【導(dǎo)讀】螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿葿蚅膄薈螇螅肀薇蕆羀羆薇蕿螃蒞薆螂聿芁薅襖袂膇薄薃肇肅膁蚆袀罿膀螈肅羋艿蒈袈膄羋薀肄肀芇螞袆肆芆裊蠆莄芅薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂芃葿螆羈莂薁羈芇莁蚃螄膃莀袆羀腿荿薅袂肅荿蚇肈羈莈螀袁艿莇葿肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆蝕節(jié)蒃蚈羆膈蒂螁螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿葿蚅膄薈螇螅肀薇蕆羀羆薇蕿螃蒞薆螂聿芁薅襖袂膇薄薃肇肅膁蚆袀罿膀螈肅羋艿蒈袈膄羋薀肄肀芇螞袆肆芆裊蠆莄芅薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂芃葿螆羈莂薁羈芇莁蚃螄膃莀袆羀腿荿薅袂肅荿蚇肈羈莈螀袁艿莇葿肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆蝕節(jié)蒃蚈羆膈蒂螁螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿葿蚅膄薈螇螅肀薇蕆羀羆薇蕿螃蒞薆螂聿芁薅襖袂膇薄薃肇肅膁蚆袀罿膀螈肅羋艿蒈袈膄羋薀肄肀芇螞袆肆芆裊蠆莄芅薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂芃葿螆羈莂薁羈芇莁蚃螄膃莀袆羀腿荿薅袂肅荿蚇肈羈莈螀袁艿莇葿肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆蝕節(jié)蒃

　　

【正文】 際情況，條文中的數(shù)值均已乘有 。 （ 2）目前使用砌塊石料（或混凝土塊）的最小厚度均大于 。砌塊（指塊石、粗料石、混凝土塊）砌體容許應(yīng)力 [σ c]已換算為層厚 。對(duì)塊石、粗料石、半細(xì)料石或細(xì)料石等砌體，可 直接查用條文中表 [σ c]。對(duì)混凝土塊砌體，由于砌塊厚度可隨現(xiàn)場(chǎng)起重設(shè)備能力而加厚，故應(yīng)按本規(guī)范條文中表 3乘以提高系數(shù) C值。 2 為考慮混凝土和砌體材料應(yīng)力的塑性影響，砌體的容許應(yīng)力采用為 的塑性影響提高系數(shù)。本規(guī)范對(duì)受壓構(gòu)件的強(qiáng)度系按彈性理論公式計(jì)算的，截面上應(yīng)力分布圖形為三角形。但實(shí)際上砌體為彈塑性材料，應(yīng)力圖形為拋物線形。從國(guó)內(nèi)外一些現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)強(qiáng)度計(jì)算公式比較，矩形截面偏心值在 ～ （ S為矩形截面中平行偏心的邊長(zhǎng)的一半）時(shí)，按彈性理論計(jì)算的應(yīng)力比按極限理 論計(jì)算值大 45%~75%；比試驗(yàn)分析偏大 50%~60%。由建研院西南所試驗(yàn)所得矩形截面偏心受壓強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算的塑性影響系數(shù)與偏心率的關(guān)系曲線，在常用偏心距范圍內(nèi)（ ～ ），塑性影響系數(shù)均大于 。據(jù)上述分析，為簡(jiǎn)化計(jì)算，不論截面形狀及偏心距多少，塑性影響提高系數(shù)值均采用 。 3 安全系數(shù) K是結(jié)構(gòu)物的安全儲(chǔ)備，它與技術(shù)水平、結(jié)構(gòu)物的重要性、經(jīng)濟(jì)條件、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等有關(guān)。一般認(rèn)為影響砌體構(gòu)件強(qiáng)度較重要的因素有：（ 1）砌體材料的勻質(zhì)性；（ 2）施工現(xiàn)場(chǎng)材料非系統(tǒng)試驗(yàn)的差異；（ 3）砌筑質(zhì)量的影響 ，如砂漿的飽滿(mǎn)度因素的差異等；（ 4）構(gòu)件尺寸的偏差，如設(shè)計(jì)尺寸和實(shí)際施工的差異影響；（ 5）有關(guān)荷載的差異，或計(jì)算假定與實(shí)際受力情況有出入而產(chǎn)生的影響。