预应力混凝土构件的性能与设计

第十章混凝土结构按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规

范》的设计计算

本章的意义和内容:

本章讲述了桥涵工程混凝土结构的材料、计算原理、基本构件（受弯构件、轴心受力构件、偏心受力构件、受扭构件、预应力混凝土构件）的承载能力计算和构件裂缝宽度、挠度验算以及构造要求。通过本章的学习，使学生了解混凝土按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》进行构件设计计算的方法、这种方法与房屋工程中混凝土构件的设计计算方法有何相同和不同之处，为进行桥涵工程混凝土结构设计计算奠定基础。并掌握以下重点、难点。

1．桥涵工程混凝土结构设计也采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，但是由于涵桥结构所处环境、荷载性能以及结构的特点与房屋结构有较大的差异，因此《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的结构目标可靠指标比房屋结构的大；桥涵工程的材料强度设计值比房屋结构的小。

2．涵桥工程受弯构件不但要进行持久状态下的设计计算，而且还要进行短暂状态下的计算，受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与房屋建筑有所不同。

3．土木工程中一般受弯构件斜截面抗剪承载力计算基于同一基本理论，但涵桥工程受弯构件斜截面抗剪承载力计算方法与房屋建筑工程不同。涵桥工程受弯构件斜截面抗剪承载力计算是采用单一公式（房屋建筑是两套公式），该公式适用矩形、T形、I字形截面构件，并且考虑了构件截面受压翼缘的抗剪作用，也考虑了受弯纵向受力钢筋的抗剪作用

4．由于桥梁结构受弯构件截面形式、剪力图的特点，桥涵工程受弯构件斜截面抗剪承载能力计算时，首先按斜截面始端的截面尺寸和规定的剪力值进行计算，然后确定斜截面末端的位置，再根据斜截面末端截面尺寸和规定的剪力取值对斜截面末端进行抗剪承载能力验算。

5．桥涵工程偏心受压构件正截面承载能力计算时，混凝土强度采用棱柱体抗压强度，而且不考虑附加偏心距的影响。

6．桥涵工程混凝土构件的裂缝宽度、受弯刚度计算公式的建立方法、计算方法与房屋建筑工程不同，为了减少受弯构件的挠度，经常需要设置预拱度，预拱度的大小为永久荷载与一半可变荷载频遇值引起的挠度。

在预应力混凝土构件的设计当中，桥涵工程中预应力混凝土构件的预应力损失的排序、预应力损失的组合与房屋建筑工程不同。

一、概念题

（一）填空题

1．《桥规》规定，钢筋混凝土构件的混凝土标号不应低于，当采用HRB400、KL400级钢筋时不应低于；预应力混凝土构件的混凝土标号不应低于；

2．《桥规》规定，钢筋混凝土构件中的普通钢筋应选用、、及。

3．桥涵工程结构设计采用以概率论为基础的方法，极限状态分为和。桥涵工程设计基准期为。

4．《桥规》规定，在进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时，应考虑、和三种设计状态。

5．和房屋建筑工程相比，桥涵结构的目标可靠度指标值相对。

6．行车道板最小厚度不宜小于；空心板板桥的顶板、底板厚度均不宜小于。

7．钢筋混凝土板内受力钢筋的最小保护层厚度一般取。

8．受弯构件正截面承载能力基本计算公式的适用条件是，。

9．≤是为了 ,≥是为了。

10．双筋矩形截面受弯构件承载力计算中，≥是为了。

11．影响受弯构件斜截面承载力的主要因素有，，，，。

12．桥涵结构受弯构件斜截面抗剪计算公式，适用于，，截面构件，并且考虑了构件截面的抗剪作用，并考虑了抗剪作用。

13．桥涵结构受弯构件，梁内箍筋的直径不小于，也不小于主筋直径的。

14．桥涵结构偏心受压构件，当为大偏心受压构件，当为小偏心受压构件。

15．桥涵结构大偏心受压构件的破坏特点是，小偏心受压构件的破坏特点是。

16．桥涵结构偏心受压构件在地面以上，纵向钢筋的混凝土保护层厚度不小于，位于地下，则不小于。

17．桥涵结构偏心受拉构件，当偏心拉力作用点位置在钢筋A s合力点与A s′合力点之间时，为，当偏心拉力作用点在钢筋A s合力点与A s′合力点之外时，为。

18．桥涵结构的剪扭构件，其计算方法为。

19．桥涵结构的持久状况指。

20．桥涵结构的短暂状况指。

21．公路桥涵持久状况正常使用极限状态设计，应按正常使用极限状态的要求，采用作用（荷载）的并考虑的影响进行验算。

22．当按荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过L／1600（L为计算跨径），可以不放置。

