为方便施工 ,近年来又较多采用双支点先简支后 连续空心板 ,这种结构形式可有效减少一期恒载对墩 顶连续处负弯矩的作用 。不需要结构体系的转换 ,一 般用在 8孔以内的较短桥梁中 。对于长桥 ,由于其支 座数量较多 ,后期支座养护工作量大 ,一般较少采用 。
2 先简支后连续预应力空心板梁设计 研究
笔者在 2006年辽宁省大连市滨海公路施工图设 计中 ,根据建设单位的要求 ,大桥统一采用了先简支后 连续预应力空心板梁结构 。设计中采用《桥梁博士 》 结构计算程序对先简支后连续预应力空心板梁结构进 行了分析计算 。 2. 1 结构计算
先简支后连续预应力空心板梁 受力分析研究及设计要点3
元信文3 3
(铁道第三勘察设计院 , 天津 300142)
摘要 :研究目的 :采用先简支后连续预应力空心板梁 ,既施工便捷 、节省投资 ,又可极大改善桥梁的行车舒适 性 ,应用愈来愈广泛 ,需要对这种连续梁结构进行分析研究 。
研究方法 :利用结构计算程序 ,掌握先简支后连续预应力空心板梁结构的受力特点 。同时将先简支后连 续预应力空心板梁与其他类似结构进行比较 ,分析其经济指标 。
实例 : 8 - 20 m 先简支后连续预应力空心板梁 ,设 计荷载等级为公路 I级 ,环境类别为 Ⅲ类 , 4 孔一联 , 桥面全宽 13 m ,预制部分采用 8 片宽幅式预制空心 板 。其中中板板宽为 1. 5 m ,边板板宽为 2. 0 m ,板梁 高度为 0. 9 m ,墩顶现浇段纵桥向长度为 0. 5 m ,桥面 现浇整体化层厚度为 10 cm。预制空心板部分采用先 张法施加预应力 ,预应力筋为 <s 15. 2钢绞线 ,预制部 分及墩顶现浇段均采用 C40 混凝土 。现浇部分采用 钢筋混凝土连续方式 ,中间支座采用双支座 ,结构无体 系转换 ,如图 1所示 。
The Structure Ana lysis Stud ies and D esign - essen tia ls of the Con tinuous Hollow Slab Beam Erected a s S im ple - supported Beam in Advance
Y UAN X in - wen ( The Third Survey and Design Institute of China Railway, Tianjin 300142, China) Abstract: Research purposes: In order to imp rove the comfort when driving through the bridge, some client required that the continuous hollow slab beam erected as simp le - supported beam in advance should be adop ted in the design. So the author made som e analysis of this structure. Research m ethods:U sing the structrue calculation p rogram , this paper gets the stress characteristic of continuous hollow slab beam erected as simp le - supported beam in advance. A t the sam e time, this paper compared the continuous hollow slab beam erected as simp le - supp rted beam in advance w ith another sim ilar beam structures and the econom ic indicators are also analyzed. Research results: The difficulties and main essentials of the calculation of continuous hollow slab beam erected as simp le supported beam in advance are resolved, and the anticipated goal is achieved. Research conclusion s: The leveling course of bridge deck should be regarded as stress unit. The calculation of cast - in - p lace section of the beam above the p illar should be carried on according to the reinforced concrete component. Regarding p refabricated