混凝土简支梁及空心板桥设计要点
混凝土简支梁及空心板桥
3 混凝土简支梁及空心板桥
3.1一般规定
3.1.1简支梁应尽可能采用预应力混凝土结构。简支梁截面形式可采用T形、I形或箱形等，具体设计可根据桥宽、桥长、跨径等条件选择。
3.1.2当桥梁跨径小于或等于20m时，可考虑采用空心板，截面形式为矩形，其孔洞可为园形、椭圆形或八边形等。对于空心板：跨径6m≤L＜10m宜采用钢筋混凝土结构；跨径10m≤L≤25m宜采用预应力混凝土结构。
3.1.3简支T梁梁中距宜选择为1.7m～2.0m。当建筑高度不受限制时，也可进行梁格优化，梁中距可加至2.5m左右，以取得较经济的效果。T梁预制宽度不宜小于1.2m，现浇段宽度不得小于0.5m。
3.1.4简支梁边梁均应设置外悬臂，其长度空心板不宜小于0.5m，T梁悬臂宜采用1.0～1.5m，简支箱梁悬臂宜采用1.5～2.0m。
3.1.5简支T形、I形或箱形梁梁高应根据跨径、梁中距、荷载及结构厚度要求等条件确定。高跨比一般在1/16～1/20左右。
3.1.6预制简支梁应加强横向连接。简支T梁之间的桥面板采用现浇段连接并设置跨间横梁，横梁间距不宜大于7m。
3.1.7多孔简支梁结构应采用连续桥面。每一联的长度应综合考虑整体温差、柱高、支座及伸缩缝性能等因素确定，一般不宜超过150m。
3.1.8空心板桥应符合下列要求：
（1）斜空心板桥的斜度一般要求小于45°（含45°），当斜度大于45°时，宜调整道路线形，或改用其它结构形式。
（2）空心板应采用最新版本的《公路桥涵标准图》。并可根据桥梁设计要求，进行局部修改，但同一种结构必须采用同一种标准图。当条件限制不能套用标准图时，可参照标准图的跨径、斜度及构造自行设计。
（3）空心板预制宽度一般采用1.0m～1.5m。
（4）空心板桥应采取有效措施加强预制板之间的横向联系，防止使用过程中发生单板受力状况。
3.1.9简支梁、板宜采用后张预应力混凝土结构，空心板构件，当跨径10m≤L≤16m时，也可采用直线配筋的先张预应力混凝土结构。预应力钢筋可采用规范规定的钢丝、钢铰线及标准强度为1860MPa的高强低松弛钢铰线，如采用低松弛钢铰线应在图纸中予以说明。预应力钢筋均应按行业标准符号标注。
设计中应采用经过鉴定并符合国家标准和行业标准的锚具，预应力锚具、锚下钢筋及波纹管应按产品手册配套使用。
3.1.10为减小预应力简支T梁由于预加力弹性变形及徐变产生的上拱度，设计时应要求采用预应力二次张拉工艺或其它可靠的控制预应力后期上拱的措施。为减小中、边梁上拱度之差，可适当降低边梁处支座高程。为控制简支梁和空心板在预制阶段的上拱值，要求存梁时间不大于3个月。对于腹板不铅直放置的T形或I形梁，存梁时应要求施工单位注意采取措施防止腹板侧弯。
3.1.11空心板安装时应要求施工单位采取措施保证四个支座受力，防止有支座脱空的现象。
3.2 结构分析
3.2.1简支梁结构设计应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算，分析计算程序可采用院编“正交预应力混凝土简支梁计算程序” 、“正交钢筋混凝土简支梁计算程序” 和其它院有效版本程序。
3.2.2简支梁桥当斜度大于或等于40°时，应通过空间分析进行复核。
3.2.3空心板按横向铰接板，采用简支梁程序计算内力及配筋，对于斜度大于或等于40°的斜板需通过空间分析进行复核。
3.2.4对于空心板桥，一般不宜考虑整体化混凝土铺装层参与结构受力。如需部分考虑整体化混凝土铺装层参与结构受力时，必须采取有效的构造措施。
3.3 构造要求
3.3.1简支T梁和I形梁腹板厚度不应小于
0.18m，当T梁跨径大于35m、I形梁跨径大于30m时，应适当加大腹板厚度。对于箱室宽度小于1.5m的简支箱梁腹板宜采用0.14m，顶、底板及翼板的厚度不宜小于0.12m。
3.3.2简支T梁、I形梁的构造钢筋：纵向钢筋直径一般宜采用Φ12～Φ22；箍筋直径不应小于φ8；横梁钢筋直径一般宜采用Φ25～Φ28，同时应注意考虑随下部结构盖梁刚度的减小而增加；其它构造钢筋宜采用φ8～Φ12。预应力孔道下必须设置定位钢筋，定位钢筋直径和形式根据预应力钢筋规格确定并不小于φ8。
3.3.3简支T梁的纵坡一般由支座垫块形成。设计时应按垫块底面水平计算垫块四角高度并不小于0.02m，当垫块最小高度大于或等于0.05m时，垫块内应设钢筋网。桥面横坡一般应由墩台台帽形成，主梁腹板宜铅直放置，由现浇段形成桥面横坡；当桥面横坡较大时，也可考虑由翼板倾斜形成。
3.3.4简支T梁梁中距小于1.8m时，桥面板厚度统一取0.16m。配筋应根据梁中距、悬臂长度及有无防撞护栏、灯杆等条件计算选取，也可参考“第十章参考附录”中附表一取用。
3.3.5简支T梁下马蹄宽度：
