干线公路桥梁设计.ppt

干线公路桥梁设计,道桥三室,桥址选择 总体设计 桥型方案 结构设计,桥梁设计基本内容,1 桥址选择,特大桥、大桥桥位一般服从路线基本走向，并作为路线走向的控制点。桥址应离开航道弯道、汇流口或港区，在其上、下游的距离应符合内河通航标准规定 大桥、特大桥应尽量正交，墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致，当斜交不能避免时，交角不宜大于5。条件限制时可采用小角度（小于45度）跨越干线航道或较大的行洪河道，当主跨长度超出正交时标准主跨长度（相同桥型结构）60%以上，须对相关路线进行优化，调整大型构造物的跨越角度。（a小于53度时调整）,1 桥址选择,一般中小桥及构造物的位置，则服从路线走向。改扩建工程中，路线线型应以特大、大桥为控制点，尽量兼顾中小桥，以减少桥梁改造难度。,2 总体设计,2.1 总体设计原则2.2 桥梁总体设计 2.2.1 平面设计 2.2.2 纵面设计 2.2.3 断面设计 2.2.4 总体与细部的关系,2 总体设计,2.1 总体设计原则2.1.1 跨河桥梁 不降低现有河流功能（通航、灌溉、泄洪）；应满足河流的规划功能；尽可能不压缩河道；并考虑沿线地方出行需要；,2 总体设计,2.1 设计原则2.1.2 跨线桥梁 不降低现有道路功能；兼顾道路的发展规划和路网配套；合理的归并、合理的位置、合理的标准。,2 总体设计,2.2.1 平面设计 平曲线桥梁 现浇结构桥梁，无论位于何种半径平曲线上，墩台均可采用径向布置，上部结构采用曲线布置。预制结构桥梁，当位于大半径平曲线上时，墩台一般采用径向布置，上部结构采用折线布置；对于位于小半径平曲线上的中、小桥梁，桥梁结构宜采用平分中矢法布置，都通过护栏的圆滑处理来满足平曲线的线形。,2 总体设计,2.2.1 平面设计 直线桥梁 斜桥斜做：一般桥梁，特别是的跨河桥梁 斜桥正做：交角小于5的大（特）大桥 交角大于5的跨河特殊结构大（特）桥 特殊情况下的跨线桥,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 1、孔径确定 2、梁底（涵顶）高程确定 3、布跨（桥长）确定 4、桥梁中心确定,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 1.孔径确定跨河桥涵孔径确定 首先满足通航、灌溉、泄洪要求（现状与规划）基础资料收集：通航净空、设计灌排流量 对四级以上（含四级）航道，执行江苏省干线航道网规划标准，五级以下（含五级）航道，执行地方航道处标准）；水文分析和防洪影响评价分析,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 1.孔径确定跨河桥涵孔径确定 参考上下游既有桥涵的孔径：设计流量等基础资料不全时；结合水面宽度：对于水面较宽，而航道等级较低且不控制孔径时，需结合水面宽度确定；考虑有桥孔兼作通道的要求：综合兼顾，主或边跨通过。,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 1.孔径确定跨线桥梁孔径确定 满足被交叉道路通行要求（现状与规划）基础资料收集：被交叉道路通行净空 对于国、省道应以正式函文取得省级公路 主管部门确认；对于地方道路应以地方主管部门 批准规划为准。,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 1.孔径确定跨线桥梁孔径确定 当采用大斜交角交叉时，桥跨布置应尽量减小跨越跨径，可采用错墩布置，尽量在被交道中分带设墩，并巧妙运用独柱墩布置。统筹考虑现状与规划的关系：被交道路规划为一级时，同步与不同步实施要采取不同考虑。,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 2.梁底（涵顶）高程确定 首先满足通航（通行）、灌溉、泄洪；基础资料收集：除了通航（行）净空、设计流量，还有设计（洪）水位、设计最高灌、排水位，设计最高（低）通航水位。确保在设计洪水位时水流的通畅，在桥梁通用规范中有明确的规定，总结如下：,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 2.