第五章 混凝土结构
目 录
5.1 范围……………………………………………………………………………………………………5-1
5.2 定义……………………………………………………………………………………………………5-1
5.3 符号…………………………………………………………………………………………………5-13
5.4 材料特性……………………………………………………………………………………………5-13
5.4.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-13
5.4.2 普通混凝土和低密度混凝土………………………………………………………………5-13
5.4.2.1 抗压强度…………………………………………………………………………………5-15
5.4.2.2 热膨胀系数………………………………………………………………………………5-15
5.4.2.3 收缩和徐变·……………………………………………………………………………5-15
5.4.2.3.1 一般规定………………………………………………………………………………5-15
5.4.2.3.2 徐变……………………………………………………………………………………5-16
5.4.2.3.3 收缩……………………………………………………………………………………5-18
5.4.2.4 弹性模量…………………………………………………………………………………5-19
5.4.2.5 泊松比……………………………………………………………………………………5-19
5.4.2.6 弯折强度…………………………………………………………………………………5-19
5.4.2.7 抗拉强度…………………………………………………………………………………5-19
5.4.3 普通钢筋……………………………………………………………………………………5-20
5.4.3.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-20
5.4.3.2 弹性模量…………………………………………………………………………………5-20
5.4.3.3 特殊规定…………………………………………………………………………………5-20
5.4.4 预应力钢筋……………………………………………………………………………………5-21
5.4.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-21
5.4.4.2 弹性模量…………………………………………………………………………………5-21
5.4.5 后张锚具和连接器……………………………………………………………………………5-22
5.4.6 管道……………………………………………………………………………………………5-23
5.4.6.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-23
5.4.6.2 管道的尺寸………………………………………………………………………………5-23
5.4.6.3 转向鞍处的管道…………………………………………………………………………5-23
5.5 极限状态……………………………………………………………………………………………5-23
5.5.1 一般规定………………………………………………………………………………………5-23
5.5.2 使用极限状态…………………………………………………………………………………5-24
5.5.3 疲劳极限状态…………………………………………………………………………………5-24
5.5.3.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-24
5.5.3.2 钢筋………………………………………………………………………………………5-25
5.5.3.3 预应力筋…………………………………………………………………………………5-25
5.5.3.4 钢筋的焊接和机械连接…………………………………………………………………5-25
5.5.4 强度极限状态…………………………………………………………………………………5-26
5.5.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-26
5.5.4.2 抗力系数…………………………………………………………………………………5-26
5.5.4.2.1 常规施工………………………………………………………………………………5-26
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5.5.4.2.2 分段施工………………………………………………………………………………5-29
5.5.4.2.3“地震区2，3 和4”的特殊要求……………………………………………………5-30
5.5.4.3 稳定……………………………………………………………………………………5-30
5.5.5 极端事件的极限状态………………………………………………………………………5-30
5.6 设计考虑……………………………………………………………………………………………5-30
5.6.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-30
5.6.2 附加变形的影响………………………………………………………………………………5-30
5.6.3 撑杆—系杆模型………………………………………………………………………………5-31
5.6.3.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-31
5.6.3.2 结构模型………………………………………………………………………………5-31
5.6.3.3 抗压撑杆的尺寸拟定……………………………………………………………………5-32
5.6.3.3.1 无钢筋撑杆的强度……………………………………………………………………5-32
5.6.3.3.2 撑杆的有效横截面面积…………………………………………………………………5-33
5.6.3.3.3 撑杆中的极限压应力……………………………………………………………………5-33
5.6.3.3.4 加筋撑杆…………………………………………………………………………………5-34
5.6.3.4 抗拉系杆的尺寸拟定………………………………………………………………………5-34
5.6.3.4.1 系杆的强度……………………………………………………………………………5-34
5.6.3.4.2 系杆的锚固……………………………………………………………………………5-35
5.6.3.5 结点区的尺寸拟定………………………………………………………………………5-35
5.6.3.6 裂缝控制钢筋……………………………………………………………………………5-35
5.7 抗弯及抗压构件设计…………………………………………………………………………5-36
5.7.1 使用和疲劳极限状态的假定…………………………………………………………………5-36
5.7.2 强度和偶然状况极限状态的假定………………………………………………………………5-36
5.7.2.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-36
5.7.2.2 矩形应力分布………………………………………………………………………………5-38
