33 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTC 3362-2018
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2.1.7材料强度标准1
2.1.7材料强度标准值characteristicvalueofmaterialstrength
1.7材料强度标准值characteristicvalueofmaterialstrength 结构构件设计时采用的材料强度的基本代表值,由标准试件按规定的标准试验方法 理统计以具有95%保证率的分位值确定。
2.1.8分项系数partialsafetyfactor
用概率极限状态设计法设计时,为保证所设计的结构具有规定的可靠度工程技术,在设计表达 式中采用的系数:分为作用分项系数和抗力(材料)分项系数
2.1.9材料强度设计值
2.1.9材料强度设计值designvalue ofmaterial strength
.1.9材料强度设计值 design value ofmaterial strengtr 材料强度标准值除以抗力(材料)分项系数后的值
材料强度标准值除以抗力(材料)分项系数后的值。
2.1.10安全等级safety class
为使桥涵具有合理的安全性,根据桥涵结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设 计等级
2.1.15施工荷载siteload
2.1.16耐久性设讯
按照结构或构件的设计使用年限开展的材料选控,构造措施、附加防护等方面的技术 要求
2.1.17应力扰动区disturbedregion
反映混凝土结构应力扰动区力流传递路径的桁架模型。
预应力锚固区,由锚固集中力的力流扩散引
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在后张预应力锚固区,由锚固集中力的锚下压缩变形引起的垫板周边混凝土的拉
2.1.21混凝土保护层厚度
混凝土构件中钢筋外边缘到构件表面之间的距离。
2.1.22锚固长度anchoragelength
钢筋依靠其表面与混凝土的黏结作用或端部构造的挤压作用而达到设计承受应力所 需要的长度。
2.2.1材料性能有关符号
C30 立方体抗压强度标准值为30MPa的混凝土; E.、G 混凝土弹性模量、剪切变形模量; E、E, 普通钢筋、预应力钢筋的弹性模量: fe.d 拉压杆模型中混凝土压杆的等效抗压强度设计值; feked 混凝土轴心抗压强度标准值、设计值: fekik 短暂状况施工阶段的混凝土轴心抗压、抗拉强度标准值; fu 边长为150mm的混凝土立方体抗压强度; f 边长为150mm的施工阶段混凝土立方体抗压强度; feu.k 边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值; fkVral 预应力钢筋抗拉强度标准值、设计值; fkud 普通钢筋抗拉强度标准值、设计值; famd 普通钢筋、预应力钢筋抗压强度设计值; fif 混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值
2.2.2作用和作用效应有关符号
Fld一 集中反力或局部压力设计值; MiGd、M2cd 组合式受弯构件第一阶段、第二阶段结构自重产生的弯矩设计值; MiQd 组合式受弯构件第一阶段结构附加的其他荷载产生的弯矩设计值 M2Qd 组合式受弯构件第二阶段结构的可变作用组合产生的弯矩设计值; M.r 受弯构件正截面的开裂弯矩值; M. 弯矩设计值; Mk 按作用标准值进行组合计算的弯矩值; MM, 按作用频遇组合、准永久组合计算的弯矩值; N 轴向力设计值:
2.2.3几何参数有关符号
A一一构件毛截面面积; AovA. 构件换算截面面积、净截面面积: Acor 钢筋网、螺旋筋或箍筋范围以内的混凝土核心面积; Acr 开裂截面换算截面面积; A,vAn 混凝土局部受压面积、局部受压净面积: ApA 构件受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积; 构件受拉区纵向普通钢筋的截面面积,或圆形截面构件全部纵向普通钢筋 的截面面积; A 构件受压区纵向普通钢筋的截面面积; Ash、Apl一 同一弯起平面内普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋的截面面积; 同一截面内箍筋各肢的总截面面积; B一一开裂构件等效截面的抗弯刚度:
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2.2.4计算系数及其他有关符号
kar—横向倾覆安全系数;
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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:
钢筋混凝土构件不低于C25;当采用强度标准值400MPa及以上钢筋时,不 C30 2预应力混凝土构件不低于 C40.
