6 正常使用极限状态验算
6.1 一般规定
6.1.1 组合桥梁的成桥过程及长期使用过程均是结构受力的重要阶段,除了承载能力的计算外,正常使用的极限状态及施工过程中的受力状态在设计中也有重要的地位。如果设计不好,也有可能间接引发出结构的安全问题。其中,短暂状况是指构件在制作、运输及安装等的施工阶段,持久状况是指建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。
6.1.2 本条规定了持久状况及短暂状况一般应验算的效应内容。各项效应的限值在第4章中进行了规定。
6.1.3 设计应力验算一般均采用简便的初等材料力学方法,基本假定是在满足设计精度的前提下,规范的公式可采用初等材料力学公式。通过对混凝土的弹性模量折减,使得计算时可将材料均视为弹性。弹性计算时,不考虑钢与混凝土之间的滑移,认为是完全连接的。
6.1.4 钢-混凝土组合梁截面计算时,可采用成熟简便的弹性模量换算方法,把混凝土与钢两种不同的材料等代成一种材料来进行截面应力计算。采用不同的有效弹性模量比是因为混凝土的徐变随材料特性对不同作用效应的影响不同,弹性模量比与作用的类型有关,且比值还与加载的龄期有关。
6.1.5 组合桥梁的成桥受力状态与施工顺序密切相关。应力及变形应按照组合截面的形成方式及对应的荷载或作用进行累计计算。一般施工顺序可以分为两种:一是钢梁架设后,在钢梁上浇筑或者安装混凝土桥面板,结合后形成组合梁,钢梁需先承受一部分的荷载;二是钢梁与混凝土桥面板结合成整体后开始承受全部的荷载。在正常使用阶段设计验算时需要充分考虑施工顺序对结构受力状态的影响。
混凝土徐变、收缩及温度等作用在截面内会产生自应力,对于超静定结构还会有二次效应的应力。在正常使用阶段设计验算时,应计入这些作用的效应。
6.1.6 计算连续梁挠度时,当荷载标准组合下中支座处混凝土桥面板的拉应力大于0.75ƒtk时,两侧各0.15l范围内,可不计混凝土桥面板的作用,但应计入混凝土板有效宽度内钢筋的作用;当荷载标准组合下中支座处混凝土桥面板的拉应力小于0.75ƒtk时,可计入混凝土板的作用。
6.1.7 负弯矩区的混凝土桥面板受力状态接近拉弯的混凝土桥面板,一般弯矩较小,拉力较大。验算裂缝时,可忽略弯矩,按混凝土轴心受拉构件进行验算。