预应力欧美xxx

中华人民共和国行业标准纤维增强塑料筋混凝土桥梁技术规程CJJ/TXXX-201X主编部门:中华人民共和国XXX批准部门:中华人民共和国XXX施行日期:xxxx北京前言根据住房城乡建设部《关于印发〈2015年工程建设标准规范制订、修订计划〉的通知》(建标[2014]189号)的要求,本规范由上海市城市建设设计研究总院和同济大学会同有关单位调查研究,认真总结实践经验,参考有关国内外先进标准,并在广泛征求意见的基础上编制完成.
本规范的主要内容是:1.
总则;2.
术语、符号;3.
基本规定;4.
材料;5.
承载能力极限状态计算;6.
正常使用极限状态验算;7.
构造要求;8.
施工与验收.
本规范由住房和城乡建设部负责管理,由上海市城市建设设计研究总院负责具体技术内容的解释.
在执行过程中,若有意见和建议请寄送上海市城市建设设计研究总院(地址:上海市东方路3447号,邮编:200125).

本规范主编单位:上海市城市建设设计研究总院同济大学本规范参编单位:北京市市政工程设计研究总院有限公司天津市市政工程设计研究院深圳市市政设计研究院有限公司中交第二公路勘察设计研究院有限公司南京锋晖复合材料有限公司德士达建材(广东)有限公司中国建筑第八工程局有限公司柳州欧维姆机械股份有限公司武汉广纳汇峰科技有限公司本规范主要起草人员:本规范主要审查人员:目次1总则12术语和符号22.
1术语22.
2符号23基本规定53.
1一般规定53.
2结构计算54材料74.
1混凝土74.
2纤维增强塑料筋84.
3其他材料95承载能力极限状态计算115.
1一般规定115.
2正截面承载力计算125.
3斜截面承载力计算216正常使用极限状态验算246.
1一般规定246.
2裂缝宽度验算246.
3挠度验算277构造要求307.
1一般规定307.
2FRP筋锚固与搭接307.
3FRP筋配筋率317.
4预应力FRP筋318施工与验收328.
1FRP筋制作、包装、贮藏与运输328.
2FRP筋下料、铺放与绑扎328.
3FRP筋验收338.
4预应力FRP筋张拉338.
5浇筑混凝土338.
6锚具布置与安装348.
7工程验收34附录A屈服曲率系数计算36附录B极限应力增量系数计算38本规范用词说明40引用标准名录41Contents1GeneralProvisions12TermsandSymbols22.
1Terms22.
2Symbols23BasicRequirements53.
1General53.
2StructuralCalculation54Materials74.
1Concrete74.
2Fiber-Reinforced-Polymer84.
3OtherMaterials95UltimateLimitStatesDesign115.
1General115.
2CalculationofFlexuralandAxialCapacity125.
3CalculationofShearCapacity216CheckingofServiceabilityLimitStates246.
1General246.
2CheckingofCracks246.
3CheckingofDeflectionofFlexuralMembers277DetailingRequirements307.
1General307.
2AnchorageandOverlapofFRP307.
3ReinforcementRatioofFRP317.
4PrestressedFRPtendon318ConstructionandQualityControl328.
1Manufacture,StorageandHandlingofFRP328.
2Placement,InstallationandColligationofFRP328.
3AcceptanceInspection338.
4FRPtendonPrestressing338.
5ConcreteCasting338.
6AnchoragePlacementandInstallation348.
7QualityControlandInspection34AppendixACoefficientsofYieldCurvature36AppendixBCoefficientsofUltimateCurvature38ExplanationofWorkinginThisCode40ListofQuotedStandards41总则1.
0.
1为使纤维增强塑料筋混凝土桥梁的设计、施工及验收符合安全可靠、适用耐久、技术先进、经济合理的要求,制定本规程.
1.
0.
2本规程适用于城市道路工程中纤维增强塑料筋混凝土桥梁的设计、施工及验收.
1.
0.
3本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的表达式进行设计.
1.
0.
4纤维增强塑料筋混凝土桥梁的设计、施工及验收除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定.
术语和符号术语纤维fiber本规程中特指土木工程中所采用的各类高性能纤维,其种类主要为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维.
纤维增强塑料fiberreinforcedpolymer指采用连续纤维或纤维织物为增强相,聚合物树脂为基体相,两相材料通过复合工艺组合而成的一种聚合物基复合材料,简称FRP.
碳纤维增强塑料筋carbonfiberreinforcedpolymerreinforcement碳纤维或碳纤维织物为增强相,聚合物树脂为基体相,通过复合工艺组合而成的筋材,简称CFRP筋.
玻璃纤维增强塑料筋glassfiberreinforcedpolymerreinforcement玻璃纤维或玻璃纤维织物为增强相,聚合物树脂为基体相,通过复合工艺组合而成的筋材,简称GFRP筋.
芳纶纤维增强塑料筋aramidfiberreinforcedpolymerreinforcement芳纶或芳纶织物为增强相,聚合物树脂为基体相,通过复合工艺组合而成的筋材,简称AFRP筋.
玄武岩纤维增强塑料筋basaltfiberreinforcedpolymerreinforcement玄武岩纤维或玄武岩纤维织物为增强相,聚合物树脂为基体相,通过复合工艺组合而成的筋材,简称BFRP筋.
符号材料性能——FRP筋、预应力FRP筋的弹性模量;——混凝土的弹性模量;——钢筋的弹性模量;——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;——FRP筋的抗拉强度标准值、设计值;——普通钢筋抗拉强度标准值、设计值;——预应力筋抗拉强度标准值、设计值;——普通钢筋、预应力筋抗压强度设计值.
作用与作用效应——弯矩设计值;——按荷载效应标准组合计算的弯矩;——按荷载效应准永久组合计算的弯矩;——计算轴向力;——剪力设计值;Vc——构件斜截面上混凝土受剪承载力设计值;Vf——构件斜截面上箍筋受剪承载力设计值;——预应力筋的有效应力;——预应力筋的极限应力;——预应力筋的弹性应力增量;——预应力筋的极限应力增量;wmax——按荷载准永久组合或标准组合,并考虑长期作用影响的计算最大裂缝宽度.
几何参数af、——纵向受拉和受压FRP筋的合力点至截面近边缘的距离;——受压区纵向钢筋面积重心至受压边缘的距离;——混凝土桥面板的截面面积;——受拉FRP筋的截面面积;——受压FRP筋的截面面积;B——受弯构件的截面刚度;I——截面惯性矩;h——截面高度;——计算跨径;——构件的截面宽度;——T形、I形截面受压区的翼缘计算宽度;ea——附加偏心距;ei——初始偏心距;——截面有效高度;——T形、I形截面受压区的翼缘高度;i——偏心方向的截面回转半径;j——内力臂系数.
计算系数及其他——FRP筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;——当FRP筋与受压边缘混凝土同时达到极限应变时,FRP筋混凝土梁的平衡配筋率;——纵向受力FRP筋的配筋率;——纵向受力FRP筋的最小配筋;——正截面混凝土极限压应变;——混凝土最大压应力对应的应变;x——混凝土受压区高度;γ0——桥梁结构的重要性系数;φ——稳定系数;Cm——构件端截面偏心距调整系数;ns——弯矩放大系数;——受压区高度与受拉FRP筋合力点距构件顶面的距离之比;——裂缝间纵向受拉FRP筋应变不均匀系数;——考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数.
基本规定一般规定FRP筋混凝土桥梁应对结构及其构件进行下列验算:1按承载能力极限状态的要求进行持久状况及偶然状况的承载力、整体稳定计算;2按正常使用极限状态的要求进行持久状况的抗裂性、应力、挠度、局部稳定验算,以及耐久性设计;3按短暂状况结构受力状态的要求进行施工等工况的验算.
FRP筋混凝土桥梁的设计基准期应为100年.
FRP筋混凝土桥梁的设计使用年限应符合表3.
1.
3的规定.
表3.
1.
3FRP混凝土桥梁的设计使用年限类别设计使用年限(年)桥梁类型130小桥250中桥、重要小桥3100特大桥、大桥、重要中桥注:对有特殊要求结构的设计使用年限,可在上述规定基础上经技术经济论证后予以调整.
FRP筋桥梁的安全等级的确定应符合表3.
1.
4的规定.
表3.
1.
4FRP筋混凝土桥梁设计安全等级安全等级结构类型桥梁类型一级重要结构特大桥、大桥、中桥、重要小桥二级一般结构小桥、重要挡土墙三级次要结构挡土墙、防撞护栏注:1表中所列大、中、小桥系按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60中的单孔跨径确定,对于多跨不等跨桥梁,以其中最大跨径为准;本表冠以"重要"的中桥和小桥,系指高速公路和一级公路上、国防公路上、城市快速路上、主干路和交通特别繁忙的城市次干路上的桥梁.

