公路钢筋混凝土梁桥承载能力对比研究

魏鑫杰

摘要：本文主要将我国1985年开始实施的《公路桥涵设计规范》和2004年开始实施的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》为标准，分别采用汽车-超20级、挂车-120和公路I级两组荷载进行设计，并对钢筋锈蚀和混凝土碳化等因素也加以考虑，对旧有桥梁的承载能力对比分析，继而提出一些桥梁加固的意见。

关键词：公路；钢筋混凝土；梁桥承载能力；对比研究

我国在1985年颁布了《公路桥涵设计规范》后在此基础上进行修改，成为现行于2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。这两部规范的规定在很多方面都有不同，例如设计方法、材料性能及荷载取值等等。本文从两部规范的不同之处进行对比，以此来分析旧有桥梁的承载能力。公路钢筋混凝土桥梁在运营过程中，会受到各种因素的影响，导致桥梁的承载能力下降，例如材料老化、混凝土机构损伤等。结构的承载能力下降，会使其可靠度降低。为了对两种规范施用期间所建造的桥梁的承载能力进行对比，得出其差异，现以装配式钢筋混凝土简支T型梁桥的设计为例，分析其在承载能力方面的不同。

桥梁桥面的净空计算方式为：净空-7+2×0.75m，人行道的具体情况为：墩中心距离为20.00m，支座中心距离为19.50m，主梁预制长度为19.96m。

一、荷载效应的组合计算及分析对比

为了减少工作量，本文只对主梁进行计算。计算过程中，根据资料的设计和二列汽车的布置来进行荷载横向分布系数的计算。简支梁的主要尺寸及配筋见表1。

在上表中，1-85指的是按照85年的规范进行设计，荷载为汽车-超20、挂车-120的梁、人群荷载3.5kN/m2；2-04指的是按照04年的规范进行设计，荷载为公路II级的梁、人群载荷为3.0kN/m2；3-04指的是按照04年的规范进行设计，荷载为公路I级的梁、人群荷载和1-85相同。且纵筋和弯筋均为II级，箍筋为I级。

1、荷载效应的标准值组合

按照85年的规范进行裂缝、变形验算，按照04年的规范进行正常使用阶段的应力验算。在进行计算时，不对荷载分项系数进行考虑，均取荷载标准值，并且对汽车的荷载冲击系数也不予考虑。

两种规范对荷载标准值组合的计算方法相同，都有两个计算公式：S2=SGK+S汽+SQ2K以及S2=（SGK+S挂）/1.25。计算结果见表2。

通过上述数据能够反映出以下信息：（1）同级荷载的条件下，85年的规范和04年的规范荷载效应相同，荷载效应组合则有不大的差异，分别是0.991和0.992，造成差异的主要原因是人群荷载的取值不同。85年的规范取值较小，04年的规范则取值较大；（2）85年的规范和04年的规范在荷载只相差一级的情况下，荷载效应及荷载效应组合的差距较大。

2、荷载设计值组合

85年的规范中荷载设计值的计算方式为Sj=1.2SGK+1.4（S汽+SQ2K），04年的规范则按照Sj=1.2SGK+1.1S挂来进行计算。并且在04年的规范中还有关于第一个式子中的SGK、S汽+SQ2K等系数的变化的规定。具体是：汽车的荷载效应占总荷载效应的5%及以上时，提高5%；大于等于33%时提高3%；大于等于50%时不再提高。第二个式子中的SGK和S挂则是根据下述情况提高：履带车或挂车荷载效应占总荷载效应的比例小于等于百分之百时提高3%；小于等于60%时提高2%，小于等于45时，不再提高。对数据进行分析，不难得出，在两种规范下的同级荷载作用中，荷载设计值的差异非常大；不同规范下相差一级荷载，设计值的差距依然非常大；而同一规范下相差一級的荷载，设计值差距比较大。

结束语

通过对上述所有荷载效应标准值组合、荷载设计组合（弯矩设计及剪力设计）以及承载能力方面的数据进行计算并通过仔细的分析研究，并对结论进行高度总结，最终能够得出如下结论：三根梁的斜截面抗剪承载能力相近。在同级规范下，按照85年的规范设计的公路钢筋混凝土梁桥完全可以在04年的规范下实现良好的运营。并且如果对其进行合理的维护，还可以在现行的规范情况下，对原等级提高一级进行运行。

参考文献：

[1]韦全余，陆耀清，艾军等.某在役钢筋混凝土梁桥静载试验与承载能力分析[J].交通信息与安全，2009，（4）

[2]郑顺，胡柏学，罗阳青等.服役混凝土梁桥承载能力时变模型分析与应用[J].公路工程，2012，（1）