预应力混凝土连续梁桥设计注意事项.doc

预应力混凝土连续梁桥设计注意事项
4 预应力混凝土连续梁桥
4.1一般规定
4.1.1 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，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。
4.1.2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。
4.1.3对于匝道桥，为增大刚度、减小扭矩，有条件时尽可能采用墩梁固结或双支座形式。
4.1.4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，悬臂板长度宜取得一致。
4.1.5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规范外，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列要求： 

箱梁腹板宽度最小值一览表

条    件 腹板宽度Bmin(cm)    
腹板内无纵向或竖向后张预应力钢筋时 20    
腹板内有纵向或竖向后张预应力钢筋之一时 30    
腹板同时有纵向和竖向后张预应力钢筋时 38  
4.1.6 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。
4.1.7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；T梁顶板厚度不小于0.16m。
4.1.8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。
4.1.9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。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。
4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。
4.1.11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。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。
4.1.12箱梁采用独柱支承时，其中支点横梁宜设计为预应力混凝土结构。
4.1.13主梁桥面板横向预应力不得采用无粘结预应力钢筋。
4.1.14主梁的梁高宜取最大跨径的1/20～1/27，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。
4.1.15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。
    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；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。
4.1.16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。
4.1.17 全桥采用支座支承的连续梁不得全部使用滑板支座，并至少设置一个双向固定支座。
4.1.18 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。
4.1.19 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。
4.1.20 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。
4.2结构分析
4.2.1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。
4.2.2连续梁结构分析计算程序采用现行受控版“桥梁综合计算程序”。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。
4.2.3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，用于修正“桥梁综合计算程序”所计算的配筋。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。
4.2.4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、下缘正应力在荷载组合Ⅰ条件下拉应力不宜超过0.5MPa，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%。
4.2.5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。
4.2.6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。
4.2.7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。
4.2.8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。
4.2.9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。
4.2.10独柱支承的宽连续梁桥应进行结构空间计算。
4.2.11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）。
4.2.12对于采用墩梁固结和T墩形式的连续梁桥，结构计算时应上下部结构整体计算。
4.2.13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。
4.3构造要求
4.3.1纵向普通钢筋应根据计算确定，钢筋直径一般宜采用F16～F25，箍筋直径不应小于F12，应根据计算确定，其它构造钢筋直径宜采用F12～F16。非预应力横梁钢筋直径宜采用F22～F28，跨间横梁钢筋直径宜采用F22～F25。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。
4.3.2主梁、横梁钢筋关系：横梁钢筋设在外层，主梁钢筋设在内层；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。
4.3.3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。
4.3.4在结构受拉边禁止设置内折角受力钢筋。
4.3.5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。
4.3.6普通钢筋的设置应尽量避免与预应力钢筋位置相矛盾。
4.3.7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。
4.3.8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。
4.3.9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。
4.3. 10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。
4.3.11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。
注释
斜桥的斜度和斜角
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（图1），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。
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。