预应力混凝土小箱梁设计

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1、第3章30×3预应力混凝土小箱梁设计3.1设计资料及基本数据高速公路，设计行车速度80km/h；桥面宽度：0.50m（防撞护栏）+11.25（行车道）+0.50m（防撞护栏）=12.25m；设计荷载：公路—Ⅰ级，防撞护栏按顺桥向7kN/m计；混凝土C50：用于箱梁、湿接缝。C40：箱梁调平层；C30：用于桥墩承台、墩身、盖梁、台帽、背墙和防撞护栏；C25:用于桥墩承台的基础。钢筋混混凝土重度取26kN/m。钢材预应力钢绞线（1×7股）：其标准强度=1860MPa，公称直d=15.2mm，面积为140，弹

2、性模量。非预应力钢筋：采用HRB400，，。锚具：对于钢绞线采用OVM锚具。支座：引桥采用圆形板式橡胶支座，连续端墩顶采用GYZ375×77、非连续端采用GYZF4250×65。其产品性能应符合交通行业标准《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT391-1999）和《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4-2004）的有关规定。伸缩缝：采用模数式伸缩缝，1号墩处采用MF160型伸缩缝，在引桥梁端与桥台背墙间采用MF80伸缩缝。伸缩缝的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327-200

3、4）的有关规定。桥面铺装：桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土，沥青混凝土重度取23kN/m。并设置8cm水泥混凝土调平，桥面防水采用FYT—1型防水材料。3.2桥位布置及构造设计3.2.1桥位布置本设计为大桥的引桥，引桥上部结构采用3×30m预应力混凝土组合箱梁，施工方法为先简支后连续。引桥下部构造及过渡墩：墩身采用空心薄壁墩，上设盖梁，壁厚0.50m，钢筋混凝土结构。过渡墩采用1.80m挖孔灌注桩基础，引桥桥墩采用1.50m挖孔灌注桩基础，具体桥位布置如图3-1所示。69图3-1桥位布置图（尺寸单位cm

4、）3.2.2孔径划分成桥状态下，引桥长8980cm，即在桥的两头各设10cm的伸缩缝，两边孔计算跨径为2950cm，中孔计算跨径为3000cm。连续梁两端至边支座中心线之间的距离为40cm，桥跨结构计算简图如图3-2所示。图3-2桥跨结构计算简图（尺寸单位cm）3.2.3构造设计（1）横截面横截面采用等高度箱型截面。梁高1.40m，高跨比1/21.43。桥面宽度为3×3.75＋2×0.5＝12.25m。由于采用先简支后连续的施工方法，主梁先在工厂预制，再运输、吊装就位，考虑吊运能力，将全桥做成四个单箱单

5、室的轴对称的组合截面。其中，预制中梁顶板宽2.4069m，预制边梁顶板宽2.70m，底板宽均为1.00m，预制主梁间采用0.60m的横向湿接缝，以减少主梁的吊装重量，边、中梁均采用斜腹板，以减轻主梁自重，桥面横坡采用2%，梁底采用垫石调平。为满足顶板负弯矩钢束、普通钢筋的布置及轮载的局部作用，箱梁顶板取等厚度18cm，同时为了防止应力集中和便于脱模，在腹板与顶板交界处设置15cm×7.3cm的承托，如图3-3所示。图3-3标准横断面（尺寸单位cm）（2）箱梁底板和腹板厚度底板：先简支后连续施工的连续梁桥

6、跨中正弯矩较大，因此底板厚度不宜过大；同时中支点处也存在负弯矩，底板要有一定的厚度来提供受压面积。因此将底板厚度在跨内大部分区域设为18cm，仅在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚，加厚区段长均为150cm，且底板逐渐加厚至25cm，这样的构造处理同时为锚固底板预应力束提供了空间，箱梁底板厚度变化如图3-4所示。图3-4箱梁底板构造图（尺寸单位cm）腹板厚度：根据连续梁剪力变化规律，兼顾施工方便，腹板宽度除在支点附近区域加宽外，其余均为18cm，在在距边支点160cm和中支点220cm处开始

7、加厚，加厚区段长均为150cm，且底板逐渐加厚值25cm，如图3-5所示。69图3-5箱梁腹板构造图（尺寸单位cm）经过腹板和底板厚度变化，得到跨中和支点横截面构造图，如图3-6所示。图3-6跨中横截面构造图（尺寸单位cm）（3）横隔梁（板）为保证支座处传力的可靠性，在边永久支承处设置一道20cm的端横隔梁，在中永久支承处设置一道30cm的横隔梁。此外预制阶段在中支承处设一10cm的临时横隔板，如图3-7所示。图3-7横隔梁设置（尺寸单位cm）693.2.4截面几何特性计算截面几何特性是结构内力进而估算

8、配置预应力束的前提。本设计应用CAD软件计算毛截面几何特性，由于本设计主梁截面变化不大，故只计算预制中梁、边梁和成桥后中梁、边梁的跨中和支点截面的毛截面几何特性，腹板厚度变化处采用支点和跨中处截面特性进行线性内插。毛截面几何特性计算结果见表3-1。表3-1毛截面几何特性计算结果截面位置截面面积A（）截面惯性矩I（）中性轴至梁底距离（）预制中梁跨中1．0330.2480.862支点1．2220.2810.820预制边梁跨中1.0870.255