4.1.1 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵应进行以下两类极限状态设计：
4.1.2 混凝土桥涵结构设计应包含下列内容：
4.1.3 跨径不大于50 m的桥梁宜采用标准化跨径。
4.1.4 钢筋混凝土梁桥跨径宜满足下列要求：
4.1.5 预应力混凝土梁桥跨径宜满足下列要求：
4.1.6 跨径大于100 m 桥梁的混凝土主梁宜按全预应力混凝土构件设计。
4.1.7 作用效应计算宜采用弹性理论，并应满足下列要求：
4.1.8 持久状况下，梁桥不应发生结构体系改变，并应同时满足下列规定：
| 式中: | kqf | —— | 上部结构第i类部件l构件的得分，值域为0~100分； |
| ΣSbk,i | —— | 使上部结构稳定的效应设计值； | |
| ΣSsk,i | —— | 使上部结构失稳的效应设计值。 |
4.1.9 构件中的应力扰动区可按照拉压杆模型(见附录B)、实体有限元模型或特殊受力情形的简化公式进行计算。
4.1.10 公路桥梁混凝土结构宜根据需要提出使用阶段的检测、监测、维修或更换要求，并设置相应的通道、空间或装置。
4.2 板的计算 ----------------------------------- .. raw:: html4.2.1 四边支承的板，当长边长度与短边长度之比等于或大于2时，可按短边计算跨径的单向板计算；否则，应按双向板计算。
4.2.2 简支板的计算跨径应为两支承中心之间的距离。与梁肋整体连接的板，计算弯矩时其计算跨径可取为两肋间的净距加板厚，但不大于两肋中心之间的距离。此时，弯矩可按以下简化方法计算：
1) 板厚与梁肋高度比等于或大于1/4时
$$M=+0.7M_{0}\\tag{4.2.2-2}$$ .. raw:: html2)板厚与梁肋高度比小于1/4时
$$M=+0.5M_{0}\\tag{4.2.2-3}$$ .. raw:: html| 式中: | M0 | —— | 与计算跨径相同的简支板跨中弯矩。 |
与梁肋整体连接的板，计算剪力时其计算跨径可取两肋间净距，剪力按该计算跨径的简支板计算。
4.2.3 整体单向板计算时，通过车轮传递到板上的荷载分布宽度宜按下列规定计算：
1)单个车轮在板的跨径中部时
$$a=(a_1+2h)+\\dfrac{l}{3}\\geqslant\\frac{2}{3}l\\tag{4.2.3-2}$$ .. raw:: html2)多个相同车轮在板的跨径中部时，当各单个车轮按公式(4.2.3-2)计算的荷载分布宽度有重叠时
$$a=(a_{1}+2h)+d+\\dfrac{2}{3}l+d\\tag{4.2.3-3}$$ .. raw:: html3) 车轮在板的支承处时
$$a=(a_{1}+2h)+t\\tag{4.2.3-4}$$ .. raw:: html4) 车轮在板的支承附近，距支点的距离为x时
$$a=(a_{1}+2h)+t+2x\\tag{4.2.3-5}$$ .. raw:: html但不大于车轮在板的跨径中部的分布宽度；
5) 按本款算得的所有分布宽度，当大于板全宽时取板全宽；
6) 彼此不相连的预制板，车轮在板内分布宽度不大于预制板宽度。
| 式中: | l | —— | 板的计算跨径； |
| h | —— | 铺装层厚度； | |
| t | —— | 板的跨中厚度； | |
| d | —— | 多个车轮时外轮之间的中距； | |
| a1、a2 | —— | 垂直于板跨和平行于板跨方向的车轮着地尺寸。 |
4.2.4 当支承轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角即斜交角不大于15°时，整体式斜板桥的斜交板可按正交板计算；当 l/b≤1.3 时，其计算跨径取两支承轴线间的垂直距离；当l/b >1.3时，其计算跨径取斜跨径长度；以上1为斜跨径，b为垂直于桥纵轴线的板宽。
装配式铰接斜板桥的预制板块，可按宽为两板边间的垂直距离、计算跨径为斜跨径的正交板计算。
4.2.5 当lc≤2.5m时，悬臂板垂直于其跨径方向的车轮荷载分布宽度可按下列规定计算：
$$a=(a_{1}+2h)+2l_{\\mathrm{c}}\\tag{4.2.5}$$ .. raw:: html| 式中: | α | —— | 垂直于悬臂板跨径的车轮荷载分布宽度； |