梁底（涵顶）高程确定 梁底高程1=最高通航水位+通航净高 梁底高程2=设计水位+安全高度（一般取0.5m）梁底高程3=被交道路面高程+通行净高 箱涵顶高程=设计水位+安全高度（h/6;0.5m，分界h=3m)管涵顶高程=设计水位+安全高度（h/4;0.75m,分界h=3m)要注意涵顶高程，有时要结合孔径、淤泥深度、涵底标高等与原地面的相对高差确定.,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 2.梁底（涵顶）高程确定 梁底标高，不低于现有（规划）河堤堤顶；对于设置防汛通道的桥梁，应根据堤防的重要性，与主管部门协商确定防汛通道的位置及通行净空，堤顶防洪道路尽量改移至堤下桥梁边孔通过；对于桥孔兼作通道桥梁，当条件许可时，可适当考虑原道路的下挖或改移。对于跨线桥梁，要注意考虑被交道下挖可能性或以后的加铺。,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 3.布跨（桥长）确定 跨河桥梁为减小桥墩侵占过水断面及对流态的破坏，一般采用斜桥斜做（45），并尽量避免压缩河道。跨越小型沟渠的桥梁，尽可能一跨跨越，跨越较宽河流沟渠的桥梁，宜布设三孔以上的多孔桥。,2 总体设计,2.2.2 纵面设计 3.布跨（桥长）确定 路桥分界高度应合理控制，结合桥头地质情况，根据工后沉降值要求确定桥头台后填土高度；通过技术、经济分析比较，合理地确定桥梁跨径及长度。考虑环保、美观要求；4.桥梁中心确定 对于没有规划中线坐标的桥梁，要通过实地测量确定，一般采用河口与水面中线的平均值，对于河岸不顺直的情况，要根据河岸的总体变化趋势调整。,2 总体设计,2.2.3 断面设计 原则上每一种结构变化处（包括上部和下部结构）均要有一个断面布置。总体与细部的关系 相辅相成的关系，要经历从总体细部，细部总体的过程，这一过程有时随着设计、复（审）核反复进行，不断优化。,3 桥型方案,3.1常用桥梁结构形式 简支预应力混凝土空心板（预应力混凝土T（I）梁）先简支后结构连续预应力混凝土宽幅空心板 先简支后结构连续部分预应力混凝土连续箱梁 现浇钢筋混凝土连续箱梁、预应力混凝土连续箱梁 变高度预应力混凝土连续箱梁 中（下）承式系杆拱,3 桥型方案,3.2 桥型方案比较原则 1、特大桥、大桥、复杂中桥和特殊立交桥应做桥型方案比较。特大桥比较方案一般不应少于3个，大桥一般不应少于2个。2、对于一般大桥（跨径在30m左右），可从桥型和跨径方面，采取多桥一次比较或逐个比较的方式 3、综合从工程量、结构合理、技术成熟、施工难度、工期、工程造价、景观效果等方面比选后，提出推荐方案。,3 桥型方案,3.3 桥型方案拟定 1、跨径L100m的桥梁，应结合桥址处具体情况采用不同类型的桥型。2、跨径50L100m的桥梁，一般宜采用变高度预应力砼连续梁，变高度预应力砼连续刚构，中、下承式拱桥，需要时亦可采用钢混组合连续梁、预应力砼斜拉桥等。,3 桥型方案,3.3 桥型方案拟定 3、跨径25L50m的桥梁，一般宜采用装配式预应力砼连续箱梁、装配式预应力砼连续T（I）梁、现浇预应力砼连续箱梁、简支钢混组合梁等。4、跨径20L25 m的桥梁，一般宜采用装配式预应力砼连续箱梁、装配式预应力砼后张连续空心板、现浇砼连续箱梁、装配式预应力砼简支空心板等。,3 桥型方案,3.3 桥型方案拟定 5、现浇箱梁设计时，跨径22m时可采用钢筋砼连续箱梁，跨径22m宜采用预应力砼连续箱梁。6、跨径10L20m的桥梁，一般宜根据情况选用装配式预应力砼简支空心板或现浇钢筋砼连续箱梁（板）。7、跨径L10m时，宜采用钢筋砼简支空心板。,3 桥型方案,3.4 桥型方案比选,适用、经济、安全和美观；选用技术先进、受力明确、结构成熟、施工简便、养护费用低的桥型方案；尽量选择标准化、系列化和施工工业化的桥梁结构。尽可能采用较小的跨径，以便降低建筑高度，减少工程造价。,3 桥型方案,3.4 桥型方案比选,在地震高烈度区，为提高结构抗震性能；以及对于特大桥、长大桥，为改善行车条件，原则上采用连续结构或先简支后结构连续形式；200m左右的一般大桥应尽量采用连续结构，条件限制时可采用简支结构桥面连续，中小桥一般采用简支结构，桥面连续。对于40m以下跨径的跨河桥梁，一般选用便于施工的预制装配式连续结构；,3 桥型方案,3.4 桥型方案比选,对于40m以下跨径的跨线桥梁、互通式立交桥梁可综合施工组织、美观协调等选用预制装配或现浇的连续结构；对于40m以上中等跨径的长大桥常选用逐跨支架和逐跨移动模架法施工的现浇连续结构。对于长大桥应尽量避免采用多种结构形式，对设计、施工的组织和桥梁的整体美观协调都有利。