预应力混凝土连续梁桥配筋设计.pdf

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1、第1期(总第144期)2010年2月中圄千跋暑农No．1(SeriaINo．144)CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb．2010预应力混凝土连续梁桥配筋设计陈如辰(上海市城市建设设计研究院，上海200125)摘要：通过对T程实例的计箅过程及结果分析．主要提出了中小跨径预应力混凝土连续梁配筋合理的设计方法。最后根据JrI’GD62—2004《公路钢筋混凝七及预应力混凝土桥涵设计规范》说明了一些在构造及耐久性方面的要求。关键词：预应力混凝土连续梁桥；设计；配束；规范中图分类号：U448．21文献标识码：A文章编号：1004—4655(2010)们一0027—03预应力混

2、凝土连续梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好。特别是行车平顺舒适、养护丁程量小等特点．已在城市立交及跨线桥中占据着主导地位【11。1设计概况上海市A17公路中的一座跨线桥．桥梁单幅宽度为17．25m。设计跨径为(30+50+30)m．为预应力混凝土连续箱梁。采用满樘支架现浇施T．按预应力混凝土A类构件设计。除边支点外，要求纵向计算截面不出现拉应力。具体参数如下。1)桥宽为0．5m防撞墙+16．25m车行道+0．5m防撞墙．共17．25m．扣除两侧防撞墙下悬滴水槽各0．15m。实际结构宽16．95m。2)梁高为边支点2．4m，中支点2．7m．跨中为2．4m。3)荷载标准为公路

3、一I级。4)计算车道数为4；横向折减系数0．67；横向偏载系数1．15。5)二期恒载为10cm沥青面层+8cm钢筋混凝土铺装．两侧防撞墙各11．2kN／m。6)整体升降温为30K。沉降10mm。7)温度梯度按JTGD60—2004《公路桥涵设计通用规范》取用。8)箱梁采用C50混凝土．预应力钢绞线采用符合GB厂r5224—2003标准的270级西s15．2高强度、低松弛钢绞线。2配束估算箱梁计算之前先建立计算模型．再进行截面配柬面积估算。将箱形主梁作为平面杆系划分成若干单元，采用桥梁博士软件进行整体受力计算分析。计算收稿日期：2009—12—29出各个截面的配束面积(见图1)。其形状与弯

4、矩包络图类似。通过图l可以得知，正常使用极限状态下的配束估算面积大于承载能力极限状态下的配束估算面积。0．047承载能力极限状态0．035正常使用极限状态o·039图1配束估算部分节点号及面积按正常使用极限状态，配束估算根数以单根7西5钢绞线为基数．计算每个节点配束根数。具体见表l。由于结构对称，仅示出一半结果。表1配束估算结果根单元节1019304047556l688092105点号●上缘179819228l42I29217535l下缘73120“)04153167252287对于多跨箱梁来说．以估算所得的配柬根数为参考．进行预应力钢束配置时．要做到钢束配置最优化、最合理是比较复杂的⋯

5、，应综合考虑布跨方式、预应力损失和次内力的影响。工程中，首先在梁体内布置一定数量的腹板通长钢柬．形状尽量类似配筋估算图，如图2所示。其次。布置顶底板钢束，以抵消部分梁体正负弯矩的影响．如图3所示。最后。在中支座上缘负弯矩区布置腹板短钢束(即帽束)，以及在中跨下缘正弯矩区布置短钢束。具体根数如表2所示．27中圄千后支=农陈如辰：预应力混凝土连续梁桥配筋设计2010年第1期⋯№．1f多多乒多二t而腹板腹板钢束中跨帝面图2腹板钢束布置立面图顶板钢束rl1『1⋯irt顶底板钢束中跨立面图3顶底板钢束布置立面图表2钢束布置数量根编号钢束规格束数张拉情况腹板钢束n12—扩15．208两端张托腹板钢柬

6、，212—扩15．208两端张拉腹板钢束乃12—击‘15．208两端张托腹板钢束丹(帽柬)12—击。15．2016两端张拉顶板钢束rl7一击515．2024单端张拉底板钢柬B17—击815．206单端张拉底板钢柬曰27一击815．206单端张托底板钢束口3。7一西915．206两端张拉3持久状况承载能力极限状态计算根据JTGD62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(简称《桥涵规范》)中第5．1．5条进行承载能力验算。材料采用强度设计值．假设钢筋和混凝土同时屈服．同属于塑性状态。计算时考虑冲击系数和结构重要性系数，计算表达式见式(1)。帕Js≤尺(1)式中：％为桥梁结构

7、的重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级，一级、二级、三级分别取用1．1、1．O、0．9，本工程取用1．0；S为作用(或荷载)效应(其中汽车荷载应计入冲击系数)的组合设计值：R为构件承载力设计值，是材料强度设计值^和几何参数设计值nd的函数。28根据钢束布置计算而得，由荷载产生的作用效应及构件承载力如图4所示。图4显示．由荷载产生的作用效应位于构件承载力包络线之内。承载能力极限状态验算满足规范要求。荷载最大作用效应构件最大承载力廊蒯Ⅷ