| α1 | —— | 垂直于悬臂板跨径的车轮着地尺寸； | |
| lc | —— | 平行于悬臂板跨径的车轮着地尺寸的外缘，通过铺装层45°分布线的外边线至腹板外边缘的距离(图4.2.5); | |
| h | —— | 铺装层厚度。 |
图 4.2.5 车轮荷载在悬臂板上的分布
1-桥面铺装；2-腹板；3-悬臂板
图 4.2.6 承托处板的计算高度
4.2.6 与梁肋整体连接且具有承托的板(图4.2.6),当进行承托内或肋内板的截面验算时，板的计算高度可按下式计算：
$$h_{\\mathrm{e}}=h^{'}_{\\mathrm{f}}+s\\cdot \\tan \\alpha \\tag{4.2.6}$$ .. raw:: html| 式中: | he | —— | 自承托起点至肋中心线之间板的任一验算截面的计算高度； |
| h 'f | —— | 不计承托时板的厚度； | |
| s | —— | 自承托起点至肋中心线之间的任一验算截面的水平距离； | |
| α | —— | 承托下缘与悬臂板底面夹角，当 tanα>1/3时，取1/3。 |
4.3.1 分析超静定结构的作用效应时，构件的抗弯刚度应按下列规定取用：
允许开裂构件
不允许开裂构件
其中I为毛截面惯性矩。
4.3.2 在计算截面承载力和应力时，T 形、I 形及箱形截面梁的受压翼缘应取有效宽度。
4.3.3 T形、I形截面梁受压翼缘的有效宽度b'f应按下列规定采用：
对于简支梁，取计算跨径的1/3。对于连续梁，各中间跨正弯矩区段，取该计算跨径的0.2倍；边跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.27倍；各中间支点负弯矩区段，取该支点相邻两计算跨径之和的0.07倍；
相邻两梁的平均间距；
(b+2bn+12hr),此处，b为梁腹板宽度，bn为承托长度，hr为受压区翼缘悬出板的厚度。当hn/bh＜1/3时，上式bn应以3h代替，此处m为承托根部厚度。
4.3.4 分析超静定结构的作用效应时，构件的抗弯刚度应按下列规定取用：
| 式中: | bmi | —— | 腹板两侧上、下翼缘的有效宽度，i=1,2,3,..见图4.3.4 |
| bi | —— | 腹板两侧上、下翼缘的有实际宽度，i=1,2,3,..见图4.3.4 | |
| bf | —— | 有关简支梁、连续梁各跨中部梁段和悬臂梁中间跨的中部梁段翼缘有效宽度的计算系数； | |
| ρs | —— | 有关简支梁支点、连续梁边支点和中间支点、悬臂梁悬臂段翼缘有效宽度的计算系数； | |
| li | —— | 理论跨径，按表4.3.4确定。 |
当梁高h≥bi/0.3时，翼缘有效宽度应采用翼缘实际宽度。
图 4.3.4 箱形截面梁翼缘有效宽度
| 结构体系 | 理论跨径li | ||
| 简 支 梁 |
 |
li=l | |
| 连 续 梁 |
边 跨 |
 |
边支点或跨中部分梁段li=0.8l |
| 中 间 跨 |
 |
跨中部分梁段li=0.6l，中间支点li取0.2倍两相邻跨径之和。 | |
| 悬 臂 梁 |
 |
li=1.5l | |
注：1.α为与所求的翼缘有效宽度bmi相应的翼缘实际宽度bi;,但α不应大于0.25l。
2.l 为梁的计算跨径。
3.c=0.1l。
4.在长度α或c的梁段内，有效宽度可用直线插入法在ρsbi与ρfbi之间求取。
4.3.5 计算连续梁中间支承处的负弯矩时，可考虑支座宽度对弯矩折减的影响；折减后的弯矩按下列公式计算(图4.3.5);但折减后的弯矩不得小于未经折减弯矩的0.9倍。
$$M_{\\mathrm{e}}=M-M^{'} \\tag{4.3.5-1}$$ $$M^{'}=\\dfrac{1}{8}q\\alpha^{2}\\tag{4.3.5-2}$$ .. raw:: html| 式中: | Me | —— | 折减后的支点负弯矩； |
| M | —— | 按理论公式或方法计算的支点负弯矩； | |
| M ' | —— | 折减弯矩； | |
| q | —— | 梁的支点反力R在支座两侧向上按45°分布于梁截面重心轴G-G的荷载强度，q=R/α; | |
