大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算
公路预应力混凝土大悬臂盖梁的计算
施工时对 航道的影响
不佳
不佳 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
好
一
般
美观性
结构体 量小 。 结 构气势 宏 整体线 条流 畅简 体线 条流 造 整 型轻盈 优美 ， 伟 ， 有 动 洁、 借 助 主 墩 畅 简 洁 ， 国 富 可 粱 内轻轨交通 尚 感 ． 为 新 造 型， 较 的 弱化 粱 的体 量 较 体 未有此桥 型 颖独特 体的体量感 大 １ ８ ３３ ３ 费用较大 １ ２ ２１ Ｏ 费用较大 １ １ ０９２ 费用小 ｌ ５０ １ ０ 费用小
３×２ ３＋ １ ０×２ １＋ ２ × ２ ＋ ２ ２ ６＋ ３ １＋ ４× ２ ６＋ ４ × ３ １＋ ３× ４１＋
底宽 为 １０ｅ 相邻 箱梁 中 间搭设 宽 １９ ｃ２的混凝 土预 制板 。 ０ ｍ， ０ ｎ ４ ．５ ｍ简支梁 。跨度小于 ２ 的梁采用先张预应力 空心板梁 下部采用独柱墩接倒 “ 形 预应力混 凝土 隐形 盖梁 ， ０６） ５ｍ Ｔ” 墩身 高度 均 接 隐形盖梁双柱墩 ， 度大 于 ２ 的梁采 用预 应力组 合箱 梁接 大于 １ Ｉ 身截 面尺寸为 ５ ０ｍ（ ） ． 纵 ） 跨 ５ｍ ０Ｉ， Ｔ墩 ． 横 ×２ ０ｍ（ 。盖梁总 高
上海 Ａ ４高速公路上 的奉浦大桥是黄浦 江上第一座 大跨度预 隐形盖梁独柱墩配 ， 基础采用钻孔 桩基础 。独柱墩 大悬臂隐形盖
应力混凝 土连续梁桥 。此 桥分 两期建 造 ， 分别 为 已于 １９ ９５年建 梁的采用 ， 不仅改善 了下部 空间 的通视条 件 ， 而且实 现 了结 构造
成通车的奉浦西桥 工程 和正在 设计 阶段 的奉浦 东桥工 程。我们 型的美 观 ， 达到 与周 围环境相协调 的效果。下面 以奉浦 大桥引桥 主持设计 的新建 奉浦 东 桥位 于 既有 西桥 下游 ， 与西 桥 的净距 为 工程 中跨度 ３ ０ｍ的预应力混 凝土组 合箱 梁桥墩 盖梁 为例 ， 绍 介 ５Ｉ， Ｉ Ｔ 为满足桥下 通航及 排洪 要求 ， 建 桥孔 跨 与既 有桥 对应 设 公路桥梁 中大悬臂盖梁的受力分 析计算 。 新
大悬臂预应力盖梁设计与计算分析
大悬臂预应力盖梁设计与计算分析摘要：以大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象，笼统的介绍了公路桥梁大悬臂预应力混凝土盖梁的设计背景、盖梁基本知识、技术标准、施工工作中应注意的几个问题。
关键词：大悬臂预应力；混凝土；盖梁设计；计算分析1.设计背景在城市桥梁建设中，周围环境对桥梁上下部分结构的选型影响较大，要使桥梁结构与周围环境在空间上相协调满足城市景观的要求，桥下也要有足够的行车道宽度。
城市的交通工程难以在短时期内竣工，这就对城市的交通起了一定阻碍作用。
然而城市的不可间断性也制约着工期，因而城市的上部结构一般采用预制拼装，下部结构要保证桥下有足够行车宽度和视野通透，使得车辆在道路中安全行驶。
2.盖梁设计概况对某高架桥双墩柱大悬臂预应力盖梁进行了分析，从大悬臂预应力盖梁的受力模式和计算方法等方面进行了论述，分析了计算结果，可作为该类型盖梁设计的参考。
2.1 技术标准（1）设计速度；（2）设计荷载；（3）桥梁宽度；（4）地震烈度。
2.2 盖梁尺寸盖梁尺寸对整个盖梁设计有重要的作用，它是设计和施工的基础。
