悄系数地ψc，可参亩照《蛋公路弓桥涵槐设计恢通用删规范霸》J值TG碰D副60狭-20达04劫给出命的承闹载能芹力极习限状崇态计朽算的朱基本振组合中的叉规定魄取值龄。这样嘴，用猪于使奏用阶首段应印力验挣算时住，作次用(传或荷揉载)扫效应歌组合誓标准仅值可奋表达骆为下储列形计式：(2柄-1蛛)式中Sk——偿使届用阶红段作允用基碍本组撞合的久效应崇组合顿标准造值；SGi蝴k——齐第刃i个拨永久遍作用源效应古的标汽准值彻；SQ1僵k——蚊汽流车荷导载效删应(贞含汽绣车冲妄击力蒜、离涌心力盒)的姥标准值脏；SQj海k——熊在橡作用梦效应著组合晃中，垃除汽灰车荷美载效托应(峰含汽江车冲击问力、干离心逮力)样外的冈其他亩第j澡个可晨变作计用效应的轿标准救值；ψc——坑在赏作用聪效应服组合山中除闷汽车谈荷载增效应载(含并汽车炉冲击力、等离心坚力)兄外的毛其他城可变业作用仰效应萍的组匹合系脱：当永离久作箩用与讯汽车颠荷载即和人辱群荷垃载(含或其芝他一圈种可变胀作用叙)组秋合时婚，人宰群荷周载(蛛或其币他一每种可漠变作用)县的组江合系沟数取登ψc=0渡.8惧；当睁除汽巷车荷至载(挑含汽车冲饥击力驻、离虚心力枯)外游尚有虑两种池其他果可变芦作用狱参与组可合时氏，其自组合转系数承取ψc=0待.7护0；课尚有渡三种可变新作用复参与兔组合战时，境其组景合系淋数取躁ψc=0功.6帖0；尚刷有四蝇种及愉多于推四种麦的可积变作纤用参援与组柳合时，取壤ψc=0菌.5悟0。例如宪：⑴岁除汽倦车荷核载效搁应外勿，只锦有一爱种可飘变作脱用参顶与组享合，撤取ψc=0咸.8⑵南除汽额车荷匪载效竹应外催，尚寄有两设种可悉变作肺用参余与组洪合，刻取ψc=0葵.7⑶蹄除汽脉车荷貌载效沙应外轮，尚湖有三两种可路变作需用参足与组瞎合，彻取ψc=0仇.6应该座指出彻，效健应组恨合系已数ψc╴是承姜载能醉力计肌算的冬基本蛾组合舞中，慈考虑姻多个调可变惰作用务时，序对综钉合作膜用效疾应的犁影响范，在宇保持衣可靠缸指标陪及恒胃载和编汽车堵荷载挣分项而系数揉不变颤的前窃提下络，引速入一用个小乘于1哥.0张的组堆合效印应系美数，家对作仙用(公或荷鸦载)没效应倦标准瞒值作拢等效楼折减园。这供里将涂其用既于使者用阶很段应蠢力计照算的勿多种汇可变看作用消(或淘荷载网)效粱应组么合的议处理岗方法万是近调似的扇。三晚预应富力混软凝土玻受弯押构件槐最小茄配筋叼率限朋值（洋Mud≧Mcr）的肃物理锹意义显及计坚算方遥法《桥路规J诊TG配D枝62秃》第凭条规裙定：预应织力混岭凝土走受弯幸构件巡寿最小森配筋政率应器满足拥下列弃条件肉：抛（剖即规明范公祥式）顿，式嫩中忌为矩受弯承构件紫正截蹦面抗呆弯承启载力骨设计颠值，逢为倾受弯网构件汉正截伟面开赵裂弯破矩值简。某人妙按全挺预应冻力混裂凝土重要求岸设计驰的预灵应力努混凝妻土连翼续梁搅桥，那正截斯面承淹载力在满足网规范闸要求覆，使换用阶妙段应筐力验劣算结档果也姑都符宗合规贴范的子规定湖，但疑是抗乓裂弯翼矩过悠大，潮不满筒足规蚁范第耗条公括式（烫）的厘限制倘条件。试问卵：①正闻截面渔承载歌力和尽使用股阶段鸣应力眨验算抚均已都满足航规范伟要求肃，从准理论仗上讲桶就可胳以保血证结嫩构的迷安全鼻工作说，在罢这种纺情况疤下，耽还要荡限制叠开裂偶弯矩训有什堡么实泛际意升义？元规范猾中给浪出的共开裂价弯矩肤计算好公式丙（缴）是辰针对鸭部分凡预应插力混筹凝土闹B类曾结构挽提出驾的，桨对全吓预应松力混摄凝土蕉和部榴分预奏应力刻混凝笑土A腐类构茶件不惨存在汁开裂祸问题卧，是母否可放以不毯受规驻范条埋限制竖？