预应力混凝土连续刚构桥设计

大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工技术

常常采用对称悬臂浇筑法进行大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工。为了保证桥梁建设安全和桥梁施工质量，确保连续梁桥成桥后的结构内力和主梁线形符合设计要求，探析桥梁施工关键问题是不可缺少的。本文进行概括介绍大跨径预应力连续刚构桥的施工方法、特点，对箱梁悬浇施工、0号块的施工、合拢段施工、箱梁预应力张拉等技术进行了分析，以供参考。

标签： 连续刚构;悬臂浇筑;0号块的施工;合拢段施工

引言：

预应力混凝土连续刚构是长大跨径、高墩桥梁最普遍采用的结构形式，其构造特点是中间2个以上主墩采用墩梁固结，下部结构一般采用柔性桥墩，以减少主梁的预应力张拉、温度变化、混凝土收缩、徐变等作用引起的变形受到桥墩约束后产生的次内力。由于其施工工艺相对简单、通用技术成熟，结构受力合理、经济适用性强，因此该结构在我国高速公路建设中得到了迅速的推广应用。

一、工程概况

重庆昌湾大桥主梁为跨径33.5+63+33.5的预应力连续刚构桥，梁全长139m，横截面设计为单箱单室，上缘宽度为6.5m，下缘宽度为4.5m，顶板厚度为0.22m，底板厚度为25～50cm，腹板厚度为30～50cm，中间支点梁高3.854m，跨中及边支点梁高1.8m。箱梁在底板、腹板及顶板配置纵向预应力束。预应力钢束为1×7-15.20-1860-GB/T5224-2003低松弛钢绞线。

二、主桥0号块的施工

主桥0号块高3.854m，长4m。采用满堂支架搭设，由于承台处于悬崖上，在承台上预埋工字钢，扩大架子搭设范围。由于0号块钢筋密集，预埋孔道多，倒角多，混凝土浇注以前，确保底板混凝土无木杂、烟头等杂质。混凝土振捣时，避免碰撞预应力管道和预埋件，倒角加强振捣，确保混凝土密实。

三、施工方案

预应力混凝土悬浇连续刚构施工工艺流程为：在墩旁托架上下部结构施工完成后，浇筑0号块，除合龙段及边跨现浇段外其余块件均以挂篮悬臂对称浇筑，并直至最大悬臂，张拉各阶段预应力钢束;然后依次合龙按先边跨后中跨的顺序;最后进行桥面系施工。

预应力混凝土连续梁桥结构优化设计与施工

随着现代化步伐的加快，我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开，同时质量问题越来越成为人们关注的焦点。预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。在连续梁桥的施工方法中，常用的有满堂支架法、悬臂法、顶推法、先简支后连续等施工方法，笔者根据自身的经验，就近几年施工的预应力混凝土连续梁桥结构优化设计与施工的几个关键因素进行探讨。

一、预应力混凝土连续梁桥的特点

众所周知，普通混凝土框结构由于跨度小、柱网密，无法满足多种功能的需要，而预应力可以有效解决以上问题。预应力混凝土能充分发挥材料的效能，在相同条件下，它比普通钢筋混凝土构件截面小，重量轻、刚度大，抗裂性和耐久性好，能有效地控制结构的挠度（甚至无挠度），节约钢材40％～50％，节约混凝土20％～40％，特别在大跨度结构中更为经济。在张拉预应力连续梁桥结构中，结构构件在承受外荷载前，预先对外荷载产生拉应力部位的混凝土预加压应力，造成人为的压应力状态，预加压应力可以抵消外荷载所引起的大部分或全部拉应力，这样在外荷载作用下混凝土拉应力不大或处于受压状态，使混凝土结构不开裂，提高结构的刚度和结构的耐久性。张拉法预应力混凝土施工是在浇筑混凝土前张拉预应力钢筋，将其固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，等混凝土达到规定强度。保证预应力钢筋与混凝土有足够粘结力时放松预应力钢筋，借助预应力筋的弹性回缩及与混凝土的粘结，使混凝土产生预压应力。同时其具有较强的变形恢复能力，抗震性能明显高于普通钢筋混凝土结构，而且便于震后加固。值得注意的一点是，预应力混凝土由于自重轻，按理含钢量应该少，但由于现在的设计水平问题，此部分并没有减少。反而很多设计含钢量大了，很大程度造成主体结构成本增加。