| α | —— | 梁支点反力在支座两侧向上按45°扩散交于重心轴G-G的长度(圆形支座可换算为边长等于0.8倍直径的方形支座)。 |
图 4.3.5 中间支承处折减弯矩计算图
4.3.6 变高度或支点设有承托的等高度连续梁，计算作用效应时应考虑截面惯性矩的变化；支点截面惯性矩与跨径中点截面惯性矩之比等于或小于2时，可不考虑其影响。
4.3.7 当连续梁中间支承处设有横隔梁时，支承处梁的计算截面可采用横隔梁侧面的连续梁截面。
4.3.8 计算连续梁或其他超静定结构的作用效应时，应根据情况考虑温度、混凝土收缩和徐变、基础不均匀沉降等作用影响。对于预应力混凝土连续梁等超静定结构，尚应考虑预加力引起的次效应。
4.3.9 计算混凝土徐变时，可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。当缺乏符合当地实际条件的数据和计算方法时，混凝土徐变系数可按附录C计算。
混凝土的收缩应变可按附录C计算。
4.3.10 由于日照正温差和降温反温差引起的梁截面应力，可按附录D计算。竖向日照温差梯度曲线可按现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)取用。
4.4 拱的计算 ----------------------------------- .. raw:: html4.4.1 拱的计算可不考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用；当考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用时，拱上建筑结构的构造应符合计算的预设条件。本节有关拱的计算规定，均适用于主拱圈裸拱受力而不考虑其与拱上建筑的联合作用。
当采用车道荷载计算拱的正弯矩时，各截面的折减系数宜按表4.4.1取用
| 截面 | 跨径 Lm | ||
| L≤60 | 60<L<100 | L≥100 | |
| 拱顶、1/4拱跨 | <0.7 | 直线内插 | 1.0 |
| 拱脚 | 0.9 | 直线内插 | <1.0 |
| 其他截面 | 直线内插 | ||
4.4.2 拱桥设计应优选拱轴线，使拱在作用组合下，轴向力的偏心距较小。对大跨径拱桥，如某些截面的结构自重压力线与拱轴线偏离过大，或在结构重力及其所引起的弹性压缩和温度下降、混凝土收缩等作用下轴向力偏心距较大时，应作适当调整，且应考虑拱轴线偏离结构重力压力线引起的偏离弯矩。
4.4.3 拱上建筑为立柱排架式墩的箱形截面板拱，应考虑活载的横向不均匀分布。拱上建筑为墙式墩的板拱，当活载横桥向布置不超过拱圈以外时，活载可按均匀分布于拱圈全宽计算。
4.4.4 上承式肋式拱桥活载可通过拱上排架墩的盖梁和立柱分配于拱肋。
4.4.6 拱桥在施工阶段或成拱过程中，应验算各阶段的截面强度和拱的稳定性。
4.4.7 拱圈应按本规范第5.3.1条验算拱的平面内纵向稳定。此时，拱的轴向力设计值Nd可按下式计算：
$$N_{\\mathrm{d}}=H_{\\mathrm{d}}/\\cosφm \\tag{4.4.7}$$ .. raw:: html| 式中: | Hd | —— | 拱的水平推力设计值； |
| φm | —— | 拱顶与拱脚连线与水平线的夹角。 |
在施工阶段，拱的平面内纵向稳定验算时的构件自重效应分项系数应取1.2,施工时附加的其他荷载效应分项系数应取1.4;在使用阶段，拱的平面内纵向稳定验算的作用效应的分项系数，按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)取用。
计算平面内纵向稳定时，拱圈的计算长度可按下列规定采用：
三铰拱0.58Lα;
双铰拱0.54Lα;
无铰拱0.36Lα;
Lα为拱轴线长度。
4.4.8 当板拱的宽度小于计算跨径的 1/20 时，应验算拱圈的横向稳定。计算以横系梁联结的肋拱横向稳定时，可将其视为长度等于拱轴线长度的平面桁架，根据其支承条件，按受压组合构件确定其计算长度和长细比。拱的平均轴向力可按公式(4.4.7)计算。
4.4.9 计算风力或离心力引起的拱脚截面的荷载效应时，可按以下假定近似计算：
| 式中: | φ | —— | 拱脚处拱轴线的切线与跨径的夹角。 |
