公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTD62一2004) M一在先期结构中的预加力作用下，按先期结构体系计算的主弯矩（预加力乘 以偏心距)； M一在先期结构中的预加力作用下，按先期结构体系计算的次弯矩；当先期结 构为静定体系时，M为零； M一在先期结构中的预加力作用下，按后期结构体系计算的次弯矩。 4.3拱的计算 4.3.1无铰拱和双铰拱的计算可不考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用。本节内有关 无铰拱和双铰拱的计算规定，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。 拱的计算如考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用，拱上建筑的结构应符合计算所预设 的条件。 计算由车道荷载引起的拱的正弯矩时，拱顶，拱跨1/4应乘以折减系数0.7，拱脚应乘 以09，中间各个截面的正弯矩折减系数，可用直线插人法确定。 4,3.2特大跨径和大跨径拱桥应优选拱轴线，使拱在各种作用（或荷载）组合作用下， 在各个受力阶段，轴向力偏心较小。在优选过程中，尚需考虑与施工方法相配合，适应施 工各阶段受力特点，满足施工受力的要求。中、小跨径悬链线拱桥，选择拱轴系数可以不 考虑弹性压缩的结构自重压力线与拱轴线之间五点（拱顶、1/4拱跨、拱脚）重合。 特大跨径和大跨径拱桥，如结构自重压力线与拱轴线偏离过大，或在结构自重及其所 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，拱轴线及拱的 几何尺寸宜作适当调整。 4.3.3拱上建筑为立柱排架式墩的板拱（包括双曲板拱、箱形截面板拱），应考虑活载 的横向不均匀分布。拱上建筑为墙式墩的板拱，如活载横桥向布置不超过拱圈以外，活载 可均匀分布于拱圈全宽。 4.3.4上承式肋式拱桥活载可通过拱上排架墩的盖梁和立柱分配于拱助。 4.3.5拱上建筑横桥向排架的盖梁可参照本规范第8.2节计算。 4.3.6拱桥在施工阶段或成拱过程中，应验算各阶段的截面强度和拱的稳定性。 4.3.7拱圈应按本规范第5.3.1条验算拱的纵向稳定。此时，拱的轴向力组合设计值 Na可按下式计算： -20
桥梁计算的一般规定 Na=Ha/cosm (4.3.7) 式中H,—拱的水平推力组合设计值； Pm一拱顶与拱脚连线与水平线的夹角。 在施工阶段，拱的纵向稳定验算时的构件自重效应分项系数应取1.2，施工时附加的 其他荷载效应分项系数应取1.4；在使用阶段，拱的纵向稳定验算的作用（或荷载）效应的 分项系数，按《公路桥涵设计通用规范》(JT℃D60一2004)取用。 计算拱圈纵向稳定时的计算长度按下列规定采用： 三铰拱0.58La; 双铰拱0.54L.; 无铰拱0.36La L,为拱轴线长度。 4.3.8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 梁联结的肋拱横向稳定时，可近似地将其视为长度等于拱轴线长度的平面桁架，根据其支 承条件，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本规范公式 (4.3.7)计算。 4.3.9计算风力或离心力引起的拱脚截面的荷载效应时，可按以下假定近似计算： 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，全梁平均承受风力或 离心力，计算梁端弯矩M1 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： M=Micos+Masing (4.3.9) 式中9—拱脚处拱轴线的切线与跨径的夹角。 4.3.10大跨径拱桥应验算拱顶、拱跨3/8、拱跨1/4和拱脚四个截面；对于中、小跨径 拱桥，拱跨1/4截面可不验算；特大跨径拱桥，除上述四个截面外，需视截面配筋情况，另 行选择控制截面进行验算。 4.3.11多跨无铰拱桥应按连拱计算。连拱计算方法可以采用可靠的简化方法。当桥 墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时，可按单跨拱桥计算。 4.3.12桁架拱可采用双铰拱支承体系。桁架拱的节点按固接考虑；当按简化计算时， 可将节点按铰接计算，但其下弦截面强度，应留有不小于20%的余量。 桁架拱的结构自重可按全跨均布计算，由桁架拱拱片承受；但如采用下弦杆合龙后再 拼装其他杆件的施工方法时，下弦杆应承受合龙前的全部结构自重。桥面板可考虑与上 21-
