预应力混凝土连续梁桥审核要点(一般规定、结构构造、结构分析),设计时参考~
霸气路路飞
2022年09月07日 15:12:08
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一、连续梁桥审核要点: 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联,每 联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则,一般情况下,分联长度在100m~150m 为宜。在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。 主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式,主梁长度 宜控制在120m 左右,当确实需要设置长分联时,可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案,设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接,但对主梁截面及配筋应做加强处理。

一、连续梁桥审核要点:


预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联,每

联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则,一般情况下,分联长度在100m~150m 为宜。在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。

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主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式,主梁长度

宜控制在120m 左右,当确实需要设置长分联时,可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案,设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接,但对主梁截面及配筋应做加强处理。

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连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式(装配式简支转连续一般为等跨布

置)。如果采用等跨布置,则边跨内力较中跨大,将控制全桥设计,经济性要差。采用不等跨布置时,边跨/中跨=0.5~0.8 倍,钢筋混凝土连续梁取偏大值使边跨与中跨控制截面内力基本相同,预应力混凝土连续梁取偏小值以增加边跨刚度和减小活载弯矩的变化幅度,从而减少预应力筋数量。此外,边跨长度还与施工方法有关,如采用悬臂法施工,边跨长度以不超过中跨跨径的0.65 倍为宜。


等高度连续梁桥的主要尺寸:

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从已建桥梁统计资料分析表明,跨径大于100m 的预应力混凝土连续梁桥,90%以上都采用了变高度梁。变高度连续梁的截面变化曲线可以为二次抛物线、圆弧线或者折线,由于连续梁的恒载弯矩变化规律与二次抛物线相似,所以一般选用二次抛物线。折线形截面变化布置可使桥梁构造简单,施工方便,常用于中小跨径的连续梁桥。


变高度连续梁桥的主要尺寸:

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对于匝道桥,为增大刚度、减小扭矩、减小梁体侧翻的危险,尽可能采用墩梁

固结或横向双支座形式。如果横梁宽度不足以放下双支座时,应将横梁加宽。计算匝道时,应注意查看支座是否出现负反力,如果出现负反力则应考虑将支座横向偏心设置,同时考虑扩大横梁尺寸以满足支座横向偏心设置的需要。

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桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形(简称箱

梁)或T 形(简称T 梁)。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则, T 梁悬臂长度宜为1.0~1.5m,箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时,悬臂板长度尽量取得一致,若不能取一致时,应尽量使外悬臂下缘斜率一致。

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箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距

和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》外,还应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下表要求:

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悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚

度宜取0.30~0.55m,悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m(对有特殊防撞要求的结构,悬臂板端部厚度适当增加,如使用PL2 型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m)。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。

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主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚

度不小于0.2m,底板厚度不小于0.18m。一般情况下,非特载中小跨度预应力混凝土箱形梁,顶板厚度可取25cm,底板厚度可取22cm。T 梁顶板厚度不小于0.16m,一般情况下,非特载桥梁可取18cm。


中支点横梁和端横梁宽度由计算确定,但中支点横梁宽度不应小于2m,端横梁宽度不应小于1.1m,端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。根据常规做法,对于中小跨度箱形梁,中支点横梁宽度一般取2m~2.5m,端支点横梁宽度取1.5m。

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主梁腹板与顶、底板相接处应设1:5 加腋,箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚,对中小跨度现浇箱梁,渐变段长度一般取3m~4m。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m 抹角

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箱梁底板必须设置排水孔,排水孔设置在箱室最低处。腹板必须设置通风孔,

直径均宜取D=0.1m 左右。悬臂下沿设半径1~1.5cm 滴水槽,距梁悬臂外侧7~10cm 处。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。


连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m 的桥孔可不设跨间横梁;跨径在30~40m 之间的桥孔宜设一道跨间横梁;跨径大于40m 时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。现浇箱梁跨间横梁一般取0.3m 厚。连续T 梁桥跨径大于25m 的桥孔应设三道跨间横梁。斜桥视其交角适当增加跨间横梁。

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箱梁采用单支点支承或者采用双支点支承但支点距离较近时,中支点横梁宜设

计为预应力混凝土结构。为避免梁体开裂,宜先张拉部分横梁预应力,再张拉纵向预应力,最后将剩余的横向预应力张拉完毕。若横向预应力采用单端张拉方式,则注意张拉端不应设置在横向一侧,而应两侧均分设置。


