预应力混凝土结构设计实例

预应力混凝土施工工程实例
预应力混凝土（prestressed concrete）是一种在施工时就施加了预
先设定的拉力的混凝土结构。

该技术可以显著地提高建筑物的抗震性、承载能力和耐久性。

本文将介绍一些预应力混凝土工程实例，并分析
它们在建筑工程中的重要性。

一、上海环球金融中心
上海环球金融中心，也称为“上海中心”，是目前中国最高的摩天大楼，高度为632米，建成于2015年。

作为世界著名的建筑之一，它
的建造采用了先进的预应力混凝土技术。

具体来说，建筑师使用了双
层B1型的预应力混凝土板块，有效增强了建筑物的整体力学特性和稳定性。

二、成都环球中心
成都环球中心，是一座位于四川省成都市武侯区的大型商业综合体，
建造于2019年。

在其建造过程中，预应力混凝土技术被广泛应用。

比如，它的超高层建筑部分就采用了全预应力混凝土结构，包括梁、柱、楼板和墙板等，以增强建筑物的整体性能和地震抗性。

三、太荣广场
太荣广场，是一座坐落于成都市天府新区的大型商业中心，占地面积
达66000平方米，建筑面积约21万平方米，共有5个裙楼和2个高层塔楼。

在施工中，预应力混凝土技术被广泛应用，其中包括了约90%的主体结构，包括框架、梁、柱和楼板等。

总之，预应力混凝土技术在建筑中扮演着至关重要的角色。

随着科技
的不断进步，预应力混凝土技术也逐渐成为了建筑行业中最受欢迎的
一种新技术。

预应力混凝土技术的应用能够大大提高建筑物的整体性
能和抗震性能，减少建筑物的维护成本和安全隐患，同时也能够提高
建筑师的施工效率。

预应力混凝土案例在建筑领域中，预应力混凝土的应用越来越广泛，为各种结构的稳定性和安全性提供了有力保障。

接下来，让我们通过几个具体的案例来深入了解预应力混凝土的神奇之处。

案例一：某大型体育场馆的屋顶结构这座现代化的体育场馆拥有一个跨度巨大的屋顶，其设计和建造充分运用了预应力混凝土技术。

在传统的混凝土结构中，由于跨度较大，自重和荷载作用下容易产生过大的挠度和裂缝，影响结构的安全性和使用功能。

而预应力混凝土通过在混凝土构件中预先施加压力，可以有效地抵消外部荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。

