12李国平-节段式体外预应力混凝土桥梁的构造

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1、中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术会议论文2006年节段式体外预应力混凝土桥梁的构造李国平*李国平，男，1958.10生，教授交通部公路工程标准制（修）订项目编号：200113（同济大学混凝土桥梁研究室）摘要：介绍节段式体外预应力混凝土桥梁整体、节段、接缝、体外预应力钢束转向及锚固构造的设计方法，以及节段、转向和锚固构造主要钢筋的构造要点。关键词：节段式，体外预应力，桥梁，构造20世纪70年代，预制节段拼装施工工艺得到了迅速发展。1980年竣工的由JeanMuller设计的美国LongKey桥，是一座采用预制节段逐跨拼装施工的体外

2、预应力混凝土桥梁，也是新一代的体外预应力混凝土桥梁。该桥采用的标准化节段预制、拼装施工方法，大大提高了施工速度与质量，并对环境的不利影响降到了最小程度。之后，结合体外预应力技术和先进架桥设备的标准化节段预制、拼装施工方法在全世界得到了发展。下面将主要介绍节段式体外预应力混凝土梁整体、节段和接缝等的构造方法，以及节段等主要钢筋的构造要点[1]。1节段式体外预应力混凝土梁的整体构造1.1节段划分与组合为了满足标准化设计与施工要求，预制节段式体外预应力混凝土梁尤其是连续梁，可将其划分为标准节段、转向节段、锚固节段及墩顶节段等（图1），通过改变各

3、类节段的数量形成不同的跨径。在无特殊要求的情况下同类节段尺寸一致，跨径零数通过墩顶段或其它特殊段调整。节段的长度主要取决于节段重量及运输尺寸的限制条件。标准节段的长度一般为2.5m～3.5m；转向与锚固节段根据重量等限制条件调整其长度。图1箱梁预制节段划分与组合示意中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术会议论文2006年1.2曲线段梁的节段构造为进行标准化的节段预制施工，当梁位于道路平曲线加宽段时，可根据平曲线半径的大小采用内侧或两侧加宽悬臂板（图2）。悬臂板底面做成折线形，加宽的等厚度段现浇施工。图2箱梁悬臂板内侧与两侧加宽示意图3

4、箱梁节段超高横坡调整示意当梁位于小半径平曲线超高段时，从节段预制便利和利于受力考虑，可采用梁体整体转动的方法调整桥面横坡（图3）。图4平曲线段预制节段划分示意图5竖曲线段预制节段划分示意位于道路平曲线段内的梁，为便于节段预制定位和几何线形控制，宜用节段的设计长度割线划分梁的平面轴线，将割线作为轴线形成平面折线形的节段式梁，并使各节段一端的接缝与割线轴线垂直（图4）。位于道路竖曲线段内的梁，则可用节段的设计长度割线划分梁的立面轴线，将割线作为轴线形成立面折线形的节段式梁，并使各节段一端的接缝与割线轴线垂直（图5）。位于道路组合曲线段内的梁，

5、可综合采用上述方法，保证节段一端的接缝（结合面）与折线形轴线垂直，以及保证梁顶面接缝处的横坡与设计值一致。因道路超高变化的影响，预制节段各板表面均为双曲面。因此，设计时应要求节段预制避免采用抗扭刚度大的模板，以便通过适当扭转形成所需的双曲面。中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术会议论文2006年2接缝与剪力键构造2.1接缝的类型节段式体外预应力混凝土梁的接缝，应设置密接匹配的复合剪力键。体内外组合预应力、循环冻融及采用化学消冰的节段式梁，应采用环氧树脂胶结接缝；全体外预应力、不发生循环冻融和不用化学消冰的节段式梁，可采用表面不涂任何

6、封闭粘结剂的干接缝。用于预制节段拼装调整和合拢而设置的小宽度现浇缝（湿接缝），端面应设剪力键或仔细凿毛露出粗骨料。2.2剪力键的构造节段接缝应设置如下几种剪力键（图6）：图6节段剪力键（键槽）布置示意图7剪力键形状及传力示意（1）腹板内剪力键，由多个矩形键块（槽）组成，主要承受与传递接缝截面在正常受力情况下的剪力；（2）顶板内剪力键，由多个长条形键块（槽）组成，主要用于传递接缝位置桥面车辆荷载引起的剪力，协助节段拼装镶嵌对接定位；（3）底板内剪力键，由多个长条形键块（槽）组成，主要用于协助节段拼装时的镶嵌对接定位；（4）腹板与顶板和底板结

7、合区，若无体内预应力筋通过也应设置剪力键，尤其在梁跨中区段的腹板与顶板结合区、连续梁近中墩旁区段的腹板与底板结合区，其主要用于因超载等原因造成接缝开展后的剪力传递。为便于节段密接匹配预制时脱模、拼装时镶嵌对接及挤出多余的环氧胶体（胶接缝），剪力键应构造成凹凸密接的棱台状。如有需要键槽可设置出胶槽配合胶体挤出（图6）。键槽与键块上、下侧面的倾斜角应接近45°，以便在重力及胶体固化前润滑作用下，键块（槽）将所受剪力传递至节段端面的受力钢筋（图7）。为了美观，胶接缝剪力键的选位和胶体挤出方式如下（图6）：腹板内的剪力键宜靠箱内侧边设置，胶体从腹

8、板内侧挤出；顶板和底板内的剪力键应设在板厚的中间，胶体从板顶面由出胶槽挤出；其它位置的剪力键均在箱梁内侧上表面的出胶槽挤出胶体。采用干接缝时，腹板内的剪力键可设在板的中部，其它剪力键布置方法同