預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁配筋設(shè)計(jì)相關(guān)問題講座

1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁配筋設(shè)計(jì)相關(guān)問題講座,中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司2012.5,編寫：李林,目錄 引 言 一 總體設(shè)計(jì) 二 結(jié)構(gòu)計(jì)算 三 預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì) 四 預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計(jì)相關(guān)問題 五 預(yù)應(yīng)力箱梁主要病害現(xiàn)象及原因分析,引言 連續(xù)梁橋是工程上廣泛使用的一種橋型,它不但具有可靠的強(qiáng)度,剛度及抗裂性,而且具有行車舒適平穩(wěn),養(yǎng)護(hù)工作量小,設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)一座梁橋必須從橋跨布設(shè),尺寸擬定,鋼束布置以及施工方法等方面綜合考慮,還要充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)和環(huán)境影響。,混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn),三跨連續(xù)梁橋,三孔簡(jiǎn)支梁橋,VS,由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小，恒載、活載均有卸載作用。

2、 由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大。 超靜定結(jié)構(gòu)，對(duì)基礎(chǔ)變形及溫差荷載較敏感。 行車條件好。,連續(xù)梁橋的體系特點(diǎn),混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn),連續(xù)梁橋的適用特點(diǎn),連續(xù)梁橋,簡(jiǎn)支梁橋,連續(xù)剛構(gòu)橋,跨越能力增加,鋼筋砼梁,PC梁,鋼筋砼梁,PC梁,鋼筋砼梁,PC梁,150m,300m,50m,約2030m,等截面連續(xù)梁適用于中小跨度橋梁；變截面連續(xù)梁跨越能力顯著增加。 預(yù)應(yīng)力的使用提高了連續(xù)梁橋的跨越能力。 由于支座使用和更換條件的限制，混凝土連續(xù)梁的跨度不宜過大。,控制值,等截面連續(xù)梁,變截面連續(xù)梁,混凝土連續(xù)梁橋的總體布置,平面布置方式： 正交 斜交 單向曲線 反向曲線,連續(xù)梁橋平面布置示例,聯(lián)連

3、續(xù)梁由若干梁跨 （通常為38跨）組成一聯(lián)， 每聯(lián)兩端設(shè)置伸縮縫，整 個(gè)橋梁可由一聯(lián)或多聯(lián)組成。,平面布置,連續(xù)梁橋的施工特點(diǎn),施工方法靈活，懸臂施工方法提高了連續(xù)梁的跨越能力； 施工中通常存在體系轉(zhuǎn)換的情況，不同的施工方法會(huì)產(chǎn)生不同的恒載內(nèi)力結(jié)果，計(jì)算分析中需要考慮結(jié)構(gòu)的形成過程。,混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn),滿堂支架施工,懸臂施工,懸臂澆筑,懸臂拼裝,預(yù)制簡(jiǎn)支變連續(xù)施工,移動(dòng)支架施工,頂推施工,一、總體設(shè)計(jì) 1.1結(jié)構(gòu)形式 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁一般包括等高度連續(xù)梁、變高度連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)，連續(xù)V構(gòu)等四種，一般適用于25m以上跨徑連續(xù)梁。 1.等高度連續(xù)梁:具有跨越能力小、構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，適用于

4、小跨徑連續(xù)梁橋，一般采用現(xiàn)澆施工。 2.變高度連續(xù)梁：受力合理、懸臂施工；適用于中大跨徑連續(xù)梁橋,橋墩較矮時(shí)宜采用。 3.連續(xù)剛構(gòu)：墩梁固接、省去了大噸位支座；適用于橋墩較柔的中大跨徑連續(xù)梁，橋墩較矮時(shí)不宜采用。 4.連續(xù)V形剛構(gòu)：構(gòu)造復(fù)雜，造型美觀；適用于對(duì)造型要求較高的中等跨徑連續(xù)梁。,1.2 總體布置 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)主要包括橋梁跨徑分配、主梁截面形式的擬定以及梁高等方面的內(nèi)容。 1.2.1 跨徑布置 目前，設(shè)計(jì)工程師認(rèn)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的最大理論跨度為250300m，經(jīng)濟(jì)跨度為100240m。 布置原則：減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求 不等跨布置適用于中大跨度，邊中跨比連續(xù)梁一

5、般為0.60.8倍,連續(xù)剛構(gòu)一般為0.520.68倍. 推薦采用的邊中跨比為0.550.60之間 （小的邊跨比適用情況：邊墩較高或河道內(nèi)難以采用落地支架時(shí)，可采用0.53,保證邊墩支座壓力） 等跨布置適用于中小跨度,混凝土連續(xù)梁橋的總體布置,立面布置,分跨的選擇,等跨布置,不等跨布置,布置原則：減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求。,適用于中小跨度連續(xù)梁。,邊跨與中跨之比 L1/L 一般為 0.50.8（過大，過小的不利情況),VS,連續(xù)剛構(gòu)橋總體布置要點(diǎn),1.2.2 主梁截面形式 連續(xù)梁及連續(xù)剛構(gòu)多采用箱梁截面，適合于節(jié)段施工，具有很好的抗彎和抗扭性能，根據(jù)橋面寬度可采用單箱單室、單箱多室

6、。 一般單雙線鐵路橋面寬度為712m，均采用單箱單室截面. 公路橋先由交通要求確定橋?qū)挘俑鶕?jù)橋面寬度及跨度合理選擇。 城市橋梁由于橋面要求較寬可采用單箱多室結(jié)構(gòu)。,橫斷面的選擇,依據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)體系、跨度、寬度、梁高、施工方法等確定。 大跨度連續(xù)梁通常采用箱形斷面。,實(shí)體截面：用于小跨度的橋梁（現(xiàn)澆） 空心板截面：常用于1530m的連續(xù)梁橋（現(xiàn)澆） 肋式截面：常用跨度在1530m范圍內(nèi)，常采用預(yù)制架設(shè)施工，并在梁段安裝完成之后，經(jīng)體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁。魚腹式 特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，適用于中、小跨度的連續(xù)梁橋。,箱形斷面,具有良好的抗彎和抗扭性能，是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主要截面型式 單箱，單

7、室，單箱雙室截面，雙箱單室、雙箱雙室、多箱單室等 頂板和底板結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要部位 腹板主要承受結(jié)構(gòu)的彎矩剪應(yīng)力以及扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力引起的主拉應(yīng)力 梗腋（或稱承托）設(shè)置在腹板與頂、底板接頭處 鋸齒塊方便預(yù)應(yīng)力張拉錨固,1.2.3 箱梁梁高 梁高與跨徑、剛度要求、施工方法有關(guān) 等高度梁實(shí)用于中、小跨徑連續(xù)梁，一般跨徑在3060米，現(xiàn)澆施工時(shí)多采用。 變高度梁實(shí)用于大跨徑連續(xù)梁，60米以上一般均采用變高度連續(xù)梁，多采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法節(jié)段施工時(shí)。 對(duì)于變高梁，一般對(duì)于公路橋，支點(diǎn)梁高是跨中梁高的23倍；對(duì)于鐵路橋，支點(diǎn)梁高是跨中梁高的1.52倍。 梁高與跨度比例經(jīng)驗(yàn)值,梁高的選擇,等高度連續(xù)梁,變高度

8、連續(xù)梁,等截面連續(xù)梁,變高度連續(xù)梁,變截面連續(xù)梁,梁高不變。具有構(gòu)造、制造和施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。適用于中等跨度（4060m左右）的、較長(zhǎng)的橋梁。可按等跨或不等跨布置。長(zhǎng)橋多采用等跨布置，以簡(jiǎn)化構(gòu)造，統(tǒng)一模式，便于施工。,更能適應(yīng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律。受力狀態(tài)與其施工時(shí)的內(nèi)力狀態(tài)基本吻合。梁高變化規(guī)律可以是斜（直）線、圓弧線或二次拋物線。箱型截面的底板、腹板和頂板可作成變厚度，以適應(yīng)梁內(nèi)各截面的不同受力要求。,VS,高跨比 h/L (公路：跨中1/301/50；中支點(diǎn)1/161/25)。,高跨比 h/L (公路：1/151/30）,公路連續(xù)梁常用跨度參數(shù),鐵路常用等高等跨連續(xù)梁參數(shù)（多用于高速鐵路）,