5.7.3 受弯构件…………………………………………………………………………………………5-39
5.7.3.1 常规抗弯构件中预应力钢筋的应力……………………………………………………5-39
5.7.3.1.1 有粘结力预应力构件……………………………………………………………………5-39
5.7.3.1.2 无粘结预应力构件……………………………………………………………………5-40
5.7.3.1.3 有粘结和无粘结力筋组合构件……………………………………………………5-41
5.7.3.1.3a 详细分析…………………………………………………………………………………5-41
5.7.3.1.3b 简化分析…………………………………………………………………………………5-41
5.7.3.2 弯曲抗力……………………………………………………………………………………5-42
5.7.3.2.1 弯曲抗力系数………………………………………………………………………5-42
5.7.3.2.2 带翼缘的截面……………………………………………………………………………5-42
5.7.3.2.3 矩形截面…………………………………………………………………………………5-43
5.7.3.2.4 其它形状的横截面………………………………………………………………………5-43
5.7.3.2.5 应变协调方法…………………………………………………………………………5-43
5.7.3.3 配筋量的限值………………………………………………………………………………5-44
5.7.3.3.1 最大配筋量………………………………………………………………………………5-44
5.7.3.3.2 最小配筋量………………………………………………………………………………5-44
5.7.3.4 通过分布钢筋控制裂缝………………………………………………………………5-45
5.7.3.5 弯矩重分布…………………………………………………………………………………5-47
5.7.3.6 变形………………………………………………………………………………………5-47
第五章 混凝土结构
5-III
5.7.3.6.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-47
5.7.3.6.2 挠度和预拱度……………………………………………………………………………5-47
5.7.3.6.3 轴向变形…………………………………………………………………………………5-48
5.7.4 受压构件…………………………………………………………………………………………5-49
5.7.4.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-49
5.7.4.2 配筋量的限值………………………………………………………………………………5-49
5.7.4.3 长细比效应的估算………………………………………………………………………5-50
5.7.4.4 轴向抗力系数………………………………………………………………………5-51
5.7.4.5 双轴弯曲……………………………………………………………………………………5-52
5.7.4.6 螺旋筋和拉筋………………………………………………………………………………5-53
5.7.4.7 矩形空心受压件……………………………………………………………………………5-54
5.7.4.7.1 墙的长细比………………………………………………………………………………5-54
5.7.4.7.2 矩形应力块法的使用限制………………………………………………………………5-55
5.7.4.7.2a 一般规定………………………………………………………………………………5-55
5.7.4.7.2b 调节最大可用应变极限的精确方法…………………………………………………5-55
5.7.4.7.2c 调节乘抗力系数的近似方法……………………………………………………5-55
5.7.5 支座………………………………………………………………………………………………5-56
5.7.6 受拉构件…………………………………………………………………………………………5-56
5.7.6.1 受拉构件的抗力系数………………………………………………………………………5-56
5.7.6.2 拉弯组合的抗力……………………………………………………………………………5-57
5.8 剪切和扭转…………………………………………………………………………………………5-57
5.8.1 设计方法…………………………………………………………………………………………5-57
5.8.1.1 受弯区域……………………………………………………………………………………5-57
5.8.1.2 不连续点附近区域…………………………………………………………………………5-57
5.8.1.3 界面区域……………………………………………………………………………………5-57
5.8.1.4 板和扩大基础………………………………………………………………………………5-57
5.8.2 一般要求…………………………………………………………………………………………5-57
5.8.2.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-58
5.8.2.2 对低密度混凝土的修正……………………………………………………………………5-59
5.8.2.3 传递和锚固长度……………………………………………………………………………5-59
5.8.2.4 需要横向钢筋的区域………………………………………………………………………5-59
5.8.2.5 横向钢筋最小用量…………………………………………………………………………5-60
5.8.2.6 横向钢筋的类型……………………………………………………………………………5-61
5.8.2.7 横向钢筋的最大间距………………………………………………………………………5-61
5.8.2.8 设计和细部要求……………………………………………………………………………5-62
5.8.2.9 混凝土的剪应力……………………………………………………………………………5-62
5.8.3 局部设计模型……………………………………………………………………………………5-64
5.8.3.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-64
5.8.3.2 支座附近的截面……………………………………………………………………………5-64
5.8.3.3 公称抗剪力…………………………………………………………………………………5-66
5.8.3.4 抗剪力的确定方法…………………………………………………………………………5-67
5.8.3.4.1 用于非预应力截面的简化方法…………………………………………………………5-68
5.8.3.4.2 一般方法…………………………………………………………………………………5-68
5.8.3.4.3 预应力和非预应力截面的简化方法……………………………………………………5-72
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5.8.3.5 纵向钢筋……………………………………………………………………………………5-74
