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预应力混凝土桥梁结构设计若干问题的商搉与探讨 哈尔滨工业大学 张 树 仁 Zsr351126@126.com /zhangsrbk 2011年元月 海南 海口 预应力混凝土是20世纪最具有 革命性的结构构思，已广泛用于 土木和建筑工程,是当今乃至以后 的主要建桥材料. 一 规范解读分析与商榷 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)己使用近6年, 2009年6月规范编制单位又出版了《公路桥梁设计规范答疑汇编》,对规范执行中带有普遍性的问题进行了解答. 现仅就预应力混凝土结构设计的有关问题做进一步解读分析与商榷. 1 正截面抗弯承载力计算公式的适用条件 预应力混凝土受弯构件正截面抗弯 承载力计算以适筋梁塑性破坏为基础,其 配筋率应控制在最大配筋率和最小配筋 率之间. 1.1 预应力混凝土受弯构件的最大配筋率限制，一般是通过混凝土受压区高度来加以控制。 . 式中： ——相对于“界限破坏”时的混凝土受压区高度； ——相对界限受压高度，又称为混凝土受压区高度界限系数， ？问题（答疑汇编148页问题1、150页问题4）： 应力验算和承载力计算结果均滿足规范，但不滿足 的要求，可否不考虑此项要求？应如何解决？ x≤ξb h0的限制即为最大配筋率限制，不滿足此项要求为超筋设计，构件将发生脆性破坏，设计中不允许采用的。 承载力计算是涉及结构安全的核心问题，必须滿足 x≤ξb h0的限制条件。 不滿足x≤ξb h0时，如何解决？ ①增加梁的高度 梁的有效高度h0是影响梁的正截面工作性能的最主要因素。 一般以 x≤0.7ξb h0为控制条件求得梁的合理梁高。 ②增加受压腹板(梁肋)宽度. 连续梁支点附近截面下缘受压,由于受压区宽度較小,导致受压区高度过大, 可能出现不滿足 x≤ξb h0的情况.为此,应适当加大连续梁支点附近截面的腹板(梁肋)宽度. ③增加受压钢筋,构成双筋截面,减小混凝土受压区高度. ④提高混凝土设计强度等级,减小混凝土受压区高度。 《公路桥梁设计规范答疑汇编》 148 页提出“由于抗裂引起的预应力钢筋的增 多,按规范5.2.4条规定可不计在以 控 制的配筋面 积之内”,并以此作为解决受 压区高度过大的办法的建议是值得商榷 的. 对规范5.2.4的不同理解 规范5.2.4:受弯构件在应用公式(5.2.2-3)的 条件时,可不考虑按正常使极限状态计算可能 增加的纵向受拉钢筋截面面积和按构造要求 配置均纵向钢筋截面面积. 笔者认为后增加纵向受拉钢筋是客观存在 的,必将对混凝土受压区高度和正截面抗弯承 载力产生影响. 如果在承载力计算求得的混凝土受压区相对高度較小(ξ＜＜ξb ),将后增加的纵向受拉钢筋的供献做为承载力的儲备是无可非议的. 如果在承载力计算求得的混凝土受压区相对高度ξ接近界限值ξb , 考虑后增加的纵向受拉钢筋的作用，就有可能出现ξ＞ξb 的情况,这在设计上是不允许的. 1.2 预应力混凝土受弯构件 最小配筋率限值 《桥规JTG D62》第9.1.12条规定：预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条件： （即规范公式9.1.12） 式中 , 为正截面抗弯承载力设计值， 为正截面开裂弯矩值。 很多设计者反应（ 《公路桥梁设计规范答疑汇编》325页）： 设计时经常出现“按全预应力要求设计的预应力混凝土连续梁桥，正截面承载力满足规范要求，使用阶段应力验算结果也都符合规范的规定，但是抗裂弯矩过大，不满足规范第9.1.12条公式（9.1.12）的限制条件” 的情况，并提出下列疑问： 1.2.1预应力混凝土受弯构件最小配筋率限值（ ）的物理意义。 在《桥规JTG D62》编制说明中对受弯构件的最小配筋率的物理意义是这样解释的“受弯构件的受拉钢筋最小配筋率是根据混凝土的开裂弯矩与同尺寸的钢筋混凝土梁所有承担的弯矩相等而确定的，其目的是当混凝土受拉边缘出现裂缝时，梁不致因配筋过少而脆性破坏。公式（9.1.12）对于预应力混凝土最小配筋的要求，其性质与上述钢筋混凝土受弯构件类似，可表达为