《公路工程咨询设计指南》;——小箱梁桥设计;一、小箱梁桥桥型特点及适应范围:1.1小箱梁桥的;小箱梁常用跨径为20~35m,作为装配式结构,易;1.1.2缺点:;施工工艺要求高,当管理与施工控制不到位时,易出现;1.2结构体系:;小箱梁设计分为简支与先简支后结构连续两种体系;先简支后连续小箱梁除了具有小箱梁桥的通用优点外,;1.3院小箱梁设计参考图(试用版)
《公路工程咨询设计指南》
——小箱梁桥设计
一、小箱梁桥桥型特点及适应范围: 1.1 小箱梁桥的优缺点 1.1.1 优点:
小箱梁常用跨径为20~35m,作为装配式结构,易实现机械化、工厂化施工。因仅设端横隔梁,桥下视觉简洁,加之梁高较矮,在梁高受限、景观要求较高之处,具有一定的优势。结构适应变宽能力强,应用领域广。采用宽梁设计,在相同跨径结构中,具有一定的经济优势。结构暴露面少,负弯矩束锚头位于箱内,结构耐久性好。主梁刚度较大,在车辆荷载作用下主梁变形小、行车较舒适。施工稳定性好,易于维护。
1.1.2 缺点:
施工工艺要求高,当管理与施工控制不到位时,易出现沿钢束的纵向裂缝或蜂窝麻面。箱内空间较小,砼一次浇注内模拆除相对麻烦,箱内质量不便于检验。同等跨径,相对空心板、T梁而言,吊装重量大。
1.2 结构体系:
小箱梁设计分为简支与先简支后结构连续两种体系。
先简支后连续小箱梁除了具有小箱梁桥的通用优点外,还具有结构受力性能好、伸缩缝少、行车舒适、抗震能力强等优点。
1.3 院小箱梁设计参考图(试用版)(以下称“院小箱梁设计参考图”)介绍: 院小箱梁设计参考图(试用版)于2008 年12 月编制完成,交付各路桥设计部试用。
本次小箱梁设计参考图中包括80、100、120km/h设计车速,四、六、八车道的分离和整体式断面小箱梁上部结构横向布置。
院小箱梁设计参考图中,各跨径、各桥宽的结构尺寸,是根据现行规范的构造要求,总结过去预应力混凝土小箱梁使用中的经验和教训而拟定,并在计算中根据受力需要作了相应调整。
为方便标准化施工,兼顾小箱梁间距及湿接缝宽度,小箱梁设计参考图预制梁宽取为2.4m与2.6m两种,不同的梁间距通过湿接缝宽度调整。
为保证小箱梁桥受力合理,兼顾经济性,综合考虑梁间距、边梁挑臂长度、横向分布系数等因素后,本着布束经济、合理的原则,小箱梁预应力配束归纳为A类中梁、B类中梁、A类边梁、B类边梁4种情况(A、B类梁的选择,实际选用时可按梁间距3.2m作为分界点,当梁间距≤3.2m时归为A类,当梁间距>3.2m时,归为B类)。
设计环境类别:I类; 设计荷载:公路I-级; 桥宽: 见下文表1、表2;
跨径: 20m、25m、30m、35m(每5m 一个标准跨径);
斜交角度: 0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°(每5°一个标准角度);但是随着小箱梁斜交角度的增大,小箱梁扭矩也随之增大,对斜交角>30°的情况,须单独进行计算后,谨慎使用。
构造尺寸:
跨径
梁高
腹板厚度
顶板厚度
(跨中) (梁端)
底板厚度(cm) 跨中
支点
底板宽
(m) 20 25 30 35
(cm) 120 140 160 180
(cm) 18 18 18 18
(cm) 25 25 25 25
(cm) 18 18 18 18
(cm) 100 100 100 100
18 18 18 18
25 25 25 25
吊装重量(简支正交):
跨径 20m
25m 30m 35m
吊装重量 (t) 中梁 边梁 54.5 57.9 72.9 77.2 91.5 96.8 117.1 123.0
二、设计输入:
2.1 技术标准与设计规范:
[1]《公路工程技术标准》(JTG B01-2003); [2]《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》(JTG D62-2004); [4]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000); [5]《公路交通安全设施技术规范》(JTG D81-2006); [6]《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003); [7]《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》(GB 13013-1991); [8]《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》(GB 13014-1998) 2.2 资源准备 2.2.1 资料:
[1] 前阶段的研究成果和资料; [2] 设计规范和标准的掌握和理解; [3] 院小箱梁设计参考图纸(试用版); [4] 具体项目的咨询、审查意见及施工反馈; 2.2.2 计算软件: [1] Midas Civil 2006 [2] 桥梁博士V3.1
[3] 公路桥梁结构设计系统GQJS9.7
[4] 横向分布计算、配筋设计以及验算等附属小程序。 2.2.3 主要参考文献:
[1] 易建国《混凝土简支梁(板)桥(第三版)》人民交通出版社2006.9 [2] 胡兆同等《桥梁通用构造及简支梁桥》人民交通出版社2001.3 [3] 邵旭东等《桥梁设计与计算》人民交通出版社2007.2 [4] 贺栓海等《公路桥梁荷载计算方法》人民交通出版社1996.9 [5] 黄平明《混凝土斜梁桥》人民交通出版社1999
[6] 胡肇滋《桥跨结构简化分析-荷载横向分布》人民交通出版社1990 三、设计过程:
3.1 尺寸拟定与构造处理:
3.1.1 梁距
小箱梁梁间距根据桥面宽度一般选择为2.80~3.41m,通过调整梁片数、梁间湿接缝宽度及边梁外挑臂长度来适应不同桥面宽度。对相同设计时速、相同车道数的整体式与分离式断面一般采用相同边梁外侧挑臂长度,通过调整湿接缝宽来适应桥梁宽度的变化。边梁中心至外侧挑臂长度一般控制在1.4~1.8m。
3.1.2 小箱梁的预制宽度与湿接缝宽度
小箱梁的预制宽度,主要与梁间距、湿接缝宽度有关。为保证小箱梁湿接缝钢筋连接的受力合理性,本次小箱梁设计参考图综合各种桥宽后,取预制中梁宽为2.4m和2.6m两种。实际工程选用时可根据梁间距调整预制宽度,以使湿接缝宽度合理。
湿接缝的宽度须满足该处钢筋搭接或焊接长度的要求,一般不宜小于50cm,院小箱梁设计参考图中翼板湿接缝宽为45~81cm。
3.1.3 横向连接
小箱梁的横向连接采用横隔板、翼板湿接缝、现浇整体化层等手段,以保证各梁形成整体,共同受力。
3.1.4 横隔板
小箱梁一般仅设端横隔板。
对斜交小箱梁,从结构受力、构造要求、施工难易、美观等因素综合考虑,横隔板一般采用平行梁端倾斜布置。
3.1.5 现浇桥面整体化层
小箱梁顶板厚度为18cm,考虑横向受力及自重荷载等因素,取桥面整体化层厚度为8cm。考虑现浇桥面整体化层参与护栏、桥面铺装及活载的受力分配,在主梁横向分布系数计算、主梁纵向计算时,均已计入6cm整体化层的参与作用。(在小箱梁设计参考图计算分析时,可含概整体化层厚度为10cm工况)
由交通部最新颁布的“小箱梁通用图”,采用了6cm 的现浇砼调平层,不考虑现浇桥面层参与受力。
3.1.6 墩顶负弯矩区结构
墩顶负弯矩区宜采用预应力混凝土墩顶连续。本次院小箱梁参考图设计时,各种跨径的墩顶现浇连续段均采用预应力混凝土连续。
3.1.7 小箱梁的底板宽
20~35m跨小箱梁底板宽度均为100cm。 3.1.8 支座布置
简支结构横向一般采用双支座;先简支后连续结构横向在伸缩缝端一般采用双支座,在墩顶连续处一般采用单支座。对墩顶连续处纵向支承,一般采用单支点,也可采用双支点,各有优缺点,建议根据实际情况选用。支座一般采用板式橡胶支座,也可采用盆式橡胶支座。各跨径支反力及建议的板式橡胶支座型号如下表:
简支小箱梁支反力及支座型号
跨径 20m 25m 30m 35m
单个梁端支反力 (kN) 1030.0 1241.0 1430.0 1647.0
单个支座支反力 (kN) 587.4 702.9 796.0 910.3
选型支座
支座尺寸最大承压力 (mm) (kN) D300 661 D350 908 D350 908 D400