5.8.3.6 承受剪力和扭矩组合的截面………………………………………………………………5-76
5.8.3.6.1 横向钢筋…………………………………………………………………………………5-76
5.8.3.6.2 抗扭力…………………………………………………………………………………5-76
5.8.3.6.3 纵向钢筋………………………………………………………………………………5-76
5.8.4 界面剪力传递一剪切摩擦……………………………………………………………………5-77
5.8.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-77
5 . 8 .4 . 2 梁（ 板）桥界面剪力ui V 的计算……………………………………………5-79
5.8.4.3 粘结力和摩擦力…………………………………………………………………………5-81
5.8.4.4剪力界面筋的最小面积…………………………………………………………………5-82
5.8.5 分段施工的混凝土桥腹板处的主应力……………………………………………………5-83
5.8.6 分段施工的箱型梁桥的剪切和扭转…………………………………………………………5-83
5.8.6.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-83
5.8.6.2 荷载………………………………………………………………………………………5-84
5.8.6.3 需要考虑扭转效应的区域………………………………………………………………5-85
5.8.6.4 抗扭钢筋…………………………………………………………………………………5-86
5.8.6.5 名义剪切抗力……………………………………………………………………………5-87
5.8.6.6 钢筋细部…………………………………………………………………………………5-88
5.9 预应力和部分预应力………………………………………………………………………………5-89
5.9.1 一般设计规定…………………………………………………………………………………5-89
5.9.1.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-89
5.9.1.2 混凝土强度………………………………………………………………………5-89
5.9.1.3 压屈…………………………………………………………………………………………5-89
5.9.1.4 截面特性…………………………………………………………………………………5-90
5.9.1.5 裂缝控制…………………………………………………………………………………5-90
5.9.1.6 有拐点或弯曲的预应力力筋……………………………………………………………5-90
5.9.2 附加变形造成的应力………………………………………………………………………5-90
5.9.3 预应力筋的应力限制……………………………………………………………………………5-91
5.9.4 混凝土的应力限值………………………………………………………………………………5-91
5.9.4.1 发生预应力损失前的临时应力一全预应力构件…………………………………………5-91
5.9.4.1.1 压应力…………………………………………………………………………………5-91
5.9.4.1.2 拉应力…………………………………………………………………………………5-92
5. 9 . 4 . 2 使用极限状态下的应力—全预应力构件…………………………………5-93
5.9.4.2.1 压应力……………………………………………………………………………………5-93
5.9.4.2.2 拉应力……………………………………………………………………………………5-94
5.9.4.3 部分预应力构件……………………………………………………………………………5-95
5.9.5 预应力损失………………………………………………………………………………………5-95
5.9.5.1 预应力总损失……………………………………………………………………………5-95
5.9.5.2 瞬时损失…………………………………………………………………………………5-96
5.9.5.2.1 锚固损失…………………………………………………………………………………5-96
5.9.5.2.2 摩阻………………………………………………………………………………………5-97
5.9.5.2.2a 先张法施工……………………………………………………………………………5-97
5.9.5.2.2b 后张法施工……………………………………………………………………………5-97
第五章 混凝土结构
5-V
5.9.5.2.3 弹性压缩…………………………………………………………………………………5-99
5.9.5.2.3a 先张构件…………………………………………………………………………………5-99
5.9.5.2.3b 后张构件………………………………………………………………………………5-100
5.9.5.2.3c 先张和后张组合构件…………………………………………………………………5-101
5.9.5.3 与时间有关的损失的近似总计估算……………………………………………………5-102
5.9.5.4 与时间有关的损失的精细估算…………………………………………………………5-103
5.9.5.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-103
5.9.5.4.2 从传力阶段到桥面板安装阶段期间的损失……………………………………………5-104
5.9.5.4.2a 混凝土梁的收缩…………………………………………………………………5-104
5.9.5.4.2b 混凝土梁的徐变…………………………………………………………………5-105
5.9.5.4.2c 预应力钢绞线的松弛……………………………………………………………5-105
5.9.5.4.3 从桥面板安装阶段到最终时间期间的损失…………………………………………5-106
5.9.5.4.3a 混凝土梁的收缩…………………………………………………………………5-106
5.9.5.4.3b 混凝土梁的徐变…………………………………………………………………5-106
5.9.5.4.3c 预应力钢绞线的松弛……………………………………………………………5-107
5.9.5.4.3d 混凝土桥面的收缩…………………………………………………………………5-107
5.9.5.4.4 无组合面层的预制先张法预应力混凝土梁………………………………………5-108
5.9.5.4.5 非节段式后张梁…………………………………………………………………………5-108
5.9.5.5 挠度变形引起的损失……………………………………………………………………5-108
5.10 钢筋的细部规定…………………………………………………………………………………5-109
5.10.1 混凝土保护层………………………………………………………………………………5-109
5.10.2 弯钩和弯曲…………………………………………………………………………………5-109
5.10.2.1 标准弯钩…………………………………………………………………………………5-109
5.10.2.2 抗震弯钩…………………………………………………………………………………5-109