2对有特殊要求的桥梁,其设计安全等级可根据具体情况另行确定.
结构计算FRP筋混凝土桥梁的作用、作用组合及结构重要性系数,可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的规定执行.
FRP筋混凝土桥梁的温度作用可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的混凝土桥梁取值.
FRP筋混凝土桥梁的抗震设计应依据现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166、《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01、《公路工程抗震规范》JTGB02进行.
FRP筋混凝土桥梁的抗风设计应依据《公路桥梁抗风设计规范》JTG/TD60-01进行.
FRP筋混凝土构件的疲劳验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的有关规定;预应力CFRP筋混凝土梁中非预应力筋应力幅限值取120MPa.
材料混凝土混凝土强度等级应按边长为150mm立方体试件的抗压强度标准值确定.
纤维增强塑料(FRP)筋混凝土桥梁的主要受力构件中混凝土强度等级应符合下列规定:1普通FRP筋构件不应低于C30;2预应力FRP筋构件不应低于C40.
混凝土轴心抗压强度标准值fck和轴心抗拉强度标准值ft应符合表4.
1.
3的规定.
表4.
1.
3混凝土强度标准值(MPa)强度等级强度种类C30C35C40C45C50C55C60fck20.
123.
426.
829.
632.
435.
538.
5ftk2.
012.
202.
402.
512.
652.
742.
85混凝土轴心抗压强度设计值fcd和轴心抗拉强度设计值ftd应符合表4.
1.
4的规定.
表4.
1.
4混凝土强度设计值(MPa)强度等级强度种类C30C35C40C45C50C55C60fcd13.
816.
118.
420.
522.
424.
426.
5ftd2.
401.
391.
521.
741.
831.
891.
96混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec应符合表4.
1.
5的规定.
表4.
1.
5混凝土的弹性模量(MPa)混凝土强度等级C30C35C40C45C50C55C60Ec3.
00*1043.
15*1043.
25*1043.
35*1043.
45*1043.
55*1043.
60*104注:当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝土且无实测数据时,表中C50~C60的Ec值应乘以折减系数0.
95.
混凝土的剪切模量Gc可按本规程表4.
1.
5数值的0.
4倍采用;混凝土的泊松比νc可采用0.
2;混凝土的温度线膨胀系数αc可取为1*10-5/℃.
纤维增强塑料筋FRP筋外观规格、力学性能、检验方法、标志、包装、运输及储存方法应满足现行国家标准《结构工程用纤维增强复合材料筋》GB/T26743的要求.
FRP筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率,弹性模量和伸长率应取平均值,常用FRP筋的力学性能应符合表4.
2.
2的规定.
表4.
2.
2常用FRP筋的主要力学性能指标FRP筋类型抗拉强度标准值(MPa)弹性模量(GPa)伸长率(%)CFRP筋18001401.
5AFRP筋1300652.
0GFRP筋10mm700401.
822mm10mm6001.
522mm5001.
3FRP筋的密度应符合表4.
2.
3的规定.
表4.
2.
3FRP筋密度FRP筋类型密度(g/cm3)CFRP筋1.
5~1.
6AFRP筋1.
25~1.
4GFRP筋1.
25~2.
1FRP筋的线膨胀系数指标应符合表4.
2.
4的规定.
FRP筋的抗拉强度应按筋材的截面面积(含树脂)计算,截面面积应按名义直径计算.
预应力FRP筋和非预应力FRP筋的抗拉强度设计值应分别按式(4.
2.
5-1)和(4.
2.
5-2)确定:(4.
2.
5-1)(4.
2.
5-2)式中:ffpd——预应力FRP筋的抗拉强度设计值;ffpk——预应力FRP筋的抗拉强度标准值;ffd——非预应力FRP筋的抗拉强度设计值;ffk——非预应力FRP筋的抗拉强度标准值;γf——FRP筋的分项系数,取1.
4;γe——环境影响系数,按表4.
2.
5取值.
表4.
2.
4FRP筋的线膨胀系数FRP筋类型方向线膨胀系数(*10-6/℃)CFRP筋纵向-2~0横向23~32AFRP筋纵向-6~-2横向60~80GFRP筋纵向6~10横向21~23表4.
2.
5FRP筋的环境影响系数γe环境条件纤维类型γe一般环境CFRP1.
1AFRP1.
3GFRP1.
4海洋环境侵蚀性环境CFRP1.
2AFRP1.
5GFRP1.
6(强碱环境中取2.
0)其他材料FRP筋混凝土桥梁中的普通钢筋可选用HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500和RRB400钢筋,选用的钢筋应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》GB1499.
1或《钢筋混凝土用钢第2部分:带肋钢筋》GB1499.
2的规定.
普通钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95%的保证率.
普通钢筋的抗拉强度标准值fsk应符合表4.
3.
2的规定.
表4.
3.
2普通钢筋抗拉强度标准值钢筋种类符号公称直径d(mm)fsk(MPa)HPB300A6~50300HRB400HRBF400RRB400CCFCR6~50400HRB500HRBF500DDF6~50500普通钢筋的抗拉强度设计值和抗压强度设计值应符合表4.
3.
3的规定.
表4.
3.
3普通钢筋抗拉、抗压强度设计值(MPa)钢筋种类HPB300250250HRB335HRBF335280280HRB400HRBF400RRB400330330HRB500HRBF500415415注:1钢筋混凝土轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于330MPa时,应按330MPa取用;在斜截面抗剪承载力、受扭承载力和冲切承载力计算中垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋等横向钢筋的抗拉强度设计值大于330MPa时,应按330MPa取用.

2构件中配有不同种类的钢筋时,每种钢筋应采用各自的强度设计值.
普通钢筋的弹性模量Er应符合表4.
3.
4的规定.
表4.
3.
4普通钢筋的弹性模量(MPa)钢筋种类ErHPB3002.
1*105HRB335、HRB400、HRB500HRBF335、HRBF400、HRBF500RRB4002.
0*105FRP筋混凝土桥梁中的预应力筋可选用钢绞线、钢丝;中、小型构件或横向预应力筋,也可选用精轧螺纹钢筋,并应符合下列规定:1钢绞线应满足现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224的要求;2钢丝应满足现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223的要求;精轧螺纹钢应满足现行国家标准《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065的要求.
3无粘结钢绞线应满足现行行业标准《无粘结预应力钢绞线》JG161的要求;4成品与非成品体外索的保护应满足相关规范的要求.
预应力筋的抗拉强度标准值和设计值,以及预应力筋的弹性模量可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62进行取值.
承载能力极限状态计算一般规定FRP筋混凝土桥梁中非预应力筋可选用耐碱GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋或CFRP筋,亦可选用环氧涂层钢筋.
预应力FRP筋应选用CFRP筋或AFRP筋.
当按弹性或弹塑性分析方法得到构件的应力设计值分布后,可根据主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定配筋量,按主拉应力的分布区域确定受力筋布置,并应符合相应的构造要求.
对于受弯构件,可忽略受压区FRP筋对承载力的贡献;对于受压构件,可考虑受压区FRP筋对承载力的贡献.