,4 结构设计,4.1 结构的受力状态4.2 设计基本思路4.3 设计与施工的关系4.4 空心板设计施工要点4.5 宽幅空心板设计施工要点4.6 组合箱梁设计施工要点4.7 现浇连续箱梁设计施工要点4.8 其它设计施工要点,4 结构设计,4.1 结构的受力状态 构件受力的三种状态：1、承载能力极限状态 2、正常使用极限状态 3、施工阶段,4 结构设计,4.1 结构的受力状态 1.承载能力极限状态 承载能力极限状态关系到桥梁的安全问题，是指达到最大承载能力或出现不适合继续承载的变形或变位的状态，包括结构构件及其连接的强度、结构整体或局部构件的稳定等。结构的极限承载力是在结构设计完成且建成通车后，结构所固有的能力，只与截面的形式、尺寸、混凝土和钢筋（包括预应力筋）的总面积和强度以及布置形式有关，不为外力等条件变化而不同。这种能力必须要有可靠度所需的安全系数。,4 结构设计,4.1 结构的受力状态 2.正常使用极限状态 正常使用极限状态涉及桥梁的使用条件和耐久性问题，是指正常使用或耐久性达到某一限值的状态，包括结构的变形、振动以及构件的裂缝等。当结构出现一些较大的变形、振动或裂缝时，虽并不会引起结构破坏，但也应有一定的可靠度，避免使用者产生不安全感。,4 结构设计,4.2 设计基本思路 以现浇预应力砼连续箱梁设计为例：首先根据总体设计确定的跨径，结合具体情况选择施工方案（不同的施工方案计算图式和内力也不同）；其次要确定设计所采用的预应力度，即全预应力砼构件或部分预应力砼构件（分A类构件和B类构件），然后参考有关资料，初步拟定箱梁的构造尺寸，运用桥梁计算程序或手工进行纵向预应力钢筋面积的估算。,4 结构设计,4.2 设计基本思路 根据估算的预应力钢筋面积，进行纵向预应力钢筋纵横断面的布置，并参考有关图纸进行顶底板横向钢筋、箍筋等其他钢筋的配置。然后进行三种状态的验算，应考虑各个施工阶段和最终运营阶段的最不利组合，计入预应力二次矩、体系转换及徐变产生的内力重分布，并考虑温度升降、箱梁顶底板局部温差以及支座不均匀沉降（可取L/3000左右）等影响。,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力 桥梁内力计算分为静态内力和动态内力。以四跨连续梁为例，静态内力就是连续梁标准的恒载受力模式；,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力 动态内力是随施工方案的不同而有不同的计算图式和内力。对于同一种施工方案，在施加一期恒载的过程中，外部边界条件每更换一次，体系就转换一次，因此一期恒载加载的过程就是动态的，它的内力图式在不断地变化，内力也在不断地变化。,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力逐孔浇筑方案的内力图式 单跨单悬臂,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力 逐孔浇筑方案的内力图式 双跨单悬臂,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力 孔浇筑方案的内力图式 四跨连续梁（体系转换时状态）,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 1.静态内力与动态内力 逐孔浇筑方案的内力图式 四跨连续梁（体系转换后状态）逐孔浇筑从单孔单悬臂转换成双孔单悬臂，再转换成三孔单悬臂，体系转换的次数与跨数相同，最终的内力图叠加后与静态的内力图相同。一般地说，动态内力计算是对一期恒载而言，对于二期恒载与活载都是三跨连续梁的标准静态内力计算图式。,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 2.有支架现浇方案的动态内力 满堂支架现浇 三跨连续梁（体系转换后状态）,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 3.简支后连续施工方案的动态内力 简支状态 简支+现浇连续段（体系转换前状态）,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 3.先简支后连续施工方案的动态内力 四跨连续梁（体系转换后状态）从上图可知当临时支座（二个）转换为一个永久支座时，不管是一期恒载还是二期恒载，其最终的内力计算图式和内力图均同于静态时的模式和内力。