公路桥梁设计规范答疑1

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1、公路桥梁设计规范答疑问题讲评哈尔滨工业大学张树仁2010年3月《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)答疑问题讲评1总则所提问题主要涉及耐久性设计问题将另列专题讲解3材料所提问题主要涉及新材料的应用参见《桥梁设计规学习与应用讲评》§3.4高强混凝土和中高强钢筋在桥梁结构中的应用（1）提高混凝土强度等级是结构工程的重大技术进步提高混凝土强度等级带来的直接效益是可以减小结构截面尺寸，减轻结构自重，提高结构承受外荷的承载力，特别是对于承受轴向压力为主的构件，效果更为明显。适当地提高混凝土的

2、强度等级是提高混凝土结构耐久性的需要。在耐久性设计中，对混凝土强度等级的要求是由于其与混凝土的密实性有关，强度等级高的混凝土其密实性好，耐久性好。笔者建议，改变传统的设计习惯，适当提高设计时选取用的混凝土强度等级：对钢筋混凝土受弯构件采用C30~C35；钢筋混凝土受压构件采用C30~C40；预应力混凝土构件采用C40~C60。采用C50以上高强混凝土应参照《高强度混凝土结构技术规程》（CECS104-1999）执行。（2）中、高强钢筋的应用长期以来，我国钢筋混凝土结构的主导钢筋是强度为335Mpa的Ⅱ级钢筋，强度为

3、235Mpa的I级钢筋大量用作辅助配筋，比国外低了一个强度等级。低强度带来的配筋率增加，不仅经济效益降低，还造成配筋密集难以设计、施工困难.20世纪90年代以来，我国冶金部门引进国外的技术和设备，开始按国际标准的要求生产新型钢筋.①利用我国的钒（V）资源优势，对热轧钢筋微合金化而生产出质高价低的HRB400热轧钢筋（新Ⅲ级钢筋）。其强度较HRB335钢筋（原Ⅱ级钢筋）提高了20%，且具有较高的延性和锚固性能及可焊性.②用于预应力混凝土结构的中、高强度低松弛钢丝、钢绞线也增加了许多新品种；性能优良的螺旋肋钢丝逐渐取代

4、刻痕钢丝；二股、三股钢绞线使高效预应力构件小型化成为可能，强度等级也基本齐全.但是，所有这些质优价低的新钢筋品种推广速度太迟缓。特别是HRB400钢筋（新Ⅲ级钢），早在20世纪80年代已完成了产品研制及应用研究，20世纪90年代已经鉴定，但至今仍未能普遍推广，在桥梁结构中很少有人采用。究其原因除设计人员受传统设计习惯的影响外，与陈旧设计规范和所谓“标准图”设计的约束有直接的关系。《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002明确提出:在钢筋混凝土结构中推荐采用HRB400钢筋（新Ⅲ级钢）做为主导钢筋，HRB335

5、（原Ⅱ级钢）做为辅助钢筋；在预应力混凝土结构中推荐采用高强度钢绞线做为主导钢筋.新修订的《桥规JTGD62》虽然没有明确提出钢筋混凝土结构以HRB400为主导钢筋的设计思想，但已将其作为钢筋混凝土结构主要用钢之一列入规范。我们相信，随着科研和工程实践的进展，HRB400钢筋在桥梁工程中的应用，必然会有更大的发展。4桥梁计算的一般规定带有普遍性的问题（137-138页）T形及箱形截面梁受压翼缘有效宽度的应用T形截面梁受压翼缘的有效宽度T形截面梁承受荷载产生弯曲变形时，在翼缘宽度方向纵向压应力的分布是不均匀的，离腹板越

6、远压应力越小。在实际工程中，对现浇的T形梁有时翼缘很宽，考虑到远离腹板处翼缘的压应力很小，故在设计中把翼缘的工作宽度限制在一定范围内，一般称为翼缘的有效宽度bf，并假定在bf范围内压应力是均匀分布的。应该指出，上面给出的T形梁和箱梁的翼缘有效宽度，都是针对受弯工作状态得出，对于承受轴力的构件是不适用的。为此《桥规JTGD62》又进一步明确规定：①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翼缘全宽计算；②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

7、（或荷载）效应分析时，梁的翼缘宽度可取全宽。5持久状况承载能力极限状态计算5.2受弯构件5.2.1-5.2.3受弯构件正截面抗弯承载力计算基本方程式及其适用条件预应力混凝土T形截面受弯构件正截面承载力计算图式预应力混凝土T形截面受弯构件正截面承载力计算图式正截面抗弯承载力计算的基本方程《桥规JTGD62》给出的适用于钢筋混凝土和预应力混凝土T形截面受弯构件正截面抗弯承载力的基本方程式为：1．中性轴位于翼缘内，即x≤h‘f，混凝土受压区为矩形，应按宽度为b‘f的矩形截面计算（图5.1-1.a）。此时，应满足下列条件：

8、（5.1-1）正截面承载力计算公式，由内力平衡条件求得：由水平力平衡条件，即∑X=0得（5.1-2）由所有的力对受拉钢筋合力作用点取矩的平衡条件，即∑MZ=0得（5.1-3）由所有的力对受压区混凝土合力作用点取矩的平衡条件，即∑MD=0得（5.1-4）应用上述公式时，截面受压区高度应符合下列条件：（5.1-5）当受压区配有纵向普通钢筋和预应力钢筋，且预应力钢