目前對(duì)砌體的安全系數(shù)，由于還缺乏統(tǒng)計(jì)資料，只能參照其他規(guī)范及已往習(xí)慣采用的數(shù)值確定（見(jiàn)說(shuō)明表 ）。 19 說(shuō)明表 各種規(guī)范采用安全系數(shù) K 的比較表 砌體類(lèi)型 國(guó)標(biāo)建委規(guī)范（ GBJ3— 73）（試行） 公路橋涵規(guī)范 （ 1975 年） 本規(guī)范 片石砌體 塊石砌體 粗料石砌體 混凝土 塊砌體 混凝土的容許應(yīng)力是引自《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。其中混凝土各項(xiàng)容許應(yīng)力的安全系數(shù)取值如下： 應(yīng)力種類(lèi) 安全系數(shù) 中心受壓 彎曲受壓及偏心受壓 彎曲拉應(yīng)力 純剪應(yīng)力 各種荷載組合的提高系數(shù)，是考慮各種荷載出現(xiàn)幾率的大小和過(guò)去設(shè)計(jì)及使用經(jīng)驗(yàn)而提出的。其中將本條的“主力 +施工荷載”、“主力 +船只或排筏撞擊力”、“主力 +汽車(chē)撞擊力”、“主力 +長(zhǎng)鋼軌斷軌力”合并為“主力 +特殊荷載”，所采用的提高系數(shù)取值為 ；其他荷載組合所采用的數(shù)值與 1975年《橋規(guī)》相同。 石砌體的受壓彈性模量 E0，一般常用于計(jì)算變形與溫差應(yīng)力。石砌體種類(lèi)繁多，影響 E0值的因素也很復(fù)雜，它不但與砂漿強(qiáng)度等級(jí)、石料規(guī)格、石料強(qiáng)度等級(jí)、砌體類(lèi)型有關(guān)，且與石料排列、施工工藝亦有很大影 響。 1959年《橋規(guī)》規(guī)定石砌圬工 E0=6GPa，此規(guī)定是偏低的，已經(jīng)知道的情況有： （ 1）高墩位移的計(jì)算值比實(shí)測(cè)值大，有的要大一倍以上。雖然影響位移計(jì)算因素很多，但E0 值影響較大。鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院根據(jù)石砌高墩實(shí)測(cè)位移反求的彈性模量值，一般為 11～14GPa。 （ 2）鐵道科學(xué)研究院于 1965年從九個(gè)混凝土塊砌體的試驗(yàn)結(jié)果，求得彈性模量的平均值為。 （ 3）廣西交通廳設(shè)計(jì)院通過(guò)對(duì)抗壓強(qiáng)度為 65MPa 的石灰?guī)r塊石砌體試驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為 M M M10時(shí)，其 E0值分別為 、 、 。 （ 4）原西南鐵路工程局技術(shù)處試驗(yàn)室通過(guò)對(duì)漿砌片石大型砌塊砌體試驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)砂漿為 MM10及 M20時(shí)，其 E0值分別為 20GPa。 根據(jù)以上情況，為簡(jiǎn)化計(jì)算，自 1975年《橋規(guī)》起石砌體均采用 E0=12GPa。 （拱肋）溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力，由于塑性變形的影響，其實(shí)際值遠(yuǎn)小于按彈性體計(jì)算所得的數(shù)值。 混凝土拱的塑性變形呈徐變的形式，混凝土收縮及氣溫的變化（指日平均氣溫的變化），在拱內(nèi)引起的應(yīng)力將是一種持續(xù)緩慢的過(guò)程，這樣徐變效應(yīng)將表現(xiàn)得更好，降低該兩應(yīng) 力的效果也就更大，尤其對(duì)混凝土收縮應(yīng)力在設(shè)計(jì)中應(yīng)予考慮。影響混凝土徐變的因素很復(fù)雜，如組成混凝土成分的性質(zhì)、數(shù)量及質(zhì)量，結(jié)構(gòu)物的加載期齡及所處的氣候條件等?？紤]到結(jié)構(gòu)物施工及工作條件不同，加之我國(guó)幅員廣大，氣候條件相差懸殊，本規(guī)范規(guī)定按實(shí)際資料計(jì)算。