5.10.2.3 最小弯曲直径……………………………………………………………………………5-109
5.10.3 钢筋的间距……………………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1 钢筋的最小间距…………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1.1 现浇混凝土……………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1.2 预制混凝土……………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1.3 多层……………………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1.4 搭接……………………………………………………………………………………5-110
5.10.3.1.5 成束钢筋………………………………………………………………………………5-110
5.10.3.2 钢筋的最大间距…………………………………………………………………………5-111
5.10.3.3 预应力筋和管道的最小间距……………………………………………………………5-111
5.10.3.3.1 先张钢绞线……………………………………………………………………………5-111
5.10.3.3.2 水平面内不弯曲的后张管道…………………………………………………………5-112
5.10.3.3.3 弯曲后张管道…………………………………………………………………………5-112
5.10.3.4 板内预应力筋和管道的最大间距………………………………………………………5-112
5.10.3.5 后张法预应力筋的连接器………………………………………………………………5-112
5.10.4 预应力筋……………………………………………………………………………5-113
5.10.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-113
5.10.4.2 板中的摇摆效应…………………………………………………………………………5-113
5.10.4.3 弯曲预应力筋的效应…………………………………………………………………5-113
5.10.4.3.1 面内力效应……………………………………………………………………………5-113
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5.10.4.3.2 面外力效应……………………………………………………………………………5-114
5.10.5 体外预应力筋的支承………………………………………………………………………5-115
5.10.6 受压构件的横向钢筋………………………………………………………………………5-115
5.10.6.1 总则…………………………………………………………………………………5-115
5.10.6.2 螺旋钢筋…………………………………………………………………………………5-115
5.10.6.3 拉筋………………………………………………………………………………………5-116
5.10.7 受弯构件的横向钢筋…………………………………………………………………………5-117
5.10.8 收缩和温度钢筋………………………………………………………………………………5-117
5.10.9 后张锚固区……………………………………………………………………………………5-118
5.10.9.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-118
5.10.9.2 总体锚固区和局部锚固区………………………………………………………………5-119
5.10.9.2.1 一般规定………………………………………………………………………………5-119
5.10.9.2.2 总体锚固区……………………………………………………………………………5-120
5.10.9.2.3 局部锚固区……………………………………………………………………………5-120
5.10.9.2.4 责任……………………………………………………………………………………5-121
5.10.9.3 总体锚固区的设计………………………………………………………………………5-121
5.10.9.3.1 设计方法………………………………………………………………………………5-121
5.10.9.3.2 设计原则………………………………………………………………………………5-122
5.10.9.3.3 特别锚具………………………………………………………………………………5-124
5.10.9.3.4 中间锚固………………………………………………………………………………5-125
5.10.9.3.4a 一般规定…………………………………………………………………………5-125
5.10.9.3.4b 后系杆………………………………………………………………………………5-125
5.10.9.3.4c 泡面钢和罗纹钢筋………………………………………………………………5-125
5.10.9.3.5 横隔板………………………………………………………………………………5-126
5.10.9.3.6 多板锚固………………………………………………………………………………5-126
5.10.9.3.7 转向鞍………………………………………………………………………………5-127
5.10.9.4 撑杆—系杆模型在总体锚固区设计中的应用…………………………………………5-127
5.10.9.4.1 一般规定………………………………………………………………………………5-127
5.10.9.4.2 结点……………………………………………………………………………………5-129
5.10.9.4.3 抗压撑杆………………………………………………………………………………5-130
5.10.9.4.4 系杆………………………………………………………………………………………5-131
5.10.9.5 弹性应力分析………………………………………………………………………………5-131
5.10.9.6 近似应力分析和设计………………………………………………………………………5-131
5.10.9.6.1 使用的限制………………………………………………………………………………5-131
5.10.9.6.2 压应力……………………………………………………………………………………5-133
5.10.9.6.3 崩裂力……………………………………………………………………………………5-134
5.10.9.6.4 边缘拉力………………………………………………………………………………5-135
5.10.9.7 局部锚固区的设计…………………………………………………………………………5-135
5.10.9.7.1 局部区的尺寸…………………………………………………………………………5-135
5.10.9.7.2 支承抗力…………………………………………………………………………………5-136
5.10.9.7.3 专用锚具…………………………………………………………………………………5-138
5.10.10 先张锚固区…………………………………………………………………………………5-138