FRP筋桥梁的承载能力极限状态计算,应采用下式:γ0Sud≤R(5.
1.
3-1)当采用预应力的超静定结构时,应采用下式:γ0Sud+γpSp≤R(5.
1.
3-2)式中:γ0——桥梁结构的重要性系数,对应于设计安全等级一级、二级、三级的FRP筋混凝土桥梁应分别取不小于1.
1、1.
0、0.
9;γp——预应力分项系数,当预应力效应对结构有利时,应取1.
0,不利时应取1.
2;Sud——作用效应的组合设计值,对于汽车荷载应计入冲击系数;Sp——扣除全部预应力损失后,预应力引起的次效应;R——构件承载力设计值.
FRP筋混凝土桥梁的刚体倾覆稳定计算,应采用下式:γqfSsk≤Sbk(5.
1.
4)式中:γqf——抗倾覆稳定系数,不应小于2.
5;Ssk——不平衡作用效应的标准组合;Sbk——平衡作用效应的标准组合.
计算倾覆稳定的汽车荷载及其组合应符合下列规定:1验算倾覆稳定的汽车荷载应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60或《城市桥梁设计规范》CJJ11中的车道荷载,集中荷载标准值应乘以1.
2的系数;2汽车荷载横向应按相应规范的最不利位置布置,多车道桥梁汽车荷载产生的效应不得折减;3汽车荷载应计入冲击作用;4应计入风荷载与汽车荷载的共同作用.
FRP筋混凝土桥梁进行截面承载力计算时,效应组合应采用基本组合;进行倾覆稳定计算时,作用的效应组合应采用标准组合.
正截面承载力计算FRP筋混凝土受弯构件的正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算:1截面应变保持平面;2不考虑混凝土的抗拉强度;3受拉FRP筋的应力应取FRP筋应变与其弹性模量的乘积,但其绝对值不应大于其抗拉强度设计值ffd.
纵向受拉FRP筋达到设计强度与受压区混凝土破坏同时发生的相对界限受压区高度fb及相应的配筋率,应按下列公式计算:(5.
2.
2-1)(5.
2.
2-2)式中:α1、1——系数,按表5.
2.
2确定;——正截面混凝土极限压应变,取0.
0033;fc——混凝土轴心抗压强度设计值;——FRP筋的弹性模量;——FRP筋的抗拉强度设计值;——当FRP筋与受压边缘混凝土同时达到极限应变时,FRP筋混凝土梁的平衡配筋率.
表5.
2.
2系数α1、1值混凝土强度等级C50及以下C55C60C65C70C75C80α110.
990.
980.
970.
960.
950.
9410.
800.
790.
780.
770.
760.
750.
74不同FRP筋配筋率下的FRP有效设计应力应按下列公式计算:(5.
2.
3)式中:——纵向受力FRP筋的配筋率,取,其中h0f为受拉区FRP筋合力作用点到构件顶面的距离.
——纵向受力FRP筋的最小配筋率,按本规程第7.
3.
1条计算.
正截面受弯承载力应符合下列规定:(5.
2.
4-1)(5.
2.
4-2)式中:——桥梁结构的重要性系数,按本规程第3.
1.
4条的规定采用;M——弯矩设计值;b——构件的截面宽度;h0f——FRP筋合力点距构件顶面的距离;j——内力臂系数;Af——受拉区FRP筋的面积.
有粘结预应力FRP筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力应按本规程第5.
2.
1条的基本假定进行计算.
如同时配有纵向非预应力钢筋,则钢筋的应力取值应取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其绝对值不应大于其相应的强度设计值.
纵向受拉钢筋的极限拉应变应取0.
01.

纵向非预应力受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度,应按下式计算:(5.
2.
6)式中:Es——纵向受拉钢筋的弹性模量;fy——纵向受拉钢筋的抗拉强度设计值.
纵向预应力FRP筋达到设计强度与受压区混凝土破坏同时发生的相对平衡受压区高度,应按下式计算:(5.
2.
7)式中:Efp——预应力FRP筋的弹性模量;——预应力FRP筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力FRP筋的应力;——预应力FRP筋的抗拉强度设计值.
同时配有预应力FRP筋和普通钢筋的混凝土受弯构件的正截面受弯承载力应符合下列规定:1当时:(5.
2.
8-1)混凝土受压区高度和预应力FRP筋的应力按下列公式确定:(5.
2.
8-2)(5.
2.
8-3)式中:x——混凝土受压区等效矩形应力图高度;fy——受拉区钢筋的抗拉强度设计值;——受拉区所配钢筋的截面面积;——受压区钢筋的抗拉强度设计值;——受压区所配钢筋的截面面积;——所配预应力FRP筋横截面面积;——预应力FRP筋的应力;——受拉钢筋面积重心至受压边缘的距离;——构件截面宽度;——T形、I形截面受压区的翼缘高度;——T形、I形截面受压区的翼缘计算宽度,按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的规定计算;——预应力FRP筋面积重心至受压边缘的距离;——受压区纵向钢筋面积重心至受压边缘的距离.
2当按式(5.
2.
8-2)和式(5.
2.
8-3)计算所得时,混凝土实际受压区高度应按下列公式重新计算确定,正截面受弯承载力符合下列规定:(5.
2.
8-4)中和轴高度和等效矩形应力系数、按下列公式确定:(5.
2.
8-5)(5.
2.
8-6)当时:(5.
2.
8-7)(5.
2.
8-8)当时:(5.
2.
8-9)(5.
2.
8-10)3对于矩形截面,以上各式中取等于进行计算;对于T形截面,首先取以上各式中等于进行计算,当计算所得的时,用实际的、重新计算.
同时配有预应力FRP筋和非预应力FRP筋的混凝土受弯构件,应按平截面假定根据截面上内力平衡和力矩平衡建立方程组设计计算,设计时应保证承载能力极限状态下非预应力FRP筋的.
FRP筋混凝土轴心受压构件的正截面承载力应符合下列规定:(5.
2.
10)式中:φ——稳定系数,按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的规定确定;b——柱的截面宽度;h——柱的截面高度;Ef——FRP筋的受压弹性模量;Af——FRP筋的总面积;ε0——混凝土最大压应力对应的应变,取为0.
002.
弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件,当同一主轴方向的杆端弯矩比不大于0.
9且轴压比不大于0.
9时,若构件的长细比满足式(5.
2.
11)的要求,可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响;否则应根据本规程第5.
2.
12条的规定,按截面的两个主轴方向分别考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的附加弯矩影响.

