3×22m弯桥钢筋混凝土连续箱梁按新、老规范抗剪计算比较

张建军

（天津市市政工程设计研究院，天津市300051）

0 前言

2004年发布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）以下简称新规范，与1985年发布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 023-85）以下简称老规范相比，受弯构件斜截面抗剪承载力的验算有一些变化，总体来说包括以下方面：增加连续梁和悬臂梁的验算公式；将老规范预应力混凝土简支梁的两项和（混凝土和箍筋分别抗剪）公式，改为与钢筋混凝土简支梁相同的两项积（混凝土和箍筋共同抗剪）公式；抗剪表达式中的一些参数也有变化；另外增加了受扭构件的剪扭、剪弯扭计算。

1 受弯构件斜截面抗剪计算新、老规范的区别

（1）连续梁斜截面抗剪验算

对于连续梁边支点梁段，新规范认为其混凝土和箍筋共同抗剪的性质与简支梁相同，其计算按简支梁的规定计算；对中支点梁段，则需考虑异号弯矩的影响，抗剪承载力有所降低，在新规范里这部分计算的影响是通过α1(中支点处取0.9，边支点取1.0)来体现的，而在老规范里是没有的。

（2）计算公式和计算参数的区别

为简便起见，以下只列出新、老规范的计算公式，具体计算参数的取值及含义详见各规范。

a.新规范受弯构件斜截面抗剪承载力计算公式

b.老规范受弯构件斜截面抗剪承载力计算公式

从以上新、老规范的计算公式可以发现新规范在计算上增加了3个影响系数，而且一些常数项的数值也有所变化，这样可以更为灵活、科学的计算抗剪承载力。

（3）新规范和老规范在靠近支点处剪力设计值的分配上有所不同，老规范要求该处剪力设计值的40%由弯起钢筋来承担，剩余的60%由箍筋和混凝土来承担；而新规范则要求箍筋和混凝土承担的剪力设计值不小于60%，亦即不再硬性要求弯起钢筋承担的剪力比例。

（4）新规范考虑了预加应力对抗剪承载力的影响，认为预加应力可以提高梁的抗剪承载力，在新规范里这部分计算的影响是通过α2来体现的，而在老规范里则没有考虑预加应力对计算的影响。

2 通过实例对新、老规范斜截面抗剪承载力验算比较

以石家庄市石环公路石太高速互通式立交中的3×22m钢筋混凝土连续箱梁计算为例，来说明其计算的不同。

3×22 m钢筋混凝土连续箱梁，采用单箱单室截面，C30混凝土，梁高1.4m，桥梁宽度8.25m，腹板渐变段长度2.5 m。采用桥梁博士进行纵向总体计算并得出内力，作为抗剪验算的依据。跨中截面见图1，支点截面见图2。

计算位置分别取距离支点h/2处和腹板厚度变化处截面，剪力设计值分别为3 787 kN、1 803 kN。

腹板箍筋布置见图3。

（1）腹板厚度变化处截面，用新、老规范对斜截面抗剪承载力验算进行比较，以下用列表的形式分别把计算参数和结果表示出来（见表1、表2）。

表1 腹板厚度处截面新规范抗剪计算表

表2 腹板厚度处截面老规范抗剪计算表

（2）距离支点h/2处截面，用新、老规范对斜截面抗剪承载力验算进行比较，以下用列表的形式分别把计算参数和结果表示出来（见表3、表 4）。

（3）体会

以上两组表格是采用自编程序分别按新、老规范进行计算的结果，并且与桥梁博士和手算的结果做过对比，结果基本吻合。通过以上2组表格的对比，有以下几点体会：

a.发现新规范箍筋和混凝土共同承担的剪力承载力、弯起钢筋承担的剪力承载力与老规范相比均偏大一些，但相差不是很多。尽管新规范的材料强度设计值要比老规范保守许多，但由于新规范对不同部位的剪力承载力采用不同的计算影响系数，计算比较科学和切合实际。

b.在腹板厚度变化处截面，按老规范计算，弯起钢筋的配筋量是不能满足的，需要增加弯起钢筋的数量才能满足规范要求；而按照新规范来计算，由于没有弯起钢筋承担剪力比例的硬性规定，箍筋和混凝土承担的比例多一点，所以同样的配筋按新规范计算则可以通过而老规范则通不过。

c.同样是腹板厚度变化处截面，通过新、老规范的计算都可以发现，如果在此处箍筋的间距变为200 mm的话，斜截面的抗剪承载力安全度很低（基本为1）。在此处由于腹板厚度(b)减小、箍筋肢数(Asv)减少、箍筋间距(Sv)增大，由抗剪承载力验算公式可以看出，这三个因素对抗剪承载力都有很大的影响。在以往的设计中，很多设计者在此处都是采用200 mm间距的箍筋，个人认为上述三个因素如果同时发生变化的话，对箱梁的抗剪承载力来说是很大的一个突变，对结构比较不利，建议在此处的箍筋间距应维持100 mm延续1.5～2m。

d.由于本联箱梁半径为60m，构件受扭，所以在设计的时候按剪扭进行了计算，按弯剪计算的承载力大于按弯剪扭计算的承载力，所以在施工图中，该箱梁的箍筋采取全梁间距100 mm布置。在这里提醒设计者在今后的设计中如果是弯桥的话，一定要注意按弯剪扭验算其抗剪承载力，箍筋尽量采用全梁100mm间距布置。

表3 距离支点h/2处截面新规范抗剪计算表

表4 距离支点h/2处截面老规范抗剪计算表

3 桥梁博士抗剪模块的应用

桥梁博士自升级为3.0版本以来，增加了很多功能，这里针对抗剪模块在实际应用中容易出错的几个地方进行介绍，并把计算结果和以上所计算的结果进行对比。

（1）总参：在总体参数界面里一定记得输入“计算斜裂缝位置（下缘）”这栏内容，否则无法计算，在该例中采用“相对坐标”输入方式，所计算位置即为腹板厚度变化处截面，其他输入见图4。

（2）弯起钢筋的输入，见图5。

（3）alfa1的输入：为新规范中的α1，两x坐标间α1数值按直线内插，这一项一定要输入，否则无法完成计算，其输入见图6。

（4）计算结果见图7。通过以下计算结果与上述按新规范自编程序计算结果的对比，可以看出两者弯起钢筋抗剪承载力(均为583 kN)验算完全吻合；至于箍筋与混凝土的抗剪承载力(自编程序为1 996 kN，桥梁博士计算为1 851 kN)有所区别，是因为桥梁博士在计算时，α1是按直线内插计算的，和我们所取的α1＝1不同，这样造成了结果有一点差异，如果把桥梁博士计算所用α1值输入自编程序计算的话，结果基本一致。

4 结语

总之受弯构件、受扭构件的斜截面抗剪承载力计算是非常重要的，而且新、老规范在计算上是有所区别的，尤其是在弯起钢筋抗剪承载力的计算及腹板厚度变化处箍筋间距的布置上。以上是使用新规范的一点体会，供大家参考。