预应力砼连续箱梁设计与施工介绍

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5.梁高高,体量大,抗震能力强。 适用于对建筑高度要求宽松, 适用于150m≥跨度≥40m范
围的大跨度桥梁。
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
大跨度变截面预应力混凝土连续梁桥的边跨与中跨 跨径搭配是否合适直接影响结构受力的合理性。
从纯理论角度考虑,边跨与中跨的比值可以控制在
0.5-0.8,从国内外已建工程应用情况来看,常规认为控 制在 0.55-0.65 之间更为合理。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
三、设计假定:
1、结构按后张法部分预应力混凝土 A 类构件设计,桥面现浇层 80mmC50混凝土不参与截面组合作用; 2、设计计算采用横向分布系数结合平面杆系有限元程序进行结构 分析。根据组合箱梁横断面,采用荷载横向分布系数的方法将组合箱 梁简化为单片梁进行计算,荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚 (铰)接梁法和梁格法计算,取其中大值进行控制设计; 采用 “桥梁博士”和 “Midas”计算软件进行结构分析、验算。
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
《公桥规.》将极限状态分二类,一类是承载能力极限状态;
另一类为正常使用极限状态。
跨径大于100m桥梁的主要受力构件不宜进行部分预应力砼 设计。
预应力砼构件: 全预应力混凝土构件
部分预应力混凝土构件 (A类、B类)。 辨 别 条 件 : 预应力度λபைடு நூலகம்
施工流程 设计验算内容
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
一、结构特点及适用条件
⑴ 组合箱梁的组成: 由后张法预制箱梁(边跨边梁、中梁,中跨的边梁、中梁),横向 湿接缝混凝土、纵向现浇连续接头段组合而成,为了使桥面平整,预制 箱梁顶面设置8cm厚水泥混凝土调平层(厚度与板梁的不同)。 ⑵ 结构特点: 桥梁纵向采用先简支后结构连续的体系。在连续接头段的顶板负弯 矩区采用预应力钢束来形成结构连续。每联端部横梁部分与箱梁同时预 制,各中间墩顶横梁采用现浇。 (3)适用条件 优点:结构成熟,可以把工厂化预制施工和现浇紧密结合起来,工 期短,速度快,造价省。 维护方便;连续结构,负弯矩束的存在,避 免连续处桥面开裂,受力均匀,行车舒适。 目前宿迁地区经济跨径25~30m,根据跨径匹配,适合一般干线公路中 小跨径及大跨度桥梁引桥。
持久状况作用标准值组合最大主拉应力
0 1 16 31 -0.40 46 60 76 -0.43 91 106 121 136 X
应力 -1.99
上缘 下缘
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
变截面连续箱梁
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结构特点及使用条件 结构设计及计算介绍 预应力筋及普通钢筋设计
配套施工方案 施工中常见问题
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
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部分预应力砼组合箱梁设计与施工
梁 高 (cm) 顶板厚度 (cm) 跨中底板厚 度(cm) 跨中腹板厚 度(cm) 腹板斜率
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
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1、30m、35m、40m跨径设计中增设了中横隔板,混凝土数量增加约4%。
2、预应力钢筋用量:因现行规范在结构抗裂性等方面要求更加严格,所以 与旧版本相比,预应力钢筋用量增加7%左右。 3、普通钢筋用量:与旧版本相比,新版增加较多,约增加10%~25%, 主要原因是:新规范的极限承载能力验算时需要增设普通钢筋。 4、考虑到扁锚压浆问题,我们将原来的负弯矩束扁锚调整为圆锚。 与旧版本相比,新版的混凝土、预应力钢筋及普通钢筋用量均有不同程度的 增加,造价增加5%~10%左右。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
四、主要材料及计算参数 8、锚下控制张拉力:0.75fpk ; 9、锚具变形与钢束回缩值(一端): 10、管道摩阻系数: 11、管道偏差系数: 12、钢束松弛系数: μ =0.25; κ =0.0015 ζ =0.3; 5mm; 1/m;
