预应力混凝土小箱梁设计说明书标准模板.doc

说 明 一、技术标准与设计规范 1．《公路工程技术标准》JTG B01-2014 2．《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015 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.《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-2006 5．《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 6．《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-2006 7.《钢筋混凝土用钢 第二部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007 8.《碳素结构钢》GB/700－2006 9.《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014 10.《预应力混凝土用金属波纹管》JG 225-2007 11.《公路桥梁盆式支座》JT/T391-2009 12.《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》JT/T663-2006 13.《道桥用防水涂料》JC/T 975-2005 14.《路桥用水性沥青基防水涂料》JTT 535-2004 15.《城市桥梁桥面防水工程技术规程》CJJ139-2010 二、技术指标 技术指标表 汽车 荷载 等级 车 道 数 跨 径 桥 宽 斜 交 角 整幅 桥梁 片数 梁 间 距 预制 梁高 预制梁最大 吊装自重(kN) 设计 安全 等级 环境 类别 公路 —I级 双 车 道 3-30m 9.5m 0° 3 3.1m 1.8m 边梁1562； 中梁1479 一级 Ⅰ类 三、主要材料 原材料应有供应商提供的出厂检验合格证明书，并应按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）规定的检验项目、批次规定，严格实施进场检验。 1．混凝土 预制主梁、端横梁、跨中横隔板、中横梁、封锚、现浇接头、湿接缝、负弯矩槽口封口混凝土均采用C50、调平层混凝土采用C40；桥面铺装采用沥青混凝土。 1）水泥：水泥应采用品质稳定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，碱含量不宜大于0.60%，熟料中C3A含量不应大于8.0%。其余技术要求尚应符合GB 175-2007的规定，不应使用其它品种水泥。 2）细骨料：细骨料应采用硬质洁净的天然中粗河砂，也可使用经专门机组生产、并经试验确认的机制砂，其细度模数宜为2.6～3.2，含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%(高性能混凝土)，其余技术要求应符合JTG E42-2005的规定。 3）粗骨料：粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石，空隙率宜小于40%，压碎指标宜小于20%，粗骨料母岩的抗压强度与混凝土设计强度之比应不小于1.5，含泥量不应大于1.0%，泥块含量不应大于0.5%，针片状含量宜小于10%；粒径宜为5mm～20mm，连续级配，最大粒径不应超过25mm，且不应大于钢筋最小净距的3/4。其余技术要求应符合JTG E42-2005的规定。 4）选用的骨料应在施工前进行碱活性试验，应优先采用非活性骨料。不应使用碱-碳酸盐反应活性骨料和膨胀率大于0.20%的碱-硅酸反应活性骨料。 当所采用骨料的碱-硅酸反应膨胀率在0.10%～0.20%时，混凝土中的总碱含量不宜大于3.0kg/m3(特大桥、大桥和重要桥梁不宜大于1.8kg/m3)，且应经碱-骨料反应抑制措施有效性试验验证合格。 5）混凝土拌和及养护用水应符合JGJ 63-2006的规定要求。混凝土拌和物(含封锚混凝土)中各种原材料引入的氯离子总量不得超过胶凝材料总量的0.06%。 6）混凝土矿物掺和料应采用性能稳定的粉煤灰，粉煤灰氯离子含量不宜大于0.02%，其余性能应符合GB/T 1596-2005中I级粉煤灰的规定。 7）外加剂应采用品质稳定、且与胶凝材料具有良好相容性的产品。减水剂宜采用高效聚羧酸高性能减水剂，性能指标应符合《混凝土外加剂》(GB 8076-2008)的规定，减水剂掺量以及与水泥的适用性应由试验确定。引气剂和膨胀剂应分别符合《混凝土外加剂》(GB 8076-2008)和《混凝土膨胀剂》(GB23439-2009)的要求。 2．普通钢筋 普通钢筋采用HRB400钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用钢 第二部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的规定。 3．预应力钢绞线 预应力钢绞线采用抗拉强度标准值