23．桥梁设置预拱度以后，无车辆行驶时，桥梁；有车辆行驶时，桥梁的最大挠度也只为可变荷载产生挠度的。

24．桥梁结构按短暂状况设计，应计算其在制作、运输、安装等施工阶段由自重、施工荷载等引起的和，并控制这些应力不超过规定值。

25．对于施工过程中可能承受吊装机具和吊物的结构构件，吊装机具和吊物作为施工荷载，其自重应乘以的荷载动力系数。

26．《桥规》规定的张拉控制应力，对于后张法构件是指；当梁端有锚圈时，体外张拉控制应力等于；对于先张法构件，张拉控制应力体内与体外是。

27．桥涵结构预应力混凝土构件，预应力损失表示；表示；表示；

表示；表示；表示。

28．先张法传力锚固时的预应力损失（第一批损失）为；传力锚固后的预应力损失（第二批损失）为。

29．后张法传力锚固时的预应力损失（第一批损失）为；传力锚固后的预应力损失（第二批损失）为。

30．适筋预应力混凝土受弯构件达到极限状态的标志是。

31．预应力钢筋的有效预应力是。

32．桥梁结构为预应力混凝土连续梁等超静定结构时，正截面承载力基本计算公式中的作用效应（弯矩）应考虑预应力引起的。

33．预应力混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力一般通过来保证。

34．预应混凝土受弯构件施工阶段正应力验算应满足。

35．施加预应力时，混凝土立方体抗压强度不能低于设计强度的。

36．全预应力混凝土构件和部分预应力混凝土A类构件，在使用阶段的短期荷载作用下的构件抗弯刚度为。

(二)选择题

1.桥涵工程设计基准期为[ ]。

a、50年

b、70年

c、100年

d、150年

2．《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝标号分为[ ]等级。

a、6个

b、7个

c、8个

d、9个

3.和房屋建筑工程相比，桥涵结构的目标可靠度指标要相对[ ]。

a、高

b、一样

c、低

4.《公路桥规》规定，行车道板厚不宜小于[ ]。

a、50mm

b、80mm

c、100mm

d、110mm

5.受弯构件正截面承载能力的计算中，χ≥2a′是为了[ ]。

a、保证拉筋屈服

b、保证压筋屈服 d、保证拉筋、压筋全部屈服

6.桥涵结构受弯构件中，梁内的箍筋直径不小于（），也不应小于主筋直径的[ ]。

a、6㎜，1／4

b、8㎜，1／4

c、10㎜，1／2

d、8mm，1/2

7.桥涵结构中材料强度的设计值比房屋建筑结构的[ ]。

a、小

b、一样

c、大

8.桥涵工程受弯构件不但要进行持久状况下的设计计算，而且还要进行[ ]下的计算。

a、承载能力极限状态

b、短暂状况

c、正常使用极限状态

9.桥涵工程受弯构件斜截面抗剪承载力计算时，均布荷载作用下和集中荷载作用下采用的计算公式是[ ]。

a、不相同

b、相同

10．桥涵工程偏心受压构件正截面承载力计算时，混凝土强度采用的是[ ]。

a、立方体抗压强度

b、轴心抗拉强度

c、棱柱体抗压强度

11．桥涵工程偏心受压构件正截面承载力计算时，[ ]附加偏心距的影响。

a、不考虑

b、考虑

c、可考虑也可不考虑

12．当荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度超过L／1600（L为计算跨径），可以[ ]设预拱度。

a、考虑

b、不考虑

c、可考虑也可不考虑

13．桥梁设置预拱度以后，有车辆行驶时，桥梁的最大挠度也只为可变荷载产生挠度的[ ]。

a、1／4

b、1／3

c、1／2

d、2/3

14．对于施工过程中可能承受吊装机具和吊物的结构构件、吊装机具和吊物作为施工荷载，其自重应乘以[ ]的荷载动力系数。

a、1.10

b、1.15

c、1.20

d、1.25

15．桥涵结构预应力混凝土构件，预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失用[ ]表示。

a、σs1

b、σs2

c、σs3

d、σs4

16．桥涵结构预应力混凝土构件，锚具变形、钢筋回缩产生的预应力损失用[ ]表示。