在缺乏具體資料時(shí)也可根據(jù)結(jié)構(gòu)物一般的施工、工作及所處的氣候條件，偏于安全地給出計(jì)算該兩應(yīng)力時(shí)的折 20 減參考值，作為近似計(jì)算。 據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)有些拱橋按彈性體計(jì)算得的溫度應(yīng)力超過(guò)圬工的容許應(yīng)力，或根本不計(jì)溫度應(yīng)力并未出現(xiàn)裂縫，故有些鐵路、公路的石拱及混凝土拱溫度應(yīng)力折減 一半計(jì)算，有的混凝土收縮應(yīng)力折減為 1／ 3計(jì)算。 國(guó)外有些研究結(jié)果認(rèn)為 25m以?xún)?nèi)的拱橋可不計(jì)溫度應(yīng)力，有些認(rèn)為拱對(duì)溫度的抗力等于按彈性體計(jì)算時(shí)抗力的 3～ 。至少可按混凝土受壓彈性模量的 。 影響溫度及收縮應(yīng)力的一個(gè)重要因素是徐變特征值 ? k，前蘇聯(lián)橋規(guī)（ CH200— 62）： ? k =η 0ξ 1ξ 2ξ 3ξ 4E0（說(shuō)明 4。 — 1） 式中 E0—— 混凝土彈性模量； η 0—— 徐變的基數(shù)，取決于水泥標(biāo)號(hào)及加載 齡期； ξ 1ξ 2ξ 3ξ 4——— 系數(shù)，取決于水灰比及水泥膠的含量、結(jié)構(gòu)物最小截面尺寸及空氣的相對(duì)濕度。 按我國(guó)具體情況可取 C25 混凝土，加載齡期 28d，水灰比 ，水泥膠含量 20%，截面尺寸60cm，大氣相對(duì)濕度 70%。 按以往規(guī)范，當(dāng)水泥標(biāo)號(hào)大于等于 500號(hào)時(shí) ? k = 106 105= 水泥標(biāo)號(hào)小于 500號(hào)時(shí) ? k = 106 105= 如水灰比 ，大氣相對(duì)濕度 50％，水泥標(biāo)號(hào)大于等于 500號(hào)時(shí) ? k = 106 105= 水泥標(biāo)號(hào)小于 500號(hào)時(shí) ? k = 106 105= 1964年國(guó)際鋼筋混凝土實(shí)踐法規(guī) ? k =? 0 ? fβ fξ 式中 ? 0—— 取決于空氣濕度的徐變特征值； ? fβ fξ —— 取決于結(jié)構(gòu)尺寸、水灰比、水泥用量及加載齡期的系數(shù)。 條件同上，當(dāng)水灰比為 ，大氣濕度 70％，水泥用量按 300kg／ m3計(jì)： ? k = = 如水灰比 ，大氣濕度 50%，則 ? k = = ? k變化幅度在 1～ ，曾以 ? k = k0值： k0=k ke????1 （說(shuō)明 ） k0= 采用 21 計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)采用老化后的徐變特征值 ? min，一般甲 ? min≥ ? k，如 ? min= 2=，按上面所列式（ ） 算得 k0=，考慮到現(xiàn) ? min是偏低的，故采用 k0=。 《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ02285）第 。 ，拱頂至軌底填料的厚度不應(yīng)小于 ，主要是減小活載對(duì)拱頂?shù)臎_擊，一般構(gòu)造： 軌枕厚 16cm 道碴厚 45cm 墊層、防水層、保護(hù)層 lOcm 合計(jì) 71≈ 70cm 道碴厚度不宜過(guò)大，否則將增加線路養(yǎng)護(hù)中清篩道碴的困難。 （如貧混凝土、漿砌片石等）填筑，此時(shí)拱上側(cè)墻可視為外承重墻。當(dāng)側(cè)墻高度為 lOm時(shí)，其底面由于自重所產(chǎn)生的壓應(yīng)力不過(guò) 220～ 270kPa，因此限制側(cè)墻高的惟一條件為高厚比 。對(duì)外承重墻及隔墻，當(dāng)其厚度為 30cm，且用 M5水泥砂漿砌筑時(shí)，其高厚比之極限值不應(yīng)超過(guò) 25。墻厚 lm，應(yīng)采用折減系數(shù) ，側(cè)墻之極限高厚比應(yīng)為 25=20。