,0.107q1L2,0.077q1L2,0.036q1L2,4 结构设计,4.3 设计与施工的关系 也就是说，设计与施工是密切相关的，有不同的施工方案，结构就有不同的内力。一旦设计完成，就必须按该施工方案进行施工。如果变更了施工方案则必须重新设计，重新计算。目前我省常用的一期恒载的施工方案有：有支架现浇混凝土梁方案，先预制、安装成简支梁后结构连续成桥方案、逐孔现浇混凝土梁方案施工方案。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 空心板组成：预制板、铰缝及整体化现浇混凝土。空心板计算：跨中弯矩以简支正板为设计依据，支点剪力以简支斜板为设计依据。横向分布系数按铰结板法。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 计算特点：采用组合梁的计算特点，运营状态下主梁应力按预制板、铰缝及整体化现浇混凝土共同受力计算。由于预制板施工时存在反拱值，故10cm整体化现浇砼按8cm参与共同受力计算。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 预应力度的控制：为降低预制钢材用量及减少预应力引起的反拱度,(老的设计）在荷载组合下按全预应力混凝土构件设计；在其它荷载组合下按部分预应力混凝土A类构件进行设计。新规范A类构件的正截面边缘拉应力要求：荷载短期效应组合下0.7ftk、长期效应组合下0。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 预应力筋的间距：4.44cm（5cm）的倍数，使张拉锚固板标准化、规格化。预制板存梁时间：不宜大于60天，否则可能产生过大的反拱度。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 支座设置：a.采用GYZ、GYZ F4型板式橡胶支座，一联桥端支座一般设滑动支座，其它各中墩支座形式的选用，按气温变幅大小，每联孔数多少，桥墩高低等具体情况，既要使水平力均匀分配到各墩，又要满足最大位移量需要。b.对于单跨一联桥梁，一般可在两侧墩（台）均设置固定支座，当单跨跨径较大时，宜在一侧桥台设置固定支座，另一侧设置滑动支座。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 支座放置：桥面横坡一般由桥梁墩、台帽顶面形成坡度调节，墩、台帽采用等厚设计。要保证支座与上下部结构之间的紧密接触，并处于水平状态，应在梁底设置调平预埋楔形钢板，同时在墩台帽顶面支座位置局部整平形成台阶，具体采用阶梯状40#小石子混凝土调平层（中心厚度1.52cm）。,4 结构设计,4.4 空心板设计施工要点 锚栓设置：一般有固定锚栓、活动锚栓两种，应根据桥梁总体布置、地震烈度而定。预制板架设：可用吊车或架桥机（导梁）架设。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 宽幅空心板的组成：由后张法预制宽幅空心板、铰缝混凝土、现浇连续段和10cm现浇桥面板组合而成。结构特点：桥梁纵向采用先简支后结构连续体系。宽幅空心板按部分预应力混凝土A类构件设计；跨与跨之间的现浇连续段为钢筋混凝土构件；墩顶负弯距由现浇桥面板主钢筋承担，也为钢筋混凝土构件。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 结构计算：荷载横向分配系数按铰接板法正板计算，考虑斜板效应。支座放置：与简支空心板不同的是在墩台帽顶面设置阶梯状支座垫石，厚度要适宜临时支承的撤除。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 支座设置：永久支座的选择与简支空心板相同，中墩永久支座位于墩顶连续现浇段处。临时支座要易于解除，一般采用砂筒或硫磺砂浆形式，顶面标高应与永久支座顶面标高相齐平。永久支座顶面直接与接头混凝土底部浇在一起，此时要保证支座与上部结构之间的紧密接触并水平（调平钢板中心露出梁底1cm），施工比较容易做到。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 锚栓设置：虽然是连续结构，但因为横向铰接，所以一般还是根据桥梁总体布置、地震烈度设置。预制板架设：可用落地龙门架或其他可靠方法吊装，若使用架桥机架设，前后支点、中支点必须落于必须临时支座上，或经过验算方可进行。