预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造设计说明

装配式预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造设计说明

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一、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桥涵设计规范》JTG D62-2004 4、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

5、《公路交通安全设施设计技术规范》（JTG D81-2006) 二、技术指标

主要技术指标表

公路等级 高速公路 路基宽度(m) 24.5 汽车荷载等级 公路－Ⅰ级 行车道数 4 桥面宽度(m) 2×11.75 跨径(m) 30 斜交角(°) 0 单幅桥梁片数 4 梁间距（m） 2.817 预制梁高（m） 30m跨径1.6m 预制梁最大吊装重量（kN） 30m边梁：957；30m中梁：884； 设计安全等级 一级 环境类别 Ⅰ类、Ⅱ类 三、主要材料 1、混凝土

1) 水泥：应采用高品质的强度等级为62.5、52.5、42.5的硅酸盐水泥，同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。

2) 粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。

3) 混凝土：预制主梁、端横梁、跨中横隔板、中横梁、现浇接头、湿接缝、

封锚采用C50混凝土、桥面现浇层混凝土采用C40防水混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土。 2、普通钢筋

普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，《钢筋混凝土用钢 第一部分：热轧光圆钢筋》（GB 1499.1-2008）和《钢筋混凝土钢 带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的规定”。凡钢筋直径≥12mm者，采用HRB335热轧带肋钢；凡钢筋直径<12mm者，采用R235 (A3)钢。

本册图纸中R235钢筋主要采用了直径d＝8mm、10mm两种规格；

HRB335钢筋主要采用了直径d＝12、16、20、22、25mm五种规格。 3、预应力钢筋

预应力钢绞线采用抗拉强度标准值fpk=1860MPa、公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定。 4、其他材料

1）钢板：钢板应采用《碳素钢结构》（GB /T 700-2006）”规定的Q235B钢板。

2）锚具：预制箱梁正弯矩钢束采用M15-3、M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；箱梁墩顶连续段处负弯矩钢束采用BM15-3、BM15-4、BM15-5扁形锚具及其配套的配件，预应力管道采用扁形金属波纹管。

3）支座：采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。 四、设计要点

1、本通用图结构体系为先简支后连续的结构，按A类预应力混凝土构件设计。 2、结构设计采用不同的软件进行分析;荷载横向分配系数采用刚性横梁法、

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刚接板（梁）法和梁格法三种计算方法进行对比分析。 3、设计参数

1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为E4c=3.45×10MPa； 2）沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN /m3；

3）预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95×105 MPa，1000h后钢束应力松弛率不大于0.025，松驰系数ζ＝0.3；

4）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（一端）； 5）管道摩擦系数：ｕ＝0.25； 6）管道偏差系数：κ＝0.0015； 7）支座不均匀沉降：Δ＝5mm；

8）竖向梯度温度效应：考虑沥青铺装层和桥面现浇层对梯度温度的影响, 按现行规范规定取值。 9）年平均相对湿度：55％。

4、桥面板按单向板和悬臂板进行计算。

5、一片梁梁端支点最大反力(汽车荷载考虑冲击系数)：

小箱梁一片梁梁端支点最大反力 单位：KN

项 目 恒载（kN） 恒+汽（kN） 边梁反力 边支点 723 1119 中支点 1643 2232 中梁反力 边支点 697 1074 中支点 1588 2150 五、施工要点

有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）有关条文办理外，还应特别注意以下事项： 1、箱梁预制

1）浇筑箱梁混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、泄水孔、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑；施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置的准确性；预制梁顶、底板及腹板较薄，施工单位应选用合适的骨料粒径并做好配合比试验；梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密、要求早期强度高，应充分振捣密实，严格控制其质量。 2）为了防止预制梁上拱过大，及预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值10mm，应采取控制措施。不同存梁期上拱值（计算值）见下表(表中各位移以向上为正，反之为负)：

30m小箱梁反预拱值设置表 单位：mm 预制梁上拱值（理论值） 梁位 钢束张存梁存梁存梁二期恒 反预拱度 拉时 30d 60d 90d 载挠度 建议值 边梁 边跨 16.0 29.5 31.5 32.6 -4.2 中跨 11.3 20.7 22.1 22.8 2.2 边跨 16.6 30.7 32.8 34.1 -4.4 中梁 中跨 11.8 21.6 23.0 23.7 2.5 -17 中跨 11.9 21.2 22.3 22.9 3.4 中梁 边跨 21.9 39.7 42.2 43.7 -5.9 中跨 12.5 22.3 23.5 24.3 3.5 表注：

a、表中数值为计算值，施工时，应根据预制梁实测上拱值修正反预拱度； b、表中反预拱度建议值未考虑竖曲线的影响，设计时应根据竖曲线半径调整反预拱度 的设置值；

c、反预拱度可采用圆曲线或其它二次抛物线。

3）箱梁预制时，除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏、支座及其它相关附属构造，均应参照有关图纸施工，护栏预埋

