【導讀】平輿縣有優(yōu)越的交通區(qū)位優(yōu)勢。南北向大廣高速公路、東西向連接寧滬陜高速的新陽高速公路在縣城附近交匯，西距京珠高速公路、京廣鐵路、107國道50公里，東距京九鐵路80公里，106國道穿境而過。境內縣鄉(xiāng)村道路交織成網，四通八達。333省道貫穿縣城東西，成為交通線路網的主要干線。長期以來，由于縣城工業(yè)立縣的方針，及全國經濟快速發(fā)展，連接縣城西入口和333省道的樞紐——王棟橋，已不能滿足日益增長的交通量需求。為了更好地適應高速的發(fā)展，提高道路通行的能力，特對此處進行舊橋的改建。在設計過程中，由于受到原有路線的限制特采用建筑高度較小的板橋。參考相關專業(yè)書籍與資料，并根據當地實際情況，結合當地法律法規(guī)與工程實際，使設計更加合理與經濟。鉸縫為細集料混凝土；欄桿及人行道板為混凝土。按《橋規(guī)》車道荷載的均布荷載應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線峰值處。

　　

【正文】 ，現(xiàn)采用鋼筋，則，大于，滿足要求，布置在空心板支點截面上邊緣，見圖13。圖13 空心板支點截面鋼筋布置圖（尺寸單位：）為防止支點截面上緣拉應力過大，還可以采用降低支點截面預壓應力的方法，即支點附近設置套管，使預應力鋼絞線與混凝土局部隔離，以不傳遞預壓力。設支點截面附近僅有5根鋼絞線傳遞預壓力，另3根隔離，則此時空心板上緣拉應力將減少為:，按《公預規(guī)》要求，預拉區(qū)需配置配筋率不小于的縱向普通鋼筋，其值為：，則可采用鋼筋：13 最小配筋率復核按《公預規(guī)》條，預應力混凝土受彎構件最小配筋率應滿足下列要求：式中：——受彎構件正截面承載力設計值，——受彎構件正截面開裂彎矩值，按下式計算： 其中：——扣除全部預應力損失后預應力鋼筋和普通鋼筋合力在構件抗裂邊緣產生的混凝土預壓應力?！獡Q算截面重心軸以上部分對重心軸的靜距，其值為： ——換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩，——混凝土軸心抗拉標準值，,。代入計算式得：，滿足《公預規(guī)》要求。按《公預規(guī)》，部分預應力受彎構件中普通受拉鋼筋的截面面積不應小于。本橋普通受拉鋼筋。這里的采用空心板等效工字形截面肋寬，計算結果說明滿足《公預規(guī)》要求。14 鉸縫計算 鉸縫剪力計算 鉸縫剪力影響線鉸縫剪力近似按荷載橫向分布理論計算。設鉸縫剪力沿空心板跨長方向按半波正弦曲線分布，則由鉸接板橫向分布系數計算，可求得鉸縫剪力影響線，參見圖14。圖14 鉸縫剪力計算示意圖鉸縫剪力影響線的計算表達式為：當單位荷載作用在鉸縫以左時，鉸縫處的剪力；當單位荷載作用在鉸縫以右時，鉸縫處的剪力；式中：——鉸縫以左各板的荷載橫向分布影響線豎標值之和。由表2，得到鉸縫剪力影響線各坐標值?？紤]空心板橋截面的結構對稱性，只需要計算鉸縫1～5的剪力影響線，計算結果列于表11（見下頁）。表11 鉸縫剪力影響線計算位置項目123456789根據表11，可以畫出各鉸縫的剪力影響線。經試算比較，鉸縫最大剪力發(fā)生在第5號板與第6號板之間，即最不利?，F(xiàn)畫出影響線，并布置汽車荷載，得鉸縫的橫向分布系數： 布置人群荷載： 圖15 剪力影響線及橫向最不利加載圖（尺寸單位：） 鉸縫剪力公路Ⅰ級車道荷載中的均布荷載沿板橋縱向展開成半波正弦荷載時，其表達式為：，其跨中峰值為。人群荷載沿板橋跨長也是均布荷載，展開成半波正弦荷載時，其跨中峰值為。車道荷載中的集中荷載其跨中峰值為展開成半波正弦荷載時其表達式為,跨中峰值為（集中荷載只作用于跨中）。計算鉸縫剪力時，沿縱向取長鉸縫考慮，并考慮汽車沖擊系數及車道荷載折減系數。 按承載能力極限狀態(tài)設計時的基本組合，其鉸縫剪力效應組合設計值為：。近似設，則。 鉸縫抗剪強度驗算【4】按《公路圬工橋涵設計規(guī)范》（JTG D612005）（以下簡稱《圬工規(guī)范》），混凝土構件直接受剪時，按下列公式計算：式中：——鉸縫剪力設計值，； ——結構重要性系數，本橋；——鉸縫受剪截面面積，參見圖16，鉸縫受剪面積,縱向取長鉸縫，偏安全??；——混凝土抗剪強度設計值，由《圬工規(guī)范》，鉸縫，；——摩擦系數，采用；——與受剪截面垂直的壓力標準值，近似認為。圖16 鉸縫抗剪承載力計算（尺寸單位：）則15 預制空心板吊環(huán)計算吊環(huán)預埋在預制空心板支座中心位置，板一端設一個。則預制空心板起吊時，板跨中截面彎矩為：起吊時吊環(huán)內的總拉力為：所以不需要驗算起吊時預制空心板截面的強度。吊環(huán)鋼筋直徑的選擇：吊環(huán)選用普通鋼筋，其抗拉強度設計值由下式： 解得: 采用,即吊環(huán)鋼筋用鋼筋。