关于工程设计使用高强钢筋应用论述

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1、关于工程设计使用高强钢筋应用论述中图分类号：TB21文献标识码：A文章编号：一、项目背景：济南至祁门高速公路砀山段是安徽省“四纵八横”高速公路网规划中“纵三”的组成部分，已经列入安徽省“十二五”交通建设计划。该项目自2010年底开展两阶段施工图设计，于2011年7月份设计结束。在设计文件中，设计单位根据交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）开展结构物的钢筋图设计，其第3.2条规定：钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋宜选用R235(HPB235)、HRB335、HRB400及KL400

2、钢筋，预应力混凝土钢筋中的箍筋应选用其中的带肋钢筋。鉴于国务院、住建部相继出台了取消使用HRB335和HPB235的相关政策，该项目的施工图设计处于新旧标准过渡期，为了解钢筋替换对项目概算产生的影响，特对钢筋HRB335和HPB235的使用及替换情况进行分析。二、HRB335和HPB235替换为HRB400、HPB300的分析（一）HRB335和HPB235钢筋的适用范围1、HPB235应用范围：6一般用于结构物中的构造钢筋，其中以小型构造物为主，桥梁下部结构中的墩柱和桩基中的箍筋大都也采用HPB235钢筋。2、HRB335应用范围：

3、上部结构中的横梁、主梁和桥面板，下部结构中的盖梁、墩柱、承台和桩基等受力钢筋全部采用HRB335钢筋；桥梁上部结构（现浇梁）中的构造钢筋也大都采用HRB335钢筋。（二）钢材进行等量替换的分析针对济南至祁门高速公路砀山段的项目，对钢材替换进行具体实例分析。主要从结构物的构造钢筋和受力钢筋两类进行叙述。1、对结构物进行配筋验算分析（1）受力验算情况分别对桥梁上部结构和下部结构进行验算，验算结果如下：1.1上部结构计算结论1.1.1预应力构件正截面抗弯和正常使用应力验算对于部分预应力混凝土构件，若将主受力钢筋等量代换成HRB400钢筋，正

4、常使用状态下的应力计算结果几乎没有影响，对于极限承载能力可以提高3.4%。将参与受力的主受力钢筋适当减小钢筋总面积后，正常使用状态下的应力计算结果影响很小，承载能力减低8%，结构的安全储备有所降低。故部分预应力构件中的受力主筋替换成HRB400钢筋后不应减少钢筋数量。61.1.2预应力构件斜截面抗剪验算钢筋直接代换成HRB400钢筋数量不变，抗剪能力提高8%。根据桥梁设计规范，对于预应力混凝土构件箍筋应采用直径不小于12mm的带肋钢筋，自支座中心附近箍筋间距不大于100mm；本项目的预制T梁、箱梁箍筋采用Φ12，在支座中心至1/4跨处

5、采用100mm间距布置，跨中段采用200mm间距布置，已经没有减小钢筋直径和钢筋间距余地，故箍筋替换成HRB400钢筋后不应减少钢筋数量。1.1.3纵向钢筋混凝土构件1.1.3.1对于钢筋混凝土受弯构件，受力主筋由HRB335钢筋升级为HRB400钢筋，其正截面抗弯承载能力提高了16%，斜截面抗剪承载能力提高了13%，正截面抗弯承载能力提高幅度与钢筋抗拉强度提高幅度呈线性比例关系；1.1.3.2对于钢筋混凝土受弯构件，受力主筋由HRB335钢筋升级为HRB400钢筋，对于控制裂缝水平并无改善，钢筋混凝土构件的裂缝与受力主筋钢筋截面面积

6、密切相关，而钢筋抗拉强度的提升对于构件的裂缝水平并无大的影响；1.1.3.304规范修订后，对于钢筋混凝土构件而言，控制其截面配筋的是裂缝宽度计算，也就是说按照裂缝宽度（≤0.2mm）计算得出的钢筋用量比按抗弯承载能力和抗剪承载能力要多。1.2下部结构计算结论61.2.1钢筋混凝土盖梁受力主筋替换后，抗弯计算需要配置的钢筋有所减少，裂缝宽度计算与钢筋抗拉强度无关，对钢筋混凝土盖梁而言，控制配置受力钢筋的数量的是裂缝宽度，而非抗弯承载能力，钢筋等量代换后裂缝宽度无变化，但抗弯承载能力会有所提高。故盖梁中的受力主筋替换成HRB400钢筋后

7、，钢筋数量不应减少。1.2.2桩柱式桥墩经计算，墩柱的配筋以抗弯承载力控制设计，而桩基的配筋以裂缝宽度计算控制设计，考虑到下部结构的配筋安全储备相对较大，可适当减少桩柱的主筋数量，在满足受力要求的前提下，桩柱的受力主筋替换成HRB400后，数量可相应减少9%。1.2.3承台本项目的承台大多为短悬臂承台，故应按照“撑杆—系杆体系”计算承台的抗压承载力和系杆的抗拉承载力、承台斜截面抗剪承载力和冲切承载力，由于撑杆的抗压承载力、抗剪承载力和抗冲切承载力与受力主筋的抗拉强度无关，但系杆抗拉承载力与受力主筋的抗拉强度成线形关系，控制承台配筋的是

8、系杆抗拉承载力计算，受力主筋的抗拉强度提高后可以相应减少原配筋面积的17%。61.3小型构造物的计算结论本项目的构造物包括箱涵、盖板涵、圆管涵、通道等。其均为受弯钢筋混凝土构件，根据上部结构局部钢筋混凝土构件的计算结论，