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1、附录C 桥梁承载力检算书那兵桥承载力验算1 桥梁概况那兵桥根据那兵桥的报告修改一下桥梁概况于1982年竣工，主孔为216.0m普通混凝土简支形梁，支座采用橡胶支座，桥梁立面和平面如图1-1和1-2图1-2所示，桥梁横断面布置见图1-3，单片梁具体尺寸及钢筋布置见图1-4。主要相关设计技术标准为：（1）设计荷载为：汽15；（2）桥面净宽：净7+20. 5米护栏（按2车道计算）； （3）上构：全桥共2跨，每跨均为16.0m矩形板。由于那兵桥技术资料保存不完全，因此理论计算时部分参数取自现场勘察和检测的结果。图1-1 桥梁立面示意图上图中标注及部分字体太小看不清楚 （单位：cm）图1-2 桥梁平面示
2、意标注太小图 （单位：cm）图1-3 桥梁横断面布置示意标注太小图（单位：cm）图1-4 断面尺寸及钢筋布置示标注太小意图（单位：cm）2 计算规范本桥承载力采用新旧规范进行检算，新规范采用公路级荷载标准，老规范采用汽-15荷载标准，所用的规范具体有主要参照规范如下： 公路桥涵设计通用规范JTJ 021-89 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）1988 公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）2003年4月3 验算方法及相关
3、参数取值3.1 验算方法该桥为16.0m混凝土简支梁桥，跨中最大正弯矩是设计考虑的首选要素，同时适当考虑支座最大剪力。结构横向由5片形梁组成，其活载计算时跨中弯矩按绞接板铰接板梁法计算受力最不利的一块板的效应，支座剪力则按照杠杆法计算，当结构（构件）在恒载和活载作用下的组合效应（弯矩和剪力）小于结构（构件）本身相应的抗力时，验算通过，反之，验算则通不过。3.2 现场测试结果表3-1列出了现场回弹及碳化深度等测试结果，考虑到建桥年代，综合现场测得数据，那兵桥按C40（新规范）计算。表3-1 现场回弹测试结果构件名称平均值（MPa）标准差（MPa）平均碳化深度（mm）强度推定值（MPa）推定混凝土
4、强度等级1#跨4#I梁左侧面53.04.341.046.0C461#墩墩身那兵23.73.153.018.5C181#墩帽梁那兵51.02.431.047.0C47台帽不符合布区要求，无法进行回弹检测3.3 验算参数的取值结构尺寸参数、钢筋参数、混凝土参数及恒载活载参数取值分别见表3-25。当采用旧规范进行相应的加载和理论值计算时，钢筋抗拉设计强度也应用旧规范的强度，由JTJ 023-85规范可知级钢筋的抗拉设计强度为240MPa，级钢筋的抗拉设计强度为340MPa。表3-2 单片I梁结构尺寸参数取值计算跨径/m梁宽/m梁高/m15.201.621.05表3-3 钢筋相关参数取值新规范钢筋相关
5、参数取值纵向钢筋种类钢筋数量钢筋直径/单根钢筋面积/纵向钢筋总面积/拉设计强度/弹性模量/18254.910-43.9210-32802.026121.110-46.7910-42802.034141.510-46.1610-42802.0箍筋支座附近箍筋间距/跨中附近箍筋间距/箍筋直径/单根箍筋面积/抗拉设计强度/弹性模量/20020085.0/1952.1表3-4 混凝土相关参数取值规范混凝土标号抗压设计强度/抗拉设计强度/混凝土标号/弹性模量/04C4018.41.65403.2585C4023.02.15403.3表3-5 恒载活载等参数取值桥梁安全等级结构重要系数车道数荷载等级桥面混
6、凝土铺装厚度/cm混凝土铺装容重/kN/m3II级1.02车道公路级925II级1.02车道汽15挂809253.4 桥梁冲击系数和活载横向分布计算3.4.1 冲击系数JTJ 021-89规范规定冲击系数取值方法为：当桥的跨径小于或等于5米时，冲击系数取0.3；当桥跨径大于或等于45米时，冲击系数为0，当跨径在5到45米之间时，线性插值得到冲击系数。按JTG D60-04新规范计算冲击系数时，不考虑混凝土铺装层及防撞墙刚度与质量的贡献，利用GQJS软件进行有限元计算得到的结构振动基频和冲击系数见表3-6。表3-6 那兵桥冲击系数规范跨径结构基频f1/Hz冲击系数0415.207.5820.34
7、28915.20/0.2243.4.2 横向分布系数由于现场检查发现那兵桥桥面板底面出现较多纵向与横向裂缝，且不少裂缝缝宽大于0.20mm，因此该桥活载跨中弯矩横向分布系数按照铰接板梁法计算，支座剪力横向分布系数则按照杠杆法计算，计算时不考虑桥面混凝土铺装层的影响，参数取值见表3-7，各片梁跨中截面弯矩和支座剪力横向分布系数如表3-8和3-9。表3-7 单片梁计算参数表截面特性截面位置抗弯惯性矩（m4）抗扭惯性矩（m4）面积（m2）边梁截面0.04760.00750.4816中梁截面0.04730.00710.4679表3-8 活载跨中弯矩横向分布系数板编号1#板2#板3#板4#板5#板汽车0
