【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)的彎曲剪應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力所引起的主拉應(yīng)力,墩頂區(qū)域剪力大，因而腹板較厚，跨中區(qū)域的腹板較薄，但腹板的最小厚度應(yīng)考慮鋼束管道布置、鋼筋布置和混凝土澆筑的要求。英國水泥和混凝土協(xié)會提出如下兩個(gè)關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁最佳腹板厚度參數(shù)的公式，其指標(biāo)可供參考（圖3）。墩上腹板厚度參數(shù)：跨中腹板厚度參數(shù)：式中 ——墩上腹板厚度的總和；——跨中腹板厚度的總和；——墩上梁高；——跨中梁高；——橋面總寬；——橋梁最大跨徑。腹板的最小厚度應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力束的布置和混凝土澆筑的要求，一般的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為：（a）腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時(shí)，其最小厚度可采用；（b）腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時(shí)，可采用；（c）腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋錨固頭時(shí)，則采用。圖3 最大跨徑連續(xù)箱梁最佳橫截面幾何參數(shù)曲線2 鋼筋保護(hù)層的作用是什么？答：保護(hù)層的作用是保護(hù)鋼筋不被銹蝕。對于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，他們的耐久性主要取決于鋼筋是否被銹蝕，鋼筋一旦被銹蝕，不僅鋼筋有效面積減小，而且因腐蝕膨脹使周邊混凝土剝落，更加速鋼筋的腐蝕。鋼筋被腐蝕的速度主要與以下五個(gè)因素有關(guān)：1）所處環(huán)境狀況；2）保護(hù)層厚度；3）混凝土密實(shí)性；4）混凝土中侵蝕混凝土和鋼筋的化學(xué)成分含量；5）過寬的裂縫若保護(hù)層混凝土性能穩(wěn)定、密實(shí)，并有足夠的厚度，則周邊環(huán)境的有害物質(zhì)通過滲透至鋼筋表面的時(shí)間將大大延長，從而使結(jié)構(gòu)的耐久性得到保證。2 什么是三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)？答：箱形截面連續(xù)梁的受力比較復(fù)雜，除了承受順橋向平面內(nèi)的彎曲和剪力外，還要承擔(dān)偏載時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，此外，車輛荷載以及局部溫差將會對箱梁產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力。因此，除了沿縱向布置預(yù)應(yīng)力鋼筋外，還要沿垂直腹板的全長每隔一定的間距設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，在箱梁頂板（包括懸臂板）內(nèi)設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，由于在三個(gè)方向均施加預(yù)應(yīng)力，故稱三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。2 板的荷載有效分布寬度是怎么定義的？答：板的荷載有效分布寬度是在知道了活載在橋面板上的分布情況，確定用什么位置的1m寬板條進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。其定義為當(dāng)荷載以a1b1的分布面積作用在板上時(shí)，板除了沿計(jì)算跨徑x方向產(chǎn)生撓曲變形wx外，沿垂直于計(jì)算跨徑的y方向也必然發(fā)生撓曲變形wy（圖4a）。這說明荷載作用下不僅使直接承壓的寬度為a1的板條受力，其鄰近的板也參與工作，共同承受車輪荷載所產(chǎn)生的彎矩。圖4 行車道板的受力狀態(tài)為了計(jì)算方便，設(shè)想以寬板均勻承受車輪荷載產(chǎn)生的總彎矩（圖4b），即 則得彎矩圖形的換算寬度為： （232）式中：M——車輪荷載產(chǎn)生的跨中總彎矩，可直接由結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算得到；mxmax——荷載中心處的最大單寬彎矩值，精確解需由板的空間計(jì)算才能得到。我們就定義上式的為板的有效工作寬度，或荷載有效分布寬度。 這樣，當(dāng)有一個(gè)車輪作用于橋面板上時(shí)，1m寬板條上的荷載計(jì)算強(qiáng)度為：汽車：p = 掛車：p = （233）式中：P——汽車或掛車的軸重。2）《橋規(guī)》中的有關(guān)規(guī)定《橋規(guī)》基于大量的理論研究，對板的有效工作寬度有如下規(guī)定：（1）單向板的荷載有效分布寬度i．荷載在跨徑中間對于單獨(dú)一個(gè)荷載： 但不小于這里，l為兩梁肋之間板的計(jì)算跨徑?！稑蛞?guī)》規(guī)定，計(jì)算彎矩時(shí)，但不大于；計(jì)算剪力時(shí)，其中為板的凈跨徑，為板的厚度，為梁肋寬度。