9、京滬高鐵常用跨度連續(xù)梁主要設(shè)計(jì)參數(shù),1.2.4 橋面橫坡的形成方式 橋面橫坡一般通過下面三種方式形成 1.三角鋪裝墊層成坡：在箱梁頂板與橋面鋪裝間設(shè)置不同的鋪裝墊層厚度（一般控制在68cm內(nèi)），該設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，但額外增加了橋梁自重，特別是橋面較寬時(shí)造成設(shè)計(jì)不經(jīng)濟(jì)。(適用于橋面寬度較小時(shí)) 2.箱梁頂板成坡：箱梁頂板與橋面橫坡保持平行，通過橋面板傾斜來形成橫坡，當(dāng)箱頂為一字坡時(shí)兩側(cè)腹板不等高。（推薦采用） 3.箱梁旋轉(zhuǎn)成坡：當(dāng)箱梁設(shè)置為一字坡時(shí)可將箱體“剛性旋轉(zhuǎn)”在頂板上形成橫坡，該方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但施工時(shí)較難掌握。（多用于立交橋匝道連續(xù)梁）,雙線鐵路箱梁一般采用頂板成坡,單線鐵路箱梁一般采用三角

10、墊層形成排水橫坡,公路箱梁一般多采用頂板成坡,鐵路箱梁采用角鋼支架方案的橋面布置,1.3箱梁細(xì)部構(gòu)造尺寸的確定 箱梁橫截面由頂板、底板、腹板、懸臂板、承托構(gòu)成；各部分 構(gòu)造須滿足受力、剛度、構(gòu)造、施工方便的要求。 1.3.1箱梁各部分組成 頂板和底板結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要部位 腹板主要承受結(jié)構(gòu)的彎矩剪應(yīng)力以及扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力引起的主拉應(yīng)力 梗腋（或稱承托）設(shè)置在腹板與頂、底板接頭處 鋸齒塊方便預(yù)應(yīng)力張拉錨固,大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁箱形斷面的構(gòu)成特點(diǎn),頂板,滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求； 一般采用等厚度，主要由橫向抗彎控制（橋面板）。,腹板,主要承擔(dān)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力； 一般采用變厚度腹板：靠近跨中處受構(gòu)造要

11、求控制，靠近支點(diǎn)處受主拉應(yīng)力控制，需加厚。,底板,滿足縱向抗壓要求； 一般采用變厚度，跨中主要受構(gòu)造要求控制，支點(diǎn)主要受縱向壓應(yīng)力控制，需加厚。,一般在支點(diǎn)截面設(shè)置橫隔板。,橫隔板,箱梁縱剖面,箱梁平剖面,箱梁橫斷面,1.3.2箱梁頂板尺寸 箱形截面頂板厚度一般考慮兩個(gè)因素：滿足橋面橫向彎矩的要求；滿足布置縱橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求。,公路橋梁頂板經(jīng)驗(yàn)尺寸 根據(jù)行車道板要求、構(gòu)造要求確定箱梁頂板厚度, 跨中頂板厚度一般要求大于d/30（d為箱梁腹板凈距） （一般中大跨度時(shí)，t=2832cm為宜）； （一般在腹板間距為3.57.0m時(shí)，頂板厚度可采用1830cm。）,鐵路連續(xù)箱梁由于剛度要求較高，頂

12、、底、腹板厚度尺寸一般均比公路箱梁要高，頂板厚度一般為3255cm,1.3.3箱梁懸臂板尺寸 根據(jù)翼板懸臂長(zhǎng)度大小，確定翼板根部厚度及變化規(guī)律，懸臂長(zhǎng)度宜控制在4m以內(nèi)。,公路橋梁懸臂板經(jīng)驗(yàn)尺寸 采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，箱梁懸臂長(zhǎng)一般在1.53.0m之間取值，大于3.0米時(shí)，需張拉橫向預(yù)應(yīng)力。（一般情況下，根部厚度3070cm；端部厚度1520cm。）,鐵路連續(xù)箱梁懸臂板長(zhǎng)度一般較小（一般不超過3m），根部厚度一般為5090cm,1.3.4箱梁腹板尺寸 根據(jù)抗剪要求確定腹板厚度及變化規(guī)律（一般情況下，腹板厚度從支點(diǎn)至跨中采用直線或折線變化）。整個(gè)箱梁的腹板厚度要根據(jù)受力需求和縱向及豎向預(yù)應(yīng)力

13、鋼筋構(gòu)造及錨固要求分別設(shè)置，當(dāng)腹板厚度有變化時(shí)，其過渡段縱向長(zhǎng)度要求大于12倍的腹板寬度差值，以便主應(yīng)力場(chǎng)的變化順暢。,公路橋梁腹板經(jīng)驗(yàn)尺寸,鐵路連續(xù)箱梁腹板厚度一般為45100cm,1.3.5箱梁底板尺寸 根據(jù)抗彎要求確定底板厚度及變化規(guī)律（一般情況下，底板厚度從支點(diǎn)至跨中采用直線或拋物線變化） ；箱梁底板厚度隨負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部。根部底板厚度可按根部梁高的1/101/12，跨中底板厚度根據(jù)底板彎矩及預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置要求確定，一般要求大于d/30（d為箱梁腹板凈距）。公路箱梁跨中底板厚度一般經(jīng)驗(yàn)取值為2035cm。,鐵路連續(xù)箱梁跨中底板厚度一般為3050cm,1.3.6箱梁頂?shù)装宄?/p>

14、托（梗腋）尺寸 設(shè)計(jì)中一般在頂板和腹板銜接處設(shè)置承托，合理設(shè)置可以提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和畸變應(yīng)力。橋面板在腹板支承處的剛度加大后，在箱梁的橫向受力中可以吸收負(fù)彎矩，減少頂板的正彎矩。承托也使力線過渡緩和，改善應(yīng)力集中現(xiàn)象和減少次應(yīng)力。從構(gòu)造上考慮，利用承托所提供的空間可方便預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置及錨固，降低箱梁頂、底板的厚度。 設(shè)計(jì)時(shí)可參考已建橋梁的相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼筋布置及錨固的構(gòu)造要求來確定承托形式和尺寸。,1.3.7箱梁橫隔板及鋸齒塊 箱梁橫隔板的基本作用是增加截面的橫向剛度和整體剛度，限制畸變應(yīng)力。同時(shí)在支承處的隔板還將承受和分布較大支承反力的作用，在中跨跨中的

15、隔板還將克服底板鋼束的徑向力和箱梁的偏載扭轉(zhuǎn)。橫(隔)梁厚度應(yīng)根據(jù)橋梁跨徑、寬度，結(jié)合支座、橋墩布置具體確定，一般情況橫梁在端支點(diǎn)處取1.0m，中支點(diǎn)處取2.0m，橫隔梁設(shè)在跨中時(shí)厚度為30cm。 對(duì)于頂板和底板的合攏鋼束，一般是增設(shè)齒塊進(jìn)行錨固。所以齒塊和頂板、底板的連接部位受力非常復(fù)雜，如果設(shè)置不好則導(dǎo)致齒塊后面的頂板、底板表面出現(xiàn)橫向受拉裂縫。對(duì)于此部位的受力，建議進(jìn)行局部應(yīng)力分析并用普通抗剪鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。,PC梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算基本流程,二 結(jié)構(gòu)計(jì)算,2.1箱梁設(shè)計(jì)計(jì)算基本流程,2.2計(jì)算模型,2.2.1縱向計(jì)算模型,2.2.2橫向計(jì)算模型,2.2.3橫隔梁計(jì)算模型,40,PC連續(xù)梁橋梁恒載

