混凝土連續梁鋸齒塊配筋設計探討

摘要：文章通過采用國外規范對預應力混凝土連續梁橋底板鋼束錨固區鋼筋的計算，結果表明錨下、錨后的主拉應力均較大，同時將各國規范計算結果進行了比較，提出了鋸齒塊鋼筋的建議計算方法。

關鍵詞：鋸齒塊 鋼束 應力 計算

1 概述

大跨度連續梁橋多采用箱型斷面，由于結構的受力、構造要求，常需在箱梁底板或頂板上張拉預應力鋼束，因此，要在箱梁底板或頂板上設鋸齒塊來實現預應力傳遞。鋸齒塊的受力特點較為復雜、其配筋計算日益顯得重要，設計規范中一直缺少鋸齒板的計算方法，因此充分研究各國設計規范計算方法，明確鋸齒塊的計算方法，對于掌握目前設計的安全度和避免配筋設計的誤區以及在后續工程中合理設計是十分必要的，因此文章在收集國外有關資料的基礎上，采用國外規范進行了計算。

2 鋸齒塊受力的關鍵部位及鋼筋設置

連續梁頂底板鋸齒塊的受力比較復雜，各個部位受力方向及大小都不同，鋼筋布置也同，下圖示意鋸齒塊受力部位和鋼筋布置。

3 國外規范概況

3.1 法國規范

3.1.1 防（混凝土）剝落鋼筋

防剝落鋼筋是我們在錨板后面放置的第一層鋼筋，該鋼筋需要在現場安裝于距錨板最近的位置，一層鋼筋需要在兩個（正交）方向上均設置，其鋼筋量的計算方法如下：

A■=0.04×■ （1）

F■=1.2×A■×N■ （2）

σ■=■ （3）

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3.1.2 防（混凝土）劈裂鋼筋

在防剝落鋼筋之后，錨板后面1m內的范圍內需設置多層防劈裂鋼筋，其鋼筋量的計算方法如下：

A■=■ （4）

R■=0.25×1-■×F■ （5）

式中：aj——錨板的寬度

Kj——當計算錨具位于其他錨具中間時，=1.5，否則=1.0

dj——錨具中心線到混凝土邊緣距離的兩倍或+鄰錨具板的中心距

3.1.3 懸臂鋼筋

懸臂鋼筋的數量必須足夠抵抗0.15的名義張拉力，其面積按下式計算：

A■=■ （6）

3.1.4 抗剪鋼筋

抗剪鋼筋的數量必須足夠抵抗0.15的名義張拉力 其面積按下式計算：

A■=■ （7）

3.1.5 彎曲段鋼筋

曲線段鋼筋必須設置于鋼束的彎起段，其數量按照下式進行計算：

A■=■×■ （8）

α——鋼束彎起角度

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3.1.6 錨后抗拉鋼筋

A■=■×■-Ω×σ■ （9）

σb ：運營狀態下鋸齒塊下方板內最大和最小應力

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3.2 美國規范

3.2.1 防剝落鋼筋

剝落力最小數值不低于最大名義張拉力2%的數目進行計算，根據GUYON的研究，其數值不超過最大名義張拉力的4%，其鋼筋面積按照下式計算：

A■=0.02-0.04×■ （10）

3.2.2 錨后抗拉鋼筋

錨后抗拉鋼筋至少能夠承擔25%的錨后拉力給混凝土截面，該鋼筋應放置于距鋼束中心軸1倍的錨板高度之內，并應可靠錨固，以發揮其屈服強度。鋼筋的使用應力不得超過0.6倍屈服強度或240MPa。

如果在其它荷載作用下錨后有持續的壓應力作用時該鋼筋可以按下式進行折減：

T■=0.25P■-f■×A■ （11）

PS——鋼束的張拉控制力（需考慮1.2倍的提高系數）

fcb——錨后的恒載應力

Acb——錨固板或鋸齒板延伸線范圍內的連續截面的面積

3.2.3 曲線段鋼筋

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曲線段鋼筋

F■=■ （12）

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4 結論

文章通過采用法國及美國規范對預應力混凝土連續梁底板連續鋼束鋸齒塊鋼筋進行了計算，根據計算結果分析，該部分的受力是較為復雜的，特別是錨下、錨后應力應引起有關工程技術人員的足夠重視。由計算結果分析，防剝落鋼筋、防劈裂鋼筋、抗剪鋼筋、錨后抗拉鋼筋的計算方法采用法國規范的方法，彎曲段鋼筋的計算采用美國規范，鋸齒塊鋼筋布置如下圖：

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參考文獻：

[1]魏巍.橋梁連續梁鋸齒塊普通鋼筋設計探討，1998.

[2]沙特輕軌連續梁計算單.

[3]美國ASSHTO規范2007年版SEC5.

[4]VSL公司：Detaling of post tensioned.

作者簡介：

楊恒艷（1984-），男，陜西咸陽人，初級職稱，水利水電工程學士，主要從事橋梁設計工作。