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 预制板存梁时间：存梁期控制在二个月内为宜；预制板与现浇桥面板混凝土的时间差，控制在三个月内（收缩龄期），同时预制板梁时跨中向下设一定的预拱度，控制跨中现浇层最终厚度不小于8cm，可采用圆曲线或抛物线。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 连接部混凝土浇筑：采用40号UEA补偿收缩混凝土，以保证桥梁在施工运营状态下结合面不出现裂缝。梁体浇筑：可按先浇筑底板混凝土，然后浇筑腹板、顶板混凝土的次序进行，但必须保证底板、腹板不出现接缝（施工缝），即在底板混凝土初凝前浇筑腹板、顶板混凝土。设计的不断完善：扁波纹管、构造钢筋问题,（1）先预制空心板，混凝土达到设计强度的80后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆。,4 结构设计,4.5 宽幅空心板设计施工要点 施工流程：,（2）设置临时支座并安装好永久支座（联端无需设临时支座），采用落地跨墩龙门架，逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态。,（3）绑扎、焊接现浇连续段及桥面板内的纵横钢筋，浇筑连续段、铰缝及桥面板混凝土。,（4）在连续段及10cm桥面板混凝土达到设计强度的80%后，拆除一联内临时支座，完成体系转换。解除临时支座时，应按逐孔、均衡，横桥向对称的原则拆除。,4 结构设计,4.6 组合箱梁设计施工要点 组合箱梁的组成：由后张法预制箱梁，横向湿接缝混凝土、纵向现浇连续接头段组合而成，为了使桥面平整，预制箱梁顶面设置6cm厚水泥混凝土调平层（厚度与板梁的不同）。结构特点：纵向采用先简支后结构连续的体系。在连续接头段的顶板负弯矩区采用预应力钢束来形成结构连续。每联端部横梁部分与箱梁同时预制，各中间墩顶横梁采用现浇。,4 结构设计,4.6 组合箱梁设计施工要点 结构计算：内力计算采用平面杆系有限元程序，荷载横向分配系数采用刚接板（梁），并用梁格法进行检算，按部分预应力混凝土A类构件设计。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。预制板存梁时间：从箱梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间不宜超过三个月，同时预制板梁时跨中向下设一定的预拱度。,4 结构设计,4.6 组合箱梁设计施工要点 支座放置：虽然桥面横坡一般由桥梁墩、台帽顶面形成坡度调节，墩、台帽采用等厚设计。但与板梁不同的是在墩台帽顶面不需设置阶梯状支座垫石，而是等厚度支座垫石，高度以利于临时支承的撤除为宜。设计的不断完善：负弯矩区扁波纹管、槽口位置、宽桥跨大时的横向联系,4 结构设计,4.6 组合箱梁设计施工要点 施工流程：,（1）先预制主梁，混凝土达到设计强度的90后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理箱梁底板通气孔。,（2）设置临时支座并安装好永久支座（联端无需设临时支座），采用落地跨墩龙门架逐孔安装主梁，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。,（3）连接连续接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，设置接头板束波纹管并穿束。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，达到设计强度的95%后，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采用均匀交替的方式进行，见现浇接头施工顺序图,（4）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。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。,（5）连接顶板钢束张拉预留槽口处钢筋后，现浇调平层混凝土、喷洒防水层、护栏施工、进行桥面铺装施工及伸缩缝安装。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构特点：a.随着高等级公路的发展，中等跨径的桥梁越来越推崇连续结构。