摘要：本文通过对新发大桥简支箱梁上部结构验算分析，结构受力均能满足规范要求。为大桥加宽施工提供了可靠依据，也为同类工程提供参考。 关键词：简支箱梁验算 Abstract: this article through to the new hair bridge box girders of the upper structure checking analysis, the structure stress can meet all requirements of the code. For bridge widened construction to provide the reliable basis, and provide a reference for similar projects.
Key words: check box girders
中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
新发大桥为旧桥加宽，整个桥梁结构全长为500m，孔径布置为20×25m，原桥面布置为净15m（行车道）+2×1m（人行道），加宽后桥面宽度为净33.0m（机动车道）+2x4.0m（人行道,含栏杆宽度），既在原桥两侧各加宽12m桥面系。桥面横坡采用2%的双向坡，人行道采用1.5%单向坡，桥梁纵坡为0%。桥梁上部结构采用后张法预应力混凝土小箱梁，混凝土标号为C50，钢绞线采用低松弛预应力钢绞线，钢绞线规格为，钢绞线面积，标准强度为1860Mpa，张拉控制应力为0.75倍的标准强度。桥面铺装为10cm C40防水混凝土+5cm沥青混凝土。
2简支箱梁上部结构纵向计算
2.1计算方法与模型
本节采用桥梁博士3.2计算程序，对主梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态计算。结构的计算模型如下图1所示。
图1简支箱梁结构计算模型
2.2设计荷载及验算内容
2.2.1设计荷载：本桥为旧桥加宽且利用原桥边梁，所以以中梁控制设计。
（1）一期恒载
包括主梁自重及横隔梁自重。按构件实际断面并考虑构造因素计入，容重按26kN/m3计，自重系数1.04。
（2）二期恒载：
铺装：10cmC50砼桥面现浇层+5cm厚沥青混凝土，
中梁：0.10×1.5m×25+0.05×1.5m×23kN/m3＝5.5kN/m
防撞栏杆： 单侧10kN/m
中梁：1.5/41×20 kN/m=0.7 kN/m
二期恒载合计：
中梁：5.5+0.7=6.2 kN/m
（3）汽车荷载
汽车等级为公路－I级。
纵向计算采用车道荷载，横桥向按8车道考虑。横向分布系数按照刚接板梁法计算，采用桥博3.2计算，计算结果显示边梁横向分布系数最大为0.427。汽车冲击力：冲击系数按《通规》第4.3.2条规定计算，计算中梁冲击系数时： 中梁冲击系数：。
（4）人群荷载：人群荷载荷载集度按3.5kN/m2考虑。
（5）温度荷载
整体温差：体系整体按升温23°C，降温38°C计。
局部温差：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条计算，铺装层厚为为10cm沥青混凝土，即正温差T1=14℃，T2=5.5℃，负温差T1=-7℃，T2=-2.75℃。
2.2.2荷载组合
（1）承载能力极限状态设计
按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第1.0.9条设计安全等级取一级，结构重要性系数为1.1；按第4.1.6条进行作用效应组合。
① 基本组合：1.1×（1.2恒载＋1.2（对结构承载能力有利时取1.0）预加力＋1.0收缩及徐变＋0.5基础变位＋1.4汽车）
1.1×（1.2恒载＋1.2（对结构承载能力有利时取1.0）预加力＋1.0收缩及徐变＋0.5基础变位＋1.4汽车＋0.8×1.4温度）
（2）正常使用极限状态设计
按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.1.7条进行作用效应组合。
① 作用短期效应组合：1.0恒载＋1.0预加力＋1.0收缩及徐变＋1.0基础变位＋0.7汽车（不计冲击力）＋0.8温度
②作用长期效应组合：1.0恒载＋1.0预加力＋1.0收缩及徐变＋1.0基础变位＋0.4汽车（不计冲击力）＋0.8温度
（3）弹性阶段应力验算
结构构件弹性阶段截面应力计算时，按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.1.8条进行作用效应组合（标准值组合）：1.0恒载＋1.0预加力＋1.0收缩及徐变＋1.0基础变位＋1.0汽车＋1.0温度
2.2.3验算内容
（1）正常使用极限状态结构抗裂性验算
全桥纵向按部分预应力结构A类构件设计。
正截面抗裂验算，应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，在作用短期效应组合下须满足：σst－σpc≤0.7 ftk
斜截面抗裂验算，应对构件斜截面混凝土的主拉应力σtp进行验算，在作用短期效应组合下须满足：σtp≤0.7ftk
（2）持久状况截面应力验算：
使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力和预应力筋的拉应力，应符合下列规定：
受压区混凝土的最大压应力：σkc＋σpt≤0.5fck
混凝土的最大主压应力：σcp≤0.6f ck
受拉区预应力钢绞线的最大拉应力：σpe＋σp≤0.65fpk
（3）短暂状况应力验算：
结构构件在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土法向应力应满足：
压应力： σtcc≤0.70fck’
拉应力： 当σtct≤0.70ftk’时，预拉区配筋率不小于0.2％；
当0.70ftk’＜σtct≤1.15ftk’时，预拉区配筋率为0.2％～0.4％。
（注：以上公式中的fck’和ftk’为制造、运输、安装阶段砼的抗压强度和抗拉强度标准值，fck’＝0.75 fck，ftk’＝0.75 ftk）
（4）正常使用极限状态变形验算
使用阶段挠度计算考虑荷载长期效应影响，即按短期效应组合计算的挠度值，乘以挠度长期增长系数ηθ=1.43。主梁在消除结构自重产生的长期挠度后的最大长期挠度值不应超过计算跨径的1/600。
（5）承载能力极限状态强度验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），应对受弯构件进行正截面抗弯强度验算及斜截面抗剪强度验算。
2.3主要计算结果
2.3.1施工过程应力验算
最大正截面压应力15MPa，小于规范要求的0.70fck’＝0.7×32.4＝22.68MPa，最大正截面拉应力2.6MPa，小于规范要求的1.15 ftk’=1.15×2.6=3.05 MPa，满足规范要求。
2.3.2持久状况截面应力计算
最大正截面压应力15.8MPa如下图2、3所示，小于规范要求的0.5fck＝0.5×32.4＝16.2 MPa。最大主压应力15.8MPa，小于规范要求0.6 fck＝0.6×32.4＝19.44MPa。
图2 最大正应力(MPa)图3最大主压应力(MPa)
2.3.3正常使用极限状态抗裂验算
短期效应组合下，截面最大主拉应力0.411MPa，小于规范规定的0.4 ftk= 0.7×2.65 =1.855MPa，满足规范规定的A类构件要求。
2.3.4持久状况承载能力极限状态验算
持久状况承载能力极限状态全桥各截面最大内力与抗力包络图，如图4下：内力均小于截面抗力，承载能力极限状态满足规范要求。
图4承载能力极限状态，中梁最大、小弯矩与对应抗力包络图
3抗剪设计
跨中附近每道腹板均设置Φ12@200mm的双肢箍筋，在距支点边缘4m范围内进行加密，设置Φ12@100mm的双肢箍筋，按规范第5.2.7条和5.2.11条进行全桥抗剪承载力验算，全桥截面抗剪满足规范要求。
4结语
通过对新发大桥简支箱梁上部结构验算分析，结构受力均能满足规范要求。为大桥加宽施工提供了可靠依据，也为同类工程提供参考。
作者简介：
林俊峰 男 黑龙江哈尔滨市市政设计院工程师多年来从事桥梁设计工作。