16、內(nèi)力計(jì)算要點(diǎn),恒載內(nèi)力是分階段分工況疊加而形成的，這即為內(nèi)力疊加。 同樣道理，也存在位移和應(yīng)力的疊加。 混凝土連續(xù)梁恒載內(nèi)力的計(jì)算與所采用的施工方法密切相關(guān)。 連續(xù)梁的內(nèi)力計(jì)算中存在次內(nèi)力的影響。,體系轉(zhuǎn)換,結(jié)構(gòu)形成的過程中（施工過程中），從一個(gè)施工階段到下一個(gè)施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的受力體系發(fā)生了改變，這種改變稱為體系轉(zhuǎn)換。 體系轉(zhuǎn)換很多時(shí)候體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的受力約束關(guān)系的改變上。,計(jì)算要點(diǎn),確定每一施工階段的結(jié)構(gòu)情況，及計(jì)算圖式； 確定每一施工階段的荷載情況； 內(nèi)力、位移和應(yīng)力的疊加。 必須注意施工過程中的體系轉(zhuǎn)換，不同的荷載作用在不同的體系上,2.3內(nèi)力計(jì)算要點(diǎn),2.3.1內(nèi)力計(jì)算一般步驟,設(shè)計(jì)擬定

17、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、材料類型后，模擬施工步驟，計(jì)算恒載、活載、溫度、沉降等荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，并進(jìn)行正常使用和承載能力的組合，按組合結(jié)果估算鋼束的計(jì)算內(nèi)力，按照一定要求將鋼束布置好，重新計(jì)算并考慮預(yù)應(yīng)力的作用，對(duì)各項(xiàng)控制指標(biāo)作檢算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整鋼束布置或結(jié)構(gòu)尺寸，直至滿足規(guī)范要求。應(yīng)注意箱梁有效寬度的影響，截面檢算時(shí)采用的截面特性應(yīng)按規(guī)定考慮有效分布寬度的影響。 該過程一般通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算，有條件可參考規(guī)模相近的同類橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸和鋼束配置的擬定。,2.3.2箱梁內(nèi)力計(jì)算注意事項(xiàng),1.偏載系數(shù)要考慮,2.預(yù)應(yīng)力徑向力不容忽視,3.施工荷載的正確計(jì)算,2.4結(jié)構(gòu)計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容,公路規(guī)范中規(guī)定的

18、計(jì)算內(nèi)容： 1.持久狀況承載能力極限狀態(tài)下構(gòu)件承載力及穩(wěn)定計(jì)算 2.持久狀況正常使用極限狀態(tài)下構(gòu)件抗裂、裂縫寬度、撓度驗(yàn)算 3.持久狀況和短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算 鐵路規(guī)范中規(guī)定的計(jì)算內(nèi)容： 1.按破壞階段檢算構(gòu)件截面強(qiáng)度 2.按彈性階段檢算截面抗裂性 3.按彈性階段檢算預(yù)加應(yīng)力、運(yùn)送、安裝和運(yùn)營(yíng)階段構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力 4.按彈性階段計(jì)算梁的變形（撓度和轉(zhuǎn)角）,鐵路規(guī)范箱梁計(jì)算相關(guān)規(guī)定,鐵路規(guī)范箱梁計(jì)算控制指標(biāo),箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)驗(yàn)控制值,在充分吸取了現(xiàn)有大跨徑混凝土箱梁橋存在的跨中下?lián)?、腹板斜裂縫、底板裂縫等病害教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，從而提出主梁的一些應(yīng)力控制指標(biāo)，以及改進(jìn)缺陷的一些經(jīng)驗(yàn)措施，作為對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)

19、范的補(bǔ)充。 1.根據(jù)縱向計(jì)算結(jié)果，在滿足規(guī)范各項(xiàng)要求的原則下，預(yù)應(yīng)力鋼束布置要留有一定的安全儲(chǔ)備（箱梁截面各項(xiàng)應(yīng)力控制在規(guī)范容許的0.8倍左右）。 2.控制腹板主拉應(yīng)力值，盡量能比規(guī)范要求的富裕1MPa以上； 3.在運(yùn)營(yíng)階段，主梁宜按照全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，考慮最不利荷載效應(yīng)后，跨中下緣應(yīng)有適量的壓應(yīng)力儲(chǔ)備，跨中下緣壓應(yīng)力宜（1+L/100）MPa（L為主跨跨徑，單位：m）。分析主梁跨中正應(yīng)力儲(chǔ)備時(shí)，建議充分估計(jì)混凝土收縮徐變的影響。 4.在進(jìn)行主應(yīng)力計(jì)算時(shí),不計(jì)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，將其作為安全儲(chǔ)備. 5.公路橋在進(jìn)行局部及橫橋向計(jì)算時(shí)，除了考慮沖擊外，建議根據(jù)業(yè)主的要求，計(jì)入適當(dāng)?shù)幕钶d超載。,

20、6.建議充分估計(jì)混凝土收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。在有條件時(shí)，原則上宜進(jìn)行混凝土的徐變?cè)囼?yàn)，按照試驗(yàn)得出的徐變系數(shù)和終極值進(jìn)行徐變計(jì)算；沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，建議徐變按照以下三種計(jì)算結(jié)果中的較大徐變效應(yīng)作為徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，前兩種徐變計(jì)算方法是分別采用不同的徐變系數(shù)和徐變終極值，第一種取徐變系數(shù)0.0021，終極值k=2.5，第二種取徐變系數(shù)0.021，終極值k=2.0，第三種徐變計(jì)算方法采用現(xiàn)行規(guī)范中相對(duì)潮濕度。(不同徐變參數(shù)計(jì)算出的徐變撓度相差較大，基于收縮徐變的復(fù)雜性，充分考慮混凝土的收縮徐變，保證結(jié)構(gòu)的安全。 ) 7.計(jì)算時(shí)計(jì)入構(gòu)件調(diào)整力的影響，通常包括以下兩種： 連續(xù)剛構(gòu)在主跨合攏前，根據(jù)需要在

21、兩懸臂端用水平千斤頂互施水平頂推力，以調(diào)整主跨及雙壁墩身的內(nèi)力，設(shè)計(jì)時(shí)宜計(jì)入調(diào)整力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。 連續(xù)剛構(gòu)在邊跨梁處于懸臂狀態(tài)時(shí)，在懸臂端施加豎直荷載，于邊跨合攏后卸除，以調(diào)整雙壁墩身內(nèi)力，設(shè)計(jì)時(shí)也宜計(jì)入其影響。,箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)驗(yàn)控制值,8.計(jì)入施工規(guī)范允許的誤差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，同時(shí)考慮此部分誤差引起的收縮徐變內(nèi)力的變化。 9.宜考慮箱梁剪力滯效應(yīng)對(duì)于結(jié)構(gòu)正應(yīng)力的影響，控制結(jié)構(gòu)的最大正應(yīng)力在規(guī)范容許值之內(nèi)。另外在驗(yàn)算截面強(qiáng)度時(shí)也宜考慮剪力滯效應(yīng)，對(duì)截面寬度進(jìn)行折減來計(jì)算截面強(qiáng)度。(箱梁剪力滯效應(yīng)引起箱梁斷面在腹板處的正應(yīng)力高于理論計(jì)算出來的平均應(yīng)力，因此正應(yīng)力設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮實(shí)際應(yīng)力會(huì)比