钢筋混凝土连续箱梁与简支空心板梁比较；等截面预应力混凝土连续箱梁与简支T梁、简支组合I字梁等比较，都具有结构连续、刚度大、整体性好及适应性强等特点；与预制装配施工的组合箱梁、宽幅空心板比较也具有很大的特点，结构简单，美观协调、整体性更好。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构特点：b.现浇连续箱梁多用于跨线桥梁、互通式立交桥梁。同时钢筋混凝土连续箱梁是加宽开叉桥梁、小半径桥梁的较好选择。现浇预应力砼连续箱梁，跨越能力较大，桥下通透度大，桥型美观，且结构合理、经济合理，越来越得到广泛地应用。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构布置：a.钢砼连续箱梁经济合理跨径一般为1622m，为使结构简单、统一模式，又美观协调，多采用等跨布置。b.等高度预应力砼连续箱梁的经济合理跨径一般为2250m。当作为主桥跨越或跨径较大时，为减少边跨正弯矩，可采用不等跨布置，一般边中跨比在0.60.8左右。对于长大桥一般采用等跨布置，使结构简单，又美观协调。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构布置：c.等跨布置的跨径大小主要取决于经济分孔、通航或桥下通行净空要求，可运用分联调整和选用非标准跨径来达到等跨布置。d.在多控制点长城市高架桥中，在不影响或基本不影响桥长的情况下，可适当抬高控制点净高，以使整个桥更加轻盈、流畅和美观。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构设计：a.现浇箱梁横断面通常采用等高度形式，根据不同的桥宽采用单箱单室或单箱多室。钢砼箱梁加宽开叉处采用等高度截面形式，此时一般保持悬臂长度不变，悬臂长控制在2.5m范围内较合理。b.钢砼箱梁通常高跨比选取1/141/15之间，腹板厚3040cm左右，顶板厚2225cm，底板厚2022cm。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构设计：c.预应力砼箱梁高跨比选取1/151/18左右，腹板厚4050cm左右，顶板厚2228cm左右，底板厚2025cm左右。d.箱梁跨径、梁高和腹板坡率的协调问题，在中等跨径城市高架桥中，跨径相差不大情况下应采用等梁高设计或设置过渡，以使各联的腹板坡率和底板宽一致，利于美观。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 结构设计：e.内力计算可用平面杆系有限元程序、空间计算分析软件进行箱梁纵、横向的计算。箱梁横向计算一般以箱梁跨中的断面，纵桥向取1m长，结构模型为支承在腹板底部的带悬臂框架进行验算。f.预应力度的控制：老规范设计时，习惯采用全预应力。新规范一般按部分预应力混凝土A类构件设计。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 预应力箱梁布束：前面说到设计与施工是密切相关的，不同的施工方案，具体的设计是不同。目前省内现浇连续箱梁施工以就地满堂支架法、逐跨支架法和逐跨移动模架法为多。当施工现场受交通或通航的限制，也可采用少支架现浇法。布束的方式主要考虑施工组织、预应力施加对结构的影响以及有效预应力的合理性等。目前主要配束方法有两种。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 预应力箱梁布束：第一种为常用的腹板通长束加顶底板短束（也可不配顶底板短束），采用满堂支架法施工，一般用于三跨、四跨或五跨一联的中等跨径桥梁，其中对于五跨一联应有选择地采用。第二种是采用腹板短束（或联接器形式通长束）加顶底板短束，一般用于多孔一联的长大桥或小半径的弯桥。当采用满堂支架法施工时，腹板短束采用在梁顶开槽口的形式进行锚固；,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 预应力箱梁布束：当采用逐跨支架（逐跨移动模架）法施工时，一般先浇筑一跨加1/5跨，本阶段需进行腹板束的配置并张拉锚固，为了达到连续配束的目的，前进侧锚固采用联接器形式。之后依次浇筑到第三跨的1/5跨，第四跨的1/5跨直至终跨，除终跨梁端采用张拉端锚具外，其它张拉端均采用联接器锚固。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 预应力箱梁布束：对于顶底板短束，一般不同时采用，顶板短束用得较多，根据需要可采用扁锚或圆锚。