主梁桥面板横向预应力不得采用无粘结预应力钢筋。

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主梁的梁高宜取最大跨径的1/20~1/27,同时考虑施工方便,箱梁梁高不应小于1.2m,当连续梁中支点为独柱支承时,梁高一般由中支点横梁强度控制,设计时应适当加高。


连续梁桥施加预应力应采用后张法。预应力钢筋可采用规范规定的钢丝、钢铰

线及标准强度为1860MPa 的低松弛钢铰线。如采用低松弛钢铰线应按行业标准符号在图纸中予以说明。


设计文件中应要求采用经过鉴定,并符合国家标准和行业标准的锚具、联接器,预应力锚具、联接器、锚下钢筋及波纹管应按产品手册配套使用。

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设计文件中应写明预应力钢筋张拉顺序、孔道灌浆要求和相应的结构施工顺序。箱梁各腹板纵向预应力钢筋应分批交替张拉,先长筋后短筋(主要考虑预应力损失);采用双向预应力钢筋时,横梁和主梁预应力钢筋也应交替张拉,先横梁后主梁再横梁。


桥面的纵横坡一般由支座垫块形成,设计时给出垫块中心高度,其值应控制四

角高度不小于0.02m,当高度大于0.05m 时应设钢筋网。


全桥采用支座支承的连续梁不得全部使用滑板支座,应至少设置一个双向固定

支座。

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预应力孔道灌浆宜采用真空灌浆工艺,灌浆标号不低于结构混凝土标号的80%。体外预应力钢筋锚区应采用环氧浆灌注。

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体外预应力结构中的体外预应力钢筋设计应考虑后期可更换。结构设计时应考

虑体外预应力钢筋的可检查性。


采用预制节段拼装的主梁应尽量考虑结构的标准化,以降低模板费用。



二、连续梁桥结构分析审核要点:

桥梁上部结构应对主梁、横梁、桥面板及整体结构进行各施工阶段计算,并按

规范进行承载能力极限状态及正常使用极限状态计算。


连续梁结构分析计算可采用桥梁博士或MIDAS CIVIL 等桥梁通用计算软件。桥梁横断面为多梁时可采用等代简支梁法计算横向分布系数(对于类似跨径及桥宽的情况也可利用已取得的计算结果,分析确定横向分布系数),取最不利单梁进行分析。支点和跨中应分别取不同的分布系数,分布系数变化点为1/4~1/5 计算跨径。

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异型桥及弯桥应辅以SAP、3DBSA、MIDAS 或其它空间计算程序进行内力分析,并计算的配筋。弯桥还应计算扭转、弯曲剪力叠加后,对主梁截面进行剪应力验算。斜桥的斜度(支承边或支座连线与桥梁轴线法线之间的小于90°的夹角)小于或等于30°时可用斜跨径按正桥计算,大于30°时应按斜桥采用空间计算程序进行分析计算。斜桥计算跨径取斜长,计算横截面尺寸取垂直断面尺寸。

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预应力混凝土结构进行正常使用极限状态计算时,应优先考虑采用A 类构件

正截面上、下缘正应力在短期组合条件下拉应力应控制在1.0MPa 以内,压应力不宜超过规范容许值的90%;其余荷载组合条件下拉应力不宜超过规范容许值的65%,压应力不宜超过规范容许值的90%;预加力阶段拉应力不宜超过规范容许值的65%,压应力不宜超过规范容许值的90%。


预应力结构主梁、横梁均应进行支点、跨中、1/4 截面的正截面、斜截面强度计算。以满足规范要求。


预应力结构主梁强度计算中受压区预应力钢筋不得人为去掉,应在计算中作为

受压预应力钢筋计算其对截面强度的影响。强度计算中,结构主要受力截面处,预应力的抵抗效应值超出荷载总效应值不宜过大,同时按规范要求计算并控制混凝土达到抗压设计强度时,受压构件中预应力钢筋的应力。


桥面板应进行内力计算以确定配筋,板的分布宽度可按规范计算。箱梁跨中、1/4 截面及支点截面按框架结构计算(跨中、1/4 截面采用弹性支承,支点截面采用刚性支承)。当板的内力按梁(板)结构计算时应考虑不等厚桥面板厚度变化的影响。桥面板设计时,板厚、配筋应留有余量。当箱梁外悬臂大于或等于3m 时,截面配筋应考虑腹板及顶、底板弯矩的协调。