△L=6mm;
13、地基及基础不均匀沉降:
(预应力混凝土T(I)梁)
⑷ 现浇钢筋混凝土连续箱梁( L≤22m )、预应力混凝土连续箱梁 ( 20≤L≤50m ) ⑸ 变高度预应力混凝土连续箱梁( 50≤L≤120m ) ⑹ 中(下)承式系杆拱
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
组合箱梁
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结构特点及使用条件 组合箱梁图纸基本情况介绍 主要材料及设计参数
中合龙段施工方便,跨中梁高不宜小于1.5m(小跨径的
跨中取用较大值) 。
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
•近年来工程应用趋势为采用大悬臂大箱室断面(悬臂大于 4m,单箱宽大于7.5m),对于规范方法(仅仅适合计算不 大于2.5m的悬臂板)按平面框架或者双悬臂简支梁来计算 此类厚、长、 大悬臂,难以准确模拟结构内力及应力分 布情况,不能保证结构安全性及耐久性,故对该类结构 需进行空间结构模拟及分析。 •箱宽≤7.5m,一般采用单箱单室,大于则采用单箱双室、 多箱多室,单箱三室以上采用较少,不但增加施工困难, 而且单箱断面采用三室或多于三室对改善荷载横向分布 并无多大帮助,经济观点出发,很少采多于双室的断面。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
六、设计验算内容
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004对主梁各截面进行验算有: A.持久状况承载能力极限状态正截面抗弯承载能力验算、 斜截面抗剪承载能力验算. B.持久状况正常使用极限状态抗裂验算、挠度验算,持 久状况使用阶段正截面法向应力计算、使用阶段混凝土主 压应力、主拉应力计算、受拉区预应力钢筋的最大拉应力 验算. C.施工阶段应力验算等。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
二、装配式箱形连续梁标准图的基本情况
(一)根据交通部科技项目“预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技
术”有关会议的安排,《装配式预应力混凝土箱形连续梁通用图》的 编制内容如下: 1、路基宽度:10m、12m、23m、24.5m、26m、28m、33.5m、34.5m。 2、跨 径:20m、25m、30m、35m、40m。 3、斜 交 角:0°、15°、30°。 4、荷载等级:公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级。 5、环境类别:
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
一、结构特点及适用条件
1.多孔连续,整体性好,行车舒适,造价适中。
2.结构成熟,跨越能力强,其受力状态有利于悬浇施工 。 3.外形流畅。采用分节段悬浇或拼装,工艺成熟,对桥下交通 影响小。 4.有一定施工技术难度,施工中需体系转换,五跨以上的连续
结构线形和应力要求将更为苛刻。
边跨过大,加大了边跨的主拉应力,往往是产生腹
板部位开裂。过小则产生负反力,中跨正弯矩大,配束 多,中跨底板合拢时应力大。
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
梁的高跨比在墩顶位置控制在1/16-1/18、跨中位置 控制在1/30-1/50为宜,对于大跨度桥梁由于恒载占荷载 的主要部分,建议墩顶梁高取用较大值,同时考虑到跨
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
•箱梁顶板厚度由桥面板受力、穿越顶板的纵、横向预应 力波纹管道的孔径、腹板间距所决定,一般不小于 25cm, 底板厚度(有预应力管道通过)一般不小于25cm。 •箱梁断面尺寸不应片面追求“优化”,不宜过于轻薄, 应考虑到施工中一些不可预计因素导致结构断面尺寸程 度不等的折减,要保证结构尺寸既能满足结构受力和构 造的要求,同时在施工时又容易保证施工质量。
14、梯度温度:竖向日照正温差的温度基数按100mm沥青铺装层, 考虑80mm混凝土桥面现浇层折减后采用;竖向日照反温差为正温差乘 以-0.5。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
五、施工流程(建模顺序)
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
施工流程(建模顺序)
