英国规范bs5400-1990中文毕业翻译

钢—

第4篇：混凝土桥设计实用规则

53—57

式中：

P0---力筋在千斤顶端的预应力；

e---自然对数的底（2.718）；

K---一个常数，取决于所使用的管道型式或所用套管的类型，内壁的特性、制作方法及浇注混凝土时振动的程度。

等式31所使用的每一米长度的K值，一般取值为不小于33?10-4，但是，使用紧密刚劲套管式孔道形式器时，由于在浇注混凝土的过程中不会发生位移，K值也可以取17?10-4。如果经论证工程师同意后，也可以采用其他数值。

6.7.3.4 由于力筋的曲率引起的摩擦力。当力筋为曲线时，由摩擦而引起的拉力损失取决于弯转的角度，以及力筋与它的支撑物之间的摩擦系数μ。

沿曲线、距切点距离为x处，其预应力P x，可由下式计算：

P x=P0e-μx/r

ps

式中：P0---力筋在靠近张拉端切点处的预应力； r ps---曲率半径。

当μx/r

ps ≤0.2时，e-

μx/r

ps，可作为1- e-

μx/r

ps取值。

当（Kx+μx/r

ps）≤0.2时，e

-（Kx+μx/rps）

可作为1-（Kx+μ

x/r

ps）取值。

μ值取作：

钢筋在混凝土上移动 0.55；

钢筋在刚上移动 0.30；

钢筋在铅上移动 0.25。

采用特别措施以及有结论可利用时，可纠正上述μ值。例如，已测得涂上二硫化

钼的劲性钢隔板与钢绞线之间的μ值为0.10。这样的修正值是被相关桥梁规范所允许的。

6.7.3.5 圆形构造的摩擦力。当环向力筋用千斤顶张拉时，摩擦力引起的损失可以用6.7.3.4的式子计算，但μ值可取为：

钢筋在光滑的混凝土上移动 0.45；

钢筋在固定于混凝土的钢支撑上移动 0.25

钢筋在钢滚轴上移动 0.10

6.7.3.6 润滑剂。可以规定使用润滑剂来方便力筋在孔道中的移动，μ值可以低于6.7.3.4和6.7.3.5节所列之值，但必须通过实验和相关桥梁理论来确定，还必须满足第7部分的要求。

6.7.4 先张法构件的传力长度。传力长度定义为传递一根力筋的初始预应力到混凝土所需的构件长度。传递长度取决于一系列的因素，最重要的有：

a）混凝土的密实程度；

b）混凝土的强度；

c）力筋的尺寸和型号；

d）力筋的变形（如压波等）；

e）力筋的应力；

f）力筋的表面状况。

靠近顶部的一个单元的力筋传递长度比放在底部的同样力筋要大得多。力筋的突然放松也许会造成传力长度的大大增加。

当初始预应力不超过力筋强度75%的和混凝土强度不小于30N/mm2时，传力长度l t，可按下式取：

l t=k tΦ/fci

式中：f ci---初期传力时混凝土强度（N/mm2）；

l t---传力长度（mm）；

Φ---力筋的公称直径（mm）；

k t---一个取决于力筋类型的系数，取值为：

光圆，锯齿和波纹钢筋波（月牙）纹”的高度不超过0.159Φ时，

取600；

波纹钢筋波（月牙）纹”的高度超过0.159Φ时，取400；

钢绞线由七根标准优质的钢丝捻成时，取240；

钢绞线由七根拉伸或紧实在一起的钢丝捻成时，取360。

应力在节段末尾”到“最大应力点”间应假设为在传力长度上成线性发展。如果靠近末尾节段用套管或者纸带来阻止混凝土与力筋粘结，力筋的传力长度应从防粘连结束处开始。

6.7.5 端块。端块（也被称为锚碇或结束区）被定义为高强度混凝土部分，并围绕在先张或者后张预应力筋。它从预应力筋的应用处开始扩展（即先张法的力筋施工或锚的后张法施工粘连处末尾）到假定在整垮过程中应力呈线性分布的那部分构件处结束。

在评价端块的强度时，一下几个设计方面应当考虑：

a）个体锚具周围的劈裂力；

b）端块的总体平衡；

c）锚具周围混凝土的剥落；

在考虑这些方面时尤其要注意一下几种因素：

1）与穿过端块部分相关的锚具的形状、直径和位置；

2）施加预应力的大小及顺序；

3）与构件一般形状相关的端块的形状；

4）锚具的布置包括不对称部分的影响和边缘距离；

5）支撑反力的影响；

6）由于弯曲或分支钢筋所产生的力。

以上建议适用于环形、正方形或者矩形锚具，对称的位于正方形或者矩形的后张法构件的末端；该建议也可以用于指导其它方面。

位于端块末端或者粘结后张法构件末端区域的劈裂拉力应用千斤顶来核对。对于临时未粘结构件，应以千斤顶来核对或者在力筋极限承载力内，用6.1.4.3节计算，取较大值。

一个独立的正方形端块，承受对称配置的正方形锚具或承压板的荷载，其劈裂拉力F bst，也可以从表30中得到。

式中：

y0端块边长的一半；

y po 受荷面积边长的一半；

P k 根据上述确定的力筋荷载；

F bst劈裂拉力。

表30-----端块设计劈裂拉力

力F bst，分布于端块从荷载面边算起为0.2 y0到2 y0的范围内。用于承受劈裂拉力而配置的钢筋可以假设达到设计强度（0.87f y），但是当钢筋的混凝土保护层厚度小于50毫米时，应限制到相当于应变为0.001。