22、計(jì)算值大，避免正應(yīng)力超出規(guī)范容許值，若忽略此影響就會(huì)低估箱梁腹板和翼緣交接處的撓度和應(yīng)力，致使實(shí)際應(yīng)力大于設(shè)計(jì)應(yīng)力，翼緣板的承載能力得不到滿足從而出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全。) 10.計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土主拉應(yīng)力時(shí)，在計(jì)算主拉應(yīng)力時(shí)，應(yīng)考慮橫向因素對(duì)腹板主拉應(yīng)力的影響，即cy值應(yīng)是豎向預(yù)應(yīng)力提供的壓應(yīng)力與內(nèi)外溫度差、活載、張拉橫向預(yù)應(yīng)力和張拉縱向預(yù)應(yīng)力引起的徑向力等荷載產(chǎn)生的應(yīng)力疊加。 11.建議設(shè)計(jì)中考慮施工規(guī)范容許范圍內(nèi)的自重施工誤差對(duì)結(jié)構(gòu)撓度的影響，包括結(jié)構(gòu)自重誤差5%，鋪裝層超厚L/7000（L為主跨跨徑），但不得小于2cm，同時(shí)考慮施工誤差對(duì)混凝土收縮徐變撓度的影響。,箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)

23、驗(yàn)控制值,箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)驗(yàn)控制值,12.宜考慮鋼絞線誤差對(duì)于結(jié)構(gòu)撓度的影響。 13.建議分析全部縱向預(yù)應(yīng)力誤差6%對(duì)結(jié)構(gòu)彈性撓度的影響，同時(shí)分析此項(xiàng)誤差對(duì)混凝土收縮徐變撓度的影響。 14.混凝土收縮、徐變對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響較大、而且復(fù)雜不定，建議充分估計(jì)混凝土收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。 15.宜考慮活載對(duì)于結(jié)構(gòu)徐變撓度的影響。徐變撓度只對(duì)永久作用而言。但在繁忙交通的路段上，橋上車流日夜不斷，部分活載也實(shí)際成了永久作用，也會(huì)產(chǎn)生徐變撓度，導(dǎo)致下?lián)显龃蟆ＴO(shè)計(jì)時(shí)宜考慮部分活載對(duì)結(jié)構(gòu)徐變撓度的影響。 16.各截面腹板最大主拉應(yīng)力有可能位于腹板中性軸、腹板上倒角下緣或腹板下倒角上緣，建議計(jì)算出其最大值

24、，以免遺漏。 17.橫向分析時(shí)，可以按框架模型計(jì)算，必要時(shí)采用空間實(shí)體單元模型計(jì)算。橫向分析時(shí)，建議考慮自重、橋面鋪裝超方、活載、活載偏載和超載、底板預(yù)應(yīng)力鋼束的徑向力及箱內(nèi)外溫差等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，驗(yàn)算頂板、底板跨中下緣、底板根部上緣、腹板內(nèi)側(cè)的安全性。,箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)驗(yàn)控制值,18.必要時(shí)進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力不足的敏感性分析.縱向預(yù)應(yīng)力的有效應(yīng)力隨著時(shí)間的推移會(huì)降低，對(duì)特別重要的橋梁，建議進(jìn)行預(yù)應(yīng)力敏感性分析，必要時(shí)可按某一指定的有效預(yù)應(yīng)力不足比例進(jìn)行配束。 19. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)除了根據(jù)計(jì)算荷載需要的鋼絞線外，還應(yīng)考慮預(yù)留一定量的備用鋼束，確保結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)期出現(xiàn)病害而有補(bǔ)救措施。 20.建議設(shè)

25、計(jì)中對(duì)于施工規(guī)范容許范圍外的誤差，能夠采取措施予以補(bǔ)救，比如設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力等。,箱梁計(jì)算注意問題及經(jīng)驗(yàn)控制值,預(yù)應(yīng)力鋼束的估算方法： 按正常使用極限狀態(tài)下正截面抗裂性滿足要求來確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。,對(duì)于截面上緣：,對(duì)于截面下緣：,2.5預(yù)應(yīng)力筋束的估算,正常使用極限狀態(tài)組合彎矩包絡(luò)圖,預(yù)應(yīng)力筋束的估算,上下緣均布筋時(shí),為保守起見，預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力取為： y =0.5fpk,預(yù)應(yīng)力筋束的估算,當(dāng)只在下緣配筋以抵抗正彎矩時(shí),預(yù)應(yīng)力筋束的估算,當(dāng)只在上緣配筋以抵抗負(fù)彎矩時(shí),預(yù)應(yīng)力筋束的調(diào)整方法,跨中截面附近,下緣應(yīng)力不足時(shí): 如上緣壓應(yīng)力富余較多,首先減少上緣預(yù)應(yīng)力束 增加底板短束（下緣） 如有

26、可能預(yù)應(yīng)力束重心向下移 上緣應(yīng)力不足時(shí): 如下緣壓應(yīng)力富余較多,（2MPa),首先減少下緣預(yù)應(yīng)力束 增加上緣頂板束 如有可能,預(yù)應(yīng)力束重心向上移.,預(yù)應(yīng)力筋束的調(diào)整方法,支點(diǎn)截面附近,上緣應(yīng)力不足時(shí): 增加上緣頂板束或增加彎起的腹板束 如有可能預(yù)應(yīng)力束重心向上移. 下緣應(yīng)力不足時(shí): 如上緣壓應(yīng)力富余量較大（2MPa),首先減少上緣預(yù)應(yīng)力束(原因:支座沉降量過大,溫度變化大.) 如果是橋長(zhǎng)較短的等高度連續(xù)梁，可增設(shè)底板通長(zhǎng)束(原因: 梁的剛度大(I大,L小 EI/C EI/L變大了)溫度和支座沉降產(chǎn)生的正彎矩過大) 變高度連續(xù)梁：將底板短束近可能延長(zhǎng)到支座附近 減少上緣頂板束,增加彎起的腹板束,

27、并將腹板束的重心下移.,位于跨中和支點(diǎn)之間的截面,上緣應(yīng)力不足時(shí): 如下緣應(yīng)力富余量較大,（2MPa),首先減少下緣預(yù)應(yīng)力束 增加上緣頂板短束 延長(zhǎng)頂板短束并通過該截面 將預(yù)應(yīng)力束重心向上移,預(yù)應(yīng)力筋束的調(diào)整方法,位于跨中和支點(diǎn)之間的截面,下緣應(yīng)力不足時(shí): 如上緣預(yù)應(yīng)力富余量較大,（2MPa),首先上緣預(yù)應(yīng)力束 增加下緣底板短束 延長(zhǎng)底板短束并通過該截面 將預(yù)應(yīng)力束重心向下移,預(yù)應(yīng)力筋束的調(diào)整方法,2.6 連續(xù)梁橋的變形計(jì)算與施工線形控制,（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋的分類,按走向：縱向力筋（主筋）、橫向力筋和豎向力筋三向 按位置：分為頂板筋、底板筋、腹板筋（豎筋） 按形狀：直筋、彎筋、平面筋、空間筋等

28、按受力特性：分為正彎矩筋、負(fù)彎矩筋、抗剪筋等 按使用時(shí)間長(zhǎng)短：分為永久性筋和臨時(shí)筋 按布置在混凝土體內(nèi)或體外：分為體內(nèi)筋和體外筋 按與混凝土是否有粘結(jié)：分為有粘結(jié)筋和無粘結(jié)筋,三 預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì),3.1連續(xù)箱梁中的預(yù)應(yīng)力鋼筋形式,（2）縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置,A.連續(xù)配束,小跨度等截面連續(xù)梁橋（現(xiàn)澆）中采用； 連續(xù)跨數(shù)不宜過多（一般小于4）。,懸臂灌注鋼束布置示意,B.分段配束,適用于大跨度變截面連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋 特別是采用分段施工的情況,分段配筋示例,C.預(yù)應(yīng)力鋼筋的逐段接長(zhǎng),由于力筋供料長(zhǎng)度、施工方法和結(jié)構(gòu)受力等方面的原因，有時(shí)需要采用連接器把主筋對(duì)接或逐段加長(zhǎng)。 適用對(duì)逐孔施工的連續(xù)梁橋，