一般采用扁锚和小编束圆锚的箱梁，由于梁高局限，张拉锚固大多采用顶板开槽口兼人孔的方式；对于大编束的圆锚，一般设置箱内齿板，在箱内进行张拉锚固。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 预应力箱梁布束：值得注意的是：板束的布置和锚固应尽量靠近腹板，这样对受力和力的传递都有利。对于腹板束采用单排还是双排布置，要结合箱室的布置、腹板的厚度、估束的数量及布置（水平分层，一般三层或不大于四层）预应力钢筋编束根数的选用要注意与结构规模大小、构造尺寸相协调。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：浇筑：采用支架法现浇时，最好按联一次浇筑完成。对于一联较长的箱梁，若受施工能力限制，不能一次浇筑完成，应合理地进行分段和分层，分段和分层均应按施工缝处理。每一段浇筑时可一次浇完或先浇底板和2/3腹板，后浇剩余部分。待梁体混凝土强度达到设计强度的90%后，方可均匀、对称地拆除支架。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：支架：对于采用支架现浇法施工的连续梁，应在搭设临时性承重结构（包括支架）前对地基进行严格处理，用以施工的所有临时性承重结构（包括支架）均应具有足够的强度、刚度和稳定性。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：支架：浇筑前应对临时性承重结构（包括支架）进行预压，以消除非弹性变形和基础沉降，测出弹性变形。预压重量不得小于箱梁自重的80120%，待支架沉降稳定后方可卸载。沉降稳定要每天观测支架的沉降量，要求连续24小时沉降量不变。支架搭设及立模高程应考虑：设计预拱度值+施工中临时荷载引起的挠度值+支架弹性变形调整标高值。,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：质量控制：在前面，对箱梁的浇筑和支架架设方面均提出了控制要求，这是必须的，而且应严格控制。因为现浇箱梁较易发生施工裂缝。为什么最好按联一次浇筑完成，因为水平分层和纵向分段施工往往会出现问题，特别是水平分层：,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：质量控制：a.顶板与腹板交界处的纵向裂缝 这是由于先期浇筑的底板、腹板与后浇筑顶板的收缩徐变不协调引起，新混凝土的早期快速收缩遇到老混凝土慢速收缩或不收缩的抵制，此时顶板混凝土早期强度低，导致裂缝产生。解决措施：缩短两次混凝土浇筑时间（57天）；,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：质量控制：b.墩顶横向裂缝 顺桥向跨中与墩顶处支架总是存在差异沉降，有时 施工单位不采用规范规定的先跨中后墩顶的顺序，而采用从一端向另一端逐孔推进，造成跨中箱梁混凝土对墩顶混凝土产生拉力，拉松已浇筑成型的混凝土产生横向裂缝。解决措施：加强支架构造和预压；加强墩顶顶板纵向钢筋（直径不要太粗，间距放小）；严格执行先跨中后墩顶的浇筑顺序；,4 结构设计,4.7 现浇连续箱梁设计施工要点 箱梁施工：质量控制：c.底板横向裂缝 由于水平分层，受力断面由槽型变为箱型，其间经历混凝土的浇筑、养生至终凝，支架的差异沉降有可能导致底板横向裂缝的产生。解决措施：加强底板纵向钢筋的配置。另外支架的拆除很重要，应防止对结构产生过大的瞬时荷载，应先拆翼板、后底板，并必须从跨中对称向两边拆除，宜分先松架后拆除两阶段进行。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.1 预应力的张拉控制 钢绞线锚下张拉控制应力，应考虑锚口摩阻损失(锚口摩阻损失应在施工时测定或由厂家提供)，钢绞线张拉程序如下：00.1k0.2k 张拉控制应力k(含锚口摩阻损失)持荷5min锚固。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.1 预应力的张拉控制 钢绞线采用双控，以钢绞线伸长量校核，钢绞线伸长量的量测应注意：00.1k 的伸长量不宜直接量测，而应采用推算的方法，即以0.1k 张拉到0.2k 的钢绞线伸长量作为00.1k的伸长量。