当跨径 L＜25m时，跨中0.40m，支点0.50m；
当跨径25m≤L＜35m时，跨中0.45m，支点0.50m；
L≥35m时，跨中0.55m，支点0.55m。
同时满足锚下局部应力的要求。
3.3.6简支T梁下马蹄高度：
矩形段梯形段总高度
跨径 L＜35m： 0.25m 0.20m 0.45m
跨径L≥35m： 0.25m 0.25m 0.50m
当跨径L≥40m时，应将下马蹄高度在支点处适当增高，以满足预应力钢筋上弯要求。
3.3.7当简支T梁梁高因受限制而较小时，应注意按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）
4.1.12式通过验算支点腹板变宽处断面的剪压强度而控制截面尺寸。
3.3.8当简支T梁边梁外翼板采取整体预制时，应要求施工单位采取措施防止梁的侧倾。
3.3.9桥梁采用的伸缩缝（如仿毛勒缝），需要在主梁端顶部预留较深的安装槽口时，该处端横梁在构造上应采取相应措施，如端横梁的顶层主筋分两层布置、箍筋分成两种高度，并相互交叉设置等。
3.3.10空心板板厚可根据跨径及结构构造要求按下式确定：
钢筋混凝土空心板：；
预应力混凝土空心板：；
其中： H－空心板板厚； L－空心板跨径
3.3.11钢筋混凝土或预应力混凝土空心板的预制构件应符合以下要求：
（1）整体化混凝土铺装层厚度不宜小于0.1m。
空心板预制板的顶面应横向拉毛。当计算考虑整体化混凝土铺装层部分受力时，板顶应伸出预留钢筋，锚入铺装层。
板侧铰缝处预留竖向V形凹槽并预埋横向连接钢筋。
在铰缝顶部应设置双层钢筋网，宽为
0.4m。
3.3.12空心板两端的孔洞应采用C30混凝土封堵，厚度可为0.3m。
4 预应力混凝土连续梁桥
4.1一般规定
4.1.1 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联，每联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则，在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。
4.1.2主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式，主梁长度宜控制在120m左右，当确实需要设置长分联时，可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案，设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接，但对主梁截面及配筋应做加强处理。
4.1.3对于匝道桥，为增大刚度、减小扭矩，有条件时尽可能采用墩梁固结或双支座形式。
4.1.4桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形（简称箱梁）或T形（简称T梁）。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则， T梁悬臂长度宜为1.0~1.5m，箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时，悬臂板长度宜取得一致。
4.1.5箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足规范外，应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下列要求：
箱梁腹板宽度最小值一览表
条件腹板宽度Bmin(cm)
腹板内无纵向或竖向后张预应力钢筋时20
腹板内有纵向或竖向后张预应力钢筋之一时30
腹板同时有纵向和竖向后张预应力钢筋时38
4.1.6 悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚度宜取0.30～0.55m，悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m（对有特殊防撞要求的结构，悬臂板端部厚度适当增加，如使用PL2型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m）。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。
4.1.7主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚度不小于0.2m，底板厚度不小于0.18m；T梁顶板厚度不小于0.16m。
