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邱宏亮
河北路博交通科技有限公司 河北石家庄 050000
摘 要：随着工程经验的总结和科学理论的发展,公路桥涵的设计规范一直处于不断的完善修改之中,本文以预应力板梁和普通钢筋混凝土梁为例,通过对结构中配筋的不同、预应力损失的不同、抗裂验算要求等方面的对比分析,对公路桥涵新、旧设计规范的安全进行了比较探讨,从而促进新规范的推广使用.
关键词：公路桥涵；新、旧设计规范；安全比较探讨
中图分类号：U442.5文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)08(a)-0000-00
随着科学研究的进步发展和工程经验的不断总结,公路桥涵设计理论一直处于发展之中,2004年颁布执行了新的公路桥涵设计规范,新规范在车辆布载模式和配筋方面有了很大的修改,并且在内力计算方面,新规范更加安全、合理和简洁.相比于以往的旧规范而言,新规范最大的区别在于：冲击系数、配筋、挠度、裂缝、预应力损失、材料的强度取值、车辆的布载模式等,在这些方面新规范都有了明显的调整,笔者将以宽度为15m,长度为20m和16m的预应力板梁以及T型普通钢筋混凝土为例,对几个重要方面进行分析.
1. 冲击系数的对比
根据旧规范规定：对于钢筋混凝土已经预应力混凝土构件的冲击系数,当跨径L不超过5m时,u取为0.30；当跨径L不小于45m时,u取为0.当跨径L在5m和45m之间时,冲击系数的取值可用线性内插法求得,以20m板梁为例,u等于0.188,冲击系数1+u等于1.188.
同样以20m板梁为例,在新规范中,冲击系数的求法为1+u等于1+ 0. 25等于 1. 25.同理,对于16m板梁、16m和20mT梁的冲击系数可计算得到,其结果列于表1.
在旧规范中,冲击系数的决定因素主要为桥梁的跨径和荷载长度.而新规范中的冲击系数加入了桥梁结构动力因素的影响,冲击系数采用的求解方法为桥梁结构基频法,相比于旧规范此方法计算得到的冲击系数偏大,新规范中考虑的因素涉及到了结构的截面尺寸和材料特征,更接近于桥梁结构在车辆荷载作用下的受力特征,因此最终求得的车辆冲击力更加接近现实.
2. 内力的对比
根据新、旧规范分别计算20 m, 16 m 板梁和20 m, 16 mT梁对应的公路一ⅳ级、公路一级和汽车一超20 级、汽车一20级的车道荷载组合边梁弯矩,同时计算汽车活载弯矩.
通过计算结果的对比,可知新规范中规定的车道荷载组合与旧规范中规定的车辆荷载级比汽车一20级偏大；对于汽车活载弯矩,相比于旧规范汽车一超20级,公路一ⅳ级荷载的数值小4%到6%；而相比于旧规范汽车一20级,公路一级的数值小9%到18%.两个表格的对比能明显的知道在内力方面,新、旧规范的差别大小.
3. 配筋量的对比
3.1 预应力钢筋面积不同
在计算预应力钢筋面积时,新、旧规范中首要的一个不同点是两个规范采用的预应力钢筋的估算方法不同,在旧规范中估算预应力钢筋截面积时,采用的是容许预应力法,但是在新规范中估算预应力钢筋截面积时,采用的是名义预应力法.两种估算方法的不同导致在同一个公路桥涵的配筋计算中,引用旧规范估算得到的预应力钢筋截面积要比引用新规范所得到的数值大,当配置同等数量的预应力钢筋截面积时,在引用新规范的条件下,所需用到的非预应力钢筋的面积就比旧规范少了,引用旧规范所得钢筋截面积数值偏大是因为容许预应力估算法过于保守,偏于安全,因此以往采用旧规范设计的预应力梁仍可继续使用.
3.2 非预应力配筋面积不同
以20mT梁和16mT梁为例,根据新、旧规范,计算其对应的各类型预应力截面积的配筋,从计算结果中可知,对于T梁应配置的非预应力钢筋,新规范所用的非预应力选取所得到的配筋量要比旧规范所用的非预应力估算所得到的配筋量要多的多,新规范的计算方法得到的非预应力钢筋较多.从上面数据的对比中,我们可以很直观的知道,在普通跨度的桥梁设计计算中,根据旧规范设计的预应力板梁较新规范更偏于安全,仍可继续使用,同时新规范对于预应力钢筋的利用更加充分,因此新规范更加经济合理,应加以推广.