對于幾個(gè)靠近的相同荷載，如按上式計(jì)算所得各相鄰荷載的有效分布寬度發(fā)生重疊時(shí)式中為最外兩個(gè)荷載的中心距離。ii．荷載在板的支承處，但不小于l/3式中：t——板的厚度。 iii．荷載靠近板的支承處式中：x——荷載離支承邊緣的距離。（2）懸臂板的荷載有效分布寬度式中：為承重板上荷載壓力面外側(cè)邊緣至懸臂根部的距離。對于分布荷載靠近板邊的最不利情況，就等于懸臂板的凈跨徑l0，于是：a=a1+2l0不管是單向板還是懸臂板，對于履帶荷載來說，因?yàn)槠浣佑|地面較長，通常就忽略荷載壓力面以外的板條參與工作，故不論在跨中或支點(diǎn)均取1m寬板條按實(shí)際荷載強(qiáng)度p進(jìn)行計(jì)算。2 什么叫荷載橫向分布的杠桿原理法？答：杠桿原理法進(jìn)行荷載橫向分布計(jì)算時(shí)，其基本假定是忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，即假設(shè)橋面板在主梁梁肋處斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮。利用上述假定作出主梁的荷載橫向分布影響線，即當(dāng)移動的單位荷載作用于計(jì)算梁上時(shí)，該梁承擔(dān)的荷載為1；當(dāng)作用于相鄰或其它梁上時(shí)，該梁承擔(dān)的荷載為零，該梁與相鄰梁之間按線性變化，如下圖所示。杠桿原理法適用于計(jì)算荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的荷載橫向分布系數(shù)mo。此時(shí)主梁的支承剛度遠(yuǎn)大于主梁間橫向聯(lián)系的剛度，受力特性與杠桿原理法接近。另外該法也可用于雙主梁橋，或橫向聯(lián)系很弱的無中間橫隔梁的橋梁。圖5 按杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)2 什么叫荷載橫向分布的偏心壓力法？答：偏心壓力法是計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)的一種常用方法，偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布適用于橋上具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且橋的寬跨比B/（一般稱為窄橋）的跨中截面荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算。偏心壓力法的基本前提是：1）車輛荷載作用下，中間橫隔梁可近似地看作一根剛度為無窮大的剛性梁，橫隔梁僅發(fā)生剛體位移；2）忽略主梁的抗扭剛度，即不計(jì)入主梁扭矩抵抗活載的影響。如圖6a所示，圖中wi表示橋跨中央各主梁的豎向撓度?；跈M隔梁無限剛性的假定，此法也稱“剛性橫梁法”。根據(jù)在彈性范圍內(nèi)，某根主梁所承受到的荷載Ri與該荷載所產(chǎn)生的跨中彈性撓度wi成正比例的原則，我們可以得出：在中間橫隔梁剛度相當(dāng)大的窄橋上，在沿橫向偏心布置的活載作用下，總是靠近活載一側(cè)的邊主梁受載最大。下面，將介紹單位荷載P=1作用在跨中任意位置（偏心距為e）時(shí)，1＃主梁所承擔(dān)的力。取跨中x=l/2截面，如圖6b所示。通常情況下，各主梁的慣性矩Ii 相等。顯然，對于具有近似剛性中間橫隔梁的結(jié)構(gòu)，偏心荷載P＝1可以用作用于橋軸線的中心荷載P＝1和偏心力矩M＝來替代，分別求出這兩種情況下1＃主梁所承擔(dān)的力，然后進(jìn)行疊加，如圖6b所示。圖6 偏心壓力法計(jì)算圖示2 怎樣使用“等代簡支梁法”來分析非簡支的其他梁式體系橋的荷載橫向分布？答：等代簡支梁法的原理主要有以下三個(gè)要點(diǎn)：將多室箱梁假想地從各室底板中點(diǎn)斷開，使之變?yōu)榫哂衝片T形梁（或I字形梁）組成的橋跨結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用修正偏壓法公式計(jì)算其荷載橫向分布系數(shù)m。按照在同等集中荷載P=1作用下跨中撓度W相等的原理來反算抗彎慣矩?fù)Q算系數(shù)Cw?，F(xiàn)以圖中三跨變截面連續(xù)梁的中跨為例進(jìn)行說明，設(shè)該跨梁跨中截面的抗彎慣矩為Ic，在P=1作用下的跨中撓度為W連，現(xiàn)用同等跨徑的等截面簡支梁來代替該跨，當(dāng)該等代梁的抗彎慣矩調(diào)整到某個(gè)CwIc值時(shí)，便可以達(dá)到與實(shí)際梁相等的跨中撓度，即W代=W連。按照相類似的原理，令實(shí)際梁與等代梁在集中扭矩T=1作用下扭轉(zhuǎn)（自由扭轉(zhuǎn)）角相等（代=連）時(shí)來反求連續(xù)梁中跨的抗扭慣矩?fù)Q算系數(shù)Cθ，此處實(shí)際梁的跨中截面抗扭慣矩為ITc。同理，對于連續(xù)梁的邊跨也是在其中點(diǎn)施加P=1和T=1分別來反算該跨的換算系數(shù)Cw和。當(dāng)求出各跨的這些換算系數(shù)后，則抗扭修正系數(shù)可以改寫成如下的形式：或 （246）式中的和分別為整個(gè)箱梁截面的抗彎慣矩和抗扭慣矩。圖7 等代簡支梁的原理示意圖（二）Cw的計(jì)算Cw的表達(dá)式這里仍然用如圖所示的中跨等代梁來闡明。它的跨中撓度W代為 （247）令截面抗彎剛度為EIc的普通簡支梁跨中撓度為W簡，則有 （248）將它與式（247）比較后，便得 （a）或