5 承载能力极限状态计算
5.1 抗弯承载力计算
5.1.1 钢-混凝土组合梁的截面当符合表5.1.1的要求时，可采用塑性设计方法计算抗弯承载力。不符合时，应采用弹性设计方法进行，计算时应计入施工顺序，以及混凝土的徐变、收缩与温度等作用的影响。
表5.1.1 板件宽厚比
注：表中α为钢梁受压高度的比例系数，可近似采用下列各式计算：
正弯矩作用区段，塑性中和轴在钢梁截面内时：
式中：Ast、Asb——分别为钢梁上翼缘、下翼缘面积；
Asc——钢梁受压区的截面面积。
5.1.2 塑性设计方法计算钢-混凝土组合梁强度时，在下列部位可不计及弯矩与剪力的相互影响：
1 受正弯矩作用的组合梁截面；
2 受负弯矩作用且Artfsd不小于0.15Asfd的组合梁截面(Art为负弯矩区混凝土桥面板有效宽度范围内纵向钢筋的截面面积)。
5.1.3 塑性设计方法计算正弯矩区钢-混凝土组合梁的抗弯承载力时，应符合下列规定：
1 塑性中和轴在钢梁截面内(图5.1.3-1)，即Acfcd＋Arfsd＜Asfd＋Apσpu,d时，抗弯承载力应符合下列公式要求：
图5.1.3-1 塑性中和轴在钢梁内时的组合梁截面及应力图形
hc1—混凝土桥面板的厚度；hc2—混凝土桥面板的承托高度
式中：γ0——桥梁结构的重要性系数，按本规范第4.2.1条的规定采用；
M——正弯矩设计值(N·mm)；
k——考虑滑移效应的拟合系数，可取为0.96，也可采用式(5.1.3-3)进行详细计算；
Ac——混凝土桥面板的截面面积(mm2)；
Asc——钢梁受压区的截面面积(mm2)；
Ap——体外预应力筋的截面面积(mm2)；
Ar——塑性中和轴上侧混凝土桥面板内纵向钢筋的截面面积(mm2)；
As——钢梁的截面面积(mm2)；
y1——混凝土桥面板受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y2——钢梁受压区截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y3——体外预应力筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
y4——混凝土桥面板内纵向钢筋的截面形心至钢梁受拉区截面形心的距离(mm)；
σpu,d——体外预应力筋的极限应力设计值(MPa)，按本规范第5.1.4条计算；
fcd——混凝土的抗压强度设计值(MPa)；
fd——钢材的抗拉强度设计值(MPa)；
fsd——混凝土桥面板内纵向钢筋的抗拉强度设计值(MPa)；
r——剪力连接程度；
nr——一个剪跨区的抗剪连接件数目，剪跨区的确定见本规范第7.5.2条；
Ncv——一个抗剪连接件的抗剪承载力设计值(MPa)，按本规范第7.2节的有关公式计算。
2 塑性中和轴在混凝土桥面板内(图5.1.3-2)，即Acfcd＋Arfsd≥Asfd＋σpu,dAp时，抗弯承载力应符合下列公式要求：
式中：Acc——塑性中和轴上侧混凝土桥面板的面积(mm2)；
bc——混凝土桥面板的有效宽度(mm)；
χ——混凝土桥面板受压区高度(mm)；
k——考虑滑移效应的拟合系数，可取为0.94，也可采用式(5.1.3-7)进行精确计算。
图5.1.3-2 塑性中和轴在混凝土桥面板内时的组合梁截面及应力图形
5.1.4 体外预应力筋的极限应力应按下列公式计算：
式中：σpu——体外预应力筋的极限应力(MPa)；
σpe——体外预应力筋的有效应力(MPa)；
σpu,d——体外预应力筋的极限应力设计值(MPa)；
γpu——考虑材料性能、结构体系等因素的分项系数，可取1.2；
△σpu——体外预应力筋的极限应力增量(MPa)。
△σpu可按下列公式进行计算：
若Acfcd＋Arfsd＜Asfd＋Apσpe，则塑性中和轴在钢梁截面内：
若Acfcd＋Arfsd≥Asfd＋Apσpe，则初步判断塑性中和轴在混凝土桥面板截面内
将式(5.1.4-4)计算的△σpu代入判别式，若Acfcd＋Arfsd＜Asfd＋Ap(σpe＋△σpu)，需重新按塑性中和轴在钢梁截面内的情况计算△σpu，即采用式(5.1.4-3)。
此时，应力设计值尚应符合下式要求：
σpu,d≤fpd (5.1.4-5)
式中：fpd——体外预应力筋的抗拉强度设计值(MPa)，可按本规范表3.4.3取值；
Ic——混凝土桥面板截面的惯性矩(mm4)；
Is——钢梁截面的惯性矩(mm4)；
H——组合梁截面高度(mm)；
L——组合梁计算跨度(mm)。