表3.1.3混凝土强度标准值
1.4混凝土强度设计值
3.1.5混凝土受压或受拉时的弹性模量E。宜按表3.1.5采用。当有可靠试验依 .E.可按实测数据确定。
表3.1.5混凝士的弹性模量
3.1.6混凝土的剪切变形模量G.可按表3.1.5中E。值的0.4倍采用,混凝土的泊松 比.可采用0.2。
3.2.1公路桥涵混凝土结构的钢筋应按下列规定采用:
1 钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋宜选用HPB300、HRB400、 HRB500、HRBF400和RRB400钢筋,预应力混凝土构件中的箍筋应选用其中的带肋钢 筋;按构造要求配置的钢筋网可采用冷轧带肋钢筋。 2预应力混凝土构件中的预应力钢筋应选用钢绞线、钢丝;中、小型构件或竖、横向 用预应力钢筋,可选用预应力螺纹钢筋
4.1.1公路钢筋混凝土及预应力混凝士桥涵应进行下列两类极限状态设计: 1承载能力极限状态:对应于结构及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承 成的变形或变位的状态。 2正常使用极限状态:对应于结构及其构件达到正常使用的某项限值的状态。 4.1.2混凝土桥涵结构设计应包括下列内容 1结构方案设计。 2 结构及构件的构造设计。 3作用及作用效应分析。 4结构及构件的极限状态验算 5 结构及构件满足特殊要求的专项设计。 4.1.3跨径不大于50m的桥梁宜采用标准化跨径。 4.1.4钢筋混凝土梁桥跨径宜满足下列要求: 1装配式钢筋混凝土板桥的跨径不大于10m。 2整体现浇钢筋混凝土板桥,简支时跨径不大手10m,连续时跨径不大于16m。 3装配式钢筋混凝土T梁桥的跨径不天于16m 4 整体现浇箱形截面梁桥,简支时跨径不大于20m,连续时跨径不大于25m。
.1.5预应力混凝土梁桥跨径宜满足下列要求: 装配式预应力混凝土空心板桥的跨径不大于20m。 2 整体现浇预应力混凝土板桥,简支时跨径不大于20m,连续时跨径不大于25m。 3 装配式预应力混凝土T梁桥的跨径不大于50m。 4 装配式预应力混凝土组合箱梁桥的跨径不大于40m
4.1.6跨径大于100m桥梁的混凝土主梁宜按全预应力混凝土构
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4.1.7作用效应计算宜采用弹性理论,并应满足下列要求: 1结构构件成桥状态的内力根据设计施工方案逐阶段计算累加确定。 2结构构件成桥状态的应力根据设计施工方案,采用相应的净截面或换算截面逐阶 设计算累加确定。 3汽车荷载的作用效应计人汽车荷载的偏载效应,偏载效应可采用精细化有限元模 计算,或根据可靠的工程经验确定。 4弯、宽、斜及变宽或分岔等复杂混凝土桥梁结构,可采用实体有限元或本规范附录 的实用精细化分析模型计算
1在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状态。 2按作用标准值进行组合时(按本规范第7.1.1条取用),整体式截面简支梁和连 续梁的作用效应应符合式(4.1.8)的要求,
式中:kar 横桥向抗倾覆稳定性系数,取kar=2.5; ZSik.i 使上部结构稳定的效应设计值; ZS. 使上部结构失稳的效应设计值
ZSki≥k ZSi
4.1.9构件中的应力扰动区可按照拉压杆模型(见本规范附录B)、实体有限元 殊受力情形的简化公式进行计算
1.10公路桥梁混凝土结构宜根据需要提出使用阶段的检测、监测、维修或更换要 并设置相应的通道、空间或装置
4.2.1四边支承的板,当长边长度与短边长度之比大于或等于2时,可按短边计算跨 经的单向板计算;否则,应按双向板计算。 4.2.2简支板的计算跨径应为两支承中心之间的距离。与梁肋整体连接的板,计算弯 矩时其计算跨径可取为两肋间的净距加板厚,但不得大于两肋中心之间的距离。此时,弯 矩可按下列简化方法计算:
2.1四边支承的板,当长边长度与短边长度之比大于或等于2时,可按短边计算路 的单向板计算:否则,应按双向板计算。
