20m跨径后张法预应力简支空心板标准图
后张法部分预应力混凝土简支梁桥设计
后张法部分预应力混凝土简支梁桥设计
目录
第一章 设计依据 ....................................................................................................................... - 1 1.1、设计规范 .................................................................................................................... - 1 1.2、方案简介及上部结构主要尺寸 ................................................................................ - 1 1.3、基本参数 .................................................................................................................... - 2 1.4、计算模式 .................................................................................................................... - 3 第二章 主梁内力计算 .............................................................................................................. - 4 2.1、主要计算参数 ............................................................................................................ - 4 2.2、箱梁内力计算和组合 ................................................................................................ - 4 第三章 预应力钢筋、普通钢筋的估算及布置 ...................................................................... - 8 3.1、预应力钢筋和普通钢筋的估算 ................................................................................ - 8 3.2、预应力钢筋和普通钢筋的布置 ................................................................................ - 9 第四章 预应力损失及有效预应力计算 ................................................................................ - 14 4.1、预应力钢筋与管道之间的摩擦损失 ...................................................................... - 14 4.2、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的预应力损失 .......................................... - 15 4.3、混凝土弹性压缩产生的预应力损失 ...................................................................... - 15 4.4、预应力钢筋应力松弛产生的预应力损失 .............................................................. - 16 4.5、混凝土的收缩和徐变产生的预应力损失 .............................................................. - 16 4.6、预应力损失和有效预应力计算 .............................................................................. - 17 第五章 主梁验算 .................................................................................................................... - 22 5.1、承载能力极限状态验算 .......................................................................................... - 22 5.2、抗裂性验算 .............................................................................................................. - 23 5.3、裂缝宽度验算 .......................................................................................................... - 24 5.4、挠度验算 .................................................................................................................. - 26 5.5、持久状况预应力混凝土构件的应力验算 .............................................................. - 28 5.5.1、试用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力验算 ................ - 28 5.5.2、使用阶段预应力混凝土受弯构件预应力钢筋的拉应力验算 .................... - 30 第六章 设计总结 .................................................................................................................... - 32 参考文献 .................................................................................................................................. - 32 -
(20m预应力混凝土空心板桥设计
20m 预应力混凝土空心板桥设计1 设计资料及构造布置 1.1 设计资料1 . 桥梁跨径及桥宽标准跨径：20m （墩中心距）； 主桥全长：19.96m ； 计算跨径：19.60m ；桥面净宽：2×净—11.25m 见桥梁总体布置图 护栏座宽：内侧为0.75米，外侧为0.5米。
桥面铺装：上层为9厘米沥青混凝土，下层跨中为10厘米厚混凝土，支点为12厘米钢筋混凝土。
2 . 设计荷载采用公路—I 级汽车荷载。
3. 材料混凝土：强度等级为C50，主要指标为如下：426.8 2.418.4 1.653.2510a a ck tk a acd td ac f MP f MP f MP f MP E MP == ===⨯强度标准值，强度设计值，性模弹量预应力钢筋选用1×7（七股）φS15.2mm 钢绞线，其强度指标如下5186012601.95100.40.2563a a af MP f MP E MP ξξ= = =⨯ = =pk pd p pu b 抗拉强度标准值抗拉强度设计值性模弹量 相对界限受压区高度，普通钢筋及箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标如下53352802.010a aa f MP f MP E MP= = =⨯sk sd s 抗拉强度标准值抗拉强度设计值性模弹量 4 . 设计依据交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)，简称《桥规》；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)，简称《公预规》。
《公路工程技术标准》(JTG —2004) 《〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉(JTG D60—2004)条文应用算例》 《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》(按新颁JTG D60—2004编写)《公路桥涵设计手册—梁桥（上册）》 1.2 构造形式及尺寸选定全桥空心板横断面布置如图，每块空心板截面及构造尺寸见图图3-1跨中边板断面图图3-2 中板断面图图3-3 绞缝钢筋施工大样图图3-4 矩形换算截面1.3 空心板的毛截面几何特性计算预制中板的截面几何特性挖空部分以后得到的截面,其几何特性用下列公式计算: 1.毛截面面积：()2A=⨯-⨯0.5⨯10⨯5+0.5⨯5⨯65+0.5⨯5⨯5+5⨯70-⨯=㎝2 99852 3.1462.544247.0382.截面重心至截面上缘的距离:∵4247.038e =99×85×85/2-[0.5×10×5×(70+5/3)+0.5×5×65×(65×2/3+5) +5×5×1/2×5/3+5×70×70/2]×2 - π×62.52/4 ×40∴e=44.993㎝3.