裝配式預應力混凝土簡支小箱梁設計說明

橋涵通用圖裝配式預應力混凝土簡支小箱梁橋涵通用圖裝配式預應力混凝土簡支小箱梁第第17頁設 計 說 明

主要技術(shù)指標表 表－1一、設計標準、技術(shù)標準及技術(shù)指標(一)設計標準設計荷載：大路—Ⅰ級。路基寬度：整體式路基寬度34.50m，分別式路基寬度17.00m。橋面寬度：整體式路基：0.60m(防撞護欄)+15.8m(橋面凈寬)+0.60m(防撞護欄)+0.5m(中心分隔帶+0.60m(防撞護欄)+15.8m(橋面凈寬0.60m(防撞護欄)=34.50m；分別式路基：0.60m(防撞護欄)+15.8m(橋面凈寬)+0.60m(防撞護欄)=17.00m。設計安全等級：一級。環(huán)境類別：II類環(huán)境的年平均相對濕度分別：80％。(二)技術(shù)標準《大路工程技術(shù)標準》JTGB01－2014；JTGD60－2015；《大路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計標準》JTGD62－2004?！洞舐窐蛄嚎拐鹪O計細則》JTGB02-01-2008《大路工程抗震標準》JTGB02－2013《大路交通安全設施設計技術(shù)標準》JTGD81-2006《大路橋涵施工技術(shù)標準》JTG/TF50-2011《鋼筋混凝土用鋼第1局部：熱扎光圓鋼筋》GB1499.1—2008《鋼筋混凝土用鋼第2局部：熱扎帶肋鋼筋》GB1499.2—2007《鋼筋混凝土用鋼第3局部：鋼筋焊接網(wǎng)》GB1499.3—2010《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2014《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370－2010《預應力混凝土用金屬波浪管》JG225－2007(三)技術(shù)指標具體見表－1

大路－Ⅰ級〔m〕年平均相對濕度最小平曲線半徑R=∞1.3m0.4m80%R=400X=〔右側(cè)〕0.762m交角90°90°〔m〕19.94L0-0.06〔m〕19.14L0-0.86狀況項目標準值適應范圍構(gòu)件類型及跨徑適應范圍狀況項目標準值適應范圍構(gòu)件類型及跨徑適應范圍〔標準寬度時〕L=20m0.97L≤L0≤L(m)全預應力構(gòu)件A類構(gòu)件265〔邊梁〕220〔中梁〕265〔邊梁〕220〔中梁〕127.5〕0.75m40～140〔t〕中梁64.5邊梁68.1中梁62～66.5邊梁64～68.62、X為一般懸臂長度標準值，f為曲線段橫向弓高值，邊梁翼板按曲線預制以適應曲線段橋梁橫向弓高影響。二、適用范圍本圖適用于正交及斜交橋梁上的簡支體系橋面連續(xù)的預應力砼帶翼小箱梁。三、主要材料(一)混凝土預制主梁〔梁肋、翼緣板和橫隔板〕及梁間濕接縫、橋面連續(xù)承受C40混凝土；堵頭砼宜承受C40自密實補償收縮混凝土，性能指標詳見《大路鋼管混凝土拱橋設計標準》〔JTG/TD65-06-2015〕3.3.2條要求。橋面鋪裝承受瀝青砼橋面鋪裝，由最大組合厚度10cm的瀝青砼上、中面層＋防水粘結(jié)橋涵通用圖裝配式預應力混凝土簡支小箱梁橋涵通用圖裝配式預應力混凝土簡支小箱梁第第27頁層＋標準厚度10cm的C40混凝土調(diào)平層組成。由于預制翼板橫坡與橋梁實際橫坡的差異，加之路線豎曲線的影響，調(diào)平層厚度允許范圍為6cm～14cm，但其平均值仍為10cm。(二)鋼筋承受HPB300、HRB400(GB1499.1－2008)和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2－2007)的規(guī)定。(三)預應力鋼束〔GB/T5224－2014〕規(guī)定的低松弛高強度鋼絞線，其抗拉強度標準值fpk=1860MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa，松馳率ρ=0.045，松馳系數(shù)ζ=0.3d=15.2mm。(四)預應力錨具預制小箱梁承受M15系列錨具，其性能和質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》〔GB/T14370－2010〕和《大路橋梁預應力鋼絞線用錨具、夾具和連接器》〔JT/T329－2010〕的規(guī)定，一套錨具包括夾片、錨板、錨墊板、螺旋鋼筋。本套標準圖承受圓塔錨。配套千斤頂承受YCW150B或YCW250B。預應力管道承受鍍鋅金屬波浪管，其性能和質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《預應力混凝土用金屬波浪管》〔JG225－2007〕的規(guī)定。預應力管道本套通用圖承受鍍鋅金屬波浪管，其性能和質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《預應力混凝土用金屬波浪管》〔JG225－2007〕的規(guī)定。假設承受塑料波浪管則必需滿足：a、符合《預應力混凝土橋梁用塑料波浪管》〔JT/T529－2004〕要求；b、其最大外徑不宜大于本圖規(guī)定的鍍鋅金屬波浪管最大外徑(65mm)；c、嚴禁使用再生料生產(chǎn)的塑料波浪管。(五)鋼板承受《碳素構(gòu)造鋼》〔GB700－2006〕規(guī)定的Q235B鋼板。(六)橋面防水粘結(jié)層承受水性瀝青基層防水涂料，其性能和質(zhì)量應符合《路橋用水性瀝青基防水涂料》〔JT/T535－2004〕的規(guī)定。(七)其它材料水泥、細骨料、粗骨料、水等各材料的有關(guān)質(zhì)量要求均按《大路橋涵施工技術(shù)標準》