上部构造预应力混凝土小箱梁，下部结构受市政路干扰较大，采用了双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁。
盖梁截面采用倒T型形式，，T形结构尺寸设计可分为盖梁长度、两侧各悬臂、两墩柱中心间距、顺桥向顶宽度，两侧垫石平台宽度根部高度端部长度值。
盖梁由根部到端部采用圆弧形过渡。
在弧形处最好设置上监控摄像头和路面提供限速标志，防止司机的车速太快出现交通事故。
2.3 盖梁预应力钢束预应力混凝土盖梁混凝土结构，预应力钢束采用的绞线，预应力钢束布置都要符合国家标准，相应有关参数如下：（1）预应力管道采用塑料波纹管；（2）管道摩擦系数；（3）管道偏差系数；（4）钢筋回缩和锚具系数；（5）张拉控制应力。
2.4 盖梁施工步骤（1）立模浇筑盖梁混凝土，待混凝土强度达到设计强度的90%时张拉钢束达到国家标准值；（2）由中间向两端对称架设预制箱梁；（3）架梁结束后张拉钢束；（4）二期恒载施工。
桥梁8—墩柱盖梁计算
h0——盖梁截面有效高度（mm）； fcu ,k——边长 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准值
（MPa）取设计的混凝土强度等级。
h0——盖梁截面有效高度（mm）
（3） 钢筋混凝土盖梁的斜截面抗剪承载力计算
14 l
0Vd
1
20
h
10
3
bh0
(2 0.6P)
f f cu,k sv sv
计算，即：
f sd As
f pd Ap
fcd bx
f
' sd
As'
(
f
' pd
' p0
)
Ap'
（2） 钢筋混凝土盖梁的抗剪截面应符合下列要求
l 10.3
0Vd h 30 103
f cu,k bh0
(kN )
（7—196）
式中 Vd——盖梁验算截面处的剪力组合设计值（kN）； b——盖梁截面宽度（mm）；
（1） 钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯承载力计算
0 M d f sd As z
（7—195）
z
(0.75
0.05
l h
)(h0
0.5x)
式中 Md——盖梁最大弯矩组合设计值； As——受拉区普通钢筋截面面积； fsd——纵向普通钢筋抗拉强度设计值；
z——内力偶臂；
h0——截面有效高度； x——截面受压区高度，按《桥规》(JTG D62)公式（5.2.2—2）
八 墩台盖梁
墩台盖梁与墩柱是桥梁中最为常见的结构，其计算方法应按盖梁与墩 柱的线刚度为依据。一般应按刚构计算，但当盖梁与柱的线刚度EI/l（E为 梁或柱混凝土得弹性模量、I为毛截面惯性矩、l为梁计算跨径或柱计算长 度）之比大于5时，双柱式墩台盖梁可按简支梁计算，多柱式墩台盖梁可 按连续梁计算。 计算连续梁盖梁的支座负弯矩时，可考虑支座宽度对弯矩折减的影响，圆 截面墩柱可按等效抗弯刚度和截面面积的矩形截面柱计算，也可采用简化 计算将其换算为0.8倍直径的方形截面柱。
预应力混凝土盖梁的设计与计算
维普资讯
第３ ３卷 第 ｌ ８期 ２ ００ ７ 年 ６ 月
筋用量明显增 加 ， 同时 作为城 市的桥 梁 ， 采用较 多墩柱 有 碍于城 （ 如墩柱与盖梁连接处及支座垫石附近 ） 应力可能偏差较 大 ， 这 但 市 的美观 ， 同时 因为桥下净空和视线等要求 而采用预应力 混凝土 些通常可 以通 过熟悉 的构造 措施来 处理 。因此 ， 除非特 殊需要 ， 盖梁。因此 ， 本设计盖梁采用预应力 混凝 土结构 。