②在患实际删设计冒工作盯中经作常出流现开啦裂弯圾矩大吼于承属载力弊设计介值的导反常厘现象惯的原追因是盈什么做？应建如何票解决点？1、机预应箭力混祝凝土伟受弯巾构件尤最小习配筋烦率限良值（影）的惰物理践意义海。在《幕桥规毕JT巡寿G浩D6编2》厌编制投说明筋中对蛛受弯蹲构件坡的最箱小配筋率洽的物与理意弄义是修这样寺解释骑的“党受弯杏构件话的受黎拉钢唐筋最钢小配筋悲率是围根据巡寿混凝叙土的昌开裂励弯矩速与同坟尺寸显的钢味筋混努凝土清梁所有栽承担曲的弯滔矩相舍等而方确定渣的，垫其目阵的是个当混弹凝土柜受拉怀边缘出沫现裂落缝时纽奉，梁擦不致申因配愿筋过哥少而姿脆性银破坏杂。公羊式（）对痛于预那应力厦混凝缺土最呈小配选筋的播要求祝，其赏性质阳与上述钢蜡筋混燃凝土故受弯仿构件碌类似果，可坦表达枝为就”概。《混度凝土袭结构抹设计赶规范或》G雁B5估00祸10捏-2骂00正2对虽这一谱问题的解绕释是鸡规范父条规损定了唇预应芬力构臂件中轰各类亏预应案力筋才的最小研配筋抛率，挡其基而本思白路为释截面个开裂震后受犹力钢笼筋不慈致立肥即失效维的原室则，粘目的疯是为面了使缴构件搅具有威起码例的延拼性性暑质，佩避免无耽预兆妇的脆启性破减坏。《桥只规条裙做强据制性底条文毒是必辆须执金行的，圆全预惊应力门混凝顾土和妨部分根预应献力混耗凝土核A类立构件永也不京能例外悦，其史目的阅是控弦制受讯拉钢北筋总回量不菜能过弓少，蜡以保仰证梁久的塑性胆破坏扭性质值。2、忌开裂浓弯矩揭计算择公式皮的探蛮讨《桥斥规J杏TG钞D剖62携》第搬条规晒定,抱开裂虹弯矩繁按规宫范公式（景）计东算：（）（）式中毒：售—代扣除维全部踩预应朵力损慈失后赞预应搞力钢像筋和议普通吩钢筋对合力在叨构件周抗裂愤验算歪边缘兆产生厅的混唉凝土睛预压旗力；—换兽算截乘面抗策裂验美算边钩缘的运弹性榆抵抗雄矩。笔者朵认为亲对后踢张法颂构件钉而言催，此雹处的财应额改为净魂截面沟抗裂总验算割边缘姓的弹泡性抵锈抗矩担（掘扣除预应友力筋催孔道愿，但家应计保入普贿通钢撕筋影习响）膝，因括为预加肃力时美孔道舞尚未城灌浆返，葱预加艰力是越作用困在净扇截面上的励。把公印式（夜）开荐展后尚可以捎看出躺，其铁中第梳一项为预邀加力短提供旁的抗仍裂能未力，扛只能舱与预炉加力撕作用铁（或预压恩应力驼储备嫂）时米的净乳截面厉几何靠性质清有关饱；第倡二项为混链凝土厕自身冲抗拉减强度也提供四的抗脾裂能亮力只议能与混混凝巡寿土净据截面有轨关。计算播结果疮表明役，对屿全预慨应力庸混凝汪土构俗件换姓算截洋面的棋几何特睛征值肿比净挂截面范的几耳何特细征值瞒大（宏20哨~3恼0）革%。潮这样照，如果懒将规但范公泰式（德）中愈的友改为炎，然挨后再混将其非与抗弯测承载低力设所计值龙比较挤，就隔有可效能满请足规际范第条要求求。3、沙是秃根本额不可雹能出累现的损计算慕“幻翻影”若所坊加预棵应力悄过大扭，在御排除智计算赠上的惰错误蚀后仍血可能塘出现煮的反耗常现恭象。看众所硬周知估，一插个配遮筋适棍当的霜预应力混达凝土瞎梁从互施加纠预加漆力至叨构件讲的最赢后破最坏要童经历姻：预往施应力雹阶段烟，从巨承受专使用泽荷载盛到构教件出穷现裂恋缝的柳整体射工作沟阶段、倾带裂脾缝工析作阶估段和炎破坏兰阶段修等四麦个过封程。皇开裂躺弯矩缩慧是按带蹦裂缝棚工作墙阶段饲未期唇的修懒正后班的三钉角形漠应力谢图计艰算的惭，而承纺载力探设计姑值是吃按破漫坏阶覆段塑放性应旦力图溉计算乱的。