(5.
2.
11)式中:M1、M2——分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M2,绝对者较小端为M1,当构件按单曲率弯曲时,M1/M2取正值,否则取负值;lc——构件的计算长度,可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离;i——偏心方向的截面回转半径.
偏心受压构件考虑轴向压力在构件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值,按下列公式计算:(5.
2.
12-1)(5.
2.
12-2)(5.
2.
12-3)(5.
2.
12-4)式中:Cm——构件端截面偏心距调整系数,当大于0.
7时取0.
7;ns——弯矩放大系数;N——与弯矩设计值M2相应的轴向力设计值;ea——偏心距,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30中的较大值;A——构件的截面面积;当相对受压区高度ξ大于ξfb,正截面受压承载力应符合下列规定:(5.
2.
13-1)(5.
2.
13-2)(5.
2.
13-3)(5.
2.
13-4)(5.
2.
13-5)(5.
2.
13-6)式中:x——混凝土受压区高度;Af——受拉FRP筋的面积;——受压FRP筋的面积ei——初始偏心距;af、——纵向受拉和受压FRP筋的合力点至截面近边缘的距离;、——破坏时纵向受拉和受压FRP筋的应力,受拉为正,受压为正;——纵向受压FRP筋的抗压强度;、——纵向受拉和受压FRP筋的弹性模量.
当相对受压区高度ξ不大于ξfb,正截面受压承载力应符合下列规定:(5.
2.
14-1)(5.
2.
14-2)(5.
2.
14-3)(5.
2.
14-4)式中:——受压区高度与受拉FRP筋合力点距构件顶面的距离之比;——破坏时混凝土受压边缘的应力.
体外预应力FRP筋混凝土梁受弯承载力按下式计算:(5.
2.
15-1)(5.
2.
15-2)式中:M——弯矩设计值;——体外预应力FRP筋的应力;——体外预应力FRP筋的极限应力增量,按本规程——受压区高度,,其中按规定5.
2.
20计算;——受拉区普通钢筋合力点距构件顶面的距离;——控制截面处体外预应力钢筋合力点距构件顶面的距离;——构件截面宽度;——极限状态时跨中截面体外预应力筋偏心距损失.
1对于跨中设一个转向块的体外预应力FRP筋混凝土梁,极限状态时跨中截面体外预应力筋偏心距损失.
2对于跨中设两个转向块的体外预应力FRP筋混凝土梁,极限状态时跨中截面体外预应力筋偏心距损失,按下式计算:(5.
2.
15-3)式中:a——加载点到附近支座的距离;——转向块到附近支座的水平距离;L——两支座间的距离;——荷载作用点外的塑性铰区段,可取.
——等效塑性铰区长度;对于两点加载,;对于单点荷载,;对于均布荷载,.
——加载点之间的距离.
——体外预应力FRP筋混凝土梁的屈服曲率.
体外预应力FRP筋的极限应力增量应按下式计算:(5.
2.
16)式中:X2,Y2,Z2——按附录A进行计算.
——体外预应力FRP筋混凝土梁的极限曲率,按式(5.
2.
17)计算体外预应力FRP筋混凝土梁的极限曲率,按下式计算:(5.
2.
17)式中:——混凝土极限压应变,当计算的εcu≥0.
0033时,取为0.
0033;——极限状态时的中和轴高度,按式(5.
2.
18)计算.
极限状态时,体外预应力FRP筋混凝土梁的中和轴高度,按下式计算:(5.
2.
18-1)其中A2、B2、C2和D2按下列各式计算:(5.
2.
18-2)(5.
2.
18-3)(5.
2.
18-4)(5.
2.
18-5)图5.
2.
18极限状态时的计算图示体外预应力FRP筋混凝土梁的屈服曲率,按下式计算:(5.
2.
19)式中:——受拉区普通钢筋的弹性模量;——受拉区普通钢筋的抗拉强度设计值;——受拉区普通钢筋合力点距构件顶面的距离;——屈服状态时的中和轴高度,按式(5.
2.
20)计算.
屈服状态时,体外预应力FRP筋混凝土梁的中和轴高度,按下式计算:(5.
2.
20-1)其中A1、B1、C1和D1按下列各式计算:(5.
2.
20-2)(5.
2.
20-3)(5.
2.
20-4)(5.
2.
20-5)式中:——混凝土受压弹性模量;——普通钢筋的受拉屈服应变,可取为0.
002;——受拉区普通钢筋的面积;——受压区普通钢筋的面积;——体外预应力FRP筋的面积;——受拉区钢筋合力作用点处混凝土法向应力等于零时的体外预应力FRP筋应力;——受拉区普通钢筋合力点距构件顶面的距离;——腹板宽度;——翼缘宽度;——翼缘高度;——体外预应力FRP筋的总长度;——体外预应力FRP筋与构件水平方向的夹角;X1,Y1——系数,按附录B进行计算.
图5.
2.
20屈服态时的计算简图斜截面承载力计算采用FRP筋作为箍筋的混凝土构件的斜截面受剪承载力,应按下式计算:(5.
3.
1-1)(5.
3.
1-2)(5.
3.
1-3)(5.
3.
1-3)(5.
3.
1-4)式中:V——构件斜截面上的最大剪力设计值;Vc——构件斜截面上混凝土受剪承载力设计值;Vf——构件斜截面上箍筋受剪承载力设计值;bw——矩形截面的宽度,T型截面或I型截面的腹板宽度;c——截面中和轴到受压区边缘的距离;Af——纵向受拉FRP筋截面面积;ρf——纵向受拉FRP筋配筋率;——FRP筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;h0f——纵向受拉FRP筋合力点至截面受压区边缘的距离.
受弯构件斜截面上箍筋受剪承载力设计值应按下列公式计算:1当配置垂直于构件轴线的箍筋时:(5.
3.
2-1)(5.
3.
2-2)2当配置不垂直于构件轴线的箍筋时:(5.
3.
2-3)3当配置连续FRP矩形螺旋箍筋时:(5.
3.
2-4)式中:——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积:n——同一截面内箍筋的肢数;——单肢箍筋的截面面积;——箍筋的抗拉强度设计值,按下列公式确定:(5.
3.
2-5)(5.
3.
2-6)s——沿构件长度方向上的箍筋间距或螺旋筋的间距;α——倾斜箍筋或螺旋筋与构件纵向轴线的夹角;Ef——箍筋的弹性模量;rv——FRP箍筋的弯折半径;dv——FRP箍筋的直径.
当时,箍筋的配筋率不应小于最小配筋率,最小配筋率应按下式计算:(5.
3.
3)预应力FRP筋混凝土构件的受剪截面应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的有关规定.
预应力FRP筋混凝土构件的斜截面受剪承载力,应符合下列规定:(5.
3.
5-1)(5.
3.
5-2)式中:——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;——构件斜截面上箍筋受剪承载力设计值,按本规程第5.
3.
2条计算;正常使用极限状态验算一般规定FRP混凝土桥梁的正常使用极限状态应符合下列规定:1对短期挠度验算及混凝土结构抗裂验算,作用(或荷载)应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60短期效应组合;对长期挠度验算,作用(或荷载)应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60长期效应组合;计算值不得超过本规范规定的各相应限值.
2应力验算的作用(或荷载)应采用标准组合.
其中,汽车荷载应计入冲击系数.
3对连续梁等超静定结构,尚应计入由预加力、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降以及温度变化等引起的次效应.
FRP混凝土桥梁的正常使用极限状态验算,应采用下式:Ssd≤C(6.
1.
2)式中:Ssd——正常使用极限状态作用(或荷载)组合的效应设计值;C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力和裂缝宽度等的限值.
荷载效应准永久组合下,非预应力FRP筋的应力或预应力FRP筋的应力不宜超过式(6.
1.
3)计算的应力限值:(6.
1.
3)式中:ffk——FRP材料的抗拉强度标准值;fc——正常使用状态下非预应力FRP筋或预应力FRP筋的徐变断裂折减系数,按表6.
1.
3取值;e——FRP材料的环境影响系数.
表6.
1.
3正常使用状态下FRP筋及预应力FRP筋的徐变断裂折减系数fcFRP筋类型CFRP筋AFRP筋GFRP筋BFRP筋fc1.
42.
03.
52.
0裂缝宽度验算FRP筋混凝土受弯构件按荷载效应标准组合,并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度限值为0.
5mm.
FRP筋混凝土受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度按下列公式计算:(6.
2.
2-1)(6.
2.
2-2)(6.
2.
2-3)(6.
2.
2-4)(6.
2.
2-5)式中:wmax——受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm);——裂缝间纵向受拉FRP筋应变不均匀系数:当1时,取=1;对直接承受重复荷载的构件,取=1;——荷载效应标准组合下FRP筋的应力;——FRP筋的弹性模量;c——最外层纵向受拉FRP筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):当c65时,取c=65;——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉FRP筋的配筋率;——受拉区FRP筋的截面面积;——有效受拉混凝土截面面积,对受弯构件,取,其中,、为受拉翼缘的宽度、高度;——受拉区纵向FRP筋的等效直径(mm);——受拉区第i种纵向FRP筋的公称直径(mm);——受拉区第i种纵向FRP筋的根数;——受拉区纵向FRP筋的相对粘结特性系数.
根据FRP筋表面特性不同,参照试验数据,取粘结试验所得的FRP筋粘结强度与同条件带肋钢筋的粘结强度的比值.
当大于1.
5时,取1.
5;无试验数据时,可选用;——按荷载效应标准组合计算的弯矩值;——FRP筋合力点距混凝土受压区边缘的距离(mm).
预应力FRP筋的等效应力应按下式计算,计算结果不应大于本规程第6.
1.
3条规定的FRP筋拉应力限值:(6.
2.
3)式中:——按荷载效应的标准组合计算的预应力FRP筋混凝土受弯构件中纵向受拉筋的等效应力,按本规程公式(6.
2.
4-5)计算;在荷载效应的标准组合下,当受拉边缘混凝土名义拉应力、且非预应力筋采用普通钢筋时,抗裂验算可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62方法进行验算;当受拉边缘混凝土名义拉应力,在荷载效应标准组合下并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算:(6.
2.
4-1)(6.
2.
4-2)(6.
2.
4-3)(6.
2.
4-4)(6.
2.
4-5)(6.
2.
4-6)(6.
2.
4-7)式中:——裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;——按荷载效应标准组合计算的预应力FRP筋混凝土受弯构件纵向受拉筋等效拉应力;——钢筋的弹性模量;——预应力FRP筋的弹性模量;c——纵向FRP筋外边缘至受拉区底边的距离(mm);——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉筋的配筋率;——受拉区预应力FRP筋的截面面积;——有效受拉混凝土截面面积:对轴心受拉构件,取构件截面面积;对受弯、偏心受压和偏心受拉构件,取;其中,、为受拉翼缘的宽度、高度;——受拉区纵向筋的等效直径(mm);——受拉区第i种纵向筋的公称直径(mm);——受拉区第i种纵向筋的根数;——受拉区第i种筋的相对粘结特性系数,按本规程第6.
2.
2条确定;——按荷载效应的标准组合计算的弯矩值;——后张法预应力混凝土超静定结构构件中的次弯矩;——受拉区纵向非预应力钢筋和预应力FRP筋合力点至截面受压区合力点的距离;——混凝土法向预应力等于零时全部纵向非预应力钢筋和预应力FRP筋的合力的作用点至受拉区纵向非预应力钢筋和预应力FRP筋的合力点的距离.
对于体外预应力FRP筋混凝土梁,在荷载效应标准组合下并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可将体外预应力视作外力进行计算.
挠度验算FRP筋混凝土受弯构件按荷载效应标准组合,并考虑长期作用影响的挠度变形限值可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的有关规定确定.
FRP筋混凝土受弯构件的挠度计算可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的有关规定确定.
对于矩形、T形、倒T形和I形截面受弯构件,按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响的截面抗弯刚度Bl可按下式计算:(6.
3.
2)式中:——按荷载效应标准组合计算的弯矩,取计算区段内的最大弯矩值;——按荷载效应准永久组合计算的弯矩,取计算区段内的最大弯矩值;——荷载效应标准组合作用下受弯构件的短期抗弯刚度,按本规程第6.
3.
3条确定;——考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数.
当=0时,取=2;当=时,取=1.
6;当为中间数值时,按线性内插法取用.
此处,,.
对于翼缘位于受拉区的倒T形截面,应增加20%.
当有可靠工程经验或测试数据时,可按实际情况取值.

