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装配式预应力混凝土20米简支T梁说明(24.50m)14-1-9

2022-09-28 来源:好走旅游网
装配式预应力混凝土简支密排T梁说明

一、技术标准与设计规范

1、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) 2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)

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、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011) 5、《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2006) 6、《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008) 二、技术指标

主要技术指标表

公路等级 高速公路、一级公路 路基宽度(m) 24.5 汽车荷载等级 公路Ⅰ级 行车道数 双向四车道 桥面宽度(m) 2×12.00 跨径(m) 20 斜交角(°) 0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45° 单幅桥梁片数 8 梁间距(m) 1.5429 预制梁长(m) 19.94 预制梁高(m) 1.10 预制梁最大吊装重量边梁313.8;中梁309.4 -1-

(KN) 设计安全等级 一级 环境类别 Ⅰ类,Ⅱ类

三、主要材料 1、混凝土

采用高性能混凝土,以提高混凝土的耐久性。高性能混凝土的原材料和配合比应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)和《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)的规定。高性能混凝土除了应满足常规的力学指标要求外,针对于不同的使用环境,还应满足相应的指标。混凝土所采用砂石均应进行水洗。

1) 水泥:应采用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于52.5的硅酸盐水泥,同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。

2)细集料:应采用级配良好、质地均匀坚固、吸水率低、空隙小、细度模数2.6~3.2的洁净天然中粗砂,或符合要求的人工砂,不得使用山砂和海砂。

3) 粗骨料:应采用连续二级级配或多级级配。应选用质地均匀坚固、粒形良好、级配合理、线胀系数小的洁净碎石,不得采用碎卵石、卵石和砂岩碎石。

碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm,以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。使用前应对粗集料进行碱活性检验,避免采用有碱活性反应的粗集料。

4)外加剂应选用优质的高效减水剂或复合减水剂,并应选择减水率高、塌落度损失小、适量引气、与水泥之间具有良好的相容性、能明显改善或提高混凝土耐久性能且质量稳定的产品。引气剂或引气型外加剂应具有良好的气泡稳定性。

5)矿物掺合料应选用品质稳定、来料均匀的粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等。6) 混凝土:预制T主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端采用C50;桥面现浇层采用C50防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级为W6,桥面铺装采用沥青混凝土。

2、普通钢筋

普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋,应符合《钢筋混凝土用钢 第一部分:热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008)和《钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)的规定,凡钢筋直径大于等于12mm者,采用HRB400热轧带肋钢筋;凡钢筋直径小于12mm者,采用HPB300钢筋。

本册图纸中采用了直径d=10mm的HPB300钢筋;HRB400钢筋主要采用了直径d=12、16、20、25mm四种规格。

3、预应力钢筋

采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa,公称直径d=15.2mm的低松弛高强

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度钢绞线,其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)的规定。

4、其他材料

1)钢板:钢板应采用《碳素结构钢》(GB700-2006)规定的HPB300钢板。

2)锚具:预制T梁钢束采用15-7与15-9型系列深埋锚具及其配件,参考OVM深埋锚具技术参数进行设计,预应力管道采用高密度聚乙烯塑料波纹管,其技术要求应满足规范《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》(JT/T 329-2010和《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T 529-2004)。 3)支座:采用板式橡胶支座,其材料和力学性能均应满足《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T 663—2006)规定。

4)防水层:防水层技术指标应符合《路桥用水性沥青基防水涂料》(JT/T35-2004)的要求,即固体含量≥43%;延伸性(无处理)≥6mm;耐热性160±2oC;粘结性≥0.4MPa;不透水性0.3 MPa、30min不渗水;柔韧性-20±2℃。 四、设计要点

1、本通用图的结构体系为简支结构,按预应力混凝土A类构件设计。 1) 荷载横向分配系数支点处采用杠杆法计算,跨中区域采用刚性横梁法、刚接板(梁)法和梁格法计算,并取三者大值,中间采用线性过渡,桥面板计算

按单向板和悬臂板计算。

2) 预制梁按部分预应力混凝土A类构件设计,其内力计算采用平面杆系有限元法进行分析计算,对结构分别进行承载能力极限状态验算、持久状况正常使用极限状态验算、持久状况和短暂状况构件的应力验算。

c)斜交T梁内力计算采用空间梁格模型进行分析计算,对结构分别进行承载能力极限状态验算、持久状况正常使用极限状态验算、持久状况和短暂状况构件的应力验算。

2、设计参数

1)混凝土:重力密度γ

=26.0kN/m3,弹性模量

EC=3.45×104MPa。

2)沥青混凝土:重力密度γ=24.0kN /m3。

3)预应力钢筋:弹性模量Ep=1.95×105 MPa,1000h

后钢束应力松弛率

不大于0.025,松驰系数ζ=0.3。

4)锚具:锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算;聚乙烯塑料波纹管摩阻系数μ=0.17,偏差系数k=0.0015。

5)竖向梯度温度效应:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)规定取值。

3、最大支点反力

支点位置 荷载组合 边梁 中梁 恒载(kN) 278.5 293.4 -3-

恒载+汽车活载(kN) 618.1 596.8

五、耐久性设计要求

1.应满足《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)中Ⅱ类环境下关于结构混凝土耐久性的要求,包括最低混凝土强度等级、最大水胶比、单方混凝土中胶凝材料及水泥最小用量、混凝土外掺剂、抗冻耐久性指数DF及氯离子扩散系数DRCM等指标。