1195
连续小箱梁中支点支反力及支座型号
跨径 20m
25m 30m 35m
单个梁端支反力 (kN) 1870.0 2220.0 2615.0 3104.0
单个支座支反力 (kN) 1870.0 2220.0 2615.0 3104.0
选型支座
支座尺寸最大承压力 (mm) (kN) D550 2290 D600 2734 D650 D700
3217 3739
3.1.9 其它有关尺寸的选择
小箱梁高跨比一般在1/16~1/20 左右,小箱梁腹板、底板厚度一般不应小于18cm,桥面板厚度最小值一般不宜小于18cm。
根据小箱梁腹板、顶底板厚度,小箱梁钢束布置最大按15-5控制,以保证波纹管与钢筋布置空间,保证小箱梁梁体砼浇注质量和外观质量。
以下列出院小箱梁设计参考图有关布置尺寸,供设计时参考选用。
院小箱梁设计参考图上部结构参数表表1;半幅全宽(cm);四车道;80km/h;四车道六车道六车道四车道;四车道;六车道梁;100km/h与六车道路;八车道基;同八车道宽;四车道;四车道;120km/h;六车道六车道八车道八车道;桥面净宽L(cm);梁顶面宽B(cm)1175.01205.0155;(cm)40-40-40-40-40-65-65;梁片数n(片
院小箱梁设计参考图上部结构参数表 表1
半幅 全宽 (cm)
四车道
80km/h
四车道六车道六车道四车道
四车道
桥
六车道梁
100km/h 与六车道路
八车道基
同八车道宽
四车道
四车道
120km/h
六车道六车道八车道八车道
桥面 净宽 L (cm)
梁顶 面宽 B (cm) 1175.01205.01550.01580.01250.01280.01625.01655.02000.02030.01325.01355.01650.01680.02025.02055.0
(cm)40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 65 - 65 - 65 - D
梁片数 n (片)4 4 5 5 4 4 5 5 6 6 4 4 5 5 6 6
梁间距 c (cm)295.0305.0307.5315.0310.0320.0325.0332.5333.0339.0325.0335.0327.5335.0335.0341.0
预制中梁宽 d (cm)240240240240260260260260260260260260260260260260
预制边梁宽 d/2+b (cm) 265.0 265.0 280.0 280.0 290.0 290.0 292.5 292.5 297.5 297.5 305.0 305.0 300.0 300.0 305.0 305.0
湿接缝宽 a (cm)
(cm)b
类型 设计时速
车道数
断面类型
整体 1225 1088.5分离 1225 1125.0整体 1600 1463.5分离 1600 1500.0整体 1300 1163.5分离 1300 1200.0整体 1675 1538.5分离 1675 1575.0整体 2050 1913.5分离 2050 1950.0整体 1400 1238.5分离 1375 1275.0整体 1725 1563.5分离 1700 1600.0整体 2100 1938.5分离 2075 1975.0
55.0 145.065.0 145.067.5 160.075.0 160.050.0 160.060.0 160.065.0 162.572.5 162.573.0 167.579.0 167.565.0 175.075.0 175.067.5 170.075.0 170.075.0 175.081.0 175.0
院小箱梁设计参考图上部结构参数表 表2
半幅 全宽 (cm)
四车道
80km/h
四车道六车道六车道四车道
四车道桥
梁六车道与100km/h
六车道路
基八车道不
八车道同
宽 四车道
四车道
120km/h
六车道六车道八车道八车道
桥面
净宽 L (cm)