4.4.10 大跨径拱桥应验算拱顶、拱跨3/8、拱跨1/4和拱脚四个截面；对于中、小跨径拱桥，拱跨 1/4 截面可不验算；特大跨径拱桥，除上述四个截面外，视截面配筋情况，还应选择相应的控制截面进行验算。截面承载力应按本规范第5.3节的规定进行验算，其构件的计算长度可按本规范第4.4.7条规定采用。
4.4.11 多跨无铰拱桥应按连拱计算。当桥墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时，可按单跨拱桥计算。
4.4.12 桁架拱可采用双铰拱支承体系。桁架拱的节点按固接考虑；当按简化计算时，可将节点按铰接计算，但其下弦截面强度，应留有不小于20%余量
桁架拱的结构自重可按全跨均布计算，由桁架拱拱片承受；但如采用下弦杆合龙后再拼装其他杆件的施工方法时，下弦杆应承受合龙前的全部结构自重。桥面板可考虑与上弦杆共同承受桥上活荷载。
上弦杆及与上弦杆在节点处相连的腹杆(竖杆和斜杆),应考虑桥面上局部荷载引起的弯矩。
桁架拱应考虑活载的横向分布。
桁架拱的拱轴线宜采用与结构自重压力线接近的曲线，如采用拱轴系数m值较小的悬链线或二次抛物线。
4.4.13 刚架拱在上弦杆两端应设置活动支座。桥面板可与刚架拱片联合作用承受桥上活荷载。
刚架拱应考虑活载的横向分布。
4.4.14 系杆拱当其拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度的比值小于 1/100 时，拱肋可视为仅承受轴向压力的柔性拱肋；当拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度的比值大于 100 时，系杆可视为仅承受轴向拉力的系杆。上述杆件的节点均可视为铰接。
系杆拱当拱肋截面的抗弯刚度与系杆截面的抗弯刚度比值为1/100至100时，系杆与拱肋应视为刚性连接，此时荷载引起的弯矩在系杆和拱肋之间应按抗弯刚度分配。
4.5 拱的计算 ----------------------------------- .. raw:: html4.5.1 公路桥涵混凝土结构及构件的设计使用年限应符合现行《公路工程技术标准》(JTG B01)的规定。
4.5.2 公路桥涵混凝土结构及构件应根据其表面直接接触的环境按表4.5.2的规定确定所处环境类别。
| 环境类别 | 条件 |
| I类-一般环境 | 仅受混凝土碳化影响的环境 |
| Ⅱ类-冻融环境 | 受反复冻融影响的环境 |
| Ⅲ类-近海或海洋氯化物环境 | 受海洋环境下氯盐影响的环境境 |
| IV类-除冰盐等其他氯化物环境 | 受除冰盐等氯盐影响的环境 |
| V类-盐结晶环境 | 受混凝土孔隙中硫酸盐结晶膨胀影响的环境 |
| VI类-化学腐蚀环境 | 受酸碱性较强的化学物质侵蚀的环境 |
| VII类-磨蚀环境 | 受风、水流或水中夹杂物的摩擦、切削、冲击等作用的环境 |
4.5.3 各类环境下混凝土强度等级最低要求应符合表4.5.3的规定。
| 构件类别 | 梁、板、塔、拱圈、涵洞上部 | 墩台身、涵洞下部 | 承台、基础 | |||
| 设计使用年限 | 100年 | 50年、30年 | 100年 | 50年、30年 | 100年 | 50年、30年 |
| I类-一般环境 | C35 | C30 | C30 | C25 | C25 | C25 |
| II类-冻融环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
| Ⅲ类-近海或海洋氯化物环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
| IV类-除冰盐等其他氯化物环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
| v类-盐结晶环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
| VI类-化学腐蚀环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
| VII类-磨蚀环境 | C40 | C35 | C35 | C30 | C30 | C25 |
4.5.4 公路桥涵混凝土结构及构件应采取下列耐久性技术措施：