〔JTG/TF50－2011〕有關(guān)條文辦理，細骨料必需承受中粗砂。四、設計要點(一)設計原則本通用圖標準跨徑L=20m、濕接縫標準寬度S=1.275m，邊梁標準懸臂長度X〔左側(cè)〕=0.75m、X〔右側(cè)〕=0.762m。非標準跨徑L0在0.97L≤L0≤L〔m〕范圍，且濕接縫寬度S0在0.4≤S0≤1.1〔m〕范圍、X0X-f/2≤X0≤X〔m〕范圍，按全預應力混凝土構(gòu)件設計；L0L＜L0≤1.03L〔m〕S01.1＜S0≤1.5〔m〕、X0X＜X0≤X+f/2〔m〕，A類構(gòu)件設計。主梁由預制小箱梁＋現(xiàn)澆濕接縫組合而成，構(gòu)造型式為簡支梁橋面連續(xù)構(gòu)造。(二)主梁橫斷面路基寬度34.5米的小箱梁主梁梁肋標準間距為3.475m其中，中梁預制寬度為2.20m，2.65m1.275m。標準橫斷面由2片邊梁和2片中梁組成(見表－2)。橫斷面組成形式表 表－2橋面寬度橋面寬度(m)(m)34.502×(1.55+4×3.475+1.55)+0.517.001.55+4×3.475+1.55(三)橋面寬度變化本通用圖可通過轉(zhuǎn)變濕接縫寬度、翼板寬度的方法來調(diào)整構(gòu)造寬度，以滿足如小半徑曲線帶來的視距加寬或其它標準要求的橋面寬度變化影響。但應遵守以下留意事項：①、小箱梁幾何尺寸應滿足《主要技術(shù)指標表》〔表-1〕所規(guī)定范圍。②、小箱梁翼板鋼筋與濕接縫鋼筋的連接，依據(jù)濕接縫寬度不同承受雙面焊接、單面焊接或綁扎連接的方式，詳見《小箱梁翼板濕接縫鋼筋適應濕接縫寬度變化示意圖》。③、小箱梁橫隔板鋼筋的連接，依據(jù)濕接縫寬度不同承受雙面焊接或單面焊接方式，詳見《橫隔板鋼筋適應濕接縫寬度變化示意圖》。(四)主要構(gòu)造本圖按橋梁縱向是平坡設計，梁頂橫坡為2%或5%，梁底橫坡為平坡。①、行車道板間橫向連接承受現(xiàn)澆濕接縫。②主梁橫隔板設置小箱梁在梁端設一道端隔板，跨中設一道中隔板，全梁共三道，20m跨徑橫隔板間距2×9.27m。為了脫模便利，橫隔板斷面均設置為上寬下窄的倒梯形斷面，端隔板上緣寬41厘米，392119厘米。預制梁的橫隔板寬度比頂板寬度窄15厘米。橫隔板間承受現(xiàn)澆濕接縫連接形式，以保證梁的整體性。2018厘米；2.6米范圍內(nèi)在箱腹板、底板內(nèi)側(cè)加厚，底板厚度27厘米，腹板厚度27厘米，以滿足預應力鋼束豎彎、平彎和端橫隔板鋼筋布設。1.8米漸變段完成。⑥、為了脫內(nèi)模便利，梁端頭〔箱內(nèi)局部〕承受二次澆筑，端頭澆筑形成實心梁體截面。具體措施為在梁端頂板預留16×40厘米的孔用作二次澆筑堵頭砼和振搗用〔該孔宜用快易收口網(wǎng)做內(nèi)膜，孔內(nèi)鋼筋不截斷〕；梁端頭內(nèi)壁宜用快易收口網(wǎng)做內(nèi)膜〔箱內(nèi)局部長65厘米范圍，便于堵頭砼與梁體連接為整體〕；施工過程為：梁體澆筑、養(yǎng)護、取出箱梁內(nèi)一般鋼膜、張拉預應力束、灌漿、封錨后，放堵頭板、放二次澆筑段鋼筋籠，澆筑與主梁同標號堵頭砼。5厘米的圓倒角。(五)支座GJZGJZF4聚四氟乙烯滑板式橡膠支座，其性能和質(zhì)量符合《大路橋梁板式橡膠支座》〔JT/T4－2004〕的規(guī)定，尺寸參照《大路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系