在这个体育场馆的屋顶结构中，预应力钢绞线被布置在混凝土梁和板中。

在施工过程中，先将钢绞线张拉到设计的预应力值，然后浇筑混凝土。

当混凝土达到一定强度后，放松钢绞线，使其对混凝土产生预压应力。

这样一来，屋顶结构在承受比赛时观众的重量、风雨等荷载时，能够保持较小的变形和不开裂，为观众提供了一个安全舒适的观赛环境。

案例二：某高速公路的桥梁建设在高速公路的建设中，桥梁是不可或缺的组成部分。

某座跨越山谷的桥梁采用了预应力混凝土箱梁结构。

箱梁结构具有良好的抗弯和抗扭性能，能够适应复杂的荷载条件。

为了保证桥梁在长期使用中的安全性和耐久性，预应力技术发挥了重要作用。

在预制箱梁的过程中，通过在混凝土中施加预应力，提高了箱梁的抗裂性和承载能力。

同时，预应力还可以减小箱梁的截面尺寸，降低结构自重，从而减少下部结构的工程量和造价。

在桥梁的施工过程中，采用了先简支后连续的施工方法。

预制的箱梁在现场安装就位后，通过浇筑湿接缝和施加连续预应力，将各个箱梁连接成一个整体。

这种施工方法不仅提高了施工效率，还保证了桥梁结构的整体性和稳定性。

案例三：某高层建筑的转换层结构随着城市建设的发展，高层建筑越来越多。

在高层建筑中，由于功能的需要，常常会在某一层设置转换层，将上部的小柱网转换为下部的大柱网。

某高层建筑的转换层就采用了预应力混凝土厚板结构。

目录桥梁工程Ⅰ课程设计任务书 ....................................................................................................................... - 2 -一、桥面板的弯矩计算 ............................................................................................................................... - 3 -1、桥面板恒载内力计算 ......................................................................................................................... - 3 -2、桥面板活载内力 ................................................................................................................................. - 3 -3、内力组合 ............................................................................................................................................. - 4 -二、1#梁恒载内力（弯矩和剪力）计算 ................................................................................................... - 5 -1、恒载集度 ............................................................................................................................................. - 5 -2、恒载内力 ............................................................................................................................................. - 5 -三、1#梁的荷载横向分布系数（按刚性横梁法计算） ........................................................................... - 6 -1、求1#梁横向分布影响线 .................................................................................................................... - 6 -2、车载布置 ............................................................................................................................................. - 7 -3、汽车荷载横向分布系数 ..................................................................................................................... - 8 -5 ........................................................................................................... - 8 -4、求人群荷载横向分布系数四、1#梁活载内力（弯矩和剪力）计算 ................................................................................................... - 8 -1、求汽车荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 8 -2、求人群荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 9 -3、荷载组合 ........................................................................................................................................... - 14 -（1）、按承载能力极限状态进行组合 ........................................................................................... - 14 -（2）、按正常使用极限状态进行组合 ........................................................................................... - 15 -桥梁工程Ⅰ课程设计任务书一、设计资料预应力混凝土简支T梁桥，计算跨径L=29.5m，桥面净宽：净7+2×1.0m人行道，全宽9.6m；设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0kN/m。

30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计1.1上部结构计算设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m；主梁全长：29.96m；计算跨径：28.66m；桥面净宽：净—9+2×1.5m。

2.设计荷载车道荷载：公路—I级；人群荷载：3kN/㎡；每侧人行道栏杆的作用力：1.52kN/㎡；每侧人行道重：3.75kN/㎡。

3.桥梁处河道防洪标准为20年一遇设计，50年一遇校核，桥下通过流量1000/s时，落差不超过0.1m。

4.桥下净空取50年一遇洪水位以上0.3m。

5．材料及工艺混凝土：主梁采用C50混凝土；钢绞线：预应力钢束采用Φ15.2钢绞线，每束6根，全梁配5束；钢筋：直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的采用R235钢筋。

采用后张法施工工艺制作主梁。

预制时，预留孔道采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管成型，钢绞线采用T双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。

主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。

6.基本计算数据基本计算数据见表5-1〖注〗本例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。

f'ck和f'tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则：f'ck = 29.6MPa，f'tk = 2.51MPa。

1.1.2 方案拟定及桥型选择1.桥型选取的基本原则(1) 在符合线路基本走向的同时，力求接线顺畅、路线短捷、桥梁较短、尽量降低工程造价(2)在满足使用功能的前提下，力求桥型结构安全、适用、经济、美观。

同时要根据桥位区的地形、地貌、气象、水文、地质、地震等条件，结合当地施工条件，选用技术先进可靠、施工工艺成熟、便于后期养护的桥型方案。

(3)尽量降低主桥梁体高度，缩短桥长。

2.桥型方案比选根据桥位的通航要求，结合桥位处的地形地貌、地质等条件，我们对简支梁桥、悬臂梁桥、T型刚构桥三种方案进行比选(1)简支梁桥方案采用预应力混凝土箱形截面形式，此结构为静定结构，结构内力不受地基变形及温度变化等的影响，因此对基础的适应性好。

跨径32米3跨预应力混凝土简支T型梁桥设计前言进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，我国的公路交通有了跨越式的发展。

特别是桥梁建设得到了飞速的发展，桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。

桥梁是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，它可以根据跨越建筑物的不同分为跨河桥和跨线桥。

本设计是位于公路的桥，全桥长96米，分3跨，跨径32米，为预应力混凝土简支T型梁桥。

本桥梁结构的设计，分为两个部分，其中上部结构由我完成。

包括原始资料选用，设计原则及江高镇大桥设计方案比选；主梁截面选择；主梁内力计算；配筋验算及附属结构设计及概预算。

桥的计算部分，包括主梁的恒载、活载内力计算，行车道板、横隔梁的设计计算。

还结合相关概预算资料进行了概预算的编制。

在本设计中主要参考了《桥梁工程》、《钢筋混凝土》、《结构力学》、《土木工程概预算》、《材料力学》、《专业英语》等专业性文献。

由于本人的能力有限，本设计不免有知识点错误以及考虑疏漏之处，敬请各位指导老师随时指出，本人将会在以后的工作和学习中努力加以改正和弥补！1原始资料1.1 资料1.1.1概述公路桥，全长96m，3跨预应力混凝土简支T形梁桥。

公路——I级，设计时速80km/h，双向四车道。

1.1.2设计标准、规范及指标1）采用分离式桥面单个宽度：0.5(防撞护栏) +0.75（人行道）+0.5m（左侧路缘带）+2×3.75(行车道)+0.5m（右侧路缘带）+0.2(护栏)=9.95m2）车辆荷载标准：公路—Ⅰ级荷载3）设计抗震基本裂度：八级设防。