16 欄桿計算 欄桿的構造及布置欄桿構造及布置見圖17，它由欄桿柱及上、下扶手組成，欄桿柱間距為。圖17 欄桿構造圖（尺寸單位：） 欄桿柱的作用效應計算（參照圖17）扶手自重：欄桿柱自重：欄桿柱根部截面上永久作用產生的總軸向力： 荷載效應按《橋規(guī)》，計算人行道欄桿荷載效應時，作用在欄桿柱頂上的水平推力標準值取，作用在欄桿扶手上的豎向力標準值取。則荷載效應計算如下：由于扶手兩邊對稱，作用于扶手上的豎向力在欄桿柱根部截面產生軸向力，水平推力在欄桿柱根部截面形成剪力、彎矩，其大小為： 效應組合欄桿柱根部截面上按承載力極限狀態(tài)基本組合的效應組合設計值為： 欄桿柱的鋼筋布置欄桿柱采用混凝土，參照已有設計，欄桿柱受力鋼筋采用R235普通鋼筋，箍筋采用，布置如圖18。Ф84Ф12圖18 欄桿柱截面配筋圖（尺寸單位：） 欄桿柱承載能力復核（見圖19）圖19 欄桿柱計算圖式（尺寸單位：）欄桿柱是一個偏心受壓構件，按實際的配筋進行承載能力復核。按《公預規(guī)》，偏心受壓構件全部縱向鋼筋的配筋率不應小于，一側鋼筋的配筋率不應小于。本橋欄桿柱中，全部縱向鋼筋配筋率為：一側鋼筋的配筋率為：均滿足《公預規(guī)》要求。可先按大偏心受壓構件計算。由所有的力對軸向力作用點取矩的平衡條件，得：取，則公式成為：式中：——混凝土軸心抗壓強度設計值，混凝土；，——分別為受拉、受壓鋼筋面積，本橋采用對稱鋼筋，；——分別為，鋼筋的抗拉強度、抗壓強度設計值，本橋，均采用普通鋼筋。 把上述各項數值代入平衡式得：整理后得：解得：則（《公預規(guī)》）由于，欄桿柱確實是大偏心受壓構件。同時，說明受壓鋼筋離中和軸太近，構件破壞時受壓鋼筋的應力達不到抗壓設計強度，這時構件正截面承載力可按下式近似計算得到：計算結果表明，截面抗彎承載力是足夠的。 扶手計算 扶手的作用效應計算按《公預規(guī)》作用在扶手上的水平推力標準值為，作用在扶手上的豎向力標準值為。扶手可近似成兩端簡支在兩根相鄰欄桿柱上的簡支梁，承受水平推力產生的水平彎矩及豎向力產生的豎向彎矩，是一個雙向受彎的受彎構件。簡支在兩根相鄰欄桿柱上的扶手的計算跨徑取為欄桿柱間距，本橋為，見圖20。4Ф12Ф8圖20 扶手計算圖式（尺寸單位：）則荷載產生的扶手跨中最大水平彎矩為：扶手跨中豎向彎矩為：扶手自重產生的跨中豎向彎矩為：效應組合:扶手跨中豎向彎矩按承載能力極限狀態(tài)基本組合的效應組合設計值為：扶手跨中水平彎矩按承載能力極限狀態(tài)基本組合的效應組合設計值為： 扶手承載能力復核本橋扶手設計成邊長的正方形截面，材料為混凝土，鋼筋設置如圖20所示。扶手承載能力應按豎向及水平方向分別予以復核，但由于扶手配筋在兩個方向是相同的，所以只要就最不利的一個方向進行復核即可。首先驗算配筋率： 或混凝土受壓區(qū)高度：截面能承受的彎矩設計值為：（豎向彎矩）（水平向彎矩）計算結果表明，扶手正截面抗彎承載能力是足夠的?？偸觯航浬鲜鲵炈?，該橋梁的橋跨結構及各種附屬設施的設計均能滿足所要求的承載驗算,其上部結構滿足了通航能力和使用要求，驗算合格。參考文獻[1]JTG B012003,公路工程技術標準[S].北京：人民交通出版社，2003.[2]JTG D602004,公路橋涵設計通用規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.[3]JTG D622004,公路鋼筋混凝土及預應力橋梁設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.[4]JTG D612005,公路圬工橋涵設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2005.[5]公路橋涵設計手冊 梁橋（上冊）[S].北京：人民交通出版社，2011.[6]（板）橋（第三版）[M].北京：人民交通出版社，2012.[7]（第二版）[M].武漢：華中科技大學出版社，2010.[8][M].鄭州：鄭州大學出版社，2011.[9]（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2009.[10]黃平明、梅葵花、[M].北京：人民交通出版社，2011.[11][M].鄭州：鄭州大學出版社，2007.[12][M].合肥：合肥工業(yè)大學出版社，2009.[13][M].北京: 中國建筑工業(yè)出版社，2010.[14](第二版)[M].北京：人民交通出版社，2005.[15]Wojciech Radomski, Bridge rehabilitation . Imperial College Press，2002.[16]Marco Rosignoli, Bridge launching . Thomas Telford，2002.