设计厚度。
１ ２．
３ 结语
［］ ２ 钱大桐 ． 双连拱 隧道施工技术 ［］ 山西建筑 ，０ ６ ３ （ ） １５ Ｊ． ２０ ，２ ９ ：２ ．
张 少 东
摘 要Ｉ 以汕头市梅溪河金凤大协 一 西港高架桥 ３ 型梁桥 的预应 力混凝土盖 梁设 计为工程 实例 ， 要介 绍 了预应 一 ５ｍ Ｔ 简
力混凝土盖梁的计算要点和 设计方法， 以供类似桥梁工程的设计参考。 关键 词 Ｉ 预应力混凝土盖梁 ， 计算 要点， 设计方法
中图分类号 Ｉ ４ ２ Ｕ ４ 文 献标识码 ： Ａ
汕头市地处韩江 三角 洲平原 ， 流众 多 ， 河 建设 完工 的桥梁很 计 中只考虑弯剪两种 内力的组合来进行计算 ， 而采用 把抗剪普通 多， 基本上采用传统 的单 幅双柱墩模 式 ， 而当桥幅较大时 ， 采用 钢筋适 当加强 的办法 来抵抗 扭转 内力 的影响 。如果 计算 时考虑 则 单 幅三柱甚至四柱模式 ， 盖梁全部 采用普 通混 凝土 ， 很少 采用预 弯剪扭 三种内力 同时组 合 ， 不仅使 计算工 作相 当繁琐 ， 而且 实际
盖梁计算书
附件：盖梁计算书一、计算说明、参数本标段盖梁累计71个，均为双柱盖梁。
总体分一般构造盖梁和框架墩盖梁（即预应力盖梁）两种。
其中一般构造盖梁7种尺寸，框架墩盖梁2种尺寸。
普通盖梁采用C35混凝土，框架墩盖梁采用C50混凝土。
一般构造盖梁共7种尺寸，分布如下（按长x宽x高统计)：11.2*1.9*1.4共 6个；11.2*2.1*1.9共6个；11.595*1.9*1.4共18个；15.736*2.1*1.5共4个；7.8*1.9*1.3共4个；11.2*2.2*1.6共12个；11.595*2.2*1.6共18个。
框架墩盖梁共两种尺寸，分布如下（按长x宽x高统计)；24.2*2.4*2.2共1个，适用于松林大桥5#墩；24.2*2.4*2.2共2个，适用于松林大桥4#、6#墩。
由于11.2*1.9*1.4（1.595*1.9*1.4为斜交）盖梁具有代表性，故以下计算按11.2*1.9*1.4盖梁进行受力计算分析。
盖梁采用大块定型钢模板施工方法。
模板设置横向][8加劲楞，横向加劲楞直接焊接在模板上；竖向][12加劲楞则布置在外侧,间距为0.8m，且其上安装对拉螺杆。
计算参数：A3钢强度设计值：抗拉、抗压、抗弯：[σ] =21.5KN/cm2=215Mpa，不计入系数时[σ] =145Mpa 抗剪：[τ]=12.5KN/cm2二、计算依据和参考资（1）揭阳至惠来高速公路A7标合同段两阶段施工图设计（2）公路桥涵施工技术规范（JTJ 041－2000）（3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025－86）（4）路桥施工计算手册. 人民交通出版社. 2002（5）公路桥涵施工技术规范实施手册. 人民交通出版社. 2002（6）机械工程师手册. 机械工业出版社. 2004三、模板计算荷载分项系数是在设计计算中，反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值。
对永久荷载和可变荷载，规定了不同的分项系数。
悬臂盖梁施工牛腿计算书
悬臂盖梁支架计算书盖梁采用膺架+梁式支架法施工，在墩柱上预埋φ120mm穿芯棒、墩柱左右两侧设置膺架作为支架横梁支点，采用I40a工字钢作为支架横梁，在支架横梁与各个支点之间设置φ150mm沙箱调整标高并作为落架装置。