空心板截面对重心轴的惯性矩：323232323231553651044.993702312553656544.99365523859985998544.99321221555365544.99323705701257044.9932I π⎡⎤⎛⎫10⨯+⨯⨯⨯--⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫⎢⎥+⨯6+⨯⨯⨯-⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⨯=+⨯⨯--⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⎢⎥+⨯+⨯⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫+⨯+⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦-()22210462.56462.5444.993403.77510mm π⨯-⨯⨯-=⨯-π×62.54/64 -π×62.52/4(44.993-40)2=.358 ㎝4 =3.775×1010㎜41.4内力计算1.空心板简化图计算：设板宽为b 则：85b=4247.038+3067.962 解得： b=86.059㎝2.保持空心板截面重心位置不变，设换算截面空心板形心轴距原空心形心位置的距离为X 则:86.059×85×85/2-3067.962×(40+x ）/4247.038=44.993 X=-0.951㎝（注：空心位置较原位置上移0.951cm ）3.保证截面面积和惯性距相等，设空心截面换算为矩形时宽为k b 高为k h ，如图 b k ×h k =3067.96286.059×853/12+86.059×85(44.993-85/2)2-b k ×h k ×(44.993-40+0.951)2=.358 得：h k =47.051㎝ b k =65.205㎝ 4.换算截面板壁厚度：侧壁厚度：t 3=(86.059-65.205)/2=10.427㎝ 上顶壁厚度：t 1=40-47.051/2-0.951=15.524㎝ 下顶壁厚度：t 2=45-47.051/2+0.951=22.426㎝ 5.计算空心板截面的抗扭惯性距：()()221232244112486.05910.43421186.05910.43415.51922.42104344771723.941t b h I h b t t t cm =⎛⎫++ ⎪⎝⎭15.519+22.42⎛⎫-⨯85- ⎪2⎝⎭=15.519+22.42⎛⎫⨯85- ⎪2⎛⎫⎝⎭-++⎪⎝⎭=()()221232244112486.05910.43421186.05910.43415.51922.42104344771723.941t b h I h b t t t cm =⎛⎫++ ⎪⎝⎭15.519+22.42⎛⎫-⨯85- ⎪2⎝⎭=15.519+22.42⎛⎫⨯85- ⎪2⎛⎫⎝⎭-++⎪⎝⎭=2作用效应计算2.1永久荷载（恒载）产生的内力 1.预制空心板自重1g (一期恒载)中板：41254247.0381010.618g -=⨯⨯= （KN/m ） 边板： g 1'=25×5152.038×10-10=12.880（KN/m ）2．桥面系自重（二期恒载）（1） 桥面铺装采用厚10厘米现浇混凝土，9厘米沥青混凝土，则桥面铺装每延米重为：()21250.111.250.0911.252312 4.284g =⨯⨯+⨯⨯= KN/m（2） 防撞栏杆和防撞墙：经计算得1.183 KN/m（3）绞缝自重：()42255021851025 2.9625g -=⨯+⨯⨯⨯=KN/m 由此得空心板每延米总重力g 为: g I =(g 1×10+g 1'×2)/12=10.995KN/mm KN g /430.89625.2655.0528.0284.4=+++=∏ 3．上部恒载内力计算计算图式如图3，设x 为计算截面离左支座的距离，并令L x =α,则：主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：2/)1(2L g g M M g αα-=Ω= V g =g Ωv =g ×(1-2α)L/2 其计算结果如表3-1：表3-1 恒载内力汇总表2.2可变荷载（活载）产生的内力《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。
空心板标准图集
简支板标准图集（三）
跨径（m）
荷载标准
梁高（m）
中板宽（m）
配筋情况
开孔情况
斜度（度）
工程实例
设计时间
标准图编号
6
8
10
汽- 20，
挂-100
0.40
0.99
先张法预应力
2Ф20cm
90
G204黄圩河桥
2001.08
13
汽- 20，
挂-100
0.70
0.99
先张法预应力
2Ф35c相交
90
1Ф25cm
左15
龙虎河桥
2001.10
0.70
0.99
普通钢筋
1Ф25cm
左30
单河桥
2001.10
16
汽-超20，
挂-120
0.85
0.99
普通钢筋
1Ф30cm
90
未见采用
0.85
0.99
普通钢筋
1Ф30cm
左20
朱家山河桥
2002.04
0.85
0.99
普通钢筋
1Ф30cm
左45
G205南陵-泾县界
简支板标准图集（一）
跨径（m）
荷载标准
梁高（m）
中板宽（m）
配筋情况
开孔情况
斜度（度）
工程实例
设计时间
标准图编号
6
8
10
汽-20，
挂-100
0.45
1.25
普通钢筋
3Ф26cm
90
大丰港公路—大庆河桥
