矩形橋墩中箍筋長度的計(jì)算方法

韓 虎 （云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650011）

1 工程概況

我國高速公路建設(shè)發(fā)展迅速，公路橋梁中矩形橋墩十分常見。本文以西部某山區(qū)大橋?yàn)槔?jì)算橋墩箍筋，該橋橋墩尺寸為1.6m×1.6m，設(shè)有0.15m×0.15m的倒角，典型橋墩斷面示意圖如圖1所示。橋墩箍筋示意圖如圖2所示。其中主筋材料為HRB400，直徑為28mm；箍筋材料為HPB300，直徑為12mm。

2 規(guī)范條文

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》（JTGD62-2004）9.1.6條規(guī)定，箍筋末端彎鉤可取135°，彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于被箍的受力主筋的直徑，且R235鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的2.5倍，HRB335鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的4倍。彎鉤平直段長度，一般結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于箍筋直徑的5倍，抗震結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。

3 箍筋長度計(jì)算

3.1 計(jì)算思路

鋼筋在彎曲時外側(cè)會伸長，內(nèi)側(cè)會縮短，中軸線長度近似不變，而在設(shè)計(jì)圖中往往表示的是鋼筋的外皮尺寸，外皮尺寸與實(shí)際軸線的長度會有一個差值，根據(jù)彎折角度以及彎曲直徑的不同，這個差值也會有所變化。為此，將這個差值定義為彎曲調(diào)整值，在計(jì)算箍筋實(shí)際軸線長度時，可以通過外皮尺寸以及彎曲調(diào)整值算出箍筋的實(shí)際軸線長度。這是計(jì)算箍筋長度的常用方法，但是這使得設(shè)計(jì)長度與下料長度的不同，往往會造成最終鋼筋長度有所偏差，造成鋼筋的浪費(fèi)，工程質(zhì)量不能保證。因此，在設(shè)計(jì)圖紙中如果能將箍筋軸線長度表示出來，就避免了中間過程，也使得施工質(zhì)量得到控制。而總軸線長度=總平直段長度+總彎鉤長度。下面分別計(jì)算平直段長度與各類彎鉤長度。

圖1 矩形橋墩斷面

圖2 箍筋示意

圖3 平直段長度計(jì)算

圖4 135°彎鉤

圖5 1號箍筋各邊編號

圖6 箍筋長度表示

3.2 計(jì)算平直段箍筋長度

箍筋平直段的長度可以用箍筋內(nèi)主筋的間距來表示，這樣會為箍筋計(jì)算，特別是對于圖2這種六肢箍的計(jì)算，帶來很大的方便。以主筋間距L'代替平直段長度L，以90°彎鉤為例，如圖3所示，這種替代會帶來誤差，這個誤差形成的主要原因，是把主筋的直徑看做彎鉤的彎曲直徑。若假設(shè)主筋直徑為D'，彎曲直徑為D，經(jīng)計(jì)算，主筋間距L'與實(shí)際平直段長度L 之差m=(D-D')×cos（45°）=0.707（D-D'），在一般情況下，主筋直徑D'與彎曲直徑D 是相近的，因此誤差值m對于整個箍筋長度的計(jì)算影響是很小的，用主筋間距代替平直段長度也是有效的。

3.3 計(jì)算彎曲角度為135°的彎鉤長度

平直段長度L1與L2暫不考慮，取彎曲半徑D=2.5d，如圖4所示，標(biāo)注為軸線尺寸，則彎鉤長度W=(D/2+d/2)×π×(135/180)=4.12d。

彎鉤長度值 表1

3.4 計(jì)算彎曲角度為90°的彎鉤長度

平直段長度L1與L2暫不考慮，取彎曲半徑D=2.5d，則彎鉤長度W=（D/2+d/2）×π×（90/180）=2.75d。

3.5 計(jì)算彎曲角度為45°的彎鉤長度

由于橋墩斷面設(shè)有倒角，因此箍筋彎曲角度出現(xiàn)45°的情況，這時可將彎曲半徑取D=2.5d，平直段長度L1與L2暫不考慮，則 彎 鉤 長 度W=（D/2+d/2）×π×（45/180）=1.37d。

3.6 實(shí)例計(jì)算

以1號箍筋為例，設(shè)其四條邊分別為a、b、c、d，如圖7所示。a 邊平直段長度為4×12.7=50.8(cm）；b 邊平直段長度為10×12.7=127(cm)；c 邊平直段長度為4×12.7=50.8(cm)；d 邊平直段長度為10×12.7+20=147(cm)。取135°彎鉤后的平直段長度為20cm，設(shè)有倒角處的箍筋平直段長度為10÷sin(45°)=14.14(cm)，平直段總長度L1=50.8+127+50.8+147+20×2+14.14×2=443.88(cm)。而1號箍筋共有2個135°彎鉤，1個90°彎鉤，4個45°彎鉤，彎鉤總長度L2=2×4.12×1.2+2.75×1.2+4×1.37×1.2=19.76(cm)，則1號箍筋總的箍筋長度為L=L1+L2=443.88+19.76=463.64(cm)。同樣，可以用這種方法求得2號箍筋的箍筋總長度為506.19cm。得到箍筋長度后，為了在設(shè)計(jì)圖中將其準(zhǔn)確清晰表示出來，可以將每一條邊上的平直段長度與彎鉤長度之和作為該邊的長度，標(biāo)在指定的位置，如圖6所示。

4 結(jié) 論

在上文討論計(jì)算箍筋長度時，假設(shè)彎曲直徑D=2.5d，而當(dāng)主筋直徑大于2.5d 時，彎曲直徑就大于2.5d 了。同時，假設(shè)箍筋軸線在彎曲時保持不變，但在實(shí)際情況下軸線長度還是會出現(xiàn)變化。這些誤差均沒有考慮，以上這些情況產(chǎn)生的誤差對整個箍筋長度計(jì)算的影響是比較小的，因此，通過分別計(jì)算箍筋平直段長度和彎鉤長度，再相加得箍筋總長，這種方法是可行的。在表1中總結(jié)出不同直徑箍筋與不同彎曲角度組合得到的彎鉤長度值，方便在設(shè)計(jì)中快速查值，達(dá)到方便、迅速、準(zhǔn)確的目的，從而提高設(shè)計(jì)水平和工程質(zhì)量。

[1]JTGD62-2004，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，2004.

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