列》〔JT/T663－2006〕的規(guī)定。(六)伸縮縫本通用圖適用于設置80型和160型伸縮縫的小箱梁橋，選用伸縮縫的性能和質(zhì)量必需符合《大路橋梁伸縮裝置》〔JT/T327－2004〕的規(guī)定。中選用梳齒板式伸縮裝置時，其性能和質(zhì)量還須符合《單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置》〔JT/T723－2008〕的規(guī)定。(七)曲線橋設計曲線橋計算按路線設計線處布置標準跨徑，各墩沿徑向設置，以折線代替曲線，每跨各片梁預制不等長。曲線上橫向超高通過轉(zhuǎn)變小箱梁翼緣板的橫向傾角適應，以保證橋面鋪裝厚度的根本全都，避開砼橋面鋪裝過厚或過薄，影響其使用壽命，因此應留意翼緣板底模斜度的可調(diào)整功能。梁長變化處理：梁長變化承受調(diào)整端橫隔板至梁端的長度實現(xiàn)，留意保持梁端至支座中心線的距離不變。預應力束承受調(diào)整其跨中直線段長度實現(xiàn)。橋?qū)捵兓幚恚撼惺苷{(diào)整濕接縫寬度實現(xiàn)。留意：濕接縫寬度范圍按本說明表－1執(zhí)行，調(diào)整濕接縫寬度仍不能滿足橋?qū)捵兓瘯r，可增加梁片數(shù)量。平面橫向弓高的處理：①梁整體向曲線外側(cè)平移二分之一弓高值；②邊梁預制時翼緣板應按曲線預制以適應設計線型變化及美觀要求。f未超過護欄外側(cè)預留寬度的時，亦可不橫向移梁而承受調(diào)整護欄外側(cè)預留寬度的方法以適應道路曲線變化。梁端斜度的處理：承受封錨形成，翼板端部按相應斜度預制。護欄、泄水管等公用構(gòu)造詳見《橋梁公用構(gòu)造》分冊。(八)橋面鋪裝調(diào)整承受調(diào)整砼調(diào)平層厚度來適應小箱梁預制橫坡與橋面橫坡差異以及豎曲線所帶來的影響時，應留意橋面鋪裝厚度的平均值仍應為設計厚度標準厚度〔10cm〕，且最小砼調(diào)平層6cm。留意：①、為施工標準化，本通用圖預制小箱梁承受2%與5%兩種橫坡，其中2%橫坡預制小箱梁適用于橋面橫坡0%～4%狀況，5%橫坡預制小箱梁適用于橋面橫坡3%～7%狀況。②、施工單位亦可預制與橋面橫坡一樣的0%～7%任意橫坡小箱梁，但不能轉(zhuǎn)變梁高、翼板厚度等構(gòu)造尺寸，且橫隔板下緣橫坡應與翼板橫坡全都。五、計算要點(一)計算程序承受橋梁通用有限元分析軟件MidasCivil2015計算，橫向安排系數(shù)按剛接梁法計算。(二)計算原則預應力鋼筋混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3C40混凝土的彈性模量EC=3.25×104MPa。瀝青混凝土：重力密度γ=24.0kN/m3。預應力鋼筋：彈性模量Ep=1.95×105MPa，松馳率ρ=0.045，松馳系數(shù)ζ=0.3。6m〔一端，k=0.0015。〔JTGD60－2015〕規(guī)定取值。橋面鋪裝：按10cm瀝青砼＋10cm混凝土調(diào)平層作為恒載計入。僅車輛橫向撞擊護欄工況，驗算邊梁翼板受力時，考慮10cm混凝土調(diào)平層參與受力，同時計入防撞護欄伸入鋪裝層的鋼筋和小箱梁翼板上緣加強鋼筋對懸臂板承載力的奉獻。防撞護欄計算恒載為單側(cè)15.0kN/m。交安設施計算荷載取值：豎向25kN，縱橋彎矩120kN·m，不考慮橫橋彎、扭。5m范圍內(nèi)。144kN/m5cm距離處。