膺架采用I16工字钢与I25a工字钢焊接成三角形，在墩柱中预埋15mm厚钢板，将膺架与预埋钢板焊接固定。
膺架上方设置双拼I25a工字钢小纵梁用于支撑I40a工字钢主梁。
模板支架见下图：1荷载取值（1）钢筋及混凝土自重26kN/m3，根据盖梁形状，沿盖梁长度方向受力图示如下：（2）钢模板（含模板底部I16工字钢分配梁及端部倒角支架）总重15.5t，即155kN，按照沿盖梁长度均布荷载为8.8 kN/m；（3）施工人员机具荷载3 kN/m2，盖梁宽2.3m，折合6.9 kN/m；（4）振捣荷载2 kN/m2，盖梁宽2.3m，折合4.6kN/m；（5）支架主梁采用I40a工字钢，大小桩号两侧主梁合计延米重135.2kg/m，换算为均布线荷载1.352kN/m；荷载组合，恒荷载分项系数1.2，活荷载取1.4；盖梁支架主梁为双悬臂三跨连续梁，盖梁整体力学图示如下： 171.80kN/m 171.80kN/m 107.22kN/m 107.22kN/m1#2#3#4#2验算I40a 工字钢主梁承载力盖梁主梁为I40a 工字钢，在墩柱大小桩号两侧各有一根，两侧主梁平分盖梁全部荷载，单根工字钢主梁受力图示如下：85.90kN/m 85.90kN/m 53.61kN/m 53.61kN/m1#2#3#4#单根主梁弯矩图如下图(包含主梁自重)：单根主梁剪力图如下图(包含主梁自重)：四个支点反力：单根主梁最大弯矩M max =177.74kN ·m ， I40a 工字钢截面惯性矩I x =21720cm 4，截面抵抗矩W x =1090cm 3，A=86.1cm 2，抗弯强度205MPa ，抗剪强度120 MPa 。
双墩柱大悬臂预应力盖梁设计探讨
双墩柱大悬臂预应力盖梁设计探讨摘要:通过笔者参与设计的一座高架桥的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,简要介绍双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁的设计及在设计中应注意的问题。
关键词:盖梁预应力设计近年来,随着城市规模的不断扩大,快速路及大型立交应运而生,大量高架桥在城市中不断出现,设计中经常采用预制拼装上部结构和大悬臂预应力盖梁桥墩相搭配的结构形式,此类型下部结构既减少占地面积,节省征地等费用,又增加桥下空间的通透性。
上部结构采用预制结构,施工工艺成熟,既保证了施工质量,缩短了工期,又节省造价[1]。
因此,该类方案不仅在技术上安全可行,而且在景观和造价方面均满足要求而备受业主的青睐。
本文以某工程项目高架桥中的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁为例,介绍了该类型盖梁的受力特性和设计要点。
1 盖梁的受力特性盖梁将上部结构所受荷载传递给墩柱和基础,是下部结构设计中的重要部分。
排架墩台在横桥向由盖梁与柱(桩)组成框架结构,对于双墩柱的盖梁可按连续梁计算。
与外加荷载相比,盖梁自身产生的结构内力很小,盖梁上绝大部分的力来自于上部结构经支座传递的集中力。
2 盖梁设计概况2.1 盖梁的构造尺寸及预应力钢束布置此高架桥中的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁总长为2198 cm,左悬臂长774 cm,右悬臂长624 cm,根部高为250 cm,端部高为150 cm,盖梁宽250 cm。