荷载效应标准组合作用下FRP筋混凝土受弯构件的短期抗弯刚度Bs,可按下列公式计算:(6.
3.
3-1)(6.
3.
3-2)(6.
3.
3-3)(6.
3.
3-4)式中:——裂缝间纵向受拉FRP应变不均匀系数,按本章6.
2.
2条确定;——FRP筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;——纵向受拉FRP筋的配筋率;——受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值.
预应力FRP筋混凝土受弯构件的抗弯刚度,应按下列公式计算:1不出现裂缝的受弯构件:(6.
3.
4-1)2出现裂缝的受弯构件:(6.
3.
4-2)(6.
3.
4-3)(6.
3.
4-4)(6.
3.
4-5)(6.
3.
4-6)式中:——混凝土的弹性模量;——换算截面惯性矩;——纵向受拉钢筋的弹性模量与混凝土弹性模量的比值;——纵向受拉筋的等效配筋率;——受拉翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值;——预应力混凝土受弯构件正截面的开裂弯矩与弯矩的比值,当>1.
0时,取=1.
0;——扣除全部预应力损失后,由预加力在抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力;——混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的规定确定;——混凝土抗拉强度标准值.
体外预应力FRP筋混凝土梁的抗弯刚度可将体外预应力视作外力进行计算.
构造要求一般规定FRP筋用于混凝土板时,最小保护层的厚度不应小于15mm;用于混凝土梁时,最小保护层厚度不应小于20mm.
纵向受力的FRP筋水平方向的净间距不应小于25mm或FRP筋的最大直径.
当需要配置多层纵向FRP筋时,各层FRP筋之间的净间距不应小于25mm或FRP筋的最大直径.
超过2根FRP筋不应捆绑在一起作为FRP束筋使用.

FRP筋锚固与搭接受拉FRP筋的锚固长度应通过试验确定.
无试验数据时,锚固长度可按下式计算,且GFRP筋、AFRP筋和CFRP筋的最小锚固长度分别不应小于20d、25d和35d.
当锚固长度不足时,应采用可靠的机械锚固措施.