由于側(cè)墻頂部一般將承受人行道的豎向荷載，還可能因填料坍落而產(chǎn)生橫向水平壓力以及橫向風(fēng)壓力等，應(yīng)采取安全系數(shù) 2，故高厚比不應(yīng)大于 10，亦即側(cè)墻全高厚度采用頂部最小厚度 1m的情況下，其高度不能超過(guò) 10m。 ，應(yīng)該堅(jiān)固密實(shí)，給防水層提供牢固的墊層，使之不致破碎，從而保持良好的排水防水性能；再者能使防水層以上的荷載均勻地傳至拱 圈。故防水層以下的填料必須采用混凝土或漿砌片石。混凝土及砂漿可采用較低強(qiáng)度等級(jí)的，以節(jié)約水泥。 拱頂附近的防水層最好直接鋪設(shè)在拱圈上，其間抹一層水泥砂漿，厚度不宜過(guò)大，只要能使拱圈背平整光滑即可。 、冰凍，增加耐久性及結(jié)構(gòu)物的美觀起見(jiàn)，石砌拱橋的拱圈側(cè)面及拱上結(jié)構(gòu)側(cè)面一般均應(yīng)鑲面。 ≥ 20cm，長(zhǎng)度≥ 2 倍高度，最小寬度≥ 30+10=40cm，此均為拱橋所用石料之最小尺寸。飛檐石承托于側(cè)墻部分之長(zhǎng)度，不得小于懸出長(zhǎng)度的 ，系考慮當(dāng)砂漿砌縫面一旦發(fā)生裂紋時(shí)，飛檐石本 身仍能維持其穩(wěn)定性，不致自行墜落造成事故。 突出部分不小于 10cm，系習(xí)用數(shù)值，可使飛檐結(jié)構(gòu)線條分明美觀，并使飛檐石頂面以上之雨水不致順側(cè)墻面下流。 ，是為了限制其截面受拉區(qū)不致因產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力而開(kāi)裂，即使開(kāi)裂，也不致使裂縫過(guò)寬，以保證結(jié)構(gòu)物使用上有較好的耐久性和穩(wěn)定性。 1959年《橋規(guī)》規(guī)定，橋梁實(shí)體墩臺(tái)計(jì)算主力加附加力時(shí)，圬工截面合力偏心距 e ≤ ，1975年《橋規(guī)》放寬至 e ≤ ，其原因有： （ 1）混凝土和砌體結(jié)構(gòu)屬?gòu)椝苄圆牧希诟邞?yīng)力階段實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)比按彈性階段所計(jì)算的數(shù)值要低得多。我國(guó)其他建筑工程規(guī)范的容許偏心距都定得較大 e ≤ （不計(jì)風(fēng)力）或 e ≤ （計(jì)風(fēng)力）（ GBJ3— 73）；公路交通部門(mén)的橋梁規(guī)范規(guī)定附加力組合及計(jì)算施工荷載時(shí) e ≤ ～。對(duì)照這些規(guī)范， 1959年《橋規(guī)》規(guī)定的容許偏心距是比較嚴(yán)格的，具有 放寬的余地。 （ 2）按本規(guī)范規(guī)定的容許偏心值，在截面開(kāi)裂后墩臺(tái)開(kāi)裂截面以上部分仍具有足夠的傾覆穩(wěn)定性。當(dāng) e ≤ ，其傾覆穩(wěn)定安全系數(shù) K≥ ； e ≤ ， K≥ ； e ≤ ， K≥ 。 （ 3）既有線上的實(shí)體墩臺(tái)，雖截面偏心已超過(guò) ，但仍安全無(wú)恙，這給放寬截面容許偏 22 心值提供了一定的根據(jù)。第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院于 1966 年調(diào)查了沈山、錦承、津浦、沈丹及溪田五 條線路（這些鐵路已運(yùn)行 30～ 60年）的橋梁墩臺(tái)截面偏心情況，并選取 384座墩臺(tái)作典型分析，按現(xiàn)行活載檢算，其截面偏心大多已超過(guò) ，一般在 ，少數(shù)可達(dá) ～ 。在這些截面較小的墩臺(tái)中， 64%是完好的，其余 36%雖曾作局部加固，可其加固原因并不是由于截面過(guò)小而造成的。北京鐵路局 1972年也曾在京包、宣龐、錦承、京山、京廣各線選取 22個(gè)典型墩臺(tái)作過(guò)分析，統(tǒng)計(jì)了其中偏心超過(guò) 17個(gè)，超過(guò) 12個(gè)。這些墩臺(tái)表面雖有不同程度的裂紋，但由于有足夠的整體性，故仍在正常使用。 （ 4） 1966 年以來(lái)，我國(guó)有些新線橋梁的實(shí)體墩臺(tái)已按 e ≤ 或 設(shè)計(jì)， 1972 年曾在一些試驗(yàn)橋上進(jìn)行過(guò)制動(dòng)力試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象。 