2.2简支板的计算跨径应为两支承中心之间的距离。与梁肋整体连接的板,计算弯 其计算跨径可取为两肋间的净距加板厚,但不得大于两肋中心之间的距离。此时,弯 可按下列简化方法计算:
1)板厚与梁肋高度比大于或等于1/4时:
式中:M。一与计算跨径相同的简支板跨中弯矩。 与梁肋整体连接的板,计算剪力时其计算跨径可取两肋间净距,剪力按该计算跨径的 简支板计算
4.2.3整体单向板计算时,通过车轮传递到板上的荷载分布宽度宜按下列规定计算 1平行于板的跨径方向的荷载分布宽度
2垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度 1)单个车轮在板的跨径中部时:
μ=(a, +2h) +≥
3)车轮在板的支承处时
但不大于车轮在板的跨径中部的分布宽度; 5)按本款算得的所有分布宽度,当大于板全宽时取板全宽; 6)彼此不相连的预制板,车轮在板内分布宽度不大于预制板宽度 以上式中:l一一板的计算跨径; h一 铺装层厚度; t一板的跨中厚度; d一多个车轮时外轮之间的中距: h. 垂直于板跨和平行于板跨方向的车轮着地尺寸。
a=(a, +2h)+d+≥1+d
a=(a, +2h) +t
发点的距离为x时: a =(a +2h) +t +24
a=(a, +2h)+t+2x
的斜交板可按正交板计算;当1/b≤1.3时,其计算跨径取两支承轴线间的垂直距离;当 1/b>1.3时,其计算跨径取斜跨径长度。以上1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,可按宽为两板边间的垂直距离、计算跨径为斜跨径的 正交板计算
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4.2.5当l。≤2.5m时,悬臂板垂直于其跨径方向的车轮荷载分布宽度可按下列规定 计算:
a = (a +2h) +2l (4.2.5) 式中:一—垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度; α一一垂直于悬臂板跨径方向的车轮着地尺寸; l。一一平行于悬臂板跨径方向的车轮着地尺寸的外缘,通过铺装层45°分布线的外 边线至腹板外边缘的距离(图4.2.5); h一一铺装层厚度。
超静定结构的作用效应时,构件的抗弯刚度
允许开裂构件 0.8E.1 不允许开裂构件 E,I 其中「为毛截面惯性矩
允许开裂构件 0.8E.1 不充许开裂构件 E.1 其中「为毛截面惯性矩
4.3.2在计算截面承载力和应力时,T形、I形及箱形截面梁的受压翼缘应
4.3.2在计算截面承载力和应力时,T形、I形及箱形截面梁的受压翼缘应取有效 宽度。
1内梁取下列三者中的最小值: 1)对于简支梁,取计算跨径的1/3。对于连续梁.各中间跨正弯矩区段,取该计算跨 径的0.2倍:边跨正弯矩区段取该跨计算跨径的0.27倍:各中间支点负弯矩区 段,取该支点相邻两计算跨径之和的0.07倍 2)相邻两梁的平均间距。 3)(6+2bh+12h),此处,6为梁腹板宽度,b,为承托长度,h为受压区翼缘悬出板的 厚度。当h/b,<1/3时,上式b.应以3h,代替,此处h为承托根部厚度。 2外梁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
≥b./0.3时翼缘有效宽度应采用翼缘实险
图4.3.4箱形截面梁罩缘有效宽应
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表 4.3.4p.P, 的应用位置和理论跨径1
4.在长度a或c的梁段内.有效宽度可用直线捕人法在p.b,与e,b.之间求取。
4.3.5计算连续梁中间支承处的负弯矩时,可考虑支座宽度对弯矩折减的影响;折 的弯矩按下列公式计算(图4.3.5):但折减后的弯矩不得小于未经折减弯矩的0.9倍
图4.3.5中间支承处折减弯矩计算图