(三)一片梁梁端支點最大反力(見表－3)：跨徑位置恒載汽車恒載+汽跨徑位置恒載汽車恒載+汽20米20.6米車邊梁595.5552.61148.5中梁589.0599.11188.1邊梁670.9627.81298.7中梁647.8657.81305.6六、計算成果以下為標準梁長、標準構(gòu)造凈寬狀況下主要計算成果：〔一〕梁體預制時計算結(jié)果表 表－4相對濕度相對濕度跨徑板類80%20米邊板中板支點反力(kN)312.9292.8正截面應力極值拉應力 壓應力(MPa) (MPa)(MPa) (MPa)-0.29 14.35-0.27 13.52力階段反拱度(cm)3.63.6〔二〕正截面應力極值相對濕度跨徑梁類支點反力 正截面應力極值相對濕度跨徑梁類支點反力 拉應力二期恒載壓應力 產(chǎn)生的下80%20米(kN)(MPa)(MPa)撓值(mm)邊梁595.9\9.697中梁589.0\8.836〔表中正值表示位移向上，負值表示位移向下〕〔三〕七、施工要點

運營階段梁體計算結(jié)果表 跨徑梁類反力跨徑梁類反力(kN)位移值支點活載(mm)跨中(kN-m)強度跨中最小最大壓應壓應力力(MPa) (MPa)邊梁 1148.520米中梁 1188.17.57.55952.05836.11.351.329.238.601.481.02

