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矩形桥墩中箍筋长度的计算方法

2014-11-27云南省交通规划设计研究院云南昆明650011

安徽建筑 2014年1期
关键词:主筋段长度倒角

韩 虎 (云南省交通规划设计研究院,云南 昆明 650011)

1 工程概况

我国高速公路建设发展迅速,公路桥梁中矩形桥墩十分常见。本文以西部某山区大桥为例计算桥墩箍筋,该桥桥墩尺寸为1.6m×1.6m,设有0.15m×0.15m的倒角,典型桥墩断面示意图如图1所示。桥墩箍筋示意图如图2所示。其中主筋材料为HRB400,直径为28mm;箍筋材料为HPB300,直径为12mm。

2 规范条文

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.6条规定,箍筋末端弯钩可取135°,弯钩的弯曲直径应大于被箍的受力主筋的直径,且R235钢筋不应小于箍筋直径的2.5倍,HRB335钢筋不应小于箍筋直径的4倍。弯钩平直段长度,一般结构不应小于箍筋直径的5倍,抗震结构不应小于箍筋直径的10倍。

3 箍筋长度计算

3.1 计算思路

钢筋在弯曲时外侧会伸长,内侧会缩短,中轴线长度近似不变,而在设计图中往往表示的是钢筋的外皮尺寸,外皮尺寸与实际轴线的长度会有一个差值,根据弯折角度以及弯曲直径的不同,这个差值也会有所变化。为此,将这个差值定义为弯曲调整值,在计算箍筋实际轴线长度时,可以通过外皮尺寸以及弯曲调整值算出箍筋的实际轴线长度。这是计算箍筋长度的常用方法,但是这使得设计长度与下料长度的不同,往往会造成最终钢筋长度有所偏差,造成钢筋的浪费,工程质量不能保证。因此,在设计图纸中如果能将箍筋轴线长度表示出来,就避免了中间过程,也使得施工质量得到控制。而总轴线长度=总平直段长度+总弯钩长度。下面分别计算平直段长度与各类弯钩长度。

图1 矩形桥墩断面

图2 箍筋示意

图3 平直段长度计算

图4 135°弯钩

图5 1号箍筋各边编号

图6 箍筋长度表示

3.2 计算平直段箍筋长度

箍筋平直段的长度可以用箍筋内主筋的间距来表示,这样会为箍筋计算,特别是对于图2这种六肢箍的计算,带来很大的方便。以主筋间距L'代替平直段长度L,以90°弯钩为例,如图3所示,这种替代会带来误差,这个误差形成的主要原因,是把主筋的直径看做弯钩的弯曲直径。若假设主筋直径为D',弯曲直径为D,经计算,主筋间距L'与实际平直段长度L 之差m=(D-D')×cos(45°)=0.707(D-D'),在一般情况下,主筋直径D'与弯曲直径D 是相近的,因此误差值m对于整个箍筋长度的计算影响是很小的,用主筋间距代替平直段长度也是有效的。

3.3 计算弯曲角度为135°的弯钩长度

平直段长度L1与L2暂不考虑,取弯曲半径D=2.5d,如图4所示,标注为轴线尺寸,则弯钩长度W=(D/2+d/2)×π×(135/180)=4.12d。

弯钩长度值 表1

3.4 计算弯曲角度为90°的弯钩长度

平直段长度L1与L2暂不考虑,取弯曲半径D=2.5d,则弯钩长度W=(D/2+d/2)×π×(90/180)=2.75d。

3.5 计算弯曲角度为45°的弯钩长度

由于桥墩断面设有倒角,因此箍筋弯曲角度出现45°的情况,这时可将弯曲半径取D=2.5d,平直段长度L1与L2暂不考虑,则 弯 钩 长 度W=(D/2+d/2)×π×(45/180)=1.37d。

3.6 实例计算

以1号箍筋为例,设其四条边分别为a、b、c、d,如图7所示。a 边平直段长度为4×12.7=50.8(cm);b 边平直段长度为10×12.7=127(cm);c 边平直段长度为4×12.7=50.8(cm);d 边平直段长度为10×12.7+20=147(cm)。取135°弯钩后的平直段长度为20cm,设有倒角处的箍筋平直段长度为10÷sin(45°)=14.14(cm),平直段总长度L1=50.8+127+50.8+147+20×2+14.14×2=443.88(cm)。而1号箍筋共有2个135°弯钩,1个90°弯钩,4个45°弯钩,弯钩总长度L2=2×4.12×1.2+2.75×1.2+4×1.37×1.2=19.76(cm),则1号箍筋总的箍筋长度为L=L1+L2=443.88+19.76=463.64(cm)。同样,可以用这种方法求得2号箍筋的箍筋总长度为506.19cm。得到箍筋长度后,为了在设计图中将其准确清晰表示出来,可以将每一条边上的平直段长度与弯钩长度之和作为该边的长度,标在指定的位置,如图6所示。

4 结 论

在上文讨论计算箍筋长度时,假设弯曲直径D=2.5d,而当主筋直径大于2.5d 时,弯曲直径就大于2.5d 了。同时,假设箍筋轴线在弯曲时保持不变,但在实际情况下轴线长度还是会出现变化。这些误差均没有考虑,以上这些情况产生的误差对整个箍筋长度计算的影响是比较小的,因此,通过分别计算箍筋平直段长度和弯钩长度,再相加得箍筋总长,这种方法是可行的。在表1中总结出不同直径箍筋与不同弯曲角度组合得到的弯钩长度值,方便在设计中快速查值,达到方便、迅速、准确的目的,从而提高设计水平和工程质量。

[1]JTGD62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]李华龙.钢筋混凝土结构矩形绑扎钢筋长度计算[J].安徽建筑,2000(1).

[3]任智勤.箍筋长度的计算方法[J].科技咨询,2010(11).

[4]石元印,肖维品.建筑施工技术[M].重庆:重庆大学出版社,1999.

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