大跨径连续刚构桥箱梁腹板厚度有关问题讨论.docx

PAGE PAGE 1 大跨径连续刚构桥箱梁腹板厚度有关问题讨论 1、讨论限于具有以下几个特点的大跨径连续刚构桥 箱梁为预应力砼结构，三向预应力（纵、横、竖）或双向预应力（纵、竖）；箱梁为变高度连续刚构，其下缘为渐变的连续曲线；普通钢筋与预应力钢束的设置符合规范要求；箱梁砼等级不低于C50；公路桥与城市桥，汽车荷载公路-I或公路-II，城-A或城-B。 2、钢筋砼受弯构件斜截面剪切破坏的三种形态 剪跨比定义：梁承受集中荷载时，集中力作用点到支点的距离a（称为剪跨）与梁的有效高度h。之比称为剪跨比，可表示为。如用该截面的弯矩M与剪力V之比表示a，则广义剪跨比为。 受弯构件斜截面剪切破坏有三种典型形态： （1）斜压破坏，m＜1； （2）斜拉破坏，m＞3； （3）剪压破坏1＜m＜3。 这三种破坏形态，均为“脆性”破坏。为了防止这三类剪切破坏的发生。采取的措施是： 用限制截面最小尺寸的办法防止斜压破坏； 用限制箍筋最大间距和最小配筋率的办法防止斜拉破坏； 因为剪压破坏的剪跨比m在1~3之间，是钢筋砼受弯构件最普遍的情况，而且其抗剪承载力变化幅度较大，因而规范以剪压破坏为模式，对抗剪承载力计算给出了详细的计算公式和应达到的最低要求。 3、影响钢筋砼梁腹板厚度的主要因素 影响腹板厚度的因素很多。主要有三方面的因素： （1）腹板厚度应满足抗剪承载力、抗弯承载力和抗裂的要求。主要影响因素有：剪跨比、砼强度、腹筋（箍筋与弯起钢筋）的数量与间距、纵向钢筋配筋率、截面尺寸及形状等。注意到，剪跨比m增大，则斜截面抗剪承载力下降，反之，m减小，则抗剪承载力增大。 （2）腹板厚度应满足布置普通钢筋和预应力钢束的构造要求。 （3）腹板厚度应满足施工操作的最低要求。 4、现行桥规受弯构件斜截面抗剪计算公式的来源 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》（JTG D62-2004）和2012年征求意见稿（以下简称为“现行桥规”）。 现行桥规关于受弯构件斜截面抗剪计算共计7条。从5.2.6条至5.2.12条。其中，对腹板厚度影响较大的有5.2.7条、5.2.9条和5.2.10条。 5.2.9条和5.2.10条分别规定了抗剪要求的上、下限值。 5.2.9条对梁的截面尺寸规定了最低要求，即抗剪上限值： （KN） （5.2.9） 式中： Vd——验算截面处由作用（或荷载）产生的剪力组合设计值（KN）； b——相应于剪力组合设计值处的截面腹板厚度； ho——相应于剪力组合设计值处的截面有效高度； fcu,k——边长为150mm砼立方体抗压强度标准值，即砼强度等级。 5.2.10条对箍筋可以按构造设置提出的规定，即下限值，为规范中的式（5.2.10）。 5.2.7条对斜截面抗剪承载力应满足的要求给出了计算公式，即规范中的式（5.2.7）。 上述规范中的几个公式的来源，有几点值得注意： （1）这些公式都是半理论半经验公式。公式的构成及相关参数建立在大量试验所获得的资料的基础上。 （2）国内外的试验资料，主要是等高的钢筋砼梁和预应力砼梁。且限于简支梁和连续梁。基本上没有下缘为连续曲线的变高度预应力砼受弯构件的试验资料。对于等高度但仅在支点附近有承托的梁，也没有预应力砼受弯构件的试验资料。 （3）剪跨比、砼强度、纵向配筋率、截面尺寸和配箍率等对斜面抗剪承载力的影响，试验资料所得到的是若干存在一定相关关系的“点群”，估计相关系数较小，且是用人工定线的方法确定其经验函数关系。 （4）有腹筋梁的抗剪承载力，则模拟为桁架模型进行计算，这是一种似近分析方法，具有一定误差。斜裂缝间的砼比拟为斜压杆，箍筋比拟为受拉腹杆，受拉纵筋比拟为下弦拉杆，受压区砼及受压区纵向钢筋比拟为上弦压杆。 假定在发生斜压破坏时，箍筋已经屈服，斜压杆砼已压坏，构件的抗剪承载力达到上限。这就是公式（5.2.9）的理论模式。其含义是：斜压破坏取决于砼的抗压强度和截面尺寸。因而应通过受剪截面的剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率过高而产生的斜压破坏。所以，式（5.2.9）是通过理论桁架模型建立公式的基本结构并用试验结果进行定量表述。因而是一个半理论半经验的公式。所依据的试验资料绝大部分是等截面梁的试验成果。 这部分论述的详细内容可参阅：叶列平编著《砼结构（第2版，上册）》，清华大学出版社，2005。 同样，式（5.2.7）和式（5.2.10）也是半理论半经验公式，亦可参阅上述专著。 5、现行桥规（5.2.7）、（5.2.9）和（5.2.10）公式的适用范围 根据上述分析讨论，对现行桥规这几个公式的适用范围提出下述建议： （1）等高度RC和PC简支梁和连续梁这些公式适用； （2）等高度的但支承附近有承托（即梁高局部增大）的RC连续梁也适用，但PC连续梁不适用； （