hollow slab beam , the calculation should be carried on according to p re - stressed concrete component of sort A or sort B. The continuous hollow slab beam erected as simp le - supported beam in advance has competitive advantage in the medium span continuous beam structure and the structure is safe and econom ical. Key words: continuous hollow slab beam erected as simp le - supported beam in advance; structure calculation; econom ical comparison
正常使用阶段在短期荷载组合作用下 ,预制空心 板上缘最大拉应力为 - 0. 97 M Pa,未超过 A 类预应力
构件容许值 (C40混凝土在短期荷载组合下的限值为 - 1. 68 M Pa) ,理论上不需要布置受拉钢筋 。正常使
用阶段在短期荷载组合作用下 ,当墩顶现浇 10 cm 整 体化层最大裂缝宽度为 0. 13 mm 时 ,单个空心板截面 范围内需要的受拉钢筋最小根数为 10根 < 22HRB335 钢筋 ,现浇段顶部上缘 (不包括 10 cm 现浇层 )的最大 裂缝宽度为 0. 01 mm ,远远小于规范的限值 。设计中 桥面负弯矩钢筋采用横桥向 10 cm 等间距布置 ,满足 耐久性要求 。
3 收稿日期 : 2006 - 10 - 17 3 3 作者简介 :元信文 , 1970年出生 ,男 ,工程师 。
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铁 道 工 程 学 报
2007年 2月
随着我国公路建设和交通事业的发展 ,公路的设 计等级逐步提高 ,对行车舒适性的要求也越来越高 ,因 此连续结构的桥梁得到了广泛的应用 。其中 ,先简支 后连续空心板由于施工便捷 ,较为经济 ,具有很高的推 广价值 。本文结合设计实例 ,对先简支后连续空心板 梁的计算分析方法和设计注意事项作了较为详细的阐 述。
图 1 先简支后连续空心板梁一般构造图 (单位 : cm )
计算时 ,为了结构受力明确 ,预制空心板部分按照 A 类预应力构件设计 ,即在正常使用阶段 ,在短期荷载 组合作用下 ,不出现超过规范容许 (0. 7 ftk)的拉应力 。 现浇整体化层按照钢筋混凝土结构进行设计 ,按照正 常使用阶段的裂缝不超过规范容许值 (0. 15 mm )进行
第220期07年(总2月101)
JOURNAL
铁 OF
道 工 程 学 报 RA ILWAY ENGINEER ING
SOC
IETY
Feb 2007 NO. 2 ( Ser. 101)
Hale Waihona Puke 文章编号 : 1006 - 2106 (2007) 02 - 0051 - 03
先简支后连续空心板均采用先简支安装预制板再 现浇连续段混凝土的施工方法 ,连续处可分为预应力 混凝土连续和钢筋混凝土连续 2种形式 。受空心板建 筑高度和断面形式的限制 ,预应力混凝土连续方式的
施工较繁琐 ,质量也不好控制 ,除在个别宽幅式空心板 上采用过以外 ,一般较少采用 。目前工程中通常采用 的是钢筋混凝土连续方式 。
1 先简支后连续预应力空心板梁的结 构特点
先简支后连续空心板一般可用于桥头路堤不高 , 桥下净空限制较大 ,地质条件较好的中小跨径桥梁上 。 具有以下特点 : 1. 1 建筑高度小 、外形轻巧美观 、伸缩缝少 、车辆行驶 平稳 。 1. 2 支点处的负弯矩可以有效卸载一部分跨中正弯 矩 ,梁高较简支板厚度小 ,同时跨度也可提高 ,具有较 高的经济性 。但受其断面特性的限制 ,跨径一般不应 大于 30 m。 1. 3 先简支后连续空心板特别适用于地质条件较好 的地区 ,当地质条件较差时 ,基础不均匀沉降容易在板 内产生附加应力 。设计和施工时应予重视 ,一般避免 采用 。
图 3 4 - 20 m 主梁边板承载能力极限状态荷载组合 剪力包络图 (单位 : kN )
图 4 4 - 20 m 主梁边板使用阶段短期荷载组合 弯矩包络图 (单位 : kN ·m )
图 5 4 - 20 m 主梁边板使用阶段短期荷载组合 上下缘最小应力图 (单位 : M Pa)
经计算 ,在承载能力极限状态下 ,以单块边板 (宽 度为 2. 0 m )为例 ,除了布置桥面负弯矩钢筋以外 ,现 浇段顶部上缘 (不包括 10 cm 现浇层 )仅需要布置 8根 < 16HRB335钢筋 ; 10 cm 现浇层混凝土不考虑参与承 载能力极限状态的受力 。 2. 2 钢筋布置
控制 ,但是现浇整体化层不参与承载能力极限状态下 的结构受力 。