梁顶 面宽 B (cm) 1150.01155.01525.01530.01225.01230.01600.01605.01975.01980.01300.01305.01625.01630.02000.02005.0
D (cm)40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 65 - 65 - 65 -
梁片数 n (片)4 4 5 5 4 4 5 5 6 6 4 4 5 5 6 6
梁间距 c (cm)290.0291.7305.0306.3305.0306.7320.0321.3329.0330.0330.0331.7327.5328.8333.0334.0
预制中梁宽 d (cm)240240240240260260260260260260260260260260260260
预制边梁宽 d/2+b (cm) 260.0 260.0 272.5 272.5 285.0 285.0 290.0 290.0 295.0 295.0 285.0 285.0 287.5 287.5 297.5 297.5
湿接缝宽 a (cm)
(cm)
类型 设计时速
车道数
断面类型
b
整体 1200 1063.5分离 1175 1075.0整体 1575 1438.5分离 1550 1450.0整体 1275 1138.5分离 1250 1150.0整体 1650 1513.5分离 1625 1525.0整体 2025 1888.5分离 2000 1900.0整体 1375 1213.5分离 1325 1225.0整体 1700 1538.5分离 1650 1550.0整体 2075 1913.5分离 2025 1925.0
50.0 140.051.7 140.065.0 152.566.3 152.545.0 155.046.7 155.060.0 160.061.3 160.069.0 165.070.0 165.070.0 155.071.7 155.067.5 157.568.8 157.573.0 167.574.0 167.5
3.2 设计计算: 3.2.1 基础资料:
[1]计算手段:采用Midas、桥梁博士、GQJS、院内自行开发的小程序等程序计算,以及手工计算。
[2]环境类别:设计图中为I类,可根据地区类别按桥梁通用规范选取并修改相关图纸。
[3]设计荷载:公路I—级。
[4]预应力度控制:采用预应力A 类构件。
[5]桥面现浇整体化层是否参与受力:院小箱梁设计参考图中考虑6cm参与受力。 [6]材料参数:混凝土、钢筋以及预应力钢束的相关参数按规范选取。 [7]收缩徐变参数:按《桥梁通用设计规范》选取。
[8]温度梯度:按《桥梁通用设计规范》10cm沥青砼铺装层温度梯度计算。 [9]连续小箱梁桥不均匀沉降:5mm。
3.2.2 需要计算的部位:主梁、横隔板、桥面板;
3.2.3 主要荷载:结构重力、预应力、活载、混凝土收缩徐变、日照温差;连续小箱梁还需考虑常年温差以及基础不均匀沉降。
3.2.4 计算内容:主梁强度设计、验算;横隔板强度设计、验算;桥面板强度设计、验算;主梁变形计算、预拱度计算。
3.2.5 计算方法:
[1]采用平面杆系有限元法按横向分布系数对正交小箱梁进行结构分析,按《桥规》各项要求进行验算。
[2]宜采用空间杆系有限元法(空间梁格法)对正交小箱梁进行结构分析,按《桥规》各项要求进行验算,并与平面杆系有限元法计算结果进行对比分析。
[3]对相同计算条件下的正交、斜交小箱梁桥宜采用空间有限元法(空间梁格法)的计算结果进行对比分析。
[4]对主梁翼板、横隔板、结构连续处支点下缘等局部构造的强度与抗裂验算宜采用手工、配合小程序进行。
[5]对斜交角度较大的结构,可采用空间实体单元模型做抗扭和局部分析。 计算分析表明:对荷载采用横向分布系数计算的平面杆系有限元计算方法比空间梁格法(Madis)的计算结果偏安全。
3.2.6 主梁内力计算、验算:
主梁计算作为结构的整体计算,采用车道荷载。 1)平面杆系计算分析: a)横向分布系数的计算方法
[1] 杠杆法
用于计算荷载位于主梁支点处的横向分布系数。
[2] 刚接梁法