=1860MPa、公称截面面积A=139mm2、公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其各项技术性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）的规定。对进厂(场)钢绞线按批号进行拉伸试验、弹性模量试验。钢绞线弹性模量的偏差尚应满足同批≤5GPa，各批≤10GPa的规定，供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值。 4．其他材料 1）钢板：滑动支座上、下钢板和预埋钢配件均采用Q235NH钢材，其性能应符合耐候结构钢(GB/T 4171-2008)的规定。 2）锚具：预制箱梁正弯矩钢束采用M15-4、M15-5、M15-6圆形锚具及其配套的配件，墩顶连续段处负弯矩钢束采用BM15-4、BM15-5圆形锚具及其配套的配件，锚具及其配套的配件必须采用工厂定型产品，并应符合JT／T 329—2010《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》的要求。 3）预应力管道：采用预埋圆形金属波纹管成孔,圆形金属波纹管符合JG 225-2007《预应力混凝土用金属波纹管》的要求。 4）支座：采用减震型盆式支座GPZ(2009)JZ型系列产品，常温型支座适用于-25℃～+60℃，耐寒型支座适用于-40℃～+60℃。加5201硅脂润滑后，常温型活动支座摩擦系数不大于0.03，耐寒型活动支座摩擦系数不大于0.06。 支座非滑移方向的水平承载力不小于支座竖向承载力的20％。支座竖向转动角度不小于0.02rad。 其余性能均应符合《公路桥梁盆式支座》JT/T391-2009的规定。 5）防水层：采用沥青混凝土桥面铺装时，应结合桥面粘结要求设置沥青基类防水粘结层，采用水泥混凝土桥面铺装时可设置非沥青基类防水层。 桥梁防水层应确保能有效防水，且与桥面板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。 桥面防水层与桥面现浇层及沥青混凝土铺装层间的粘结强度和剪切强度应大于1MPa，桥面防水材料的延伸性应大于6mm，纵向拉力保持率≥80％，暴露轮碾试验（0.7Mpa，100次）后，0.3MPa水压下不渗水。 其余性能指标应符合《道桥用防水涂料》（JC/T 975）、《路桥用水性沥青基防水涂料》（JTT 535）。 根据《城市桥梁桥面防水工程技术规程》（CJJ139），必须在防水层中间内设置胎体增强材料，胎体增强材料下面的涂料厚度不应小于0.5mm，且不应大于1.0mm；或在防水层顶面和沥青混凝土铺装之间设置过渡层。 根据《城市桥梁桥面防水工程技术规程》（CJJ139），预制小箱梁顶C50现浇砼抗渗等级S6。 四、设计要点 1．本标准图结构体系为先简支后结构连续的体系，按部分预应力混凝土A类构件设计。 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、刚接板（梁）法和梁格法三种计算方法进行对比分析，取大值控制设计。 3．设计参数 1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/
，弹性模量为Ec=3.45×104MPa； 2）沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN/
； 3）预应力钢绞线：弹性模量Ep=1.95×105 MPa，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：考虑沥青铺装层和调平层（含水泥混凝土铺装）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：80％。 4．桥面板按单向板和悬臂板进行计算。 5．主要计算成果表： （30+30+30）m主要计算成果表 验算项目 计算结果 控制条件 边梁 中梁 边梁 中梁 持久状况承载能力极限状态 基本组合正截面 弯矩(kN·m) 最大值 12633 12085 γ0Md≤14553 γ0Md≤14553 最小值 -8252 -8299 γ0Md≥-14461 γ0Md≥-13817 基本组合斜截 面剪力(kN) 最大值 2522.7 2442.4 γ0Vd≤4310.3 γ0Vd≤4020.5 持久状况正常使用极限状态 准永久组合正截面拉应力(MPa) 上缘最小值 1.47 1.57 σlt-σpc≥0MPa 下缘最小值 1.61 1.99 频遇组合正截面 拉应力(MPa) 上缘最小值 -1.14 -1.13 σst-σpc≥0.7ftk=-1.8MPa 下缘最小值 -0.19 0.35 频遇组合斜截面 主拉应力(MPa) 最小值 -1.14 -1.13 σtp≥0.5 ftk =-1.3MPa 使用阶段持久状况构件应力 标准值组合正截面压应力(MPa) 上缘最大值 12.46 13.56 σcc≤0.5 fck =16.2MPa 下缘最大值 11.17 11.12 标准值组合斜截面主压应力(MPa) 最大值 12.46 13.56 σcp≤0.6 fck =19.4MPa 标准值组合预应力筋拉应力(MPa) 最小值 1204.9 1201 (σpe+σp)≤0.65 fpk =-1209MPa 施工阶段短暂状况构件应力 标准值组合混凝土应力(MPa) 最大值 10.9 11.0 σtcc≤0.70f′ck=21.5MPa 最小值 -0.50 -0.48 σtct≥0.70 f′tk =-1.7MPa 6．