1999.11
10
汽-20，
挂-100
先张法20空心板标准化图集
工程项目质量首件样板标准图集先张20m预应力空心板施工标准化图集一、工程概况京沪高速公路莱芜至临沂（鲁苏界）段改扩建工程施工六标段预制梁场负责范围起讫里程为K601+600～K632+600，主线全长31公里。
段落内桥梁构造物共有大桥600米/2座、中桥219米/4座、小桥102米/5座、分离立交15座、涵洞82道、通道33道、天桥7座；互通立交3处、服务区1处。
20m先张法预应力混凝土空心板共计962片。
项目部根据施工计划的安排，选K608+735.500新汶泗路分离左幅1#-1先张法预应力空心板作为20m梁板预制首件工程。
20m先张空心板首件为K608+735.500新汶泗路分离，与路线交角为0°，第一孔1#-1中板,板长19.92米,板高0.95米,顶板宽1.04米，底板宽1.24米，顶板厚0.12米，底板厚0.12米。
二、施工工艺流程台座打磨、刷油→铺设底板钢筋→安装横梁及钢绞线定位板→布钢绞线、穿入钢绞线并进行初张拉（失效管的穿入）→（张拉设备效验）预应力筋张拉（固定失效管，记录失效值）→绑扎钢筋→安装侧模→浇筑底板混凝土→安装内模→浇筑腹板及顶板混凝土→拆侧模，腹板及顶板凿毛→拆内模→喷淋养生→放张、移存。
2.1台座打磨、刷油空心板底座模板采用超规范标准要求的不锈钢钢板铺设，台座绑扎钢筋前对台座底板清理干净彻底，完成后均匀刷擦拭模板油。
刷油后及时覆盖一层较厚薄膜，薄膜上覆盖土工布，防止布设钢绞线时直接与模板油接触造成污染。
2.2安装横梁及钢绞线定位板在安装横梁和千斤顶时，如钢绞线数量对称的，千斤顶要按照钢绞线数量及间距对称放置；如钢绞线数不对称时，要通过力的对称分配来放置千斤顶。
防止因不对称造成两端受力不均，伸工程项目质量首件样板标准图集长值不对应的现象发生。
2.3布设钢绞线、进行初张拉在覆盖了土工布的台座上布设钢绞线；用小型穿心式千斤顶先对单根对称施加25%的张拉力，将预应力钢筋拉直，锚固端和连接器拉紧，保证每根预应力筋均匀受力，然后在另一端整体张拉到位。
20m空心板梁预制作业指导书
20m空心板梁预制作业指导书目录一、概述 (4)二、空心板梁预制施工工艺流程 (4)三、梁体钢筋制安 (5)1.工艺流程 (5)2.钢筋检验 (6)3.钢筋下料 (6)4.钢筋弯制成型 (9)5.钢筋焊接与绑扎 (11)6.检查验收 (14)7、质量控制 (14)四、梁体模板安拆 (17)1、工艺流程 (17)2、模板安装 (17)3、模板工程允许偏差 (18)4、模板拆除 (19)5、模板应符合以下规定 (19)6、安装质量检验 (20)五、混凝土施工 (20)1、工艺流程 (20)2、混凝土浇筑 (21)3、质量控制要点 (22)六、预应力施工 (24)1、预应力施工工艺流程 (24)2、钢绞线下料、穿束 (25)3、锚具及千斤顶安装 (25)4、张拉 (26)5、断丝、滑丝处理 (27)6、压浆 (28)7、梁体封端 (30)8、张拉注意事项 (31)9、张拉时安全措施 (31)20m空心板梁预制作业指导书一、概述XX桥下部基础形式为单桩单柱和重力式U型桥台，桥梁分左右两幅，每幅分主道和辅道。
梁体长度为19.96m，梁高0.95m，梁宽1.24m，全桥共计108片梁，边梁24片，中梁84片。
空心板梁采用后张法预制施工，预制梁场设两台40墩跨度22m的龙门吊，设置制梁台座18个，存梁台座3个（每个单层存梁12片）。
二、空心板梁预制施工工艺流程三、梁体钢筋制安1.工艺流程梁体钢筋施工工艺流程2.钢筋检验钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能(屈服强度、抗拉强度和伸长率)和工艺性能(冷弯)试验，其质量必须符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)等现行国家标准的规定和设计要求。
检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋，以每60t为一批，抽检一次，不足60t也按一批计。
3.钢筋下料（1）钢筋下料计算钢筋因弯曲或弯钩会使其长度变化，在配料时根据砼保护层的厚度进行调整。
后张法预应力空心板预制施工作业指导书
后张法预应力空心板预制施工作业指导书1合用范围本作业指导书合用于库阿高速公路在预制场进行空心板的预制、张拉、压浆、移位、存贮作业。
2.编制重要应用标准和规范2.1 《公路桥涵设计通用规范》JTG-D-20232.2 《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-20232.3 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-20232.4 《公路工程质量检查评估标准》JTG F80/1-20232.5《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076-953施工准备3.1技术准备3.1.1、由中交指挥部总工程师组织工程设计部、工程管理部、安全质量部等相关部门向各分指挥部总工就承包协议有关条款、设计图、设计文献、施工技术规范和质量规定、使用的施工方法和材质规定等进行交底。