用于计算荷载位于梁桥跨中至L/4处的横向分布系数。 支点至L/4点之间活载横向分布系数按直线内差求得。
简支小箱梁跨中横向分布系数最大值汇总表
跨径 20m 25m 30m 35m
A类中梁 0.652 0.640 0.629 0.620
B类中梁 0.686 0.683 0.681 0.679
A类边梁 0.725 0.690 0.659 0.647
B类边梁 0.792 0.726 0.689 0.680
b)先简支后连续的连续小箱梁跨中横向分布系数
连续小箱梁跨中横向分布的简化适用计算方法,是按等刚度原则将连续梁的某一跨换算为等跨径的等截面简支梁来计算,参考文献[4]。
对于连续梁支点处荷载横向分布,仍采用杠杆法计算。
小箱梁主梁内力可按考虑荷载横向分布系数后的单梁进行计算,当斜度≥30°时,应利用空间程序进行复核。
2)空间梁格计算:
采用大型有限元程序如Midas Civil 2006,利用梁格理论建模对主梁及横隔梁进行计算。
3)计算、验算的内容、项目:
[1]短暂状况(施工阶段)截面边缘法线应力验算(桥规第7.2.8 条); [2]持久状况(使用阶段)正常使用极限状态抗裂验算(桥规第6.3.1 条); [3]持久状况(使用阶段)应力计算(桥规第7.1.5~6 条); [4]持久状况(使用阶段)结构极限承载能力验算(桥规第5 章); [5]结构阶段位移计算及预拱度设置; [6]支反力计算。
3.2.7横隔板内力计算、验算:
横隔板作为结构的局部计算,采用车辆荷载。
对于采用平面杆系有限元法分析的正交小箱梁桥,可按偏心压力法或刚接梁法计算横隔板的截面内力,可参考文献[3]。斜度较大的斜交小箱梁桥,其横隔板内力建议采用空间有限元法进行计算。
3.2.8 桥面板内力计算、验算:
桥面板作为结构的局部计算,采用车辆荷载。
对小箱梁桥面根据其位置不同,分别按悬臂板和多跨连续单向板进行内力计算,可参考文献[3]。
3.3 计算过程复核、计算资料归纳整理:
计算建模、数据填写、结果归纳整理以及手工计算,必须全过程有复核环节,并及时将计算结果等信息反馈给审核人、审查人,同时做好计算资料的归纳整理工作,以备查验。
3.3.1 反拱计算:
小箱梁反拱值与箱梁截面、钢束布置、张拉龄期、砼配合比、存梁期等多项因素有关,下面以张拉龄期为5天,列出20~35m小箱梁在预制张拉阶段至存梁4个月期间内的反拱值,供设计及施工参考。
简支小箱梁跨中反拱值 (单位:cm)
跨径
梁类型 A类中梁
20m
B类中梁 A类边梁 B类边梁 A类中梁
25m
B类中梁 A类边梁 B类边梁 A类中梁
30m
B类中梁 A类边梁 B类边梁 A类中梁
35m
B类中梁 A类边梁 B类边梁
张拉龄期 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天
张拉时1.4 1.6 1.6 1.8 1.8 2.1 2.0 2.2 2.9 3.1 3.0 3.3 3.9 4.2 4.2 4.2
30天 1.9 2.2 2.1 2.4 2.5 2.8 2.8 3.1 4.0 4.1 4.1 4.4 5.1 5.6 5.6 5.7
60天 2.0 2.3 2.3 2.5 2.7 3.0 2.9 3.3 4.2 4.4 4.3 4.7 5.4 5.9 5.9 6.0
90天 2.1 2.4 2.4 2.7 2.8 3.1 3.1 3.4 4.4 4.6 4.6 4.9 5.6 6.2 6.2 6.2
120天 2.2 2.5 2.5 2.8 2.9 3.3 3.2 3.6 4.6 4.8 4.7 5.1 5.8 6.4 6.4 6.4
先简支后连续小箱梁跨中反拱值(单位:cm);跨径;梁类型A类中梁B类中梁;20m;A类边梁B类边梁A类中梁B类中梁;25m;A类边梁B类边梁A类中梁B类中梁;30m;A类边梁B类边梁A类中梁B类中梁;35m;A类边梁B类边梁;边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨;张拉龄期5天5天5天5天5天5天5天5天5天5天;张拉时1.31.31.51.21.