一片梁梁端支点最大反力： 一片梁梁端支点最大反力 单位：kN 项 目 恒载合计 (使用阶段) 二恒 汽车活载（不计冲击效应） 标准值组合 （计冲击效应） 汽车活载转角（rad） 边梁 反力 边支点 902 292 550 1660 0.00079 中支点 2060 770 735 3070 0.00054 中梁 反力 边支点 911 302 500 1610 0.00077 中支点 2090 810 667 3020 0.00053 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》（JTGT F50-2011）有关条文办理外，还应特别注意以下事项： 1．箱梁预制 1）施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置的准确性，确保锚垫板与预应力束垂直，垫板中心应对准管道中心。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400 mm、直线段间隔为800mm设置一组。 2）浇筑箱梁混凝土前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的预埋件，均应参照有关图纸施工，确定预埋件安装无误后方可浇筑预制箱梁混凝土；护栏预埋钢筋必须预埋在预制梁内；支座处梁底混凝土楔形块应与预制梁混凝土同时浇筑； 3）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、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。 4）为了防止预制梁上拱过大，及预制梁与调平层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜超过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),施工单位可根据工地的具体情况（如存梁期、混凝土配合比、材料特性及地区气候等）以及经验设置反拱。反拱值的设计原则是使梁体在二期恒载施加前上拱度不超过20mm，桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。 （30+30+30）m先简支后连续小箱梁反预拱值设置表 单位：mm 梁位 预制梁上拱值（理论值） 二期恒载挠度 汽车荷载最大挠度 上拱值 反预拱度建议值 钢束 张拉时 存梁30d 存梁60d 存梁90d 边梁 边跨 -18.1 -19.3 -20.2 -20.8 7.2 7.7 -9.2 1 中跨 -12.8 -13.2 -13.8 -14.2 0.3 6.0 -10.5 2 中梁 边跨 -18.2 -18.0 -18.8 -19.4 8.0 7.5 -7.1 0 中跨 -12.8 -11.9 -12.4 -12.8 0.2 5.8 -9.3 1 表注： 1、表中数值为理论值，施工时，应根据预制梁实测上拱值修正反预拱度； 2、表中反预拱度建议值未考虑竖曲线的影响，施工时应根据竖曲线半径调整反预拱度的设置值； 3、反预拱度可采用圆曲线或其它二次抛物线。 4、预应力管道也应同时设反拱度。 6）用于同一跨中各箱梁的混凝土浇筑时间差、张拉时的混凝土龄期差不宜超过10d，避免各梁上拱值差异过大，影响横向湿接缝钢筋的连接。 7）梁体混凝土浇筑。梁体混凝土浇筑应连续浇筑、一次成形，每片预制梁浇筑总时间不宜超过6h。预制梁混凝土拌和物入模前含气量应控制在3.0%～4.5%，模板及钢筋温度宜在5℃～35℃，预制梁混凝土拌和物入模温度宜在5℃～30℃。施工中应加强观察，防止漏浆，欠振和漏振现象发生。 梁顶板应用平板振动器振捣。要避免振动器碰撞预应力管道、预埋件、模板，对锚垫板后钢筋密集区应认真、细致振捣，确保锚下混凝土密实。 8）预制梁在浇筑混凝土过程中，应随机取样制作标准养护和施工用混凝土强度、弹性模量试件，应从构件不同部位分别进行取样。施工试件应随梁体或在同样条件下振动成型、养护，28d标准试件按标准养护办理。 9）梁体混凝土振捣浇筑完成后，采用木抹子对梁顶进行抹光，初凝之前再进行二次收浆，最后进行拉毛处理。 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95％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顶板负弯矩钢束均采用两端同时张拉，且应在横桥向对称均匀张拉；顶板负弯矩钢束穿束时应确保各根钢绞线保持平行状态，并逐根张拉。 3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。预应力张拉时还需考虑钢束与锚圈口之间的摩擦损失，锚口摩阻损失暂按3％考虑，锚口摩阻损失的具体数值应根据试验确定，或采用厂家及施工单位常年积累的数据，任何时候锚外张拉控制应力不得超过0.8 EMBED Equation.DSMT4 
。预施应力过程中，应保持两端的伸长量基本一致，两端伸长量之差不宜大于5%。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