挪動橫隔板鋼筋以避讓預應力管道，鋼筋挪動要求詳見《小箱梁端橫隔板鋼筋構(gòu)造圖》與《小箱梁中橫隔板鋼筋構(gòu)造圖》。端橫隔板如需設置防落梁拉索孔，則與孔位干擾的相鄰橫隔板鋼筋可適當挪動，鋼筋挪動要求詳見《小箱梁端橫隔板鋼筋構(gòu)造圖》。開孔構(gòu)造、孔身鋼筋布置參見《橋梁抗震設施》分冊。橫隔板主筋嚴禁彎折、嚴禁截斷。7.1.6為了防止預制梁上拱過大，預制梁與橋面現(xiàn)澆層由于齡期差異而產(chǎn)生過大收縮差，存梁期不超過90d，假設累計上拱值超過計算值10mm，應實行掌握措施。預制梁應設置本圖有關(guān)施工工藝及質(zhì)量檢查標準按《大路橋涵施工技術(shù)標準》有關(guān)規(guī)定辦理，另外尚需留意以下幾點：〔一〕主梁預制澆筑主梁混凝土前應嚴格檢查伸縮縫、護欄、泄水管、支座等附屬設施的預埋件是否齊全，確定無誤前方能澆筑。施工時，應保證預應力管道及鋼筋位置準確。梁端1m范圍內(nèi)及錨下混凝土局部應力較大、鋼筋密，特別是錨下混凝土，應充分振搗密實，嚴格掌握其質(zhì)量。鋼束張拉鋼束張拉30d60d90d二期恒載軋制造條件。跨徑位置完上拱度上拱度上拱度上拱度產(chǎn)生的下7.1.3承受梁底預埋鋼板調(diào)平縱坡時，嚴禁承受預埋鋼板下墊砂、墊鋼筋等簡易方式調(diào)平縱坡，因這些方法均不能保證梁底縱坡調(diào)平的準確性和牢靠度。需在預制臺座預埋鋼20米(mm)3636(mm)4242(mm)4546(mm)4748撓值(mm)-7-6

向下的二次拋物線反拱〔包括梁頂〕。預制小箱梁在鋼束張拉完成后、各存梁期跨中上拱度計算值及二期恒載所產(chǎn)生的下?lián)现?見表-7)〔如存梁期、砼協(xié)作比、材料特性及地區(qū)氣候等〕以及閱歷設置反拱。反拱值的設計原則是使梁體在二期恒載施加前上拱度不超過20mm，橋梁施工完成后橋梁不消滅下?lián)?。施工設置反拱時，預應力管道也同時起拱。預加力引起的上拱度及二期恒載產(chǎn)生的下?lián)现当?板位置設槽口，槽口應當依據(jù)梁體坡度和預埋鋼板尺寸由承包人自行設計，但應當保證脫模簡潔和脫模后砼外表平坦以及保證梁體張拉時自由縮短。小箱梁預制時應依據(jù)調(diào)平坡度，準確定位槽口內(nèi)鋼板四角位置，固定好鋼板然后澆筑梁體砼〔可承受組合鋼楔或澆筑低標號砼來調(diào)整鋼板順橋向傾角，也可參照連續(xù)梁的做法，在梁底設楔形塊來調(diào)平縱坡〕。梁體鋼筋與預埋鋼板位置沖突時，可適當移動梁體鋼筋。預制臺座對應梁端下方〔梁端至梁底預埋鋼板邊緣長度范圍〕應當放置橡膠墊塊，防止預應力鋼束張拉后，由于梁體反拱導致的梁端局部受壓而破損；預制臺座構(gòu)造應適應梁長變化，具體構(gòu)造由承包人結(jié)合臺座形式自行設計。預制主梁時，應留意預埋頂面抗剪鋼筋、護欄、伸縮縫、泄水管等公用構(gòu)造部件及交通工程方面的標志、通訊管線預埋件。當梁長為非標準跨徑時，橫隔板鋼筋可能與縱向預應力鋼束干擾，此時可適當