矩形端块两个方向的劈裂拉力按表30的公式进行核算。

使用圆形的锚具承压板时，应得出相等的正方形面积的边长。

当锚头或承压板成组出现时，端块应分解成为一系列对称的受荷棱柱体。而对每一个棱柱体用上述方法进行计算。在细节设计中，端块应作为一个整体进行配筋，并且要保证将成组的锚具适合的绑在一起。

对于具有与梁的一般横截面形状不同的横截面的端块，要特别注意参照专门的文献。

符合上面条件一般就可以保证对沿荷载轴线的劈裂拉力有了准备。另一些设计方法，在一些情况下，特别是在高度力筋集中情况下，使用较高一些的F bst/P k 比值并允许其作为混凝土抗拉强度也许更为合适些。

还应考虑锚头或承压板由于荷载大偏心而在端块发生的剥落拉应力，这种剥落拉应力应在受荷面达到最大值。

6.8 影响细部设计的考虑

6.8.1 总则。6.8.2和6.8.6节所提出的因素，用来补充5.8节中所提到的钢筋混凝土。

6.8.2 力筋的保护层

6.8.2.1总则。预应力筋的保护层一般由其持久性的因素控制。

6.8.2.2 先张法力筋。可以采用5.8.2节中有关混凝土保护层的建议。单根先张预应力钢筋的端头，一般不需要保护层，但最好把它切成与混凝土构件的端面向平齐。

6.8.2.3 孔道中的力筋。任何孔道的保护层厚度不应少于50毫米。应当采取措施保证混凝土保护层的密实。特别是较大或较宽的管道。

孔道曲线力筋保护层的建议，列在附录D。

6.8.3 预应力筋的间距。

6.8.3.1 总则。在所有预应力构件中，力筋间或者力筋束间必须有充分的间隙，以致最大尺寸的骨料在振捣时可以移动到模型的各处。

6.8.3.2先张法力筋。可以采用5.8.8.1节中所建议的钢筋间距。先张构件是利用粘结来获得锚固的，构件端部钢丝或钢绞线的间就应能满足6.

7.4节所允许的传力长度。此外，如果力筋被分作两组或者更多组，且距离较远，则应考虑构件纵向劈裂的可能性。

6.8.3.3有孔道的力筋。孔道间或孔道与其他力筋之间的净距，不应小于下列各值中的最大者：

a）h agg+5mm，这个h agg是粗骨料的最大尺寸；

b）在垂直方向：依据孔道内部竖向尺寸取值；

c）在水平方向：孔道内部水平向尺寸；在使用振捣器的情况下，应留有足够的间隙以便插入振捣器。

使用两排或更多排的孔道时，只要可能，孔道间的水平间隔应在竖向位于一条直线上，以便于施工。

有关孔道的曲线力筋间距的建议，见附录D。

6.8.4 预应力混凝土梁的纵向钢筋。预应力混凝土构件中，可以使用普通钢筋，或用来增加截面强度，或者为了符合6.3.4.4节的要求。

这些钢筋的任何应力或者强度计算，仍应参照6.3.2.2和6.3.3.1节进行。

施加预应力之前，为控制混凝土构件因纵向收缩受模板的约束而产生的开裂，使用钢筋是必要的，特别是采用后张法时体系时。

6.8.5 预应力混凝土梁的箍筋。矩形梁及带翼缘梁腹板中的箍筋的数量及安放位置，一般是有剪力来控制（参见6.3.4）。

后张法混凝土构件端部抵抗劈裂拉力的箍筋，应按6.7.5节提供的要求布置。先张混凝土构件传力长度内的箍筋设置，应符合6.3.4节的要求并使用6.7.4节中所给的信息。

6.8.6 冲击荷载。当预应力混凝土梁抵抗冲击荷载时，它应闭合箍筋，最好使用强度等级为250的纵向钢筋。也可以使用其他经证明能够使梁达到所要求的延展性的设计方法和细节。

6.8.7 挠曲力筋

6.8.

7.1 先张法力筋。对于单根附在偏转器上的力筋，应使其直径不小于5倍钢筋束直径或10倍钢绞线直径。并且平偏转角不超过15o。

6.8.