先简支后连续小箱梁跨中反拱值 (单位:cm)
跨径
梁类型 A类中梁 B类中梁
20m
A类边梁 B类边梁 A类中梁 B类中梁
25m
A类边梁 B类边梁 A类中梁 B类中梁
30m
A类边梁 B类边梁 A类中梁 B类中梁
35m
A类边梁 B类边梁
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
张拉龄期5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天 5天
张拉时1.3 1.3 1.5 1.2 1.5 1.2 1.6 1.4 1.6 1.2 1.8 1.3 1.8 1.3 2.0 1.5 2.0 1.6 2.3 1.7 2.2 1.7 2.6 1.9 3.2 2.4 3.4 2.2 3.3 2.2 3.6 2.4
30天 1.7 1.7 2.0 1.7 2.0 1.7 2.2 1.8 2.1 1.6 2.5 1.8 2.4 1.7 2.7 2.0 2.7 2.1 3.0 2.3 3.0 2.2 3.4 2.6 4.2 3.1 4.5 3.0 4.4 2.9 4.8 3.1
60天 1.8 1.8 2.1 1.8 2.1 1.8 2.3 1.9 2.3 1.7 2.6 1.9 2.6 1.8 2.9 2.2 2.8 2.2 3.2 2.4 3.2 2.3 3.7 2.7 4.4 3.3 4.7 3.1 4.7 3.0 5.1 3.3
90天 1.9 1.9 2.2 1.9 2.2 1.9 2.5 2.0 2.4 1.7 2.8 2.0 2.7 1.9 3.0 2.3 3.0 2.3 3.4 2.5 3.3 2.5 3.8 2.9 4.6 3.4 4.9 3.2 4.9 3.2 5.4 3.4
120天2.0 2.0 2.3 1.9 2.3 1.9 2.6 2.1 2.5 1.8 2.9 2.1 2.8 2.0 3.2 2.3 3.1 2.4 3.5 2.6 3.4 2.5 4.0 3.0 4.8 3.6 5.1 3.4 5.0 3.3 5.6 3.5
3.3.2 曲线及变宽段小箱梁布置:
位于曲线段上的桥梁,一般通过调整各片梁预制长度、封锚砼尺寸及边梁外侧翼板的弦弧差形成;位于变宽段上的桥梁,一般通过调整湿接缝宽度、各梁预制长度及封锚端尺寸共同形成。梁长变化一般采用调整跨中直线段的方式,钢束及钢筋均按跨中段布置原则调整。当梁长差别较小时,也可采用标准预制梁长,调整各片梁的封锚混凝土厚度来实现。
限制条件:梁长变化范围±△L≤L/50(m),当采用调整封锚端厚度时,封锚端厚度调整范围为12~22cm,翼板湿接缝宽度介于40~85cm之间,边梁外悬臂的弦弧差值不大于0.2m。
整体式断面四、六、八车道等宽段可适用的最小曲线半径
跨径 曲线半径 (m) 20
(m) 610 775 960 610
25
775 960 610
30
775 960 610
35
775 960
车道数 四车道 六车道 八车道 四车道 六车道 八车道 四车道 六车道 八车道 四车道 六车道 八车道
最短梁长 (m) 19.601 19.601 19.601 24.500 24.501 24.501 29.399 29.400 29.400 34.298 34.299 34.300
最长梁长 (m) 20.397 20.398 20.399 25.496 25.497 25.498 30.594 30.596 30.597 35.692 35.695 35.696
梁长变化值
(m) 0.398 0.399 0.399 0.498 0.498 0.499 0.597 0.598 0.598 0.697 0.698 0.698
0.7 0.6 0.5 0.4 限值L/50 (m)
3.3.3 经济指标表:
为便于桥梁经济指标控制,按四跨一联,桥梁与路基同宽的梁间距最大、最小尺寸进行经济指标包络,对常规宽度的小箱梁经济指标可基本含概。
(80km/h、四车道、整体式断面,梁间距为2.95m)经济指标表
跨径
项目 砼(m3/m2)
20m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
25m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
30m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
35m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2)