29、其縱向主筋往往采用逐段接長(zhǎng)力筋。該方式也用于頂推法施工的連續(xù)梁橋，以及混凝土斜拉橋梁部中。,、波紋管 、螺旋筋、錨墊板、連接體、擠壓頭、保護(hù)罩、六角螺栓 、六角螺母、約束圈、鋼絞線、波紋管、保護(hù)罩、夾片,多根鋼絞線連接器結(jié)構(gòu)示例,特點(diǎn)減小截面尺寸；提高混凝土澆筑質(zhì)量；無須預(yù)留孔道，減少孔道壓漿等工序；施工方便迅速，鋼束便于更換；鋼束線形容易調(diào)整，減小預(yù)應(yīng)力損失；但其對(duì)力筋防護(hù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的要求較高，抗腐蝕、耐疲勞性能有待提高。 在橋梁工程中有所應(yīng)用（新橋設(shè)計(jì)和既有橋梁加固）。,D.預(yù)應(yīng)力鋼筋的體外布置,指把力筋布置在主梁截面以外的箱內(nèi)外，配以橫隔板、轉(zhuǎn)向塊等構(gòu)造，對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力。,體外布筋示

30、例（瑞士Bois de Rosset引橋）,橫向布筋在箱梁結(jié)構(gòu)中，若兩腹板間距過大或懸臂板外挑過長(zhǎng)，就需要對(duì)箱梁頂板施加橫向預(yù)應(yīng)力 豎向布筋當(dāng)腹板混凝土、普通鋼筋、縱向下彎力筋等不足以抵抗荷載剪力時(shí)，就需要在腹板內(nèi)布置豎向力筋。豎向力筋一方面可以提高截面的抗剪能力，另一方面也可以與掛籃施工配合，作為后錨鋼筋 。 材料采用高強(qiáng)度鋼筋（鋼鉸線和粗鋼筋），在預(yù)留孔道內(nèi)按后張法工藝施工。,豎向預(yù)應(yīng)力,橫向預(yù)應(yīng)力,（3）橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋和豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋,（4）示例,71,縱向預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量和布筋位置要根據(jù)結(jié)構(gòu)在使用階段的受力狀態(tài)確定（彎矩包絡(luò)圖），同時(shí)，也要滿足施工各階段受力需要。不同的施工方法，在施工階段

31、的受力狀態(tài)存很大差別，因此配筋必須考慮施工方法。 應(yīng)避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，避免引起很大的摩陰損失，降低預(yù)應(yīng)力束筋的效益。 預(yù)應(yīng)力鋼束布置應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求以及所采用錨具相關(guān)參數(shù)的構(gòu)造要求，錨具布置要滿足安放張拉設(shè)備所需要的空間要求。,3.2.1、縱向預(yù)應(yīng)力筋,布束的基本原則,3.2預(yù)應(yīng)力筋布置（三向）,選擇合適的力筋形式和錨固形式；選擇預(yù)加力大小適當(dāng)?shù)氖?，以達(dá)到合理的配筋形式；若預(yù)加力過小，束筋過多，管道多，增大結(jié)構(gòu)尺寸；如預(yù)應(yīng)力過大，受力過于集中，引起局部壓應(yīng)力過大 箱形截面考慮剪力滯效應(yīng)，應(yīng)盡量靠近腹板布置，同時(shí)減小下彎束的平彎角 避免在同一截面錨固，可分散錨固，如在同

32、一截面，要適當(dāng)分散，可減小錨下局部應(yīng)力,寬翼緣箱形截面梁的兩腹板處受對(duì)稱垂直力作用時(shí)，其上、下翼緣的正應(yīng)力沿寬度方向向呈不均勻分布的現(xiàn)象稱為剪力滯或剪力滯效應(yīng) 即腹板對(duì)接處的頂?shù)装逭龖?yīng)力出現(xiàn)峰值平均值,1. 懸臂施工,分為懸臂束（施工束），合攏束（連續(xù)束），邊跨束 懸臂束：支撐梁體自重，施工荷載，施工一段，張拉一束 a. 頂板束不下彎：在頂板內(nèi)錨固，施工方便，不需豎彎； b. 頂板束下彎：在腹板或頂?shù)装邋^固，頂?shù)装邋^固要有齒塊,合攏束：滿足跨中合攏段正彎矩要求，在下緣布置。 邊跨合攏束：與滿堂支架現(xiàn)澆相同,直線布束方式：頂板預(yù)應(yīng)力筋沿水平布置并錨固在梗肋處，可減少預(yù)應(yīng)力筋的摩阻損失，穿束方便，

33、改善了腹板的混凝土澆注條件；水平預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造僅由彎曲應(yīng)力決定，而抗剪強(qiáng)度則由豎向預(yù)應(yīng)力筋來提供。,曲線布束：預(yù)應(yīng)力筋在腹板內(nèi)彎曲并下彎錨固在腹板上，以減小外荷載所產(chǎn)生的剪力。此時(shí)腹板應(yīng)具有足夠的厚度以承受集中的錨固力。,跨徑較小時(shí)，采用連續(xù)曲線束（布束簡(jiǎn)單，摩阻力大，穿束困難）橋梁總長(zhǎng)100m,2. 滿堂支架施工,跨徑較大時(shí)，為了減小摩阻損失，可采用分段配筋 a. 兩端張拉（頂板張拉） b. 一端張拉：底板預(yù)先埋置錨頭（錨固式）上部為張拉式錨頭,3. 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù) 分為先期束和連續(xù)束,先期束：簡(jiǎn)支梁 連續(xù)束；待墩上接縫混凝達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，用設(shè)置在接縫頂部的局部頂應(yīng)力鋼筋來建立結(jié)構(gòu)的連續(xù)性

34、,4. 逐跨施工,主索布置往往采用逐段接長(zhǎng)配筋，接頭位置設(shè)置在支點(diǎn)截面，也可設(shè)在離支點(diǎn)約1/5跨徑附近彎矩較小的部位,5. 頂推施工,前期張拉力筋-為頂推施工需要而設(shè)置，施工過程中，箱梁每一截面均會(huì)出現(xiàn)最大正、負(fù)彎矩，通常在截面的上、下緣配置直線筋，各段之間采用“逐段接長(zhǎng)配筋”,后期張拉力筋， 依照使用階段要求補(bǔ)充設(shè)置的力筋，分直筋和彎筋直筋配置在支點(diǎn)頂部和跨中底部，彎筋設(shè)置在腹板內(nèi)，水平投影長(zhǎng)度為跨徑1.3-1.5倍，錨固1/3跨徑腹板內(nèi)側(cè)齒板上,設(shè)計(jì)中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)施加橫向和豎向預(yù)應(yīng)力 橫向預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)橋梁的橫向聯(lián)系，增加懸臂及頂板的抗彎能力。一般布置在橫膈梁或頂板內(nèi)；采用高強(qiáng)鋼絞線或粗鋼筋