1对于GFRP筋,锚固长度按下式计算:(7.
2.
1-1)2对于AFRP筋,锚固长度按下式计算:(7.
2.
1-2)3对于CFRP筋,锚固长度按下式计算:(7.
2.
1-3)式中:K——粘结介质系数,对混凝土K=0.
083,对水泥浆K=0.
167,对环氧树脂K=0.
056;FRP的搭接长度不应小于1.
3,且不应小于30倍筋的直径.
当FRP筋的实际应力与抗拉强度设计值的比值小于0.
5,且搭接长度范围内配置的FRP筋面积占计算所需总面积的50%以下时,搭接长度可适当折减.
FRP箍筋应有锚固段.
锚固可采用90度的弯钩,弯钩处的搭接长度应满足下式要求,箍筋的弯折半径与的比值不得小于3:(7.
2.
4)式中:——圆形箍筋弯钩半径或矩形箍筋弯钩处高度.
图7.
2.
4FRP箍筋弯折的构造要求FRP筋配筋率纵向FRP筋的配筋率不应小于最小配筋率,最小配筋率可按下式计算:(7.
3.
1)FRP筋混凝土柱纵向受力FRP筋的总面积应不小于0.
01倍横截面面积.
FRP筋混凝土梁箍筋的最小配筋面积应符合下式规定:(7.
3.
3)预应力FRP筋曲线预应力FRP筋的曲率半径应大于5m,并应大于孔道直径的100倍.
预应力FRP筋的净间距应大于孔道直径.
锚固区应配置足够的横向间接钢筋.
先张法锚固区长度应取预应力FRP筋的直径的65倍.
施工与验收FRP筋制作、包装、贮藏与运输FRP筋的制作应采用挤塑成型工艺,并由专业化工厂生产.
FRP筋弯钩的制作和细节设计应由厂家完成,并经设计人员批准.
FRP筋进行操作时工作人员应穿戴工作手套.
FRP筋不应直接存放在地面上,应使用无腐蚀性的支撑或托架.
FRP筋应避免高温、紫外线和化学物质的作用;在室外存放时,应全天候采取覆盖措施.
不应对FRP筋进行修剪.
必须在现场对FRP筋进行切割时,可以使用高速磨切机或咨询生产厂家.
未经设计人员同意,不得使用已损伤的FRP筋材料.
FRP筋运输过程中宜采取措施防止其过度弯曲.
预应力FRP筋的包装、运输、保管应符合下列要求:1在不同规格、品种的预应力FRP筋上,均应有易于区别的标记;2预应力FRP筋在工厂加工成型后,可整盘包装运输,整盘运输应采取可靠保护措施,避免包装破损及散包;3预应力FRP筋应按规格、品种成盘或顺直地分开堆放在通风干燥处,露天堆放时,应采取覆盖措施.
FRP筋下料、铺放与绑扎FRP筋绑扎应牢固,绑扎线宜采用塑料或尼龙材质.
FRP筋连接应使用搭接,搭接长度应符合第8章的规定.
FRP筋的支承应符合下列规定.
1支承应在数量和强度上足够支承被支承筋.
2支承应具有一定间距.
FRP筋布置时应设置下拉筋.
FRP筋的支承和下拉筋应为塑料或其它无腐蚀材料.
不应在FRP筋上直接站立、行走或放置设施.
FRP筋的安装允许偏差应符合表8.
2.
7的规定.
表8.
2.
7FRP筋安装的允许偏差(mm)序号检查项目允许偏差1FRP筋骨架外轮廓尺寸长度+5-10宽度、高度+5-102受力钢筋间距±15层距或排距±103箍筋、分布筋间距±20FRP筋验收FRP筋进场时,应抽取试件做力学性能检验.
检验数量应按进场的批次和产品的抽样检验方案确定;力学性能检验应包括其抗拉强度、弹性模量、极限应变测试,试验方法见附录.
FRP筋进场时,外观应平直、无损伤,表面应洁净,不得有污染物;预制FRP筋弯折处应符合设计要求.
预应力FRP筋张拉预应力FRP筋的下料长度应根据预应力筋种类、张拉方式和锚固方式经计算确定,并应考虑锚夹具厚度、千斤顶长度、锚具弹性回缩值、张拉间距等因素.
预应力FRP筋张拉设备应符合下列规定.
1预应力张拉设备应定期维护和校验,并应配套标定,配套使用.
2预应力FRP筋用锚具、夹具和连接器的形式应根据设计要求或使用条件选用.
3预应力FRP筋用锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适应性、安全性.
预应力FRP筋张拉时,张拉力的作用线应与FRP筋的设计轴线一致.
应力控制法张拉时,应减少张拉体系的摩阻力.
摩阻力数值应通过试验确定,并在张拉时补足.
预应力FRP筋张拉锚固后,实际预应力值的偏差不应超过±5%.
预应力FRP筋的张拉过程应分步进行,防止受拉应力突增.
浇筑混凝土浇注混凝土前应检查模板、支撑系统、FRP筋和预埋件布置的正确性.
浇注混凝土时,FRP筋表面应洁净无泥、油及其它污染物.
若FRP筋粘染了脱模剂或其它物质,应及时用溶剂擦去.
混凝土浇注应连续进行.
如因故中断,允许间歇时间应根据混凝土硬化速度和振捣能力经试验确定,或按照表8.
5.
3的规定执行.
表8.
5.
3浇注混凝土的允许间歇时间混凝土的入模温度(℃)允许间歇时间(h)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥30~351.
52.
020~292.
02.
510~192.
53.
05~93.
03.
5注:①允许间歇时间为混凝土从搅拌机卸出到浇注完毕的延续时间;②表中数值未考虑掺外加剂的影响;③如间歇时间过长应在现场进行重塑试验,如混凝土不能重塑时应按施工缝处理;④重塑试验可用插入式振捣器在振动下靠自重插入混凝土中,并经振捣15s后在振捣器周围100mm处仍能翻浆,即认为能重塑.
施工缝的留置位置,应在混凝土浇注前确定.
施工缝应做成垂直缝或水平缝,并宜留置在结构受剪力较小且易于施工的部份.
混凝土振捣应符合下列规定.
1每一振点的振捣持续时间应能保证混凝土获得足够的捣实程度.
2使用插入式振捣器应垂直插入混凝土中,并应避免碰撞FRP筋、模板、各种预埋件等.
混凝土浇注完毕后应及时加以覆盖,结硬后保湿养护.
养护方法应根据构件外型选定,宜采用洒水、土工布覆盖浇水、包裹塑料薄膜、喷涂养护液进行养护.
当日平均温度低于+5℃时,不宜洒水养护.
混凝土浇筑与振捣时应防止对预应力FRP筋、普通受力筋和锚具系统造成扰动和破坏.
在预应力混凝土结构中,FRP筋自重轻使得它在混凝土浇筑过程中产生错位.
因此,负责困扎FRP筋的工人在构件浇筑过程中应当密切注意FRP筋的错位并及时进行更正.
锚具布置与安装预应力FRP筋的锚固系统应该严格并准确地按照设计规范中规定的布置和尺寸来安装.
如果需要,应在锚固装置附近采取一定的防腐措施.
预应力FRP筋锚固应严格按照规定的步骤执行,防止对FRP筋造成损伤或应力损失.
工程验收FRP筋混凝土结构的外观质量不应有露筋、蜂窝、孔洞、裂缝等严重缺陷.
FRP筋混凝土结构不应有影响结构性能和使用功能的尺寸偏差.
FRP筋混凝土预制结构应按标准图或设计要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验.
FRP筋混凝土结构检验项目和方法应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)的有关规定.
附录A屈服曲率系数计算A.
0.
1屈服曲率系数可按下表进行计算.
表A.
0.
1屈服曲率系数计算荷载类型和预应力筋线型X1Y100当,当,当,当,0注:为锚固端距梁中线的距离,向下为正;为转向块距离中线的距离,向下为正.
附录B极限应力增量系数计算B.
0.
1极限应力增量系数可按下表进行计算.
表B.
0.
1极限应力增量系数计算荷载类型和预应力筋线型X2Y2Z2000当1≤ap,当1>ap,当1≤ap,当1>ap,当1≤ap,0当1>ap,注:集中荷载作用下,均布荷载作用下.
本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用"必须",反面词采用"严禁";2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用"应",反面词采用"不应"或"不得";3)表示允许稍有选择,在条件允许时首先这样做的:正面词采用"宜",反面词采用"不宜";4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用"可".
2规范中指定应按其他有关标准、规范执行时,写法为:"应按……执行"或"应符合……要求(规定)".
引用标准名录1《碳素结构钢》GB/T7002《桥梁用结构钢》GB/T7143《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T12314《低合金高强度结构钢》GB/T15915《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T36326《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T36337《碳钢焊条》GB51178《低合金钢焊条》GB51189《预应力混凝土用钢丝》GB/T522310《预应力混凝土用钢绞线》GB/T522411《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T1043312《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》GB1499.
113《钢筋混凝土用钢第2部分:带肋钢筋》GB1499.
214《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T2006515《城市桥梁设计规范》CJJ1116《公路桥涵设计通用规范》JTGD6017《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD6218《无粘结预应力钢绞线》JG161中华人民共和国行业标准纤维增强塑料筋混凝土桥梁技术规程条文说明制定说明行业标准《纤维增强塑料筋混凝土桥梁技术规程》CJJ,经住房城乡建设部批准、发布.
随着混凝土桥梁营运期的增加,因钢筋锈蚀导致的耐久性问题日趋严重.
第二届国际混凝土会议明确指出,钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的首要原因.
彻底解决钢筋混凝土桥梁中钢筋的锈蚀问题,提高混凝土桥梁的耐久性,延长使用寿命是桥梁工程中亟待解决的问题.
已有的科学研究与工程实践表明,采用抗拉强度高、耐腐蚀、比重轻、抗疲劳的纤维增强塑料筋(FRP筋)代替钢筋是行之有效的方法.
目前,纤维增强塑料筋在欧美、日本等国已有大量的研究与应用,并编制了相应的技术规范,我国在2010年也颁布了国家标准《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608-2010,然而该规范主要针对建筑结构,并不适用于桥梁结构,因此为了进一步规范城镇建设中纤维增强塑料筋混凝土桥梁的设计和施工,提高纤维增强塑料筋混凝土桥梁的应用质量和科学技术水平,推动纤维增强塑料筋混凝土桥梁的发展,编制行业标准《纤维增强塑料筋混凝土桥梁技术规程》非常具有必要性.

为便于广大设计、施工、科研等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《纤维增强塑料筋混凝土桥梁技术规程》编写组按照章、节、条顺序编写了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明.
但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定时的参考.

目次1总则452术语、符号463基本规定473.
1一般规定474材料494.
1混凝土494.
2纤维增强塑料筋504.
3其他材料505承载能力极限状态计算515.
1一般规定515.
2正截面受弯承载力计算525.
3斜截面受弯承载力计算546正常使用极限状态验算556.
1一般规定556.
2裂缝控制验算556.
3挠度验算567构造要求587.
2FRP筋锚固与搭接587.
3FRP筋配筋率587.
4预应力FRP筋588施工与验收59总则1.
0.
1国外纤维增强塑料筋混凝土桥梁(以下简称FRP筋混凝土桥梁)在公路工程、城市桥梁工程中已经得到广泛应用,国内部分桥梁也采用了FRP筋混凝土桥梁的结构形式.
为了规范FRP筋混凝土桥梁的结构设计,使其更具有科学性、先进性及合理性,总结理论研究和工程实践经验,并按照桥梁结构设计总体性规范的要求进行FRP筋混凝土桥梁设计规程的编制非常具有必要性.

1.
0.
2该条给出了本规程适用的范围.
本规范依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153规定的设计原则编制,适用范围为城市道路工程中涉及到的纤维增强塑料筋混凝土桥梁的设计、施工及验收.
公路工程中的FRP筋混凝土桥梁的设计、施工和验收可参考本规范执行.
1.
0.
3按照极限状态法进行设计是现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的基本要求.
极限状态分为承载能力和正常使用两类.
承载能力极限状态涉及桥梁的结构安全,包括构件及连接强度、疲劳、结构整体稳定等;正常使用极限状态涉及桥梁的使用条件及耐久性,包括结构的变形、抗裂性等.
桥梁结构满足两种极限状态,保证了结构的安全性、适用性及耐久性,使桥梁结构满足可靠性的要求,达到全部预定的功能.

按概率理论为基础的极限状态设计,在基准期内结构的可靠指标满足目标指标,结构安全是指在统计基准期中概率意义上的安全.
1.
0.
4需要满足的其他相关规范由本规范的适用范围所确定.
术语、符号术语列出了与FRP筋混凝土桥梁相关的专业性术语,以达到概念解释与表达统一的目的.
符号按材料性能、作用与效应、计算系数等几个部分列出.
主体符号参照城市桥梁设计规范,以达到设计使用习惯的一致性.

基本规定一般规定承载能力极限状态计算,包括了持久状况及偶然状况下,构件截面的承载能力计算,以及稳定、倾覆、疲劳的计算.
在作用及荷载的组合中,截面抗弯、抗剪承载能力以及整体稳定计算时效应组合按照基本组合;倾覆计算和疲劳计算时效应组合按照标准组合.