〔表中正值表示位移向上，負值表示位移向下〕60d55%，標準跨徑、標準寬度時：35mm。為防止同跨及相鄰跨預制梁間高差過大，同一跨橋不同位置的預制梁的存梁時間應基本全都(邊梁可稍短)，相鄰跨的預制梁的存梁時間亦應相近?！捕愁A應力工藝預應力鋼束張拉掌握力及張拉掌握應力見表－8。板箍筋點焊連接，嚴防錯位和管道下垂，假設管道與鋼筋發(fā)生碰撞，應保證管道位置不變而只是適當挪動鋼筋位置。澆筑前應檢查波浪管是否密封，防止?jié)仓炷習r堵塞管道。預加力鋼束張拉掌握力表 表－8鋼絞線根數(shù)鋼絞線根數(shù)560掌握應力(MPa)掌握拉力(kN)4φs15.21395781.25φs15.27001395976.5預制小箱梁混凝土立方體強度到達混凝土強度設計等級的90%且齡期不少于7d，方可張拉預應力鋼束，張拉挨次：20m跨徑小箱梁預應力為N1→N4→N3→N2；預制梁鋼0.75fpk=1395Mpa。同編號兩根鋼束承受對稱張拉的方式。施加預應力應承受張拉力與引伸量雙控。當預應力鋼束張拉到達設計張拉力時，實際引伸量值與理論引伸量值的誤差應掌握在±6%以內(nèi)。實際引伸量值應扣除鋼束的非彈性變形影響。鋼束張拉掌握力及張拉掌握應力未考慮預應力鋼束與錨圈口之間的摩擦損失，請施工單位自行考慮。鋼束張拉后，應馬上對管道壓漿，漿體強度不低于梁體混凝土強度(即漿體強度不低于40MPa)。傳統(tǒng)預應力管道壓漿全靠人工操作，壓漿質(zhì)量難以掌握，為確保管道壓漿密實，應承受智能循環(huán)壓漿技術(shù)?！矎埨瓑簼{后按設計圖所示截面形狀封錨，而不是預留小槽口局部封錨。承受預留張拉小槽口封錨的方式普遍存在開裂現(xiàn)象，裂縫較多，封錨砼與槽口的結(jié)合不好，收縮裂縫多，影響錨頭的使用壽命，降低構(gòu)造耐久性〕，假設要轉(zhuǎn)變二次封錨施工工序，必需實行有效措施解決承受“預留張拉槽口一次澆筑成型施工工藝”中存在的質(zhì)量、安全隱患問題，并報業(yè)主、監(jiān)理批準前方可實施。封錨混凝土澆筑后，舊混凝土結(jié)合部的外表應涂刷滲透性結(jié)晶防水涂層，防止水汽〔GB18445-2012〕的相關(guān)要求。在小箱梁制作、張拉過程中施工單位應實行切實有效的措施保證施工安全、結(jié)構(gòu)安全?！踩承∠淞喊惭b主梁吊運按兜托梁底起吊法考慮，不設吊環(huán)。預制時應在梁底預留穿索兜底所需的活動段底模，同時在主梁翼板上的對應位置預留穿索孔洞，吊具依據(jù)施工單位的條件自行設計。梁體吊裝就位后，應對吊孔用M20砂漿封堵；為保證封堵質(zhì)量，孔底必需設置

底模，砂漿應當振搗密實。封堵完成后，孔頂外表以吊裝孔為中心，半徑8cm范圍內(nèi)涂抹一層滲透性結(jié)晶防水涂層。該防水層應滿足《水泥基滲透結(jié)晶型防水材料》〔GB18445-2012〕的相關(guān)要求。為確保梁體在制作、運輸過程及安裝就位時的穩(wěn)定性，應實行有效的防傾倒措施。主梁就位后必需準時進展翼板及橫隔板間的鋼筋連接和濕接縫混凝土的澆筑。時必需使設備重量落在梁肋上〔施工單位應按所承受的設備對主梁及下部構(gòu)造等進展施工荷載驗算，驗算通過前方可進展施工〕。〔四〕為增