35、箱梁橫向預(yù)應(yīng)力筋趨向于采用扁錨體系，以減少布筋所需空間，便于減小頂板尺寸。,3.2.2、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力筋,豎向預(yù)應(yīng)力提高截面的抗剪能力，設(shè)置在腹板內(nèi)；一般采用高強(qiáng)粗鋼筋，軋絲錨固在預(yù)留孔道內(nèi)按后張法工藝施工；豎向直線配置，也有用預(yù)應(yīng)力鋼絲束和鋼絞線作為豎向預(yù)應(yīng)力筋，須留孔道按后張法工藝張拉施工的。 在施工中?？紤]利用豎向預(yù)應(yīng)力筋作為懸臂掛籃的后錨裝置。 由于豎向預(yù)應(yīng)力筋較短，預(yù)應(yīng)力損失較大、施工控制容易失當(dāng)，很容易造成大部分預(yù)應(yīng)力喪失，因此需要明確采用二次張拉工藝完成。,1.懸臂施工的公路連續(xù)剛構(gòu)橋一般采用大噸位預(yù)應(yīng)力群錨體系，這樣可以減小箱梁斷面，縱向預(yù)應(yīng)力筋盡量靠近肋的位置排列，集中錨固

36、在腹板及腹板的上承托處。這樣既有利于端面的局部承壓，又可以減小預(yù)應(yīng)力筋彎曲所產(chǎn)生的橫向內(nèi)力。并應(yīng)考慮對(duì)稱受力的需要，每個(gè)斷面的錨固數(shù)布置成雙數(shù)。布置時(shí)可采用平彎與豎彎相配合，使錨頭在各塊件端面的位置不變，以方便張拉千斤頂定位。在滿足腹板主拉應(yīng)力條件下應(yīng)盡可能減少向上向下的彎起束，以方便腹板混凝土的澆筑。 2.一般大跨度梁將頂板縱向懸臂束下彎、底板連續(xù)束上彎、以降低腹板主拉應(yīng)力。建議每節(jié)梁段至少應(yīng)有兩根頂板束下彎至腹板中性軸以下錨固?？v向力筋彎入腹板,要考慮力筋管道對(duì)腹板截面的削弱，應(yīng)適當(dāng)增加腹板厚度，并妥善處理錨固區(qū)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。 3. 橫向鋼束：建議利用橋面板的橫向坡度和板截面的變高度，把鋼束

37、布置成曲線形狀，以發(fā)揮預(yù)應(yīng)力束的偏心效應(yīng)和提高箱梁頂板的抗裂性。設(shè)計(jì)橫向鋼束時(shí)，必須保證最終預(yù)應(yīng)力值大于頂板橫向彎曲和畸變疊加的拉應(yīng)力。,3.2.3、預(yù)應(yīng)力體系配筋設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn),從預(yù)應(yīng)力作用的原理來看，預(yù)應(yīng)力所提供的所有內(nèi)力是通過預(yù)應(yīng)力錨板對(duì)錨下混凝土施加壓力來提供局部軸力，此軸力沿預(yù)應(yīng)力走向不斷通過梁體的縱向剪切擴(kuò)散直至形成全斷面的偏心受壓狀態(tài)。單側(cè)擴(kuò)散角度約為26左右，由于箱梁構(gòu)造復(fù)雜，以箱梁底板中心線處的鋼束為例，預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散是先擴(kuò)散至全底板，再沿腹板向上，然后在頂板向兩側(cè)擴(kuò)散。這樣，布置于底板中心處的縱向預(yù)應(yīng)力要從錨固斷面延伸很長(zhǎng)一段距離，方能達(dá)到全斷面受力的效果。采用常規(guī)結(jié)構(gòu)分析工具進(jìn)

38、行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，多數(shù)都采用了全斷面受力的假定，則忽略了上述不利影響，從計(jì)算結(jié)果中無法真實(shí)地反映實(shí)際應(yīng)力分布情況。同時(shí)，當(dāng)?shù)装蹇v向預(yù)應(yīng)力布置在底板中心附近時(shí)，由于變截面箱梁梁底縱向曲線引起預(yù)應(yīng)力的徑向分力，也會(huì)導(dǎo)致箱梁底板橫向彎矩增大。 將鋼束布置在腹板附近是縮短預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度的有效方法，這樣有效預(yù)應(yīng)力能夠沿腹板和底板雙方向傳遞。同時(shí)由于鋼束靠近腹板，預(yù)應(yīng)力的徑向分力對(duì)底板產(chǎn)生的彎曲效應(yīng)也大大減小。,4.等高度連續(xù)梁應(yīng)優(yōu)先布置腹板預(yù)應(yīng)力鋼筋，盡可能少的布置頂?shù)装遢^長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼筋；以減小預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力對(duì)橋梁的不利影響。 5.懸臂施工的變高連續(xù)梁，腹板下彎錨固可以抵抗下彎覆蓋截面的剪力，但是減小了抗彎抵抗

39、能力，總的說來對(duì)全橋經(jīng)濟(jì)性沒有大的影響。 6.梁端部位應(yīng)配置彎起錨固鋼束，一般彎起錨固在梁端橫隔板上；對(duì)于彎起錨固于橋面的鋼束應(yīng)重視該處的耐久性設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。 7.預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)滿足規(guī)范相應(yīng)規(guī)定。 8.設(shè)計(jì)時(shí)建議對(duì)縱橫豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋、支座錨固鋼筋、腹板箍筋等構(gòu)造進(jìn)行圖紙放樣，盡量避免相互干擾，以保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置合理。 9. 縱向鋼束需要平彎的，應(yīng)妥善處理好平彎與腹板箍筋位置重疊的問題，以避免過分削弱腹板抗剪能力。 10.預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲處，會(huì)在彎曲平面內(nèi)產(chǎn)生垂直于預(yù)應(yīng)力鋼筋的徑向分力。在布置鋼束時(shí)應(yīng)盡量避免這個(gè)力對(duì)結(jié)構(gòu)局部造成不利的影響。,樹立空間意識(shí)，進(jìn)行圖紙放樣，避免相互干擾，合

40、理布置鋼束位置,11.預(yù)應(yīng)力鋼束錨固位置應(yīng)盡量布置在靠近截面厚實(shí)部分附近，并盡量讓錨固力傳至全截面的區(qū)段盡量短。 12.在懸臂板根部等預(yù)應(yīng)力鋼筋布置密集處，應(yīng)避免孔道過多對(duì)結(jié)構(gòu)局部產(chǎn)生不利的影響，必要時(shí)可以加大結(jié)構(gòu)局部尺寸。 13.腹板下彎束宜對(duì)稱于腹板布置，宜錨固于距箱梁頂截面高度的2/3位置處。 14.跨中頂?shù)装鍛?yīng)預(yù)留連續(xù)束數(shù)量的10%并不少于2孔的備用孔道，如施工中未動(dòng)用，則將喇叭口封閉，作為運(yùn)營(yíng)期的備用孔道。（有效預(yù)應(yīng)力不足時(shí)，補(bǔ)救措施通常有兩種方法：一是預(yù)留體內(nèi)備用鋼束，管道預(yù)埋好，不穿鋼絞線，封住喇叭口，需要時(shí)打開喇叭口，張拉鋼絞線再灌漿；二是預(yù)留體外預(yù)應(yīng)力鋼束，根據(jù)橋梁運(yùn)營(yíng)情況，

41、需要時(shí)再張拉，比如蘇通長(zhǎng)江公路大橋輔航道橋。）,15.由于豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在橋面容易失效（箱頂混凝土實(shí)際標(biāo)號(hào)偏低、橋面滲漏水等因素），設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。 16.一般情況下豎向預(yù)應(yīng)力作為安全儲(chǔ)備，不參與主拉應(yīng)力計(jì)算，必要時(shí)可考慮0.5倍的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。豎向預(yù)應(yīng)力宜對(duì)稱于腹板布置，對(duì)于梁高大于6m的梁段宜采用鋼絞線，采用精軋螺紋鋼筋時(shí)應(yīng)明確要求采用二次張拉工藝，以保證其有效性。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)滯后23節(jié)段張拉。當(dāng)豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋粗鋼筋時(shí)，建議在不少于1的豎向預(yù)應(yīng)力下設(shè)測(cè)力環(huán)，并用扭矩扳手做扭力測(cè)定，采用二次張拉工藝完成。（豎向預(yù)應(yīng)力錨固完后，由于底板底面不平和施工過程中對(duì)主梁的震動(dòng)，會(huì)使豎向

