预应力钢筋混凝土梁构造

预应力混凝土连续梁桥基本构造连续梁桥是指各跨上部结构连续的梁桥。

连续梁桥与简支梁桥支承不同，如图5.1.1 所示。

连续梁由若干梁跨组成一联（通常为3～8 跨），每联两端留出伸缩缝并设置伸缩装置，整座桥梁可由一联或多联组成。

常见的连续梁桥每联由4～8 跨梁组成，如果跨数增加将使桥梁的计算与施工难度加大，温度变化及混凝土收缩、徐变所需伸缩缝的宽度就大，但增加每联的跨数对梁的受力和行车是有利的，能使行车平稳、减少噪声和便于养护。

当然，对于一联应选用几跨为宜，需依据桥梁的具体情况确定。

连续梁桥用在小、中、大各类跨度中，跨度覆盖范围很大，是除简支梁外应用最广泛的一类桥梁。

由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。

图5.1.1 梁桥示意图一、连续梁桥类型预应力混凝土连续梁桥按照桥梁跨径相互关系来分，有等跨连续梁和不等跨连续梁。

连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式，如果采用等跨布置，边跨内力将控制全桥设计，不经济。

此外，边跨过长，削弱了边跨刚度，只能增加预应力筋数量以抵抗中跨跨中的巨大弯矩，故一般边跨长度取中跨的0.5～0.8 倍。

预应力混凝土连续梁桥根据梁高可分为等高（等截面）连续梁和变截面连续梁，如图5.1.2和图5.1.3。

图5.1.2 等高连续梁图5.1.3 变截面连续梁1. 等截面连续梁桥等高连续梁“等高”主要指梁高保持不变，大部分梁段采用相同截面。

等高连续梁适用于中等跨度的、一联较长的桥梁。

连续梁桥采用等截面布置，构造简单，预制定型，施工方便，随着施工方法的发展愈来愈受到重视。

中等跨径的连续梁桥，若采用预制装配施工和支架施工，为便于预制安装和模板周转使用，宜选用等截面布置；若采用顶推法施工，为便于顶推和滑移设备运作，一般均采用等截面梁。