采用双圆柱墩,墩直径为210 cm。
主要尺寸见图1。
预应力混凝土盖梁采用A类预应力混凝土结构,预应力钢束采用φs15.24低松弛高强钢绞线,其标准强度均为fpk=1860 MPa,弹性模量Ep=1.95×105 MPa,延伸率不小于3.5%。
预应力钢束布置如图1所示。
预应力管道采用塑料波纹管;管道摩擦系数:u=0.15;管道偏差系数:k=0.0015/m;钢筋回缩和锚具变形:6mm;张拉控制应力:1395 MPa。
2.2 盖梁的施工步骤预应力混凝土盖梁设计时既要保证使用阶段结构的安全,也要保证施工阶段结构的安全,并尽可能方便施工,所以预应力盖梁的钢束通长状况下可分两批次张拉[2],同时考虑施工的便易性,本盖梁采用单侧张拉。
大悬臂预应力盖梁钢绞线张拉施工探讨
大悬臂预应力盖梁钢绞线张拉施工探讨摘要:预应力技术目前大量使用与桥梁工程中,由于其能够有效的减小梁的高度,增大梁的跨度,提高承载力。
本文介绍了大悬臂预应力盖梁钢绞线的张拉长度计算方法,同时结合笔者的工程实例介绍了某桥梁预应力施工过程。
关键词:预应力张拉伸长量钢绞线盖梁施工随着生产技术的提高,高强度的钢绞线线的出现,推动这预应力技术的高速发展。
随着施工机械的发展,预应力技术变得越来越方便。
预应力技术运用,在不改变梁的高度时,能够有效的增加梁的承载力,同时能够很大限度的减小裂缝的出现。
当在一些公路桥梁,上部荷载一定,而跨度很大,梁的高度受到通行条件的限制,此时预应力技术能过有效解决这样的问题。
本文将结合笔者多年的施工经验,介绍大悬臂预应力盖梁钢绞线在张拉过程总的伸长量的技术以及张拉过程中的质量控制。
1 大悬臂盖梁钢绞线张拉伸长量计算大悬臂盖梁的施工一般采用后张法进行施工。
根据《公路桥涵施工技术规范》的相关规定,在张拉的过程中,为了确保张拉质量,要求采用张拉值和伸长量双重指标进行控制。
一般的对于扁锚采用的单根张拉的方式、圆锚采用整体张拉。
在张拉的过程中伸长量,其中为开始至初张的伸长量;为初张至末张间的伸长量;为总的伸长量。
2 工程实例分析2.1 工程概况沿海某城市高架桥采用的是预应力箱梁,设计采用的上部结构为先铰支后连续的预应力箱梁,盖梁的采用的是双柱式大悬臂预应力盖梁。
施工中采用C50混凝土,预应力钢绞线为高强强度低松弛的钢绞线,强度=1860 Mpa,每股由=15.2 min钢绞线组成一根钢束,控制张拉应力为。
当混凝土养护28天之后,强度达到90%以上开始张拉张拉过程中采用控制张拉应力和伸长量双控措施保证张拉质量。
盖梁悬臂长度较大。
(1)伸长量计算。
计算参数取值:15.2钢绞线的弹性模量:=1.95×105 Mpa;孔道摩阻系数:=0.2;孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数:k=0.0015;具体计算结果见表1。
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浅谈大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算
摘要：大悬臂盖梁的结构受力情况较为复杂。
盖梁的内力计算，经常使用计算机建立有限元模型来模拟真实受力状态进行设计分析。
关键字：桥梁；预应力；盖梁；设计
中图分类号：k928文献标识码： a 文章编号：
1、引言
随着交通建设步伐的不断加快，交通建设标准的不断提高，特别是高速公路上的桥梁大都是双向4车道甚至6车道或更多，如桥梁采取单幅桥梁，就导致盖梁的横桥向长度甚至达到了20m以上。