42、預(yù)應(yīng)力的錨頭松動(dòng)，建議在張拉完12周內(nèi)，對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力再進(jìn)行一次張拉，確保達(dá)到設(shè)計(jì)噸位。）,17.橫向預(yù)應(yīng)力宜采用扁錨體系，滯后23節(jié)段張拉。采用一端張拉一端軋花固定的錨固方式，有條件時(shí)應(yīng)采用兩端交叉錨固。 18.按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，最不利荷載組合下，正截面最大壓應(yīng)力不宜大于規(guī)范限制的0.9倍，最小壓應(yīng)力儲(chǔ)備宜控制在1MPa左右。 19.波紋管凈距原則上不宜小于7cm。 20.頂?shù)装邃撌吮M量靠近腹板布置，鋼束宜平彎靠近腹板錨固，否則應(yīng)驗(yàn)算錨前和錨后的局部應(yīng)力。錨固齒板應(yīng)與腹板連成整體，齒板不宜做成橫向貫通齒板。 21.要注意鋼束平彎和豎彎曲線的配合及鋼束之間的空間位置關(guān)系。鋼束一般應(yīng)盡量早點(diǎn)

43、平彎，在錨固前豎彎。 22.箱梁底板鋼束應(yīng)改變傳統(tǒng)的與底板平行設(shè)置而造成在梁段節(jié)點(diǎn)處形成死彎的缺點(diǎn)，應(yīng)將底板鋼束管道順橋向各點(diǎn)均設(shè)在一條平順的曲線上，為此每梁段中的管道距離底板的豎向距離應(yīng)按照鋼束曲線計(jì)算得出，而不是定值。(近年來發(fā)生的大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋由于底板鋼束徑向力產(chǎn)生的病害較多，產(chǎn)生病害的原因大致分為兩種：一是底板鋼束不平順，局部產(chǎn)生死角，死角處鋼束產(chǎn)生較大的徑向力，導(dǎo)致底板鋼筋和混凝土受到較大的崩力；二是底板防崩鋼筋設(shè)計(jì)不到位，沒有起到防崩的作用。因此首先從鋼束線形設(shè)計(jì)上來減小鋼束的徑向力是很必要的。),23.箱梁中跨跨中及邊跨現(xiàn)澆段與懸臂端相接處底板的縱向預(yù)應(yīng)力管道宜盡量靠近底板上緣

44、布置，即可緊貼箱梁底板的上層鋼筋，以增大截面抵抗鋼束徑向力的抗剪厚度。,任意點(diǎn)徑向分力集度q=T/r，其中T為該點(diǎn)有效預(yù)應(yīng)力，r為該點(diǎn)曲率半徑。,24.箱梁縱向鋼筋和橫向鋼筋的間距不宜大于15cm，縱向鋼筋和底板橫向鋼筋直徑不宜小于16mm，腹板箍筋直徑不宜小于20mm，當(dāng)頂板設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力時(shí)，頂板上層鋼筋和箱內(nèi)頂板下緣橫向鋼筋直徑不宜小于16mm，懸臂下緣和箱中承托下緣鋼筋直徑不宜小于12mm。(適用于大跨連續(xù)箱梁) 25.建議在兩個(gè)管道之間及最外排管道的外側(cè)均設(shè)底板預(yù)應(yīng)力防崩鋼筋，防止底板預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)將底板下緣保護(hù)層崩裂，每一個(gè)管道的防崩鋼筋的面積按照下式計(jì)算:,26.建議邊跨底板預(yù)應(yīng)

45、力鋼束有20且不少于2束的預(yù)應(yīng)力鋼束按直束布置通過支座外，其余底板束一律上彎錨固。 27.縱向預(yù)應(yīng)力管道的平彎和豎彎半徑在有足夠空間的情況下，盡可能采用較大半徑，以減小管道平彎和豎彎引起的局部拉應(yīng)力。 28.在布置主梁縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí)，應(yīng)錯(cuò)開位置，避免鋼束的錨頭、管道相互干擾，或錨頭管道與普通鋼筋干擾，而不能準(zhǔn)確到位，從而影響預(yù)應(yīng)力的效果。 29.預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉齡期除滿足混凝土強(qiáng)度條件外，建議對(duì)加載齡期提出要求，加載齡期最少不得小于5天，主跨跨徑大于200m的橋梁，加載齡期不得小于7天，以減少收縮徐變的影響。張拉時(shí)，對(duì)于加載時(shí)的混凝土彈性模量提出要求。 30.建議盡可能增大主梁的預(yù)

46、應(yīng)力度，控制主跨跨中在永久作用下的下?lián)稀?31.預(yù)應(yīng)力配束時(shí)盡量減少預(yù)應(yīng)力鋼束的類，以利設(shè)計(jì)和施工。一般腹板束采用12種類型（建議優(yōu)先采用15-12、15-9），頂、底板束采用12種類型（建議優(yōu)先采用15-9、15-7）。具體類型可以根據(jù)結(jié)構(gòu)跨徑大小確定。,32.建議構(gòu)造端部與底、頂、腹板表面設(shè)置1015的后仰角，以減小齒板端部下部的受拉范圍和大小，同時(shí)給齒板后部受剪區(qū)增加壓力。 在齒板端部宜設(shè)置足夠的受拉箍筋，并將開口端錨固于原結(jié)構(gòu)內(nèi)。 33.在管道豎彎范圍內(nèi)宜設(shè)置防崩箍筋，并將開口端錨固于原結(jié)構(gòu)。,34. 洞邊緣鋼筋直徑不宜小于16mm，間距不宜大于15cm。 35.從施工輔助工藝上保證有

47、效預(yù)應(yīng)力值。,蓋帽和觀察孔,真空輔助壓漿工藝,橋梁上部構(gòu)造實(shí)例,廣東番禹海鷗大橋,3.2.5、預(yù)應(yīng)力鋼束布置細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),1.鋼束的布置應(yīng)注意首先滿足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求。 橫斷面布置控制因素： 管道間距 預(yù)應(yīng)力管道間的距離，以及管道到箱梁混凝土外緣的距離應(yīng)滿足規(guī)范相關(guān)的要求。(公路規(guī)范及鐵路規(guī)范有所差別) 分層布置時(shí)應(yīng)使管道上下對(duì)齊，這樣有利于混凝土的澆筑和振搗，不可采用梅花形布置。并應(yīng)使長(zhǎng)束布置在上層，短束布置在下層。這樣既符合施工順序，不會(huì)發(fā)生干擾，同時(shí)長(zhǎng)束通過的梁段多，放在上層能更好地發(fā)揮其力學(xué)效應(yīng)。 建議在一般情況下預(yù)應(yīng)力管道的水平凈距不小于60mm，豎向凈距不小于40mm。豎向最好不要超

48、過3層疊置。,鐵路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,鐵路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,鐵路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,鐵路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,鐵路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,公路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,公路橋規(guī)相關(guān)規(guī)定,2.鋼束的布置應(yīng)注意滿足所選用預(yù)應(yīng)力錨具的構(gòu)造要求。 鋼束的彎曲和錨固 鋼束錨固位置應(yīng)滿足錨具的最小錨固空間和最小張拉空間的要求。錨固空間一般也不宜采用極限值，以防止混凝土局部應(yīng)力過大。錨固、起彎位置不宜太集中，以防止截面局部應(yīng)力過大，頂、底板束在同一個(gè)腹板兩側(cè)不宜超過4根同時(shí)錨固。頂、底板束采用鋸齒塊錨固，鋼束在起彎錨固時(shí)應(yīng)保證彎曲半徑的取值和最小直線段長(zhǎng)度的取值不能太小，同時(shí)要盡量減少錨固槽口、錨塊的構(gòu)造類型，以便于設(shè)計(jì)、施工。 對(duì)于預(yù)應(yīng)力起彎半徑的規(guī)