4. 预应力损失的对比
关于预应力的损失在新、旧规范中的不同,本文将主要针对预应力钢筋的各种损失中的由应力松弛引起的损失和由收缩和徐变引起的混凝土预应力损失进行分析.以20m板梁和16m板梁为例,根据新、旧规范分别计算各项预应力损失.
预应力设计规范:预应力筋弯起角度怎么计算规范怎么要求
通过计算结果的分析对比,我们可以清楚的知道,对于传力锚固时这一项的预应力损失,根据新、旧规范计算所得到的数值相处不大,对于传力锚固之后产生的预应力损失,依照新规范计算得到的数值比旧规范大,这是因为新规范对于这两种预应力损失考虑的因素更加全面,更加符合事实.
5. 抗裂验算要求和裂缝计算的对比
根据新规范,在进行正截面抗裂验算时,采用的荷载效益组合有短期和长期两种,这两种组合共同参与验算考虑,对于预应力混凝土构件而言,在预应力度上根据新规范设计的构件所得到的数值会比根据旧规范设计的数值有所降低；对于预制的全预应力混凝土构件,通过新规范计算得到的预应力结果较旧规范降低了15%；对于分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件而已,通过新规范计算得到的预应力结果较旧规范降低了20%.
以20m板梁、16m板梁、20mT梁和、16mT梁为例,根据新、旧规范,计算其对应的各种类型的桥梁裂缝宽度.通过计算结果的分析对比,我们可以明显的知道,对于预应力板梁产生的裂缝,根据新规范计算得到的宽度数值要比旧规范小,而对于非预应力构件的裂缝宽度,根据新、旧规范计算得到的结果相差很小.关于新、旧规范中裂缝宽度的不同,对于折算直径和配筋率等影响较小的因素,不做分析比较.
6. 挠度和持久状况预应力混凝土应力计算
新、旧规范中,挠度也所有不同,本文将以预应力板梁和非预应力T梁为例,对新、旧规范的挠度计算方法进行对比.
对于非预应力板梁结构,根据新规范的计算方法,作用在板梁上的恒载产生的挠度要比根据旧规范计算得到的小,其原因主要是因为在新规范中,钢筋混凝土构件所取用的等效截面抗弯刚度较旧规范偏大；根据新规范的计算方法,作用在板梁上的活载产生的挠度值要比旧规范计算得到的偏大,其主要是因为新规范中所取的活载内力偏大；最终,对于总的挠度而言,新规范计算得到的数值较大.
新、旧规范在很大程度上都有一样的地方,比如在新、旧规范中都规定一般的预应力板梁结构不设预拱值,而在非预应力构件中就要预先设置这个值；总挠度根据新、旧规范中的计算方法得到的数值差别不大.根据旧规范设计的全预应力混凝土构件,在新规范的条件下,全预应力构件就可能转变为预应力A类构件.在进行长期荷载作用下的预应力A类构件的抗裂验算时,根据旧规范的相关规定,在结构自重的作用下,不得消压,而根据新规范的规定,其中,为荷载长期效应组合下产生的构件混凝土边缘法向拉应力, 荷载长期效应包括自重效应和部分活载效应.
7. 结语
通过新、旧规范在主要几个方面的分析对比,我们可以清楚的知道,相比旧规范而已,新规范在预应力钢筋的利用上更加充分,不仅减少钢筋用量,而且还节约了工程成本.同时,新规范中设计强度标准和计算荷载的改变,加大了桥梁的安全性,采用的车辆荷载模型更加符合桥梁的实际情况.因此,应大力进行新规范的推广和使用.
参考文献：
[ 1] JTJ D60- 2004, 公路桥涵设计通用规范[ S] .
[ 2] JTG D62- 2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[ S] .
[ 3] JTJ 023- 85, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[ S] .
总结：本论文为您写预应力规范毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
预应力设计规范引用文献:
[1] 设计规范论文范文 设计规范毕业论文范文2000字
[2] 设计规范和桥梁论文如何怎么撰写 关于设计规范和桥梁类自考毕业论文范文2500字
[3] 室内设计开题报告规范 毕业论文开题报告模板