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥通设计规范(GD62一2004， 弦杆共同承受桥上活荷载。 上弦杆及与上弦杆在节点处相连的腹杆（竖杆和斜杆），应考虑桥面上局部荷载引起 的弯矩。 桁架拱应考虑活载的横向分布。 桁架拱的拱轴线宜采用与结构自重压力线接近的曲线，如采用拱轴系数m值较小的 悬链线或二次抛物线。 4.3.13刚架拱在上弦杆两端应设置活动支座。桥面板可与刚架拱片联合作用承受桥 上活荷载。 刚架拱应考虑活载的横向分布。 4.3.14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10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。 系杆拱当拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度比值为1/I00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。 -22-
持久状况承载能力极限状态计算 5持久状况承载能力极限状态计算 5.1一般规定 5.1.1公路桥涵的持久状况设计应按承载能力极限状态的要求，对构件进行承载力及 稳定计算，必要时尚应进行结构的倾覆和滑移的验算。在进行承载能力极限状态计算时， 作用（或荷载）的效应（其中汽车荷载应计入冲击系数）应采用其组合设计值：结构材料性 能采用其强度设计值。 5.1.2持久状况承载能力极限状态，应根据桥涵破坏可能产生的后果的严重程度，按 表5.1.2划分的三个安全等级进行设计。 对有特殊要求的公路桥梁其安全等级可根据具体情况另行商定。 表5.1.2公路桥涵安全等级 安全等级 桥两类型 一级 特大桥、重要大桥 二级 大桥、中桥、重要小桥 三级 小桥，涵祠 注：本表所列特大、大、中桥等系按《公路桥涵设计通用规范(T心D60一2004)表1.0.1中的单孔骑径确定，对多跨 不等跨桥梁，以其中最大跨径为准：本表冠以“重要”的大桥和小桥，系指高速公路和一级公路上、国防公路上及 城巾附近交通繁忙公路上的桥梁。 5.1.3同座桥梁的各种构件宜取相同的安全等级，必要时部分构件可作适当调整，但 调整后的级差不应超过一个等级。 5.1.4构件正截面的承载力应按下列基本假定进行计算， 1构件弯曲后，其截面仍保持为平面。 2截面受压混凝土的应力图形简化为矩形，其压力强度取混凝土的轴心抗压强度设 计值f;截面受拉混凝土的抗拉强度不予考虑。 3极限状态计算时，受拉区钢筋应力取其抗拉强度设计值∫则或f(小偏压构件除 外)；受压区或受压较大边钢筋应力取其抗压强度设计值∫或f府。 4钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值， -23
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J心D62一24) 5.1.5桥梁构件的承载能力极限状态计算，应采用下列表达式： Y0S≤R (5.1.5-1) R=R(fa,aa) (5.1.5-2) 式中 Yo 一桥梁结构的重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级，一级、二级、三级分别 取用1.1、1.0、0.9：桥梁的抗震设计不考虑结构的重要性系数； 作用（或荷载）效应（其中汽车荷载应计入冲击系数）的组合设计值，当进行 预应力混凝土连续梁等超静定结构的承载能力极限状态计算时，公式 (5.1.51)中的作用（或荷载）效应项应改为YoS+ypSr,其中Sp为预应力 (扣除全部预应力损失)引起的次效应；Y为预应力分项系数，当预应力效 应对结构有利时，取Yp=1.0;对结构不利时，取Yp=1.2; R -构件承载力设计值； R(·)一—构件承载力函数； 材料强度设计值： ad 一几何参数设计值，当无可靠数据时，可采用几何参数标准值k,即设计文件 规定值。 5.1.6计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面抗弯承载力时，锚 固区内预应力钢筋的抗拉强度设计值，在锚固起点处取为零，在锚固终点处取为了，两点 之间按直线内插法取值。预应力钢筋的错固长度1，应按表5.1.6采用。 表5.1.6预应力钢筋锚固长度1，(mm) 混凝土强度等级 预应力钢筋种类 C40 Cs5 C60 ≥066 1×2,1x3,a=1170NPa 115d 110d 105d 100d 95d 90d 钢纹线 1×7,fd=1260MPa 130d 125d 120d 115d 110d 105d 螺旋肋钢丝，-=1200MP3 95d 85d 83d 80d 80d 刻痕削丝，Jm=1070M 125d15d 110d 105d 注：(J)当采用骤然放松摸应力纲筋的范工工艺时，箍团长度应从离构件末端0,251，处开始，为预应力钢筋的预应 力传通长度，按本想范表6,17采用： (2)当成力钢筋的抗拉强度设计值与表值不同时，其错固长度应根据表俏按绿度比例增诚 5.2受弯构件 5,2.1受弯构件的纵向受拉钢筋和截面受压区混凝土同时达到其强度设计值时，构件 的正截面相对界限受压区高度56应按表5.2.1采用。 24