预应力混凝土箱梁主要构造预应力混凝土箱梁由于其良好的力学性能和经济性，在桥梁工程中得到了广泛的应用。

要深入理解预应力混凝土箱梁，就需要对其主要构造有清晰的认识。

预应力混凝土箱梁通常由顶板、底板、腹板、横隔板等部分组成。

顶板是箱梁上部的水平板，其主要作用是承受车辆和行人的荷载，并将荷载传递给腹板和箱梁的其他部分。

顶板的厚度需要根据箱梁的跨度、荷载大小以及施工工艺等因素来确定。

一般来说，在跨度较小的箱梁中，顶板厚度相对较薄；而在大跨度箱梁中，为了保证其承载能力，顶板厚度会相应增加。

底板位于箱梁的下部，与顶板相对应。

底板同样承担着将荷载传递给下部结构的重要任务。

底板的厚度也会受到箱梁跨度、荷载以及施工条件等因素的影响。

在一些设计中，为了提高箱梁的抗裂性能，底板可能会设置一定的预应力筋。

腹板是连接顶板和底板的竖向板件。

腹板的主要作用是承受剪力，并将顶板和底板传来的荷载传递到支座。

腹板的厚度通常根据剪力的大小来确定。

在箱梁的支点附近，由于剪力较大，腹板会加厚；而在跨中部分，腹板厚度相对较薄。

此外，为了减轻箱梁的自重，腹板有时会设计成变厚度的形式。

横隔板是箱梁内部垂直于箱梁轴线的隔板。

横隔板的设置可以增强箱梁的横向刚度，保证箱梁在受力时的稳定性。

横隔板的数量和间距会根据箱梁的跨度和结构要求进行合理布置。

一般来说，在箱梁的支点处和跨中位置会设置较厚的横隔板，以提高箱梁的整体性能。

在预应力混凝土箱梁中，预应力筋是至关重要的组成部分。

预应力筋通常采用高强度钢丝或钢绞线。

通过对预应力筋施加预拉应力，可以有效地提高箱梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。

预应力筋的布置方式有多种，常见的有直线布置、曲线布置和折线布置等。

在设计时，需要根据箱梁的受力特点和使用要求，选择合适的预应力筋布置方式。

在箱梁的施工过程中，预留孔道也是一个重要的构造。

预留孔道用于穿设预应力筋，并在预应力筋张拉后进行压浆，以保证预应力筋与混凝土之间的粘结力和共同工作性能。

预应力梁的概述及施工分析引言因为现浇梁板的工艺琐碎麻烦、耗费时间，所以预制混凝土梁板进行拼装的方法就在这种背景下产生了。

用预先批量制作梁板的方法来促进连续桥梁的生产进度，并且免去了复杂的支模的步骤。

所以这样的方式从呈现就马上受到大量桥梁从业人员的追捧。

关键词：预应力梁；预制；张拉1 概述1.1 什么是预应力钢筋混凝土梁预应力混凝土是为了防止混凝土裂痕太早发生，在结构受力之前，提前给混凝土加压一定的力，就是以人工加载的方式给砼被拉区的钢筋先行张拉，借用其本身的回缩力，让混凝土的被拉区提前受到压力。

这样先保存起来的预先施加的力，在构件受到外部拉力情况下，最开始会消去受拉区的混凝土保存的预加的力，之后跟着拉力变大，才会让混凝土被拉，这就缓解了缝隙出现的速度，甚至不会出现，以及避免混凝土过度伸长。

这种为了防止混凝土裂痕太早发生，强度高的钢筋和强度高的混凝土被普遍使用，为了想办法让混凝土的构件在遭受外力加载之前，先提前施加作用力，让结构本身的拉应力变低，这样的在压应力情况下的混凝土，就是预应力混凝土。

预先加力用来降低或抵消加载所造成的混凝土拉应力，以此让结构部件的拉应力能有效控制在一定程度，或者就在被压状态下，用来防止混凝土裂痕太早发生，然后以此提升构件的抗裂能力和刚度。

1.2 预应力钢筋混凝土梁的优势刚度比较大，抗裂效果不错。

因为对结构预先加载，有效的让裂缝的呈现速度降低，在外力加载的情况下，结构可不好发生开裂，有或者让缝隙裂縫呈现变慢，因此加大了结构的刚度, 让结构的使用寿命延长。

节约原料，降低自身重量。

它的构件因为要使用强度高的原材，所以能够降低钢筋的数量和结构的断面尺寸，减少原材和混凝土，减少自身重量，对于跨度长与荷载重桥梁有着显而易见的优势。

能够降低混凝土梁的主要拉应力与竖向剪力。

弯曲钢筋可以让预应力的混凝土梁板的中间部位支座旁边的竖向的应力变小；而且因为混凝土断面上的预先的应力留存，让受力效果下的主要的应力也相对应降低.从而达到减少梁腹板的厚度的目的，让预应力的混凝土板梁的本身重量变的更加小。

预应力混凝土T型梁构造要求5.1 混凝土保护层厚度将通铡筋和预应力管道的最小混凝一：保护层厚度应符合设计图纸和JTG D62的规定。

5.2钢筋布置5.2.1 钢筋的几何尺寸和布置应符合JTG D62或CJJ 11的规定。

5.2.2钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头，具体措施符合JTG D62和JTG/T F50规定。