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30m钢筋必须预埋在预制梁内。 2、预应力工艺

1）预应力管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与箱

梁腹板箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。

2）箱梁混凝土达到设计强度的90％后，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉预应力钢束。预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa。

3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。各钢束引伸量（两端之和）详见图纸。 4）孔道压浆采用水泥浆，按70x70x70mm立方体试件，标准养护28d测的抗压强度不应低于40MPa。。 3、箱梁安装 1）箱梁施工工艺流程

a、设置临时支座并安装好永久支座（联端无需设临时支座），逐孔安装箱梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板钢筋及端横梁钢筋。 b、连接接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，设置接头段顶板束波纹管并穿束。在日

温最低时，浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板，混凝土达到设计强度的90%后，且混凝土龄期不小于7d时，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。每联箱梁形成连续的步骤详见《各孔连续施工顺序示意图》。

c、接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，剩余部分桥面板湿接缝混凝土应由跨中向支点浇筑。

d、连接顶板钢束张拉预留槽口处的钢筋后，现浇桥面现浇层混凝土，浇筑完成后拆除一联内临时支座，完成体系转换。解除临时支座时，应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。

e、施工护栏、喷洒防水层、进行桥面铺装施工及安装伸缩缝。

2）箱梁吊装均采用捆绑式吊装，吊点位置到背墙前缘线或桥墩中心线的垂直距离采用900mm，横桥向距离悬臂根部100mm，吊装预留孔可采用PVC管，孔口应采取措施，以减少吊装时钢丝绳对箱梁的磨损。

3）本通用图预制梁架设方案为跨墩龙门架施工。如采用架桥机或其它架设方式，施工单位应根据所采用的架设方式对箱梁进行施工荷载验算，验算通过后方可施工。 4、其他

1）钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预制箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔为500 mm、直线段间隔为1000mm设置一组。顶板负弯矩钢束的定位钢筋每间隔1000mm设置一组。

2）、箱梁顶板负弯矩钢束的钢波纹扁管，应在预制箱梁时预埋，并采取有效

的措施来防止浇筑主梁混凝土时扁波纹管发生变形而影响后期的顶板束张拉。在箱梁安装好后，浇筑连续接头段前将对应的扁管相接。 3）、预制箱梁时严禁切断负弯矩张拉槽口处箱梁顶板下层纵、横向钢筋，张

拉负弯矩钢束时也不宜随便截断该钢筋。

4）、临时支座顶面标高应与永久支座顶面标高相齐平。

5）、施工时应确保锚垫板与预应力束垂直，垫板中心应对准管道中心，在管

道密集部位及锚固区，应严格控制混凝土的振捣及养生，确保混凝土的质量。

6）、箱梁施工中钢筋的连接方式：如设计图纸中未说明，钢筋直径≥12mm时，

钢筋连接应采用焊接，钢筋直径＜12mm时，钢筋连接可采用绑扎。绑扎

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及焊接长度应按照《公路桥涵施工技术规范》的有关规定严格执行。 7）、所有新、老混凝土结合面均应严格凿毛处理。

8）、浇筑桥面现浇层混凝土前应将梁顶浮浆、油污清除干净，以保证新、老

混凝土良好结合。

9）、桥梁防水层应确保能有效防水，且与桥面现浇层及沥青混凝土铺装层间

有足够的粘结强度和剪切强度，防水材料必须具备柔韧性、温度稳定性和耐久性，可根据实际情况采用。

1、处于平曲线段上的桥梁，沿路线中心线采标准跨径，墩、台中心线均径向布置。当梁长变化在±150mm范围内时，可采用调整现浇连续段长度的方式布梁，预制梁长保持不变；当梁长变化在±500mm范围内时，各预制梁采用变梁长，现浇连续段长度保持不变。若梁长变化超过±500mm，则需根据各桥具体情况确定设计方案，并进行结构验算。

2、跨径组合为四跨一联至八跨一联，支座设置方式除每联端支座设滑板支座外，各中墩上支座型式应按气温变幅大小，每联孔数多少，桥墩高低等具体情况，通过计算确定。

3、本册图纸伸缩缝预留槽口尺寸按160型伸缩装置的尺寸设计，使用本通用图时，应根据实际情况验算联端伸缩量，以确定伸缩缝的具体型号，并相应调整伸缩缝预留槽尺寸及边跨梁长。

4、本册图纸未对伸缩缝、护栏、泄水管等进行设计，相关预留、预埋设施应根据项目具体情况进行设置。

5、本册图纸设计荷载等级为公路-Ⅰ级，当有超限车辆通过时，应进行结构验算，并采取相应措施。

6、使用本通用图时应注意桥梁的斜交方向，具体桥梁应根据桥型布置图所示的斜交角和方向进行箱梁预制，严防反方向预制。

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六、适用范围

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