從以上分析來(lái)看，將主力加附加力的容許偏心值改為 是可行的。至于圓形截面的容許偏心值，仍采用 ，其理由是： （ 1）根據(jù) 1975年鐵道部第四勘測(cè)設(shè)計(jì)院圓形橋墩的設(shè)計(jì)，按 =，有時(shí)墩身截面拉應(yīng)力高達(dá) ～ ，比其他類(lèi)型橋墩要大得多；若改按 e = 設(shè)計(jì)，則墩身截面拉應(yīng)力可降至 ～ ，這就和目前設(shè)計(jì)的其他類(lèi)型橋墩的截面拉應(yīng)力相接近。 （ 2）圓墩一般用于橋位與水流斜交，水流不穩(wěn)定的地方，橫向往往有意外碰撞的危害。而這種危害一般又難于在設(shè)計(jì)中恰當(dāng)考慮。其他類(lèi)型橋墩截面橫橋方向的尺寸總是大于順橋方向的尺寸，在構(gòu)造上橫橋方向的尺寸都有一定的安全儲(chǔ)備，而圓墩截面橫橋方向尺寸與順橋方向相同。 （ 3）鐵道部（ 75）鐵基字 953號(hào)文批準(zhǔn)圓形橋墩（肆橋 4018標(biāo)準(zhǔn)圖）的截面偏心按 e =設(shè)計(jì)。 （ 4）計(jì)算墩臺(tái) 身法向合力偏心距時(shí)應(yīng)該考慮墩臺(tái)身由于彈性彎曲引起檢算截面上彎矩增大的影響（即考慮彎矩增大系數(shù)），但因?yàn)橛幸环N意見(jiàn)認(rèn)為過(guò)去的設(shè)計(jì)雖未考慮該項(xiàng)影響，也沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，另外，過(guò)去的設(shè)計(jì)往往受偏心距控制，如果考慮該項(xiàng)影響則可能難以滿(mǎn)足規(guī)范中有關(guān)偏心距的規(guī)定。因此，本規(guī)范對(duì)檢算偏心距時(shí)是否考慮該項(xiàng)影響未作規(guī)定，將由設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體情況考慮；對(duì)于新的設(shè)計(jì)以考慮該項(xiàng)影響為好。 本規(guī)范增加了“主力 +汽車(chē)撞擊力”和“主力 +長(zhǎng)鋼軌斷軌力”荷載組合下的偏心距 e 的規(guī)定。其中將本條的“主力 +施工荷載”、“主力 +船只或排筏撞擊力”、“主力 +汽車(chē)撞擊力”、“主力 +長(zhǎng)鋼軌斷軌力”合并為“主力 +特殊荷載”，所采用的偏心距 e 取值為 。 1975 年《橋規(guī)》第 2— 257條和第 2— 258條對(duì)混凝土和砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度檢算和穩(wěn)定性驗(yàn)算所作的規(guī)定存在一些問(wèn)題，另外，檢算穩(wěn)定性時(shí)采取折減容許壓應(yīng)力的辦法，不但概念不明確，而且無(wú)法考慮構(gòu)件變截面的影響，因此，在《鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）修訂過(guò)程中，已經(jīng)根據(jù)使用中反應(yīng)的意見(jiàn) 對(duì)原條文作了修改，本次修訂時(shí)，僅從提高墩臺(tái)耐久性的角度出發(fā)，刪除了有關(guān)砌體墩臺(tái)的相關(guān)規(guī)定。 構(gòu)件的“強(qiáng)度”和“穩(wěn)定性”是兩個(gè)不同的概念。設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定性檢算是為了避免構(gòu)件在軸向荷載作用下因整體發(fā)生屈曲而喪失穩(wěn)定?；炷恋姆€(wěn)定性檢算是比較復(fù)雜的，因?yàn)檫@類(lèi)材料的力學(xué)性能特殊，加上橋梁墩臺(tái)多為變截面構(gòu)件，且構(gòu)件頂面承受集中側(cè)向（水平）荷載，構(gòu)件身承受分布側(cè)向（水平）荷載，再加目前又缺乏試驗(yàn)資料，所以在修改中只能期望把條文修訂得比 1975 年《橋規(guī)》稍合理一些，至于想要得到圓滿(mǎn)的解決，還有待今后進(jìn)行大量試