5.2.3预应力筋在T梁的锚固位置宜分散均匀对称布置，预应力筋为二层以上布置时，层与层之间的竖向净距不应小于40mm且不小于管道直径的0.6倍。

5.2.4每50 cm～80 cm设置一井形定位筋将波纹管固定于钢筋骨架上，波纹管内外表面应清清，无锈蚀、油污、孔洞和不规则的褶皱，接头应连接牢靠、密合。

应对孔道采取防护措施，防止养护用水等杂物进入。

5.2.5预应力筋的端部按JTG D62的规定配置局部承压钢筋。

5.2.6铺垫板平面应与波纹管孔道轴线垂直。

5.2.7钢筋成型后的安装允许偏差应符合表3要求：5.3成型T梁顶面混凝土应充分拉毛。

6质量要求6.1外观质量T梁的外观质量应符合表4的规定。

表4T梁的外观质量6.2尺寸允许偏差T梁的尺寸允许偏差应符合表5的规定。

6.3力学性能6.3.1混凝土抗压强度混凝士28 d抗压强度应小小于设计强度值。

6.3.2静载抗弯性能6.3.2.1 T梁在表6所示的正常使用极限弯矩作用下，跨中截面的挠度和底缘拉应变应不大于表6规定。

表6T梁跨中截面正常使用极限状态下的静载抗弯性能6.3.2.2当T梁跨中试验弯矩加载至表7中的开裂弯矩时，T梁不应出现裂缝，加载至表7中的承载能力极限弯矩时，T梁不应}Jj现下列任何一种情况：a) 受拉区混凝土裂缝宽度达到1.5 mm;b) 受拉主筋被拉断；c) 受压区混凝土破坏。

7：检验方法7.1 混凝土保护层厚度采用保护层厚度检测仪测量T梁的混凝士的保护层厚度，检验方法应符合JGJ/T 152。

7.2混凝土抗压强度7.2.1 将边长150 mm的混凝土立方体试块按照GB/T 50107-2010的规定进行制作、养护和检验。

第五章 预应力混凝土结构第一节 预应力混凝土的基本原理 所谓预应力混凝土，指在混凝土结构承受外荷载前预先引入内部应力，并使其应力大小和分布能抵消使用荷载产生的应力至期望程度的混凝土。

现以图5-1所示的预应力混凝土简支梁为例，说明预应力混凝土结构的基本原理。

该梁在荷载作用之前，通过张拉高强度钢筋的方法，预先在梁的受拉区施加偏心压力p N ，使梁的下边缘产生预压应力1c σ，上边缘产生预拉应力1t σ（如图5-1（a ）），当荷载q （包括梁自重）作用时，在梁跨中截面下边缘将产生拉应力2t σ，梁上边缘产生压应力2c σ（如图5-1（b ））。

这样，在预压力p N 和荷载q 共同作用下，梁下边缘拉应力将减至12c t σσ-，梁上边缘一般为压应力，但也可能为有限的拉应力（如图5-1（c ））。

由此可见，由于预先给混凝土梁施加了预压力p N ，使混凝土梁在荷载q 作用下，其下边缘产生的拉应力被预压应力完全或大部分抵消，因而可以避免混凝土出现裂缝（或将裂缝宽度控制在容许范围之内），这就改善了钢筋混凝土梁的抗裂性能，并能充分发挥高强度材料的作用。

(拉)(压)σ(压)(拉)σσ(压或拉)σσ-(拉)σσ-σ图5-1 预应力的作用第二节 预加应力的方法与设备5.2.1 预加应力的方法常用的预加应力方法主要有先张法和后张法两类。

1、先张法即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土。

工序如图5-2所示。

先在台座上按设计规定的拉力张拉钢筋，并用锚具临时固定；再浇筑构件混凝土；待混凝土达到规定强度后，放松钢筋，混凝土构件借助钢筋的弹性恢复获得预压应力。

先张法预应力混凝土构件是通过预应力筋和混凝土之间的粘结力来保持和传递预应力。

先张法通常适用在长线台座 (50～200m)上成批生产直线预应力布筋的中小型构件，如屋面板、空心板梁、桩等。

先张法的主要优点是生产效率高、施工工艺简单、锚夹具可多次重复使用。

临时固定钢筋伸长台座固定端横梁张拉图5-2 先张法工序示意（a ）钢筋就位；（b ）张拉钢筋：（c ）临时固定钢筋，浇筑梁体混凝土并进行混凝土养护；（d ）放松钢筋，钢筋回缩，混凝土受预压而上拱。

3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥的构造与设计装配式钢筋混凝土简支梁桥，常用的经济合理跨径在20m 以下。

跨径增大时，不但钢材耗量大，而且混凝土开裂现象也往往比较严重，影响结构的耐久性。

为了提高简支梁的跨越能力，可采用预应力混凝土结构。

目前，世界上预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m。

但是，根据建桥实践，当跨径超过50m 后，不但结构笨重，施工困难，经济性也较差。

因此，我国桥规明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m。

3.3.1 横截面设计1．横截面形式装配式预应力混凝土简支梁桥的横截面类型基本上与钢筋混凝土梁桥类似，通常也做成T 形、I 形，但为了方便布置预应力束筋和满足锚头布置的需要，下部一般都设有马蹄或加宽的下缘(见图3.15b、c)。