正常使用极限状态计算,包括了持久状况下构件的挠度、抗裂性及应力等验算.
应力验算是用工程实践经验来控制结构的正常使用状态,实质上也是强度计算的补充.
短暂状况一般可以采用应力控制,但对于结构受力状态比较复杂的施工工况,也应该进行承载能力及变形的验算及控制.
表1验算内容及荷载组合表状况类别极限状态类别验算内容荷载组合设计方法持久状况承载能力极限状态截面承载能力基本组合概率极限状态法持久状况承载能力极限状态桥梁倾覆标准组合极限状态法持久状况承载能力极限状态结构疲劳标准组合极限状态法持久状况正常使用极限状态短期挠度、裂缝短期效应组合概率极限状态法持久状况正常使用极限状态长期挠度长期效应组合概率极限状态法持久状况应力状态FRP应力、混凝土压应力标准组合弹性设计方法短暂状况应力状态FRP应力、混凝土压应力标准组合弹性设计方法设计基准期是为确定可变作用等的取值而选用时间参数.
采用以可靠性理论为基础的极限状态设计法需要确定选定的时间段,将其作为评定各种可变作用取值及与时间相关的材料性能取值的依据,这个时间段即为设计基准期.
基准期内的结构安全并非绝对意义上的安全,而是结构的可靠指标满足目标指标,在统计基准期中概率意义上的安全.
根据国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008附录A3.
3.
2条,桥梁结构的设计基准期应为100年.
设计使用年限是设计规定的结构或者构件不需要进行大修即可按预定目的使用的年限.
即桥梁在正常设计、正常施工、正常使用、正常维护下达到的使用年限.
根据国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008附录A3.
3.
3条,桥梁结构的设计使用年限按照本规范的表3.
1.
3的规定采用.
本条是关于FRP筋混凝土组合桥梁安全等级的选用.
表3.
1.
4中的安全等级划分是按照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的相关规定,并考虑FRP筋混凝土组合桥梁的特点给出,与现行行业标准《城市桥梁设计规范》CJJ11保持一致.
材料混凝土抗压强度标准值系指试件用标准方法制作、养护至28d龄期,以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度(以MPa计).
混凝土强度等级为边长150mm的立方体抗压强度总体分布平均值减去1.
645倍标准差(方差)的值,前冠C,是混凝土各项力学指标的基本代表值.
主要受力混凝土构件一般系指桥面板,根据当前国内材料的使用及施工的特点,混凝土强度等级选用C30~C60.
轴心抗压强度标准值是以棱柱体强度为基础的,并考虑实体结构与试件的差异对强度的影响,且适当考虑混凝土的脆性对强度的影响.
与立方体强度(强度等级)的关系为(1)式中:——混凝土轴心抗压强度标准值;——棱柱体强度与立方体强度的换算系数,按试验数据统计取值,C50及以下混凝土取0.
76,C55~C80取0.
78~0.
82(线性内插);——构件强度与试件强度的换算系数,按试验数据及经验取值0.
88;——混凝土的脆性系数,C40以下取为1.
0,C40~C80取1.
0~0.
87(线性内插);——混凝土强度等级;如混凝土强度等级C50的抗压强度标准值为:50*0.
76*0.
88*0.
97=32.
4Mpa.
混凝土强度设计值在标准值的基础上,根据可靠度指标所确定的材料分项系数进行计算得到.
本规范的取值与现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62中的取值一致.
混凝土弹性模量,同现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的取值.
混凝土的其他物理力学指标(剪切模量、泊松比、线膨胀系数),同现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62的取值.
纤维增强塑料筋4.
2.
1~4.
2.
4在工程设计中,为了与我国结构设计规范中的其他材料相匹配,我国现行国家标准《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608根据以概率论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算和验算,各状态表征材料性能的基准值为标准值.
对FRP材料的各项强度标准值取95%的保证率,弹性模量取平均值.

其他材料钢筋材料的选用要求,原则与现行的国内其他规范一致,并按新的国家标准的选材原则取消了HRB235钢筋.
普通钢筋的强度标准值取自相应国家标准的钢筋屈服点(具有不小于95%的保证率).
普通钢筋的强度设计值为强度标准值除以材料分项系数1.
2并取整,满足目标可靠指标的要求.
4.
3.
4~4.
3.
6与现行有关国家标准取值一致.
承载能力极限状态计算一般规定5.
1.
1FRP筋混凝土构件指仅用一种FRP筋作加强纵筋、同时采用FRP筋或防腐钢筋(如环氧树脂涂层钢筋)作为箍筋的构件.
预应力FRP筋混凝土构件指预应力筋采用FRP筋、同时采用FRP筋或防腐钢筋(如环氧树脂涂层钢筋)作为加强纵筋和箍筋的构件.
在FRP筋混凝土结构中,由于高强度FRP筋的极限强度不易充分发挥,同时考虑到GFRP筋和BFRP筋具有相对的价格优势,建议FRP筋的选择依次为耐碱GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋、CFRP筋.
GFRP筋有耐碱的和不耐碱的,不耐碱的GFRP筋在碱性环境中性能显著降低,因此FRP筋混凝土结构中的GFRP筋应选择耐碱的.
预应力FRP筋应选用高强度FRP筋,而GFRP筋由于强度不是特别高且易产生徐变断裂,不宜用作预应力筋,因此本章要求采用预应力FRP筋宜选用CFRP筋和AFRP筋.

5.
1.
2国内外研究表明:由于FRP筋的弹性模量不高,对于受弯构件,受压区FRP纵筋对承载力的影响不大,为计算方便可忽略其对承载力的贡献;对于受压构件,受压区FRP纵筋能提高构件的有效抗弯刚度和承载力,故可考虑受压区FRP纵筋的贡献.

5.
1.
3本条给出承载能力极限状态计算的表达式,适用于本规范结构构件的承载力计算.
本规范同时指出在计算采用预应力的超静定结构的承载能力极限状态时,应考虑由预应力引起的次效应,与现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62保持一致.
5.
1.
4~5.
1.
5结构的倾覆稳定是属于结构承载能力极限状态的问题,其破坏具有突然性与极其的严重性.
桥梁的倾覆主要是由于汽车荷载的偏载作用.
倾覆的极限状态主要有:一是在偏载作用下,梁作为刚体绕某一直线倾覆轴线达到临界状态;二是在偏载作用下,梁体某些部分产生形成较大的转角,引起约束条件及平衡条件的改变,恒载由稳定效应逐步变为倾覆效应而达到临界状态.

一般横向均采用双支点支承的梁体倾覆主要是第一种状态.
边墩采用双支点支承、中墩采用单支点支承的连续梁(直线梁或曲线梁)可能发生第二种状态.
第一种状态验算较为直观简单,采用简单的力学平衡公式即可解决;第二种状态过程较为复杂,应以控制约束条件的有效性及控制中支点处梁体横向转角限值来解决.
具体可为:1)在最不利的荷载或作用标准组合下,支承不得出现脱空;2)在抗倾覆系数γqf倍的倾覆作用与自重标准组合下,任一支承处梁体的横向转角一般不得超过1/50.
综合实际运营汽车与设计汽车荷载的相互关系,确定抗倾覆系数γqf不应小于2.
5.
正截面受弯承载力计算5.
2.
1认为FRP筋混凝土受弯构件正截面的应变关系符合平截面假定.
FRP筋的应变不应超出其极限拉应变.
本节的、和M的计算公式适用矩形截面FRP筋混凝土梁.
5.
2.
2传统的钢筋混凝土设计是利用钢筋的屈服后所表现的大应变以达到构件延性设计的目的.
有别于钢筋,FRP筋是一种弹脆性材料并没有屈服阶段,因此钢筋混凝土的延性设计理论并不完全适用于FRP筋混凝土设计.
国内外试验表明,FRP混凝土截面的破坏模式可以划分为FRP筋断裂和混凝土压碎两种破坏模式.
由于FRP筋的弹性模量较低,因此不论出现何种破坏模式,构件在破坏前还是会表现出一定的大裂缝宽度和大变形特征.
在FRP筋混凝土构件的设计在既满足强度又满足刚度要求的前提下,任何一种破坏模式的出现都是允许的.
就是界定构件发生何种破坏模式的平衡配筋率.

5.
2.
3构件的配筋率小于平衡配筋率时,构件为FRP筋断裂的破坏模式,FRP筋有效设计应力取设计强度计算.
当构件的配筋率大于平衡配筋率时,构件为混凝土压碎的破坏模式,FRP筋未拉断,其有效设计应力根据配筋率大小按式(5.
2.
3)中分别按和的情况计算.