5.10.10.1 抗劈裂力…………………………………………………………………………………5-138
5.10.10.2 侧限钢筋…………………………………………………………………………………5-140
第五章 混凝土结构
5-VII
5.10.11 抗震设计条款………………………………………………………………………………5-140
5.10.11.1 一般规定………………………………………………………………………………5-140
5.10.11.2 地震区1………………………………………………………………………………5-141
5.10.11.3 地震区2………………………………………………………………………………5-142
5.10.11.4 地震区3 和4……………………………………………………………………………5-142
5.10.11.4.1 柱的要求……………………………………………………………………………5-142
5.10.11.4.1a 纵向钢筋……………………………………………………………………………5-142
5.10.11.4.1b 抗弯力………………………………………………………………………………5-143
5.10.11.4.1c 柱的剪力和横向钢筋………………………………………………………………5-143
5.10.11.4.ld 在塑性铰处用于侧限的横向钢筋…………………………………………………5-144
5.10.11.4.le 加强区横筋的间距……………………………………………………………………5-146
5.10.11.4.lf 搭接…………………………………………………………………………………5-146
5.10.11.4.2 对墙式墩的要求……………………………………………………………………5-147
5.10.11.4.3 柱的连接……………………………………………………………………………5-148
5.10.11.4.4 桥墩和柱的施工缝…………………………………………………………………5-148
5.10.12 矩形空心受压构件的配筋…………………………………………………………………5-149
5.10.12.1 一般规定………………………………………………………………………………5-149
5.10.12.2 钢筋间距………………………………………………………………………………5-149
5.10.12.3 拉筋……………………………………………………………………………………5-149
5.10.12.4 搭接……………………………………………………………………………………5-149
5.10.12.5 箍筋……………………………………………………………………………………5-149
5.11 钢筋的锚固和搭接………………………………………………………………………………5-149
5.11.1 一般规定………………………………………………………………………………………5-149
5.11.1.1 基本要求…………………………………………………………………………………5-149
5.11.1.2 抗弯钢筋…………………………………………………………………………………5-150
5.11.1.2.1 一般规定………………………………………………………………………………5-150
5.11.1.2.2 正弯矩钢筋……………………………………………………………………………5-150
5.11.1.2.3 负弯矩钢筋……………………………………………………………………………5-151
5.11.1.2.4 接缝处抗弯钢筋………………………………………………………………………5-152
5.11.2 钢筋的锚固…………………………………………………………………………………5-152
5.11.2.1 受拉区的变形钢筋和变形钢丝…………………………………………………………5-152
5.11.2.1.1 受拉区的锚固长度……………………………………………………………………5-152
5.11.2.1.2 增加ld 的修正系数…………………………………………………………………5-153
5.11.2.1.3 减少ld 的修正系数…………………………………………………………………5-153
5.11.2.2 受压区变形钢筋…………………………………………………………………………5-154
5.11.2.2.1 受压锚固长度…………………………………………………………………………5-154
5.11.2.2.2 修正系数………………………………………………………………………………5-154
5.11.2.3 成束的钢筋………………………………………………………………………………5-154
5.11.2.4 抗拉标准弯钩……………………………………………………………………………5-155
5.11.2.4.1 弯钩的基本锚固长度…………………………………………………………………5-155
5.11.2.4.2 修正系数………………………………………………………………………………5-155
5.11.2.4.3 对带钩拉筋的要求……………………………………………………………5-156
5.11.2.5 焊接钢丝网………………………………………………………………………………5-156
5.11.2.5.1 变形钢丝网……………………………………………………………………………5-156
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5.11.2.5.2 光面钢丝网……………………………………………………………………………5-157
5.11.2.6 剪力筋……………………………………………………………………………………5-157
5.11.2.6.1 一般规定………………………………………………………………………………5-157
5.11.2.6.2 变形钢筋的锚固………………………………………………………………………5-157
5.11.2.6.3 钢丝网钢筋的锚固……………………………………………………………………5-158
5.11.2.6.4 闭口箍筋………………………………………………………………………………5-158
5.11.3 机械连接的锚固………………………………………………………………………5-158
5.11.4 预应力钢绞线的锚固…………………………………………………………………………5-159
5.11.4.1 总则…………………………………………………………………………………5-159
5.11.4.2 有粘结的钢绞线…………………………………………………………………………5-159
5.11.4.3 部分粘结的钢绞线……………………………………………………………………5-160
5.11.5 钢筋的搭接…………………………………………………………………………………5-161
5.11.5.1 细部设计…………………………………………………………………………………5-161
5.11.5.2 一般要求…………………………………………………………………………………5-161
5.11.5.2.1 搭接………………………………………………………………………………5-161
5.11.5.2.2 机械连接………………………………………………………………………………5-161
5.11.5.2.3 焊接拼接………………………………………………………………………………5-162
5.11.5.3 受拉钢筋的连接…………………………………………………………………………5-162