各分指总工向分指各部门、现场负责人及技术员交底就以下内容进行交底：⑴协议中有关施工技术管理和监理办法，协议条款规定的法律、经济责任和工期。
⑵设计文献、施工图及说明要点等内容。
⑶分部、分项工程的施工特点，质量规定。
⑷施工技术方案。
⑸工程协议技术规范、使用的工法或工艺操作规程。
⑹材料的特性、技术规定及节约措施。
⑺季节性施工措施。
⑻各单位在施工中的协调配合、机械设备组合、交叉作业及注意事项。
⑼实验工程项目的技术标准和采用的规程。
⑽适应工程内容的科研项目、四新项目和先进技术、推广应用的技术规定。
⑾安全、文明、环保施工具体规定。
由现场主管技术员配合分指工程部向现场施工班组、施工人员进行技术、操作、安全、环保交底, 保证施工过程的工程质量和人身安全。
3.1.2、本工程危险源涉及高空坠落、物体打击、触电、机械伤害、中毒、火灾、职业病等。
3.1.3、复核施工图纸的空心板工程数量、计算起重重量，复核空心板预制长度、细部尺寸是否与桥梁跨径相适应，预埋件位置是否准确。
复核预应力筋下料长度、预应力管道线形及坐标、锚垫板与预应力管道是否垂直，计算预应力筋控制张拉力及张拉伸长量。
后张预应力空心板张拉方案
20米空心板梁后张法预应力筋张拉及压浆施工方案xxxxxxxxxxxx为20米预应力空心板.预应力空心板共31片，预应力钢筋设计为每片4束，中板每束5根钢绞线，边板下部每束6根钢绞线,上部每束5根钢绞线,施工采用预制场集中预制。
空心板的预制均采用金属波纹管成孔，两端对称张拉。
一、技术方案1、材料:预应力钢束采用Ф15。
2mm，ƒpk=1860MPa，张拉时锚下控制预应力σcon=0。
72fpk=1339.2MPa。
钢绞线采用ASTM416—99标准低松弛钢绞线，钢绞线的截面面积为140mm2，弹性模量E p=195Gpa。
中板上部钢束长N2为20.98m，下部钢束长N1为20.91m。
边板上部钢束长N2为20。
98m，下部钢束长N1为20。
91m。
锚具:选用DQM15型系列锚具。
锚具出厂时有产品的出厂检验书，锚具及钢绞线进场后对外观进行检查，并有硬度检验和静载锚固能力试验等完整的检验数据。
千斤顶,油表均已经正式检测机构标定,标定结果符合规范要求。
2、张拉条件：预应力钢绞线的张拉在构件外观及几何尺寸符合质量要求和梁板砼强度达到95%后且养护时间不小于7天即可进行张拉.3、钢绞线的穿束:钢绞线采用人工编束后由人工进行穿入。
钢绞线切断采用砂轮切割机。
4、张拉程序：0 →初应力（15％）→бcon(持荷5min）后锚固，张拉顺序为左N1→右N2→右N1→左N2.5、张拉方法：所有钢绞线均采用两端对称张拉,张拉采用双控法进行,以应力控制为主，伸长量作为校核.空心板两端千斤顶就位后，先施加张拉力的15％,记录此时伸长值为△L1;再施加100％张拉力，记录的伸长值为△L2，实际伸长值△L=△L2+△L1。
如伸长值偏低，可施加到张拉力的102%，但不管何种情况下,都不允许超过张拉应力的102％，且实际伸长值与理论伸长值的差值必须控制在±6%之间。
如在张拉过程中发现伸长值异常，应停止张拉,查明原因后方可继续进行。
空心板梁标准图
317
529
六、施工要点
有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》 （JTG/T F50-2011）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：
1、材料进场 1）采用的材料应按有关规范、规程的规定进行检测，验证合格后方可使用，工程中 所采用的混凝土原材料应统一，且宜采用同一生产厂家、同一品种、同一批号且连续进
支座吨位 (kN)
4×300 4×300 4×300 4×350 4×350
最大吊装重量(t)
边板：159 中板：123 边板：220 中板：171 边板：347 中板：273 边板：437 中板：336 边板：380 中板：320
3、汽车荷载：城—A 级（快速路、主干路、次干路）。
人群荷载根据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）进行计取。
跨径 10m
项目
边板 中板
钢束张拉 完上拱度
(mm)
存梁 30d 存梁 60d
上拱度 上拱度
(mm)
(mm)
边板 13m
中板
边板 16m
中板
边板 18m
中板
边板 20m
中板
存梁 90d 上拱度 (mm)
二期恒载 产生的下 挠值(mm)
表注：上拱度正值表示位移向上，负值表示位移向下。
3）空心板预制时，锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于
五、设计要点及计算数据
1、本通用图的结构体系为简支结构，按部分预应力混凝土 A 类构件设计。 2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层视为 7cm 附加截面参与结 构受力，跨中荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点荷载横向分布系数按杠杆法计算， 支点至 1/4 跨按直线渐变，并采用空间结构计算软件校核。 3、设计参数 1)钢筋混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为 E=3.45×104MPa。