2.桥面铺装混凝土、防撞护栏混凝土等均应保证混凝土密实,无气泡。 3. 应满足《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)中Ⅱ类环境下关于结构普通钢筋和预应力直线形钢筋最小混凝土保护层的要求。 六、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》(JTG/T F50-2011)有关条文办理外,还应特别注意以下事项: 1、主梁预制

1)为了防止预制梁上拱过大,预制梁与桥面现浇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。预制梁应设置向下的二次抛物线反拱。预制T梁在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示,施工单位

可根据工地的具体情况(如存梁期、砼配合比、材料特性及地区气候等)结合

试验梁的反拱状况以及经验设置反拱。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。施工设置反拱时,预应力管道也同时设置反拱。

反预拱值设置表 单位:mm

位 置 钢束张拉完存梁30d存梁60d存梁90d二期恒载产上拱度 上拱度 上拱度 上拱度 生的下挠值 反拱度建议值 边梁跨中 19.5 32.1 34.2 35.9 -11.0 -16.1 中梁跨中 19.2 31.5 33.5 35.2 -12.8 -16.1 (表中正值表示位移向上;负值表示位移向下)

表注:

Ⅰ、表中数值为计算值,施工时,应根据预制梁实测上拱值修正反预拱度;

Ⅱ、表中反预拱度建议值未考虑竖曲线的影响,设计时应根据竖曲线半径调整反预拱度的设置值; Ⅲ、反预拱度可采用圆曲线或其他二次抛物线。

为防止同跨及相邻跨预制梁间高差过大,同一跨桥不同位置的预制梁的存梁时间应基本一致,相邻跨的预制梁的存梁时间亦应相近。

2)T梁预制时,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、护栏及其他相关附属构造的相应预埋件,均应参照有关图纸施工预埋在预制梁内。

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

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T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,应保证管道位置不变而只是适当挪动构造钢筋位置。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)预制T梁预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的100%后,且混凝土龄期不少于10d,方可张拉,锚下控制应力为0.72 fpk =1339.2MPa。

3)施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。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误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。

4)主梁预应力钢束张拉必须采取措施以防梁体发生侧弯,钢束采用两端对称张拉,依次张拉N1,N2,N3钢束。张拉过程中,两端应加强联系,协调统一,确保两侧的千斤顶出顶长度均匀和张拉速率基本相同。同时注意梁体的变化,特别是预拱度,防止梁端摩阻力过大而损伤梁体。

5)张拉完成后,宜在48h内完成孔道压浆。

6)孔道压浆前应使用高压水冲洗管道,并用不含油的高压风干燥。孔道压浆液采用高性能C50水泥浆,采用真空辅助灌浆,要求压浆饱满。水泥浆强度尚未达到40MPa时,不得移动T梁。 3、主梁安装

1)结构上构施工顺序:T梁预制→架梁→浇筑横隔板湿接缝→浇筑翼缘板

湿接缝→浇筑桥面现浇层→安装护栏,浇筑沥青混凝土铺装、安装附属设施→成桥。

2)预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。预制梁运输、起吊安装过程中,应注意保持梁体的横向稳定,架设后应采取有效措施加强横向临时支撑,并及时焊接翼缘板、横隔板接缝钢筋等,以增加梁体的稳定性和整体性。 3)桥梁架设若采用架桥机吊装,必须在预制梁之间横隔板的连接和翼板湿接缝混凝土浇筑后,且达到混凝土强度设计等级的100%并采取压力扩散措施后,方可在其上运梁。架桥机在桥上行驶时必须使架桥机重量落在梁肋上,施工单位应按所采用的架桥机型号对T梁进行施工荷载验算,验算通过后方可施工。

4、其他

1)施工时应注意横隔板钢筋骨架的位置,并准确放样,以期给搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。

2)混凝土强度达到设计强度标准值的100%后,梁端湿接头、横隔板、翼缘板等新老混凝土结合的部位均应采用机械凿毛机进行全面凿毛,彻底凿除混凝土表面直至全部露出骨料。棱角处留出1.0~1.5cm,防止凿毛时破坏棱角,影响外观。未完成凿毛的T梁不得进行安装。

3)浇筑桥面现浇层混凝土前应将梁顶浮浆、油污清除干净,以保证新、老混凝土良好结合,注意泄水管及交通工程的通讯管线预埋件。

4)桥面铺装施工高程要高出设计高程1cm,在混凝土强度达到设计强度标 -5-

准值的100%后,采用铣刨机精铣刨至设计高程。

5)本通用图未示伸缩缝预埋钢筋,使用时应根据选用的伸缩缝布置相应的预埋钢筋。

6)斜交桥梁预制时应注意桥梁斜交方向。 七、适用范围

1、处于曲线段上的桥,可通过改变预制梁长来适应。本册图纸适用于预制梁长变化范围在±300mm范围内,梁长变化段应设置在中横隔梁与腹板变宽点间,但预制梁内预应力钢束变化段应设置在跨中直线段内;横桥向可通过调整边梁外翼板悬臂长度并经过计算确认来适应曲线变化。若梁长超过此范围需根据各桥具体情况进行计算调整。

2、处于路基变宽段上的桥,可以通过在横桥向适当调整湿接缝宽度来适应变宽段的需要,湿接缝宽度最大不得超过0.6m,若超出该值则需根据各桥具体情况进行计算调整。

3、本册图纸按24.5m路基宽度高速公路设计,桥面铺装为10cm沥青混凝土+12cm水泥混凝土,若铺装层厚度发生较大改变时,应重新进行验算调整钢束。

4、本图设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级,当有超限车辆通过时,应进行结构验算,并采取相应措施。

5、本图未对伸缩缝、护栏、泄水管等进行设计,使用时另参考其他图纸。

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