5.11.5.3.1 受拉钢筋的搭接………………………………………………………………………5-162
5.11.5.3.2 受拉钢筋的机械连接或焊接…………………………………………………………5-163
5.11.5.4 抗拉系杆中的连接………………………………………………………………………5-163
5.11.5.5 受压钢筋的连接………………………………………………………………………5-163
5.11.5.5.1 1 受压钢筋的搭接………………………………………………………………………5-163
5.11.5.5.2 受压钢筋的机械连接或焊接…………………………………………………………5-164
5.11.5.5.3 端头承压搭接………………………………………………………………………5-164
5.11.6 焊接钢丝网的搭接长度………………………………………………………………………5-164
5.11.6.1 受拉区焊接变形钢丝网的搭接…………………………………………………………5-164
5.11.6.2 受拉区焊接光面钢丝网的搭接…………………………………………………………5-164
5.12 耐久性……………………………………………………………………………………………5-165
5.12.1 一般规定……………………………………………………………………………………5-165
5.12.2 碱一硅反应集料……………………………………………………………………………5-165
5.12.3 混凝土保护层……………………………………………………………………………5-166
5.12.4 保护涂层…………………………………………………………………………………5-167
5.12.5 预应力筋的保护………………………………………………………………………5-168
5.13 具体构件………………………………………………………………………………………5-168
5.13.1 桥面板………………………………………………………………………………………5-168
5.13.2 横隔板、深梁、牛腿、梁托和梁横档…………………………………………………………5-168
5.13.2.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-168
5.13.2.2 横隔板…………………………………………………………………………………5-168
5.13.2.3 深梁的细部要求………………………………………………………………………5-169
5.13.2.4 牛腿和梁托………………………………………………………………………………5-170
5.13.2.4.1 一般规定……………………………………………………………………………5-170
5.13.2.4.2 撑杆—系杆模型的替代方法…………………………………………………………5-171
5.13.2.5 梁横档…………………………………………………………………………………5-172
第五章 混凝土结构
5-IX
5.13.2.5.1 一般规定……………………………………………………………………………5-172
5.13.2.5.2 按剪力设计……………………………………………………………………………5-173
5.13.2.5.3 按弯曲和水平力设计…………………………………………………………………5-173
5.13.2.5.4 按冲剪设计……………………………………………………………………………5-174
5.13.2.5.5 吊钩钢筋的设计……………………………………………………………………5-175
5.13.2.5.6 支座的设计……………………………………………………………………………5-176
5.13.3 基脚…………………………………………………………………………………………5-176
5.13.3.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-176
5.13.3.2 荷载和反力………………………………………………………………………………5-176
5.13.3.3 抗力系数…………………………………………………………………………………5-176
5.13.3.4 基脚中的弯矩……………………………………………………………………………5-177
5.13.3.5 抗弯钢筋的布置………………………………………………………………………5-177
5.13.3.6 板和基脚中的剪力………………………………………………………………………5-177
5.13.3.6.1 剪力的控制截面………………………………………………………………………5-177
5.13.3.6.2 单向作用………………………………………………………………………………5-178
5.13.3.6.3 双向作用……………………………………………………………………………5-178
5.13.3.7 钢筋的锚固……………………………………………………………………………5-179
5.13.3.8 墩柱底面处力的传递……………………………………………………………………5-179
5.13.4 混凝土桩……………………………………………………………………………………5-180
5.13.4.1 一般规定…………………………………………………………………………………5-180
5.13.4.2 搭接………………………………………………………………………………………5-180
5.13.4.3 预制钢筋混凝土桩………………………………………………………………………5-180
5.13.4.3.1 桩基直径………………………………………………………………………………5-180
5.13.4.3.2 钢筋……………………………………………………………………………………5-181
5.13.4.4 预制预应力桩……………………………………………………………………………5-181
5.13.4.4.1 桩基直径……………………………………………………………………………5-181
5.13.4.4.2 混凝土质量……………………………………………………………………………5-181
5.13.4.4.3 钢筋……………………………………………………………………………………5-181
5.13.4.5 灌注桩…………………………………………………………………………………5-182
5.13.4.5.1 桩基直径……………………………………………………………………………5-182
5.13.4.5.2 钢筋……………………………………………………………………………………5-182
5.13.4.6 抗震要求…………………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.1 1 区…………………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.2 2 区…………………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.2a 一般规定……………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.2b 灌注桩…………………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.2c 预制钢筋混凝土桩……………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.2d 预制预应力桩………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.3 3 区和4 区……………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.3a 一般规定…………………………………………………………………………5-183