简支正交 0.464 81.753 10.649 0.489 90.338 12.135 0.507 91.467 16.498 0.546 98.542 20.460
简支斜交20度
连续正交 0.484 101.356 13.006 0.504 102.977 14.181 0.527 104.003 17.163 0.562 114.763 21.072
连续斜交20度
0.465 86.089 10.590 0.491 94.144 12.165 0.516 96.494 16.049 0.548 102.799 20.392
0.482 104.138 12.937 0.504 107.319 14.123 0.529 108.506 17.099 0.565 116.762 21.016
(120km/h、八车道、分离式断面,梁间距为3.41m)经济指标表
跨径
项目 砼(m3/m2)
20m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
25m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
30m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2) 砼(m3/m2)
35m
钢筋(kg/m2) 钢绞线(kg/m2)
简支正交 0.437 78.135 9.696 0.458 86.064 10.967 0.474 86.613 14.538 0.508 92.617 17.988
简支斜交20度
连续正交 0.460 96.854 11.549 0.477 97.910 12.721 0.496 98.118 15.328 0.528 108.078 18.459
连续斜交20度
0.424 80.384 9.642 0.446 87.056 10.966 0.468 88.338 14.040 0.496 93.908 17.929
0.459 98.908 11.487 0.475 101.366 12.667 0.498 102.420 15.271 0.530 109.457 18.738
3.3.4 先简支后连续小箱梁体系转换施工顺序:
通过多种体系转换的计算分析,在负弯矩钢束张拉前,浇注与负弯矩钢束等长的整体化层,可有效减小墩顶处截面拉应力,提高墩顶连续处单元的抗裂性能。小箱梁设计参考图均按以下体系转换顺序进行计算与出图。
推荐的体系转换施工顺序:①、先从一联两端(隔墩)浇注连续接头砼及负弯矩钢束长度范围内的整体化层,混凝土龄期为5天后张拉相应墩顶负弯矩预应力束并压浆,然后拆除相应墩顶临时支座进行体系转换;②、按上述步骤进行其余墩顶的施工;③、浇注剩余整体化层砼。
但上述体系转换施工顺序整体化层需分段施工,施工相对繁琐,结合实际施工现场反馈,也可考虑采用以下体系转换施工顺序:①、先从一联两端(隔墩)浇注连续接头砼,张拉相应墩顶负弯矩预应力束并压浆,然后拆除相应墩顶临时支座进行体系转换;②、按上述步骤进行其余墩顶的施工;③、浇注整体化层砼。但上述这种体系转换方式也有其不利之处,对拉应力比较敏感的墩顶截面,整体化层拉应力增大约0.5MPa(或压应力减小约0.5MPa),墩顶处小箱梁截面下缘拉应力增大约0.6~0.9MPa。
四、设计成果:
所有的计算、验算都通过后,保证设计产品在满足功能要求的前提下安全、适用、经济,便可开始绘制设计图纸。设计文件的深度应满足现行《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》的要求。现以先简支后连续正交小箱梁桥为例,按两阶段设计的高速公路说明初步设计、施工图设计阶段需要完成的设计工作内容。
先简支后连续小箱梁(正交)
图表名称
桥型布置图 桥位平面图 设计说明 横断面布置图 主要工程数量表 施工流程图 小箱梁一般构造图 小箱梁钢束布置图
小箱梁钢束定位钢筋布置图
初步设计
√ √ √ √ √ √ √ √
施工图√ √ √ √ √ √ √ √ √
图表名称
负弯矩钢束布置图
负弯矩钢束定位钢筋及张拉槽口钢筋布置图
初步设计 √
施工图√ √ √ √ √ √ √ √ √
中跨小箱梁普通钢筋构造图 边跨小箱梁普通钢筋构造图 小箱梁横隔板钢筋构造图 小箱梁封锚端钢筋构造图 小箱梁湿接缝钢筋构造图 小箱梁连续接头钢筋构造图 小箱梁整体化层钢筋构造图
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