4.3.6变高度或支点设有承托的等高度连续梁,计算作用效应时应考虑截面惯性矩 化;支点截面惯性矩与跨径中点截面惯性矩之比小于或等于2时,可不考虑其影响。 4.3.7当连续梁中间支承处设有横隔梁时,支承处梁的计算截面可采用横隔梁侧面 续梁截面
4.3.7当连续梁中间支承处设有横隔梁时,支承处梁的计算截面可采用横隔梁侧面的 连续梁截面
4.3.8计算连续梁或其他超静定结构的作用效应时,应根据情况考虑温度、混凝土收 宿和徐变、基础不均匀沉降等作用影响。对于预应力混凝土连续梁等超静定结构,尚应考 虑预加力引起的次效应
4.3.9计算混凝土徐变时可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。当缺乏符合
条件的数据和计算方法时,混凝土徐变系数可按本规范附录C计算。 混凝土的收缩应变可按本规范附录C计算
4.3.10由于日照正温差和降温反温差引起的梁截面应力,可按本规范附录D计算。 圣向日照温差梯度曲线可按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60一2015)取用
4.4.1拱的计算可不考虑拱上建筑与主 作用:当考虑拱上建筑与主拱圈的 联合作用时.拱上建筑结构的构造应符合计算的预设条件。本节有关拱的计算规定,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。 当采用车道荷载计算拱的正弯矩时,各截面的折减系数宜按表4.4.1取用
表4.4.1正弯矩折减系数
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4.4.2拱桥设计应优选拱轴线,使拱在作用组合下,轴向力的偏心距较小。对大跨径 共桥,如某些截面的结构自重压力线与拱轴线偏离过大,或在结构重力及其所引起的弹性 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,应作适当调整,且应考虑拱 轴线偏离结构重力压力线引起的偏离弯矩
HF来 建筑为墙式墩的板拱,当活载横桥向布置不超过拱圈以外时,活载可按均匀分布于拱圈 新计算
4.4.8当板拱的宽度小于计算跨径的1/20时,
4.8当板拱的宽度小于计算跨径的1/20时,应验算拱圈的横向稳定。计算以横系 结的助拱横向稳定时外墙外保温标准规范范本,可将其视为长度等于拱轴线长度的平面桁架,根据其支承条 按受压组合构件确定其计算长度和长细比。拱的平均轴向力可按式(4.4.7)计算。
4.4.9计算风力或离心力引起的拱脚截面的荷载效应时,可按下列假定近似计算:
1拱圈视作两端固定的水平直梁,其跨径等于拱的计算跨径,全梁平均承受 离心力,计算梁端弯矩M。
2拱圈视作下端固定的竖向悬臂梁,其跨径等于拱的计算矢高,悬臂梁平均承受1/2 拱跨风力,在梁的自由端承受1/2拱跨的离心力,计算固定端弯矩M2。 3拱的弯矩M为上述两项弯矩在垂直于曲线平面的拱脚截面上的投影之和:
:——拱脚处拱轴线的切线与跨径的夹角
M =M,cosp +M,sing
4.4.14系杆拱当其拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度的比值小于1/100 时,拱肋可视为仅承受轴向压力的柔性拱肋;当拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚 度的比值大于100时,系杆可视为仅承受轴向拉力的系杆。上述杆件的节点均可视为 铰接。 系杆拱当其拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度比值为1/100至100时, 系杆与拱肋应视为刚性连接,此时荷载引起的弯矩在系杆和拱肋之间应按抗弯刚度 分配
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4.5.1公路桥涵混凝土结构及构件的设计使用年限应符合《公路工程技术标准》(JTG B01一2014)的规定
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