5.13.4.6.3b 加强区长度……………………………………………………………………………5-184
5.13.4.6.3c 加强区的体积比……………………………………………………………………5-184
5.13.4.6.3d 灌注桩…………………………………………………………………………………5-184
5.13.4.6.3e 预制桩…………………………………………………………………………………5-184
AASHTO LRFD 桥梁设计规范（2010）
5-X
5.14 关于结构类型的规定…………………………………………………………………………5-184
5.14.1 箱梁和肋梁…………………………………………………………………………………5-184
5.14..1.1 一般规定………………………………………………………………………………5-184
5.14.1.2 预制梁……………………………………………………………………………………5-185
5.14.1.2.1 使用前的条件………………………………………………………………………5-185
5.14.1.2.2 最大与最小尺寸………………………………………………………………………5-185
5.14.1.2.3 提升装置………………………………………………………………………………5-185
5.14.1.2.4 细部设计……………………………………………………………………………5-185
5.14.1.2.5 混凝土强度……………………………………………………………………………5-185
5.14.1.3 预制梁拼接……………………………………………………………………………5-188
5.14.1.3.1 一般规定……………………………………………………………………………5-188
5.14.1.3.2 两段间的施工缝………………………………………………………………………5-187
5.14.1.3.2a 一般规定……………………………………………………………………………5-187
5.14.1.3.2b 合拢缝的细节……………………………………………………………………5-187
5.14.1.3.2c 企口浇注缝的细节…………………………………………………………………5-188
5.14.1.3.2 施工缝设计…………………………………………………………………………5-188
5.14.1.3.3 梁段设计……………………………………………………………………………5-188
5.14.1.3.4 后张法…………………………………………………………………………………5-189
5.14.1.4 简支转连续的组合桥………………………………………………………………5-189
5.14.1.4.1 一般规定………………………………………………………………………………5-189
5.14.1.4.2 约束弯矩……………………………………………………………………………5-190
5.14.1.4.3 材料性质……………………………………………………………………………5-191
5.14.1.4.4 连续梁形成时梁的龄期………………………………………………………………5-192
5.14.1.4.5 不同极限状态下的连续度……………………………………………………………5-192
5.14.1.4.6 正常使用极限状态……………………………………………………………………5-194
5.14.1.4.7 强度极限状态………………………………………………………………………5-194
5.14.1.4.8 负弯矩连接……………………………………………………………………………5-194
5.14.1.4.9 正弯矩连接……………………………………………………………………………5-195
5.14.1.4.9a 一般规定…………………………………………………………………………5-195
5.14.1.4.9b 使用低碳钢筋的正弯矩连接……………………………………………………5-196
5.14.1.4.9c 使用预应力钢绞线的正弯矩连接………………………………………………5-196
5.14.1.4.9d 正弯矩连接的细节………………………………………………………………5-197
5.14.1.4.10 连续隔板……………………………………………………………………………5-197
5.14.1.5 现浇梁、箱形梁和T 形梁…………………………………………………………………5-198
5.14.1.5.1 翼缘和腹板厚度………………………………………………………………………5-198
5.14.1.5.la 上翼缘…………………………………………………………………………………5-198
5.14.1.5.lb 下翼缘………………………………………………………………………………5-198
5.14.1.5.lc 腹板……………………………………………………………………………………5-198
5.14.1.5.2 钢筋……………………………………………………………………………………5-199
5.14.1.5.2a 现浇T 梁和箱梁中桥面板的钢筋……………………………………………………5-199
5.14.1.5.2b 现浇箱梁中底板的钢筋……………………………………………………………5-199
5.14.2 分段施工……………………………………………………………………………………5-199
5.14.2.1 一般规定………………………………………………………………………………5-199
5.14.2.2 分段桥梁的分析………………………………………………………………………5-200
第五章 混凝土结构
5-XI
5.14.2.2.1 一般规定…………………………………………………………………………5-200
5.14.2.2.2 施工分析………………………………………………………………………………5-200
5.14.2.2.3 最后结构体系的分析…………………………………………………………………5-200
5.14.2.3 设计………………………………………………………………………………………5-201
5.14.2.3.1 荷载……………………………………………………………………………………5-201
5.14.2.3.2 施工荷载………………………………………………………………………………5-201
5.14.2.3.3 使用极限状态的施工荷载组合………………………………………………………5-202
5.14.2.3.4 强度极限状态的施工荷载组合………………………………………………………5-203
5.14.2.3.4a 上部结构……………………………………………………………………………5-203
5.14.2.3.4b 下部结构……………………………………………………………………………5-204
5.14.2.3.5 旋工过程中的温度效应……………………………………………………………………5-204
5.14.2.3.6 徐变和收缩……………………………………………………………………………5-204
5.14.2.3.7 预应力损失……………………………………………………………………………5-205