5.
2.
4当FRP筋混凝土梁发生受拉破坏(ρmin1.
5ρfb)时的正截面承载力计算公式.
5.
2.
5基本假定同5.
2.
1条.
增加对受拉钢筋应力和应变限值的规定.
5.
2.
6~5.
2.
7和之间的大小关系受到预应力大小的影响.
当预应力较小而FRP筋的极限延伸率较高时,平衡相对受压区高度小于界限相对受压区高度,FRP筋达到极限拉应变发生在钢筋屈服之后;当预应力较大而FRP筋的极限延伸率又较低时,平衡相对受压区高度大于界限相对受压区高度,FRP筋达到极限拉应变发生在钢筋屈服之前.

预应力FRP筋混凝土受弯构件应满足,保证FRP筋达到极限拉应变时钢筋已屈服.
5.
2.
8按照受压区高度与两类平衡受压区高度的关系,区分为两种情况进行计算.
认为预应力梁如出现的情况属于不合理设计,因此要求保证计算出的x满足.
5.
2.
9同时配有预应力FRP筋和非预应力FRP筋的混凝土受弯构件,可能发生非预应力FRP筋先于预应力FRP筋的拉断破坏,故应保证承载能力极限状态下非预应力FRP筋的.
5.
2.
10国内外研究表明:FRP筋混凝土轴心受压构件中的FRP纵筋一般达不到抗压强度.
同济大学基于国内外的轴压试验结果和混凝土的应力-应变关系,规定轴压构件中FRP纵筋的压应变限值为0.
002.

5.
2.
11由于FRP筋的弹性模量比钢筋混凝土低,FRP筋混凝土柱比钢筋混凝土柱更加容易失稳.
美国辛辛那提大学的Mirmiran等人通过对6000多根柱的数值计算结果的统计分析,建议单向弯曲的FRP筋混凝土柱考虑长细比效应的限值为17.

5.
2.
12考虑混凝土强度、偏心率、长细比、保护层厚度、配筋率、纵筋类型等参数的影响,同济大学开展了27000根FRP筋混凝土柱的非线性有限元参数分析.
基于数值分析结果,并考虑混凝土徐变的影响,修正了国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中的弯矩放大系数:5.
2.
13~5.
2.
14考虑受压区FRP筋对承载力的贡献,基于平衡条件、协调条件和材料本构关系,得到FRP筋混凝土偏压柱的正截面承载力计算公式.
其中,当发生受压破坏时,受压区混凝土的应力分布等效为矩形;当发生受拉破坏时,受压区混凝土的应力分布假定为三角形.

5.
2.
15体外预应力FRP筋混凝土梁抗弯承载力计算的关键是确定FRP筋的极限应力增量,此外还需考虑体外预应力筋矢高变化的影响.
5.
2.
16体外预应力FRP筋的极限应力增量取决于筋沿长度方向的伸长量.
体外预应力FRP筋的伸长量可通过沿筋长度方向的应变积分得到,其与体外预应力FRP筋线形、转向块布置方式和荷载作用形式等因素有关.

5.
2.
17根据截面的应变协调,可得到极限曲率.
5.
2.
18极限状态时,体外预应力FRP筋混凝土梁的的中和轴高度可根据内力平衡条件和整体变形协调条件得到.
5.
2.
19根据截面的应变协调,可得到屈服曲率.
5.
2.
20屈服状态时,体外预应力FRP筋混凝土梁的中和轴高度可根据内力平衡条件和整体变形协调条件得到.
斜截面受弯承载力计算5.
3.
1~5.
3.
4FRP筋混凝土构件和预应力FRP筋混凝土构件的抗剪承载力计算公式分别参照美国规范ACI440.
1R-15和ACI440.
4R-04正常使用极限状态验算一般规定6.
1.
1FRP筋的弹性模量较低,因此FRP筋混凝土构件的裂缝宽度要求和挠度要求常成为设计的控制因素,所以FRP筋混凝土构件应首先进行正常使用极限状态的裂缝宽度、变形计算,算得需要的FRP筋的面积后,再进行承载能力极限状态的验算.

6.
1.
2公式6.
1.
2为持久状况正常极限状态的验算表达式.
作用的效应组合一般采用标准组合、频遇组合及准永久组合,不含安全等级决定的重要性系数;限值的取值源于工程实践的经验.
6.
1.
3徐变断裂是指FRP筋在低于其承载力的拉力的长期作用下发生断裂的现象,这是FRP材料中特有的问题,钢材则不存在这一问题.
为了保证在FRP筋设计基准期内不发生断裂,其长期承受的应力不能大于某一个限值.
由于目前世界上关于徐变断裂的研究还不充分,关于徐变折减系数的取值未能得出统一的结论.
出于安全的考虑,徐变断裂折减系数的取值应偏于保守.
根据国外已有试验数据,CFRP筋、AFRP筋、GFRP筋和BFRP筋的徐变断裂折减系数至少不应低于1.
25、2.
0、3.
5和2.
0.
考虑到CFRP筋的材料分项系数为1.
4,CFRP筋在荷载效应标准组合下的应力限值不应大于抗拉强度设计值,因此将CFRP筋、AFRP筋、GFRP筋和BFRP筋的徐变断裂折减系数分别取为1.
4、2.
0、3.
5和2.
0.
考虑徐变断裂及环境影响,FRP筋和预应力FRP筋在荷载效应标准组合下的应力不能超出限值(fs,lim.

裂缝控制验算6.
2.
1由于FRP筋是非金属的材料,耐腐蚀性能好,裂缝宽度的限定主要取决于美学上要求和对安全感的要求.
参考国外权威数据,将FRP筋混凝土构件的最大裂缝宽度限值放宽至0.
5mm.
如果设计中对构件的裂缝宽度和挠度有更为严格的要求,FRP筋混凝土受弯构件不能满足时,可对FRP筋施加预应力.
预应力FRP筋混凝土受弯构件抗裂控制要求可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的有关规定确定6.
2.
2由于FRP筋的弹性模量不高,因此在FRP筋混凝土构件中起控制作用的因素一般不再是承载力要求,而转变为裂缝宽度要求和挠度要求.
为了提高设计工作的效率,首先应进行裂缝宽度和挠度计算,从而确定出FRP筋的用量.
相应的计算步骤与一般钢筋混凝土结构相同,原来公式中与钢筋有关的项(、、)均换成与FRP筋有关的项(、、).
经试验研究及数据统计分析,FRP筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的内力臂系数要大于钢筋混凝土受弯构件,因此计算的公式(6.
2.
2-5)中的内力臂系数由《混凝土结构设计规范》GB50010中的0.
87修正为0.
90.
不同类型、表面特征的FRP筋与混凝土之间的粘结性能不同,因此,FRP筋粘结特性系数宜尽可能参考已有试验数据取值.
参考美国混凝土规范ACI440.
1R-15中关于相对粘结特性系数kb的取值的研究成果,并结合收集到的试验数据的分析,建议在无实验数据时,可选用.

6.
2.
3预应力筋中的应力为有效预应力与正常使用荷载作用下的预应力筋应力增量之和.
挠度验算6.
3.
1结构构件的挠度限值取决于结构正常使用要求,因此挠度限值仍与一般混凝土结构相同.
6.
3.
2FRP筋混凝土受弯构件挠度的计算原则与钢筋混凝土受弯构件相同,具体规定见现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62.
6.
3.
3在受弯构件短期刚度Bs基础上,仅考虑荷载效应准永久组合的长期作用对挠度增大的影响.
6.
3.
4本条给出的公式适用于配置预应力FRP筋和非预应力钢筋的情况,当配置预应力FRP筋和非预应力FRP筋时,计算公式中的、应分别换成、.
预应力FRP筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和刚度计算步骤和公式基本参照《混凝土结构设计规范》GB50010进行,但是由于FRP筋的弹性模量与钢筋有较大差异,因此在进行裂缝宽度计算时,应根据FRP筋与钢筋的弹性模量比,将FRP筋的实际截面积修正为等效截面积,受拉筋的等效配筋率和受拉筋的等效应力分别采用式(6.
3.
10-4)和式(6.
3.
10-5)进行计算.
为等效应力,实际的FRP筋的应力增量应考虑弹性模量修正.