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斜交板受力特點(diǎn)及鋼筋布置方案

一、斜板計(jì)算相關(guān)規(guī)定

斜交板橋的受力狀態(tài)與正交板橋有許多不同，除了與橋的寬跨比、斜交角的大小有關(guān)外，還與板的抗彎、抗扭剛度，支承條件和荷載狀態(tài)有關(guān)。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，可按下列要求簡化計(jì)算：

二、斜板受力特點(diǎn)

1、支承邊反力：呈不均勻分布，以鈍角處最大，銳角處最小，甚至出現(xiàn)負(fù)反力，使銳角上翹；斜板的荷載一般有向支承邊的最短距離傳遞分配的趨勢(shì)，鈍角角隅處的反力會(huì)比正交板大幾倍。

2、跨中主彎矩：對(duì)于寬跨比較大的斜板，其中心處的主彎矩方向接近與支承邊正交，但在斜板的兩側(cè)，則不論斜板寬跨比的大小，其主彎矩方向接近于行自由邊，且彎矩值沿板寬分布也是不均勻的，對(duì)于均布荷載，中部彎矩值大于兩側(cè)，對(duì)于集中荷載，則以荷載點(diǎn)處的最大；

另外，斜交板縱向最大彎矩的位置，隨著斜交角的增大從跨中向鈍角部位轉(zhuǎn)移；

3、鈍角負(fù)彎矩：斜板除了跨徑方向的縱向彎矩外，在鈍角處還產(chǎn)生了相當(dāng)大的垂直于鈍角平分線的負(fù)彎矩，鈍角處產(chǎn)生的負(fù)彎矩，有時(shí)它的絕對(duì)值比跨中主彎矩還要大；

4、橫向彎矩：斜板的最大縱向彎矩，雖比同等跨徑的直橋要小，但橫向彎矩卻比同跨徑的直橋要大得多，并沿自由邊的橫向彎矩還出現(xiàn)反號(hào)，靠近銳角處為正，靠近鈍角處為負(fù)；

5、扭矩：斜交板的扭矩變化很復(fù)雜，沿板的自由邊和支承邊上都有正負(fù)扭矩交替產(chǎn)生，抗扭剛度對(duì)扭矩的影響與正橋有很大區(qū)別。

三、斜板鋼筋布置

《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.6條對(duì)斜板的鋼筋布置有如下規(guī)定：

斜板鋼筋可參考以下方式進(jìn)行布置：

1、主鋼筋：

主鋼筋配置的數(shù)量應(yīng)依主彎矩的的大小來定，配置方向應(yīng)與主彎矩方向保持一致。但是，由于橋上所承受的荷載類型、大小、位置等的不斷變化，在板的不同位置其主彎矩方向亦不同。

所以，在斜板橋上完全按主彎矩配筋是不可能的，只能選擇控制截面的主彎矩方向或主彎矩方向夾角盡量小的方向來配置主鋼筋。

為了簡化和方便施工，可以按下面的方式配置鋼筋：

當(dāng)板的斜跨長L與板橋垂直寬度b的比L/b≥1.3時(shí)，主筋沿斜跨方向布置（圖a）：

當(dāng)L/b＜1.3時(shí)，中部主筋沿與支承邊相垂直的方向布置，靠近自由邊的局部范圍沿斜跨方向布置（圖b）：

2、分布鋼筋：即橫向受力鋼筋，按鋼筋方向的彎矩值進(jìn)行配置。

當(dāng)L/b≥1.3時(shí)，從鈍角起以垂直于主筋的方向配置到對(duì)邊的鈍角處，靠近支承邊的區(qū)域內(nèi)，以平行于支承邊配置，如上圖a所示，到與中間部分的分布鋼筋相銜接為止；

當(dāng)L/b＜1.3時(shí)，分布鋼筋沿平行于支承邊布置，如上圖b所示。配置在截面上緣的分布鋼筋，其沿橋軸方向每米長的數(shù)量為下緣的1/3。

3、附加鋼筋：

由于斜橋受力狀態(tài)復(fù)雜，內(nèi)力變化劇烈，所以，除了上面通過計(jì)算所配鋼筋外，在內(nèi)力變化劇烈和扭矩作用突出的地方再適當(dāng)增加一些鋼筋。

①鈍角頂面：由于負(fù)彎矩的作用，在鈍角部分板的頂面，與鈍角二等分線呈直角的方向，會(huì)產(chǎn)生很大的拉力，所在在該部分必須配置附加鋼筋A(yù)g1=k*Ag；

式中：Ag----每米寬的主筋數(shù)量；

k----與交角有關(guān)的系數(shù)；

也可設(shè)置與鈍角等分線垂直的附加鋼筋：（以8m板為例）

②自由邊頂面：

為了抵抗扭矩，在每邊約L/5的范圍內(nèi)，要設(shè)置附加鋼筋（縱向鋼筋及分布鋼筋）。

③鈍角底面：

鈍角處有平行于鈍角等分線方向的正彎矩，所以在平行于鈍角等分線方向要設(shè)置附加鋼筋。鈍角處支反力很大，也有必要適當(dāng)設(shè)置一些加強(qiáng)鋼筋。

4、錨固鋼筋：

斜板橋在使用過程中，在平面內(nèi)有向銳角方向蠕動(dòng)的趨勢(shì)，所以設(shè)置的支座要有充分的錨固作用，否則，應(yīng)該加強(qiáng)銳角處橋臺(tái)耳墻或墩臺(tái)擋塊，以免被擠裂。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTG 3362-2018，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2018．

[2]公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2011.

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