49、定除滿足橋規(guī)的要求外，宜參見預(yù)應(yīng)力產(chǎn)品資料中關(guān)于鋼束最小起彎半徑和錨固區(qū)最小直線長(zhǎng)度的要求：條件許可時(shí)可加大曲線半徑，以便于穿束和壓漿。 對(duì)于曲線箱梁，應(yīng)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束防崩鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼束的徑向力為q=P/R。防崩鋼筋應(yīng)力一般取5080MPa。,所選用預(yù)應(yīng)力錨具的構(gòu)造要求,3.2.6、其它相關(guān)構(gòu)造,大跨徑連續(xù)梁橋和剛構(gòu)橋的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，抗風(fēng)、抗震能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)，耐久，因此，跨徑在30350m范圍的公路橋，廣泛采用箱梁橋方案。 但是，箱梁橋在使用期間，常出現(xiàn)“腹板開裂”和“跨中下?lián)稀钡炔『栴}，且隨著時(shí)間的延續(xù)而不斷發(fā)展。 盡管在多次全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議上對(duì)于橋梁病害的原因有所

50、探討。歸結(jié)起來，總是定性地認(rèn)為，由于橋梁超載，預(yù)應(yīng)力損失大，施工不當(dāng)，混凝土的收縮、徐變大，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造弱和設(shè)計(jì)中沒有考慮空間作用、溫度影響等因素所致。但是，實(shí)際上，箱梁橋的病害遠(yuǎn)沒有真正解決。應(yīng)從橋梁設(shè)計(jì)中的問題諸如縱向預(yù)應(yīng)力束的設(shè)計(jì)、豎向預(yù)應(yīng)力筋的采用、腹板及箍筋的合理設(shè)計(jì)以及材料選用等作出探討。 橋梁的開裂和下?lián)嫌绊懙浇Y(jié)構(gòu)的使用性、耐久性及安全。,四、預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計(jì)相關(guān)問題,1. 腹板主預(yù)應(yīng)力束的設(shè)置 彎曲預(yù)應(yīng)力束不可少 為了抵抗梁的自重和梁上的荷載所引起的彎矩和剪力及其產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，防止梁跨中下部出現(xiàn)豎向裂縫和梁腹中產(chǎn)生斜向裂縫，提高梁的受彎承載力和受剪承載力，箱梁橋腹板中

51、應(yīng)配置有足夠的主預(yù)應(yīng)力束，并且，通常，它由縱向預(yù)應(yīng)力束和離支座不同距離處的下彎預(yù)應(yīng)力束組成， 但是，80年代末以來，國內(nèi)不少大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)的箱梁橋設(shè)計(jì)中采用了全部直線式的縱向預(yù)應(yīng)力束(沒有下彎預(yù)應(yīng)力束)，另加豎向預(yù)應(yīng)力筋的方案,圖3 有下彎束的主預(yù)應(yīng)力配束方案,圖4 直線式的主預(yù)應(yīng)力配束方案,80年代末提出的這種僅配直線預(yù)應(yīng)力束的方案的目的是簡(jiǎn)化施工，減少預(yù)應(yīng)力束的摩擦損失。然而，近二十年來，按這種設(shè)計(jì)方案建造的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋，普遍地在梁腹中出現(xiàn)斜裂縫，有的甚至相當(dāng)嚴(yán)重。 最近幾年設(shè)計(jì)建造的連續(xù)梁橋及連續(xù)剛構(gòu)橋由于加設(shè)了彎起預(yù)應(yīng)力束，腹板斜裂縫大為減

52、少，甚至沒有出現(xiàn)。 該大橋孔跨布置為230m+45m+70m+45m+230m，全長(zhǎng)280m，主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋，雙箱雙室截面，支點(diǎn)梁高4.21m，跨中梁高2.21m，梁底曲線為二次拋物線，箱梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50。主預(yù)應(yīng)力配束方案為直線束、彎起束、下彎束，其中下彎束較多。,因此，正確的縱向主預(yù)應(yīng)力束的配束方案，應(yīng)該是按彎矩包絡(luò)圖配置足夠的直線束和下彎束。因?yàn)榕渲昧祟A(yù)應(yīng)力下彎束后，不僅可抗彎，而且能提供較高的預(yù)剪力，可平衡較多的自重剪力、活載剪力，減小箱梁截面上的剪應(yīng)力。同時(shí)，可消除可能在梁較高區(qū)段的腹中出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力盲區(qū)。,2. 豎向預(yù)應(yīng)力筋的采用 在腹板內(nèi)配置適量的豎向預(yù)

53、應(yīng)力筋是合理的，尤其當(dāng)下彎束不足時(shí)。 對(duì)于豎向預(yù)應(yīng)力束，建議采用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，因?yàn)樗氖┕は鄬?duì)較為方便，如果采用鋼絞線束，那么，其強(qiáng)度雖高，但預(yù)應(yīng)力損失也大，而且施工不易。 (1) 設(shè)計(jì)豎向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，必須認(rèn)識(shí)到它存在的問題： 受箱梁高度的限制，豎向預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度往往較短，所以其預(yù)應(yīng)力錨具損失等較大，有的橋梁實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力損失竟達(dá)張拉應(yīng)力的50%。 當(dāng)豎向預(yù)應(yīng)力筋采用精軋螺旋鋼筋時(shí)，其張拉施工精度難以保證。 豎向預(yù)應(yīng)力孔道較窄，張拉后的灌漿不易飽滿，甚至無漿，這大大削弱了截面的抗剪能力。 豎向預(yù)應(yīng)力筋單端張拉，且錨于梁頂，因此，一旦發(fā)生脫錨，對(duì)橋上運(yùn)行車輛產(chǎn)生危險(xiǎn)，日本就發(fā)生過這樣的事故，所以一位回

54、國專家說，日本已提出了不采用豎向預(yù)應(yīng)力筋的建議。,豎向預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)置范圍，有學(xué)者認(rèn)為，絕對(duì)不應(yīng)該在剛構(gòu)全長(zhǎng)上設(shè)置，連續(xù)剛構(gòu)主墩中心線兩側(cè)各34倍梁高區(qū)段之外，就不必設(shè)置，因?yàn)橹鞫罩行木€兩側(cè)各34倍梁高區(qū)段之外，剪力已很小，這些部位主要是受彎，而不會(huì)出現(xiàn)斜裂縫。而且，這些部位梁高較小，錨固損失很大，采用豎向預(yù)應(yīng)力筋效率相對(duì)不高。因此，通常，只需在主墩各1/4跨度范圍內(nèi)及過渡墩1/4跨度范圍內(nèi)設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力筋。,3. 箍筋的合理配置及腹板的合適厚度 (1) 箍筋不抗裂，只提高受剪承載力 不少設(shè)計(jì)人員，甚至一些學(xué)者，認(rèn)為箱梁腹板斜裂縫問題嚴(yán)重，也可采用多配箍筋的辦法。這混淆了抗裂與受剪承載力兩者的概念。提高截面的受剪承載力與增加抵抗斜裂縫出現(xiàn)荷載的能力(受剪抗裂性)并不是一回事?？沽研圆缓貌坏扔谑芗舫休d力差。 加密箍筋有利于提高梁的受剪承載力，但并不能防止腹板中斜裂縫的出現(xiàn)。當(dāng)然，多配箍筋，對(duì)斜裂縫出現(xiàn)之后的開展是有抑制作用的。但是，不應(yīng)該在箱梁滿足受剪承載力條件下，一味地增大配箍量，那樣做，反而會(huì)增加施工難度和影響混凝土的澆筑質(zhì)量。,因此，在