5.14.2.3.8 临时后张拉的管道和锚固……………………………………………………………5-205
5.14.2.3.8a 一般规定……………………………………………………………………………5-205
5.14.2.3.8b 设体内管道的桥梁…………………………………………………………………5-205
5.14.2.3.8c 用于未来恒载或挠度调整的防备措施……………………………………………5-206
5.14.2.3.9 设计说明……………………………………………………………………………5-206
5.14.2.3.10 箱梁截面的尺寸和细部……………………………………………………………5-206
5.14.2.3.10a 最小翼缘厚度…………………………………………………………………5-206
5.14.2.3.10b 最小腹板厚度…………………………………………………………………5-207
5.14.2.3.10c 上翼缘悬臂的长度………………………………………………………………5-207
5.14.2.3.10d 整体截面尺寸……………………………………………………………………5-207
5.14.2.3.10e 铺装层……………………………………………………………………………5-208
5.14.2.3.11 抗震设计………………………………………………………………………………5-208
5.14.2.4 分段施工桥的类型…………………………………………………………………5-209
5.14.2.4.1 一般规定………………………………………………………………………………5-209
5.14.2.4.2 预制施工的细部……………………………………………………………………5-209
5.14.2.4.3 现浇施工细部…………………………………………………………………………5-211
5.14.2.4.4 悬臂施工………………………………………………………………………………5-211
5.14.2.4.5 逐跨施工………………………………………………………………………………5-211
5.14.2.4.6 顶推施工………………………………………………………………………………5-212
5.14.2.4.6a 一般规定……………………………………………………………………………5-212
5.14.2.4.6b 由施工误差引起的力效应…………………………………………………………5-212
5.14.2.4.6c 设计细部……………………………………………………………………………5-212
5.14.2.4.6d 施工设备设计………………………………………………………………………5-213
5.14.2.5 其它施工方法…………………………………………………………………5-214
5.14.2.6 桥梁下部结构的分段施工……………………………………………………………5-215
5.14.2.6.1 一般规定………………………………………………………………………5-216
5.14.2.6.2 施工荷载组合…………………………………………………………………5-216
5.14.2.6.3 预制拼装矩形空心桥墩的纵向钢筋……………………………………………5-216
5.14.3 拱………………………………………………………………………………………5-216
5.14.3.1 一般规定………………………………………………………………………………5-216
5.14.3.2 拱肋……………………………………………………………………………………5-216
AASHTO LRFD 桥梁设计规范（2010）
5-XII
5.14.4 板式上部结构………………………………………………………………………………5-217
5.14.4.1 现浇实心板上部构造…………………………………………………………………5-217
5.14.4.2 现浇空心板上部构造…………………………………………………………………5-217
5.14.4.2.1 横截面尺寸………………………………………………………………………5-218
5.14.4.2.2 支座的最小数量……………………………………………………………………5-218
5.14.4.2.3 实心端部截面………………………………………………………………………5-218
5.14.4.2.4 一般设计要求………………………………………………………………………5-218
5.14.4.2.5 负弯矩范围中的受压区……………………………………………………………5-219
5.14.4.2.6 板内孔的排水………………………………………………………………………5-219
5.14.4.3 采用预制桥面系的桥…………………………………………………………………5-219
5.14.4.3.1 一般规定……………………………………………………………………………5-219
5.14.4.3.2 剪力传递缝………………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3 剪力-弯矩传递缝………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3a 一般规定………………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3b 设计………………………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3c 后张拉………………………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3d 纵向施工缝………………………………………………………………………5-220
5.14.4.3.3e 现浇合龙缝………………………………………………………………………5-221
5.14.4.3.3f 结构铺装层…………………………………………………………………………5-221
5.14.5 涵洞的附加条款………………………………………………………………………5-221
5.14.5.1 一般规定………………………………………………………………………………5-221
5.14.5.2 抗弯设计………………………………………………………………………………5-221
5.14.5.3 箱涵的板的抗剪设计………………………………………………………………5-221
5.15 参考文献……………………………………………………………………………………5-223
附录A5 混凝土桥设计的基本步骤………………………………………………………………5-235
A5.1 一般规定………………………………………………………………………………………5-235
A5.2 总的考虑………………………………………………………………………………………5-235
A5.3 梁和肋梁上部结构设计………………………………………………………………………5-235
A5.4 板桥……………………………………………………………………………………………5-237
A5.5 下部构造设计………………………………………………………………………………5-237
附录B5 利用表格进行抗剪设计的一般步骤………………………………………………………5-238
B5.1 背景…………………………………………………………………………………………5-238
B5.2 截面设计模型—一般步骤…………………………………………………………………5-238
附录C5 文中受混凝土抗压其强度影响的上限值……………………………………………………5-245