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.2 预应力的预拱度的设置,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.2 预应力的预拱度的设置钢筋混凝土桥梁 85桥规：当结构重力和汽车荷载产生的下挠度1/1600L时，可不设预拱度。反之要设预拱度，其值等于结构重力和1/2个汽车荷载所产生的竖向挠度.04桥规：当按荷载短期效应组合计算并考虑长期效应影响产生的长期挠度1/1600L时，可不设预拱度。反之要设预拱度，其值等于结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度之和.,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.2 预应力的预拱度的设置预应力混凝土桥梁 85桥规：除计算由使用荷载所产生的挠度外，还需考虑预加应力引起的反拱值。预拱度值等于永久荷载（结构重力、预加应力）和1/2个汽车荷载所产生的竖向挠度。04桥规：当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度。但如此时梁的上拱值已经很大，且恒活载比例较小时，要考虑设置反拱度。反之当预加应力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，要设预拱度，其值为后者与前者之差。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.3 预应力结构的挠度要求 85桥规：以汽车荷载计算上部结构最大竖向 挠度，梁式桥主梁跨中应1/600L，主梁悬臂端应1/300L1。04桥规：按荷载短期效应组合计算的挠度值x 挠度增长系数-结构自重的长期挠度值，要小于上述范围。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.4 系梁设置 柱式桥墩的系梁设置，需要考虑桥梁斜交角度、地震烈度、墩高、地基等因素。1地震基本烈度7度地区的抗震重点工程，墩高4m时，一般宜设置系梁；2地质条件较好的地区，地震基本烈度7度的一般工程，一般可不设系梁；大斜交角、大桩距或高墩情况下，可根据需要设置系梁；3软土地区，墩高4m时，可根据需要设置系梁；4地面墩系梁顶面宜埋置于原地面以下30cm，水中墩系梁设置位置根据施工、使用效果、美观等因素确定。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.5 承台埋深 承台埋深需要考虑地形、地貌、水流冲刷等因素，对于地面承台顶面一般宜埋置于原地面下30cm，对于水中承台顶面一般宜埋置于最大冲刷线以下。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.6 基桩设计 1桩内配筋率应计算确定，但基桩上段配筋不宜小于0.6%；2第一批截断主筋深入地下长度L，按L=4/处（为土中基础变形系数），有条件时，宜尽量设置较长的素砼段，但最大长度不应超过8倍桩径；,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.6 基桩设计 3对于承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩及抗拔桩应通长配筋；4.当桩身上段存在淤泥、淤泥质土层或液化土层时，其钢筋长度应超过这些土层的厚度，进入到下部土层的一定深度处；5.对于需要设声测管的基桩，可留少量钢筋笼中的主筋或采取其他有效措施，安装声测管，不必将桩中剩下的50%主筋全部伸到桩底。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.6 基桩设计 6摩擦支承桩沉淀层厚度不大于10cm，摩擦桩沉淀层厚度可根据承载力需要和相关规范由计算确定；7对采用减（小）应变检测效果不佳的桩基础，宜采用声波透射动测法，埋置3根声测管检测（45m，50m）。,4 结构设计,4.8 其它设计施工要点4.8.7 组合式护栏变形缝的设置 组合式护栏应根据混凝土的收缩特性，一般可每隔1520m设置变形缝并在墩顶设置断缝，在桥梁伸缩缝处，护栏应设置相应的伸缩装置。4.8.8 涵长设计要求 新建管涵为便于清淤，管涵管径不宜小于1.0m，当涵长大于30m时，管径不宜小于1.25m；,谢谢大家,2005.12,