8、.4290.4890.4880.4890.429挂车0.2350.3440.3420.3440.235表3-9 活载支座剪力横向分布系数板编号1#板2#板3#板4#板5#板汽车0.3440.5000.5950.5000.344挂车0.0940.4220.4680.4220.0944 承载力验算4.1 荷载组合 承载能力极限状态验算新规范：根据规范JTG D60-2004第4.1.6条规定，公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，采用两种作用效应组合：基本组合和偶然组合。根据本桥实际情况仅考虑以下基本组合：基本组合：1.2恒载+1.4汽车老规范：根据规范JTJ 02385规定，公路桥涵结构按承载能
9、力极限状态设计时，采用两种作用效应组合：基本组合和偶然组合。根据本桥实际情况仅考虑以下基本组合：基本组合：1.2恒载+1.4汽车 正常使用极限状态验算根据规范JTG D60-2004规定，公路桥涵结构按正常极限状态设计时，采用两种作用效应组合：作用效应短期组合和作用效应长期偶然组合。根据本桥实际情况仅考虑以下效应组合：长期效应组合1：恒载+0.4汽车短期效应组合2：恒载+0.7汽车此桥汽车荷载按公路级和汽-15级两种汽车荷载进行检算。4.2 内力计算结果采用桥梁专用有限元计算软件GQJS进行计算，考虑自重、二期恒载、汽车荷载（含冲击系数）、挂车荷载等，按照公桥规JTG D60-2004进行荷载
10、组合后的内力最大值包络图分别见图4-14，内力极值如表4-1。图4-1 弯矩最大值包络图（设计荷载作用下承载能力极限状态）图4-2 剪力最大值包络图（设计荷载作用下承载能力极限状态）图4-3 正常使用状态下弯矩值（短期效应组合）图4-4 正常使用状态下弯矩值（长期效应组合）表4-1 内力计算结果设计荷载项目承载能力极限状态正常使用极限状态长期效应组合正常使用极限状态短期效应组合公路级弯矩/ kNm1336626751剪力/ kN433汽15弯矩/ kNm942700596剪力/ kN3014.3 承载能力极限状态计算4.3.1 正截面抗弯承载力JTG D622004新规范：中性轴高度（相对于梁
11、/板的上缘）：表4-2分别给出了受拉受压钢筋合力点至上缘距离：表4-2 受拉受压钢筋合力点至上缘距离h0计算表受拉钢筋合力点至上缘距离h0（m）普通钢筋编号受拉钢筋强度fsd（MPa）钢筋面积Asi（m2）合力大小Fsi（N）距离上缘轴距离dsi（m）弯矩大小Msi（kNm）12800.0039310995570.977107522800.00068190003 0.630 12032800.00062172411 0.310 53受拉钢筋合力Fp（N）1.46E+06受拉钢筋产生的总弯矩大小Mp（Nm）1.25E+06受拉钢筋合力点到上缘距离h0（m）0.854按照新规范JTG D62-20
12、04计算的正截面承载力如下：JTJ 02385老规范：中性轴高度（相对于梁/板的上缘）：注：混凝土安全系数，采用1.25；钢筋安全系数，采用1.25；其余符号意义参见规范JTJ 02385。4.3.2 斜截面抗剪承载力本桥需验算距支座中心处截面的抗剪承载力。按照新规范JTG D62-2004的规定计算出斜截面投影至水平面的C=0.869m，在这个斜截面上有10根共20肢8箍筋。混凝土和箍筋抗剪承载力：普通弯起钢筋抗剪承载力：弯起预应力钢筋抗剪承载力：老规范JTJ 02385的规定计算出斜截面投影至水平面的C=0.896m，在这个斜截面上有10根共20肢8箍筋。混凝土和箍筋抗剪承载力：弯起钢筋抗
13、剪承载力：表4-3 距离支座中心处截面的抗剪承载力规范混凝土和箍筋抗剪承载力/kN预应力弯起钢筋抗剪承载力/kN普通弯起钢筋抗剪承载力/kN截面抗剪承载力/kN045020050285425004264.4 正常使用极限状态计算4.4.1 裂缝宽度计算JTG D622004新规范： （mm）JTJ 02385旧规范： （mm）式中各参数取值及裂缝宽度计算结果见表4-4。表4-4 裂缝宽度计算结果规范/MPa/MPa/mm/mm041.01.421.0219.66200000251.571%0.19851.01.431.0204.62200000251.571%0.174.4.2 结构挠度计算利用GQJS软件计算得到的该桥在正常使用极限状态下(对C40凝土已经考虑荷载长期效应的影响，并且扣除自重引起的长期挠度)的挠度见表4-8，小于其计算跨径的1/600，即挠度极限值/600=1520/600 =25.33mm，符合规定。4.5 桥梁承载力检算4.5.1 旧桥检算系数及其它折减系数的