当混凝土标号大于C60 时,各种构造钢筋直径等级应提高一级。


对采用大吨位预应力的混凝土结构,对锚固部位的端横梁和体外预应力的转向

块,在缺乏可靠参考资料时应对其进行局部应力分析。


独柱支承的宽连续梁桥应进行结构空间计算。采用梁格计算时,应确保分隔后

的梁格截面质心高度与原截面一致。


对于设有盖梁的横梁,当盖梁刚度较弱时,计算横梁宜将盖梁同时考虑(计入

盖梁及支座刚度对横梁的影响)。


对于采用墩梁固结的连续梁桥,结构计算时应上下部结构整体计算。


对带有刚臂的计算模型(例如框架四角和墩梁固结点)时,若计算程序不能自

动形成刚臂单元,则应人工划分刚臂单元。



三、连续梁桥构造审核要点:

纵向普通钢筋应根据计算确定,钢筋直径一般宜采用φ16~φ25。箍筋直径不

应小于φ12,并应根据计算确定。其它构造钢筋直径宜采用φ12~φ16。对于抗扭要求较高的箱梁,腹板外围纵筋宜采用φ16 钢筋。非预应力横梁钢筋直径宜采用φ22~φ28,跨间横梁钢筋直径宜采用φ22~φ25。预应力孔道下必须设置定位钢筋,定位钢筋直径和形式根据预应力钢筋规格确定并不小于φ8。


主梁、横梁钢筋关系:横梁钢筋(横向钢筋)设在外层,主梁钢筋(纵向钢筋)设在内层;主梁与横梁交叉处,不设主梁箍筋,横梁箍筋沿横梁全长布置。当纵梁、横梁均采用预应力时,应注意钢筋之间的位置关系,避免相互冲突。


腹板内无纵向预应力钢筋时,应注意腹板纵向分布钢筋不得与骨架钢筋相冲突

(一般情况下,可将分布钢筋布置于箍筋外侧)。腹板内设置纵向预应力时,应注意腹板变厚段及端部箍筋与预应力的位置关系,以免两者相互冲突。


桥面板钢筋与主梁、横梁钢筋关系:桥面板受力主筋置于主梁顶部纵向钢筋的

顶面,箱梁底板底面横向钢筋置于主梁底部纵向钢筋的底面。横梁范围内顶部和底部横梁主筋分别置于横梁最顶和最底面,主梁纵向钢筋(局部缓弯)置于横梁主筋内侧,同时横梁范围内桥面板或底板钢筋取消,但应配置翼板钢筋。钢筋布置如下图所示。

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在结构受拉边禁止设置内折角受力钢筋。预应力钢筋的布置,应线型平顺符合内力分布,且应尽量避免布置受压预应力钢筋。腹板纵向预应力钢筋应避免与箍筋冲突,负弯矩段应注意横梁钢筋和横向预应力与纵向预应力之间的位置关系。


普通钢筋的设置应尽量避免与预应力钢筋位置相矛盾。


箱梁顶板底横向钢筋、底板底横向钢筋和底板顶横向钢筋须伸至外腹板端部,

并设90°弯钩锚固。底板底横向钢筋弯钩长度宜不小于25d(d 为钢筋直径)。



主梁腹板变宽段处箍筋135°弯钩应改为直角焊接,以避免箍筋弯头与波纹管矛盾。主梁箍筋配置形式应充分考虑预应力波纹管净距要求,建议采用下图方式(大圈套小圈)。


承受扭矩很大的箱梁顶板横向钢筋不宜采用弯上弯下的配筋形式。

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有伸缩缝预留槽的端横梁配筋方式应满足以下要求:横梁顶部主筋分为不同高

度的两层钢筋配置,箍筋同样配置成不同高度,并且矮箍筋应与高箍筋重叠一定的距离。


注:斜桥的斜度和斜角(该处斜度与书本中以及规范中斜交角概念相同)

(1)斜度--指支承边(或支座连线)与桥梁轴线法线之间的小于90°的夹角,以φ 表示(如下图),它表示的是桥梁的倾斜程度。通常,一座单跨斜桥可能有左、右两个斜度。当左右斜度相同时,称为规则斜桥;否则称为异型斜桥。斜度有正负之分,当支承边逆时针旋转至桥梁轴线的法线(右手法则)时,斜度为正,反之为负。


若弄错斜度的正负,则成为方向相反的桥梁,应给以特别的注意。

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斜桥的斜度

(2)斜角--支承边与桥梁轴线的夹角(小于90°),它与斜度互余,注意不应混淆斜度与斜角。

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知识点:预应力混凝土连续梁桥审核要点





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