1) 先预制主梁,待混凝土强度达到设计强度的90%后,且混凝土龄 期不小于7d时,张拉正弯矩区预应力钢束,压注水泥浆,清理底板通气 孔。 2) 设置临时支座并安装好永久支座(联端无需设临时支座),逐孔 安装主梁,置于临时支座上成为简支状态。 3) 浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的 桥面板,待混凝土强度达到设计强度的90%后,且混凝土龄期不小于7d 时,张拉顶板负弯矩预应力钢束,并压注水泥浆。 4) 接头施工完成后,浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土,应由跨中 向支点浇筑,浇筑完成后拆除一联内临时支座,完成体系转换。解除临 时支座时,应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。 从箱梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间按三个月(90天)计算。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
七、施工中常见问题 1.湿接缝接头平整度太差,影响外观。 2.箱梁底板与腹板交接处发生漏浆、不密实,出现孔洞、冷缝、
水波纹等现象。腹板厚度太薄,容易出现“蜂窝、麻面”及振捣不 密实等质量缺陷,钢筋规格加大后,增加振捣困难。 3.预应力箱梁张拉后反拱度过大,影响桥面系施工。在桥面系施 工中,经常发现反拱度偏大,特别是组合箱梁边梁有时反拱度甚至达 到4~5cm,导致桥面系施工困难。 4.从梁体应力计算来看,最薄弱位置位于支座附近顶底板,已 出现裂缝,施工时应做好负弯矩束的张拉和横梁处普通钢筋的对应 焊接。减少负弯矩区开裂。
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
•腹板受力较为复杂,影响因素很多。加大腹板厚度对截 面的正应力、剪应力和主应力均有良好的改善,缺点是 不仅增加了恒载的重量,而且导致支座吨位增大,给制 造及安装带来困难,故在选择腹板厚度时应慎重考虑, 宜取不同的腹板厚度多比较。由于剪力由跨中至墩顶是 逐渐增加的,腹板厚度也应作相应的变化,腹板厚度变 化不宜过陡,以保证截面应力不产生剧烈变化。
Ⅰ 、Ⅱ类。
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
图纸组成:
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
(二)典型横断面及一般构造图
主要结构尺寸表
跨 径 20m 120 18 18 18 1:3 25m 140 18 18 18 1:3.5 30m 160 18 18 18 1:4 35m 180 18 18 18 1:4 40m 200 18 18 18 1:4
变截面预应力砼连续箱梁设计与施工
组合箱梁及变截面预应力砼连续箱梁 设计与施工技术报告
2011年5月18日
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
常用桥梁结构形式
⑴ 简支预应力混凝土空心板( 10≤L≤20m ) ⑵ 先简支后结构连续预应力混凝土宽幅空心板(20≤L≤30m ) ⑶ 先简支后结构连续部分预应力混凝土组合箱梁( 20≤L≤40m )
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
先简支后连续的施工方案的恒载内力图式 ⑴ 简支状态
⑵ 简支+现浇连续段(体系转换前状态)
⑶ 四跨连续梁(体系转换后状态)
从上图可知当临时支座(二个)转换为一个永久支座时,不管是一期 恒载还是二期恒载,其最终的内力计算图式和内力图均同于静态时 连续梁的模式和内力。较简支结构,正弯矩大大缩小。
关于箱梁横坡设计问题 本次设计桥面板及箱梁一般构造横坡按2%考虑,在具体工程项目设计 当中,横坡变化时可采用下图方法予以处理。但横坡范围限于0~4%,如 超出范围可采用改变顶板横坡的方式调整。
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部分预应力砼组合箱梁设计与施工
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
部分预应力砼组合箱梁设计与施工
四、主要材料及计算参数 1、混凝土:预制梁及现浇湿接缝、横梁为C50、桥 面现浇层为C50; 2、普通钢筋:采用HRB335; 3、预应力张拉控制应力值,混凝土强度达到90% 时才允许张拉预应力钢束; 4、预应力钢筋传力锚固时刻的混凝土龄期为7d; 5、环境年平均相对湿度RH=55%; 6、存梁时间为30~90d; 7、活载:公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级;
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