三跨预应⼒混凝⼟变截⾯连续刚构桥计算书

⽬录1 ⽅案拟订与⽐选 (1)

1.1 设计资料 (1)

1.1.1 设计标准 (1)

1.1.2 主要材料 (1)

1.1.3 采⽤规范 (2)

2 上部结构尺⼨拟定和内⼒计算 (3)

2.1 主跨径的拟定 (3)

2.2 主梁尺⼨拟定 (3)

2.3 主要材料 (4)

2.4 主桥内⼒计算 (4)

2.4.1 ⼀期恒载作⽤下主梁产⽣的内⼒ (5)

2.4.2 ⼆期恒载作⽤下主梁产⽣的内⼒ (8)

2.4.3 ⽀座沉降引起的内⼒计算 (10)

2.4.4 活载内⼒计算 (13)

2.5 荷载组合 (6)

2.5.1 承载能⼒极限状态计算时作⽤效应组合 (6)

2.5.2 正常使⽤极限状态计算时作⽤效应组合 (7)

2.5.3 内⼒组合结果 (8)

3 施⼯⽅法介绍 (17)

3.1 悬臂施⼯法简介 (18)

3.2 悬臂浇筑法的特点 (18)

3.3 各施⼯阶段模拟与计算 (19)

4 预应⼒钢束的估算及布置 (20)

4.1 按构件正截⾯抗裂性要求估算预应⼒钢筋数量 (20)

4.2 预应⼒钢束的布置 (21)

5 承载能⼒验算 (23)

5.1 正截⾯承载⼒计算 (23)

5.2 计算结果 (23)

6 应⼒验算 (24)

6.1 基本理论 (24)

6.2 预加应⼒阶段的正应⼒验算 (24)

6.3 持久状况下正应⼒验算 (24)

6.4 持久状况下的混凝⼟主应⼒验算 (25)

7 变形验算 (26)

设计总结 (27)

参考⽂献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。附表 (29)1 ⽅案拟订与⽐选

1.1 设计资料

1.1.1 设计标准

（1）设计荷载：公路Ⅰ级 （2）设计车速：80公⾥/⼩时 （3）⾏车道宽度：4 净—16.2

桥梁宽度：0.5m （防撞护栏）+15（⾏车道）+1.4m （分隔带）+15（⾏车道）+0.5m （防撞护栏）=32.4m

某预应力混凝土连续刚构桥下部结构设计

摘要：介绍某预应力混凝土连续刚构桥下部结构设计。

1、工程概况

某预应力混凝土连续刚构桥桥跨布置为（84+150+81）m，设计荷载等级为公路—ⅰ级，设计速度为80 km/h，桥面宽度为21.5m。主墩墩高分别为119m、97m，采用双肢薄壁空心墩，横桥向长8.5m，顺桥向长3.2m，设置两道2.0m高系梁；承台为整体式承台，横桥向长22.5m，顺桥向长21.0m，高5.0m；桩基为16根、直径2.5m钻孔群桩。

2、地质条件

119m高主墩处地质情况极为复杂，上覆淤泥质粘土，厚度变化大，最厚处约31m，分布不均，承载力低，不能作为基础持力层；岩溶发育，多以竖向发育为主；后侧有一宽约20m，高约10m，体积约1500m3的崩塌堆积体，威胁主墩建设，承台开挖时须将其清除；左后侧陡壁上，有体积约1000 m3危岩体，该危岩体受节理裂隙切割已与母岩分离，威胁主墩建设，须将其清除。97m高主墩后侧有一高约10m，体积约1500 m3的危岩体，该危岩体受节理裂隙切割已与母岩分离，威胁主墩建设，须将其清除。

3、设计重点

本桥119m高主墩桩基施工条件复杂，地下水位高，覆盖层厚，溶洞发育。桩基采用钻孔桩，设计中桩底应置于稳定的基岩上，保证一定的嵌岩深度，并尽可能的减少桩长种类。承台垫层施工前应

先对覆盖层进行加固处理，使处理后的垫层基底容许承载力不小于0.25mpa。

4、下部结构设计

1．桩基设计：两个主墩桩基均为16根、直径2.5m群桩，顺桥向间距5.5m，横桥向间距6.0m。设计中在满足复杂地质情况要求的前提下，尽可能减少桩长种类以方便施工。各桩桩长如图1所示。

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（jtg d63-2007）计算单桩轴向受压承载力容许值，并与根据m法计算的各桩底轴向力比较，验算结果表明，各桩承载力均满足规范要求。