4.1.8中支点横梁和端横梁宽度由计算确定，但中支点横梁宽度不应小于2m，端横梁宽度不应小于1.1m，端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。
4.1.9主梁腹板与顶、底板相接处应设1︰5加腋，箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。
4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。
4.1.11连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m的桥孔可不设跨间横梁；跨径在30～40m之间的桥孔宜设一道跨间横梁；跨径大于40m时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。连续T梁桥跨径大于25m的桥孔应设三道跨间横梁。斜桥视其交角适当增加跨间横梁。
4.1.12箱梁采用独柱支承时，其中支点横梁宜设计为预应力混凝土结构。
4.1.13主梁桥面板横向预应力不得采用无粘结预应力钢筋。
4.1.14主梁的梁高宜取最大跨径的1/20～1/27，箱梁梁高不应小于
1.2m，当连续梁中支点为独柱支承时，梁高一般由中支点横梁强度控制，设计时应适当加高。
4.1.15连续梁桥施加预应力应采用后张法。预应力钢筋可采用规范规定的钢丝、钢铰线及标准强度为1860MPa的低松弛钢铰线。如采用低松弛钢铰线应按行业标准符号在图纸中予以说明。
设计文件中应要求采用经过鉴定，并符合国家标准和行业标准的锚具、联接器，预应力锚具、联接器、锚下钢筋及波纹管应按产品手册配套使用。
设计文件中应写明预应力钢筋张拉顺序、孔道灌浆要求和相应的结构施工顺序。箱梁各腹板纵向预应力钢筋应分批交替张拉，先长筋后短筋；采用双向预应力钢筋时，横梁和主梁预应力钢筋也应交替张拉，先横梁后主梁。
4.1.16桥面的纵横坡一般由支座垫块形成，设计时给出垫块中心高度，其值应控制四角高度不小于0.02m，当高度大于0.05m时应设钢筋网。
4.1.17 全桥采用支座支承的连续梁不得全部使用滑板支座，并至少设置一个双向固定支座。
4.1.18 预应力孔道灌浆宜采用真空灌浆工艺，灌浆标号不低于结构混凝土标号的80％。体外预应力钢筋锚区应采用环氧浆灌注。
4.1.19 体外预应力结构中的体外预应力钢筋设计应考虑后期可更换。结构设计时应考虑体外预应力钢筋的可检查性。
4.1.20 采用预制节段拼装的主梁应尽量考虑结构的标准化，以降低模板费用。
4.2结构分析
4.2.1桥梁上部结构应对主梁、横梁、桥面板及整体结构进行各施工阶段计算，并按规范进行承载能力极限状态及正常使用极限状态计算。
4.2.2连续梁结构分析计算程序采用现行受控版“桥梁综合计算程序”。桥梁横断面为多梁时可采用等代简支梁法计算横向分布系数（对于类似跨径及桥宽的情况也可利用已取得的计算结果，分析确定横向分布系数），取最不利单梁进行分析。支点和跨中应分别取不同的分布系数，分布系数变化点为1/4~1/5计算跨径。
4.2.3异型桥及弯桥应辅以SAP、3DBSA、MIDAS或其它空间计算程序进行内力分析，用于修正“桥梁综合计算程序”所计算的配筋。弯桥还应计算扭转、弯曲剪力叠加后，对主梁截面进行剪应力验算。斜桥的斜度（支承边或支座连线与桥梁轴线法线之间的小于90的夹角）小于或等于30时可用斜跨径按正桥计算，大于30时应按斜桥采用空间计算程序进行分析计算。斜桥计算跨径取斜长，计算横截面尺寸取垂直断面尺寸。
4.2.4预应力混凝土结构进行正常使用极限状态计算时，应优先考虑采用A类构件，正截面上、下缘正应力在荷载组合Ⅰ条件下拉应力不宜超过0.5MPa，压应力不宜超过规范容许值的90%；其余荷载组合条件下拉应力不宜超过规范容许值的65%，压应力不宜超过规范容许值的90%；预加力阶段拉应力不宜超过规范容许值的65%，压应力不宜超过规范容许值的90%。
4.2.5预应力结构主梁、横梁均应进行支点、跨中、1/4截面的正截面、斜截面强度计算。以满足规范要求。
4.2.6预应力结构主梁强度计算中受压区预应力钢筋不得人为去掉，应在计算中作为受压预应力钢筋计算其对截面强度的影响。强度计算中，结构主要受力截面处，预应力的抵抗效应值超出荷载总效应值不宜过大，同时按规范要求计算并控制混凝土达到抗压设计强度时，受压构件中预应力钢筋的应力。
4.2.7桥面板应进行内力计算以确定配筋，板的分布宽度可按规范计算。箱梁跨中、1/4截面及支点截面按框架结构计算（跨中、1/4截面采用弹性支承，支点截面采用刚性支承）。当板的内力按梁（板）结构计算时应考虑不等厚桥面板厚度变化的影响。桥面板设计时，板厚、配筋应留有余量。当箱梁外悬臂大于或等于