换句弹话说百，一桶个正献常配演筋的窑预应池力混括凝土琴只有允先开签裂，随源着变械形的危不断艰发展扒，才暗能达颈到最炮后的扯塑性企破坏臣状态图。从预洗应力霜混凝税土梁戏的破森坏机贤理分耀析可锁以判嫩断，牧计算贫中出胁现的预阻应力吓混凝凝土梁招，在标开裂魔前梁约的变调形很霸小，韵预应力筋权的高丽抗性篇能很贫难发富挥作导用。窑一旦遥构件拔承担个的内似力值何接近或培达到龄抗弯家承载指力设倘计值顾时，欢梁会谨立即立发生圾脆性到破坏咱，这种煎无任寒何预支兆的在脆性饭破坏掠是很坦危险辣的，嫩设计需中是动绝对土不能采功用的孩。4、魄解决足这一径问题米的积找极办敞法是跳适当婆降低葬预压浇应力对水平仇，优明先采见用混伏合配浅筋方硬案。由于尊受传典统的坟全预胁应力勇设计按思想亩的影舒响，悠很多橡设计册者习惯所于“参从正谎截面冷承载淡力需傲要出布发（随即强时度条漆件）术，选夏择预应继力筋笛的数亚量，夺然后沫进行支抗裂廉性及呀使用柿阶段忙的应毁力验夜算的设敞计方涝法，偏只要判抗裂走性及革使用槽阶段样的应彩力满欧足规忧范要缸求，不序够有卖多大腿的富唱余量页，即梦认为谋可以筛保证蛛结构却安全芒工作笔。例如山，桥始规J脂TG凶D戒62亡规定救对特织大桥樱和重堪要大健桥在只承载力计宾算中柔引入疮了结都构重弃要性奔系数虏=物11杨，即培将荷辜载效坡应组合设张计值洋提高蔬10飞%。这样碎，按呼着上租述根侧据强舍度条夜件选番择预应力晕筋数愧量，裤要比小过去渐增加会10胜%，抽而抗碑裂性糊及使诵用阶歪段应力验缺算时丸，荷洽载效洲应组鱼合设旦计值各与以刘前设倾计相庙比并诸没有暂增加。异这样乓势必斑会造变成预倡压应合力增母加，赛致使良在短膨期预帜应组角合或使搏用荷辆载作廊用下剂梁的着下缘炒保持区较大碰的压理应力愉富余冲量。响应该指蹈出，药从预羽应力谁混凝损土的伍工作卸性能吧分析庸，预纵压应补力储辛备过大寺会带旅来梁澡体上半拱、所易出秒现纵降向裂车缝等碰一系化列不症良后越果。预应义力混战凝土肚梁的睡配筋秩设计简应满抛足不兰同设漫计状览况下规范招规定唱控制先条件棉要求注（例点如：夕承载疗力、掘抗裂开性、催裂缝宽度宪、变答形及寸应力称等）隆。在糠这些壁控制锻条件创中最迁重要乒的是满足批结构洽在正瞒常使顷用极虫限状毯态下海使用臣功能陆要求诊（抗敌裂性和裂甘缝宽忆度）箩和保翠证结抽构对博达到哈承载劣力极适限状盖态时被具有一定般的安哨全储海备。冠在截悬面尺出寸已愉知的扑情况镇下，院结构也的抗裂性哭和裂叛缝宽租度主币要与巾预加看力的摆大小聪有关示，而济构件疼的极限承盏载力仪则与牢预应学力筋极和普钳通钢辛筋的室总量由有关遗。预应档力混石凝土贵梁钢泽筋数惕量估倍算的苹一般脊方法糊是：首忌先根毁据结萝构使棉用性互能要舍求（脱即抗些裂性出和裂瘦缝宽度谎）确么定预饿应力尊筋数宜量，友然后惭再由况构件爸的承怕载力极肿限状渠态要生求，盗确定雨普通昌钢筋嗽的数票量。换句仓话说，乡丰预应专力混爆凝土谁梁钢绪筋数岛量估睡算的悟基本径原则乳是效按结馒构使用菠性能钓要求奶确定野预应饥力筋能数量映，极迫限承狮载力畏的不融足部分由脾普通毙钢筋长补充需。积琴极倡榜导混鲁合配房诚筋方舍案，寨即使幼是全预应籍力混掠凝土牢结构屿也应程配置傲足够觉的普档通钢漠筋，似以增喷强结构的尤延性栋，确响保结扛构的屠塑性出破坏葬性质寺。四悬部分仗预应喷力混山凝B选类构明件使化用阶潮段预服应力超钢筋吩应力粪计算《规舒范条文给出无了允澡许开加裂的敞B类酒预应力混石凝土走受弯继构使筑用阶放段应膨力验装算计豪算公疯式。使用煮阶段率预应喷力钢抚筋的突总应茶力为*（4谈-1幻玉）式中挖：