有时为了提高单梁的抗扭刚度并减小截面尺寸，也采用箱形(见图3.15d)。

图3.26 横向分段装配式梁 由于采用预应力筋施加预压力，可以提供方便的接头形式，为了使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和重量，还可做成横向也分段预制的串联梁(如图3.26)。

但由于串联梁施工麻烦，构件预制精度要求高，在国内使用较少。

2．主梁布置经济分析表明，对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，采用较大的主梁间距比较合理，一般可采用1.8～2.5m。

3．截面尺寸(1)截面效率指标为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，首先分析其截面的受力特点。

截面特征如图3.27所示： 在预加力阶段和运营阶段，预应力混凝土梁截面承受双向弯矩。

在预加力阶段，施加了偏心预加力，在预加力和自重弯矩的共同作用下，合力相当作用于截面的下核点（截面上缘应力为零）（如图3.28a）；在运营阶段，若计及预应力损失△，截面内合力为y N 1g M y N y N y y y N N N ∆−=′，则在结构附 加重力(桥面铺装、人行道、栏杆)弯矩和汽车与人群荷 图3.27 界面特征 2g M 图3.27截面特征载弯矩作用下，合力将从下核点移至上核点（截面下缘应力为零），即移动了p M y N ′x s k k K +=的距离（如图3.28b），则有：1'g y M e N = （3.1）()()p g x s y y M M k k N N +=+∆−2 （3.2）图3.28预应力混凝土简支梁的应力状态式中：——预应力筋距截面下核心的偏心矩；'e x s k k 、——截面上、下核心距。

预应力混凝土梁的设计方法一、引言预应力混凝土梁是一种常见的构件，其具有承载能力强、刚度大、耐久性好等优点，广泛应用于桥梁、隧道、地铁等工程中。

预应力混凝土梁的设计方法是工程设计中一个重要的环节，本文将详细介绍预应力混凝土梁的设计方法。

二、预应力混凝土梁的构造形式预应力混凝土梁的构造形式主要有两种：一种是预应力预制混凝土梁，另一种是现浇预应力混凝土梁。

预应力预制混凝土梁是在工厂内预制，然后运输到工地使用，其优点是质量稳定、施工速度快，但缺点是不能适应各种跨度和截面形状的需要；现浇预应力混凝土梁是在工地现场浇筑，适应性强，但需要现场加工和养护，施工周期长。

三、预应力混凝土梁的设计基础1.荷载特征值预应力混凝土梁的设计需要根据实际荷载工况进行，荷载特征值是设计的基础。

常见的荷载特征值有活载荷载特征值、静载荷载特征值、风荷载特征值等。

2.材料特征值预应力混凝土梁的设计需要考虑到材料的强度和特性，常见的材料特征值有混凝土强度特征值、钢筋强度特征值、预应力钢筋强度特征值等。

3.构件几何参数预应力混凝土梁的设计还需要考虑到构件的几何参数，包括跨度、截面形状、截面尺寸等。

四、预应力混凝土梁的设计步骤1.确定截面形状和尺寸预应力混凝土梁的截面形状和尺寸应根据跨度和荷载特征值进行选择。

常见的截面形状有矩形、T形、箱形等，截面尺寸应满足强度和刚度要求。

2.确定受力状态和受力原理预应力混凝土梁在使用过程中受到多种荷载作用，包括弯矩、剪力、轴力等。

设计时需要确定受力状态和受力原理，以满足强度和刚度要求。

3.确定预应力筋的布置和张拉方式预应力混凝土梁需要通过预应力筋来抵抗外荷载，预应力筋的布置和张拉方式对梁的强度和刚度有很大影响。

设计时需要根据跨度和荷载特征值来确定预应力筋的布置和张拉方式。

4.确定混凝土强度等级和钢筋配筋率混凝土强度等级和钢筋配筋率是预应力混凝土梁设计中的重要参数，需要根据实际工况进行选择。

5.进行荷载和强度计算在确定了梁的截面形状、尺寸、受力状态、预应力筋布置和混凝土强度等级后，需要进行荷载和强度计算，以验证梁的强度和刚度是否满足要求。