长度20m以上的盖梁若采用普通钢筋混凝土结构，要求有较大的梁高，而且至少需要三柱式甚至四柱式以上桥墩才能够满足受力要求。
使用预应力盖梁是减少墩柱的数量、降低梁高有效的办法，并可以提高其结构的受力性能和抗裂性能。
2、工程概况
某高速公路上桥梁工程较多，其中某桥上部基本结构采用30m先简支后连续预应力小箱梁，下部结构应用了桩柱式桥墩，预应力盖梁尽量减少墩柱的数量，以保证桥下的通透，便于桥下土地的利用。
预应力盖梁采用a类预应力混凝土结构，预应力钢束采用低松弛高强钢绞线，预应力钢束布置如下图所示。
预应力管道采用塑料波纹管；管道摩阻系数：；管道偏差系数：；钢筋回缩和锚具变形：；张拉控制应力：。
荷载等级为：公路一级。
结构设计基准期为100年；
抗震设防等级按地震加速度峰值0.10g（基本烈度vi），桥梁工程按vii度进行设防。
荷载的取值，1）、恒载。
上部结构恒载包括30m 预制箱梁自重、防撞护栏撞、桥面铺装重。
恒载通过支座传递到盖梁、故将上部恒载简化为集中力加载在盖梁相应位置处。
2）、活载。
汽车荷载采用公路——i级车辆荷载。
按桥面偏载最不利位置加载。
3）、温度荷载。
整体升温、降温,并按jtgd60-2004公路桥涵设计通用规范第4.3.10考虑梯度升温、梯度降温。
4）、沉降。
墩底沉降取0.005m。
3、盖梁计算
盖梁采用midas fea进行有限元分析，模型中建立了盖梁和桥墩，墩底和承台，承台固结（如图）。
盖梁计算时，其控制截面主要是盖梁中部上缘和悬臂根部下缘位置。
现以长度盖梁21.2m为例。
图1 盖梁计算模型
从析计算可以看出，柱顶的负弯矩是控制设计的部位，所以柱顶的预应力钢束位置都尽量提高，但也需注意柱顶下缘会出现反拉的情况。
当发生偏载时在盖梁长悬臂处于墩的交接处会出现一定的拉应力，但都是在规范要求的范围内。
同时，在盖梁预应力锚固区会出现应力集中现，往往是预应力附近应力较大，为了合理科学的将预应力束附近的应力扩散开，对锚下钢筋的布置就不容忽视，以防预应力端头应力过大产生裂缝，由于上部箱梁架设前后内力变化较大，所有钢束一次张拉难以控制局部应力，因此设计分批进行张拉。
通常情况下要进行应力控制设计，所以设计过程应首先关注各截面
的应力状态。
通常大悬臂预应力盖梁是将预应力筋布置在盖梁的上缘以增加上缘的抗裂性，并方便施工，减少预应力筋的弯曲程度，降低预应力损失。
预应力盖梁为后张法预应力构件，因此在钢束张拉前，普通钢筋没有足够的强度支撑自身重量，需要塔设支架浇筑盖梁。
因为目前公路桥梁普遍应用的是普通钢筋混凝土盖梁，因此施工不能存在思维定势，忽略盖梁支架的设计。
同时，应按照设计要求，分批分阶段张拉钢束，严格控制张拉顺序，张拉时混凝土强度需达到设计值的90%，且需要控制混凝土养生时间不少于7d。
严格控制张拉工艺，采用张拉控制应力及钢束伸长量同步双控张拉过程。
理论钢束伸长量应按实测按实测弹性模量、混凝土强度等数据计算，并与设计图纸所提供的计算值进行校核。
4、总结
本次分析结果都满足规范要求，大悬臂双墩柱预应力混凝土盖梁的设计方案不但使桥梁上下部结构充分协调，满足景观要求和通行要求，而且通过计算也验证了这一盖梁形式在技术上安全可行，作为高速公路上的跨径不大的桥盖梁是可行的。
参考文献
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作者简介：
付芸，1986，女，助理工程师，主要从事桥梁维修养护及施工方面工作。