7.2 后张法力筋。附着在偏转器上的力筋其直径不小于50倍的力筋直径并且弯转角度不超过15o。

7 设计与细节：预制的、组合的和素混凝土结构设计

7.1 总则

7.1.1 导言。这一节，涉及到预制构件或者包含由大节段组成一座结构的预制构件，或整个结构为预制混凝土构成的设计及细节的某些附加考虑。也包括用于墙体及桥台的素混凝土。

7.1.2 极限状态设计

7.1.2.1 设计原理。第4节所说的极限状态理论，同样适用于预制的和现浇混凝土结构。一般说来，第5节所说的钢筋混凝土和第6节说的预应力混凝土中所推荐的设计方法及细节，同样也适用于预制及组合式混凝土结构。第5或第6节中不适用的部分，或已用特别文字说明是为现浇构造的，或在本节给予修正。

7.1.2.2搬运应力。预制构件应设计为能够抵抗由于装卸、储存、运输及吊装所产生的应力（参见6.3.1.2）不致引起永久损伤。必要时，应规定起吊点和支撑点。设计阶段，同负责操作者的协商时有益的。设计应考虑构件抓吊及落位引起的效

应。

7.1.2.3连接及接缝。在预制结构中，连接设计是极其重要的，必须小心处理。由于收缩，温度影响及可能的地基不均匀沉降所引起而允许移动的接缝，在预制结构中与现浇混凝土结构中同样重要。这类接缝的数量和间距，应在设计早期决定下来。设在牛腿和凸缘上的梁及板的端部设计，要特别注意临近接触面的钢筋要符合5.8.7的搭接与锚固，对于结构的公差应给予充分的注意。

7.2 预制混凝土构造

7.2.1 框架结构和连续梁。当连续的钢筋或力筋穿过连接部分，使构件之间的相互作用表现为如同框架或其它刚性连接体系时，分析、力矩重分布以及单个构件的设计及细节，均可根据第5节或第6节的适用部分进行。

7.2.2 其它预制构件。所有其它的预制混凝土构件，包括大型组件，均应按照第5，6或7.5节里适用的规定进行设计和细部处理，并应结合第7.3节对于连接的规定办理。

其使用组合式结构中预制构件（参见7.4），不仅应照组合构件设计，并且应对装卸、运输及吊装过程中发生的情况进行检算或设计。

7.2.3 预制构件的支撑

7.2.3.1 混凝土牛腿。本节讲的牛腿是一短悬臂梁，从柱上伸出，上面承受主荷载，其荷载作用线到支撑构件面之间的距离a v，当小于0.6d，而其悬臂高度应当不小于其在支撑构件表面处高度的一半。

在支撑构件面的高度，应按5.3.3.3节的剪力条件决定，但使用上一段经过修改的a v的定义。

牛腿中受拉主筋设计，牛腿的强度验算，都应按假定它是由一简单的拉压杆体系工作来进行。这样所得的配筋量，不得少于支撑构件表面处截面面积的0.4%，并且他们应有恰当的锚固。在牛腿的前端，钢筋应当弯折回来形成环来锚固；荷载的支撑面积不应布置到受拉主筋的直线段之外。

当牛腿被设计成抵抗水平力时，应增加钢筋量以便全面传递此力；钢筋应充分锚固在支撑构件内。

应在牛腿内设水平箍筋式的剪力钢筋，这种钢筋应布置在牛腿柱面上部三分之二有效高度范围内；这种钢筋不需要计算，单不应少于主筋面积的一半并应充

分锚固。

牛腿也应该检查其正常使用极限状态。

7.2.3.2 预制构件支撑宽度。预制构件支撑宽度应充分保证适当的力筋锚固符合5.8.7节。

7.2.3.3 承压应力。接触面的压应力在极限荷载作用下不应超过0.4fcu。当构件使用不同强度的混凝土时，应使用较低强度值。

当采用适当的措施防止混凝土劈裂和剥落时，例如仔细划定支撑面积位置及在构件的端部附加结合钢筋时，可以使用较高的承压应力。有极限荷载引起的承压应力应限制如下：

不超过fcu

式中：

Acon 接触面积；

Asup 支撑面积。

式中：

Asup=（bx+2x）（by+2y）和

x bx，y by

式中：

bx和by是在x和y各自方向上支撑尺寸的大小（参见图6a）；

x和y是从接触面积到支撑面积界限的尺寸；

对于由极限荷载引起的轻骨料混凝土承压应力应加以下面的限制：

不超过0.67fcu

由极限荷载引起的较高的承压应力，应经过测试证明，例如混凝土铰。

7.2.3.4 水平力或支座的转动。支座上有很大的水平力时，就有可能因早期的劈裂和剪切破坏而大大减少支撑构件及被支撑构件的承载能力。这些水平力可能是由于徐变、收缩及温度的影响，或者是定线不准、不垂直或其它原因。当这些可能很显著时，在设计和细部构造中应考虑一下措施：

a）滑动支座（参见第9部分）；或

b）在支撑构件的顶部设置适当的横向钢筋；并

c）使用连续钢筋把被支撑构件的端部都拉住。

这里，由于大跨度或其它原因，大的转动可能发生受弯构件端头支点之处，应该使用有能力适应这些转动的适当的支座。