1.1.3地质、气候1）地理资料：该地区土质主要分五层：1、人工填筑碎石土 2、砂土 3、粉质粘土 4、粗圆砾土 5、卵石土。

地下水类型为第四系空隙潜水，水位埋深4.0m左右；含水层主要岩性为砾砂，厚3m左右；地表水体为沙河支流，属季节性河流（勘查时无水），设计洪水频率百年一遇。

摘要：大刘坡桥位于天津宝坻县境内九园公路的潮白河上。

桥全长790.3米，桥面宽度9米（即1+7+1），上部结构为56孔、5片跨径14.1米的普通钢筋混凝土T型简支梁桥，横桥向有3道横隔板。

桥面铺装为钢筋混凝土（7.5~11~7.5厘米）和3厘米沥青混凝土面层。

每8孔为一道伸缩缝，其间为桥面连续铺装。

关键词：体外预应力加固T梁桥大刘坡桥位于天津宝坻县境内九园公路的潮白河上。

桥全长790.3米，桥面宽度9米（即1+7+1），上部结构为56孔、5片跨径14.1米的普通钢筋混凝土T型简支梁桥，横桥向有3道横隔板。

桥面铺装为钢筋混凝土（7.5~11~7.5厘米）和3厘米沥青混凝土面层。

每8孔为一道伸缩缝，其间为桥面连续铺装。

旧T型梁外形（如图1）。

旧梁设计荷载等级：汽-13、拖-60。

下部结构墩柱及盖梁是在原桥位上游侧95年重新设计建造的，为单排双桩（柱）式，荷载等级：汽-20、挂-100。

受公路发展公司委托，我院于4月12~13日对该桥进行了检查。

由于原有公路的技术标准低（汽-13、拖-60），通行能力差，加之目前交通量的增加和汽车载重的增加，上述旧桥是不能满足承载力要求的。

受资金和材料资源及断交时间的限制，也不可能全部拆除并新建，只能考虑投资较少，工期时间短且能增加承载力的各种桥梁加固技术予以改造。

这其中采用体外预应力钢筋加工技术，确为一种简单易行且能与新建下部结构荷载（汽-20、挂-100）看齐的有效方法。

体外预应力加固方法的实质是以粗钢筋、钢绞线或高强型钢等钢材做为施力工具，对桥梁上部结构施加体外预应力，以其产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善旧桥使用其性能并提高其极限承载力的目的，本桥只涉及粗钢筋的体外预应力加固提高荷载方案。

一、体外预应力构造：主要由四个部分组成1、水平筋与斜筋：由高强螺纹粗钢筋组成，构造见图2，其作用是施加预应力提高梁的承载能力。

2、梁端锚固：先将梁端部分混凝土桥面板凿掉，将梁端顶面上角凿成与斜筋倾斜方向相垂直的斜面（需剪断局部架立钢筋和箍筋），在端横隔板上开凿与斜筋方向相同的斜孔，然后，将用角钢或槽钢制作的支承垫座用环氧砂浆固定在已凿好的梁端斜面上。

05 预应力混凝土简支变连续小箱梁示例1.本文目的本文的目的是，通过一个预应力混凝土简支变连续小箱梁示例的演示，使大家掌握在“桥梁设计师”中简支变连续小箱梁的设计过程。

2.系统支持设计师1.0.2版本预应力混凝土简支变连续小箱梁的依据：2005年出版的由中交第一公路勘察设计研究院编制的《装配式部分预应力混凝土箱形连续梁桥》公路桥涵通用图、2007年由交通部出版的《装配式部分预应力混凝土箱形连续梁桥》公路桥涵通用图；交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）只支持直桥，支持斜交，且只支持各标准跨径相同的简支变连续小箱梁。

斜交时小箱梁两端的斜交角度需相等。

3.流程介绍按如下流程可从无到有建立一个简支变连续小箱梁。

图3-14.工程示例4.1工程概况为使大家比较直观的了解桥梁设计师中简支变连续小箱梁的设计过程，下面我们以一个4跨斜交的预应力混凝土简支变连续小箱梁为例来进行介绍。

（图4-1-1）图4-1-14.2布孔信息双击打开路线下的路线总体，打开布孔信息标签进行编辑。

（图4-2-1）图4-2-1●布孔线里程这列，第一行数字表示里程桩号，其后各行数字表示跨径。

●布孔线序号这列的数字，和构件名中的“##”后的数字需对应起来。

对上部构件，如果构件名是“新跨1##n”（n为阿拉伯数字），则布孔线序号的第n行是这个构件的起始位置，n+1行的跨径为该构件的第一孔跨径。

本例我们的构件名是“简支变连续小箱梁##1”，那么布孔线序号的第1行桩号10是当前连续小箱梁的起始绝对里程，此示例共有4跨，那我们在第2行到第5行的布孔线里程列都输入30表示第一孔到第四孔跨径都为30m（实际里程在表格的最后一列中由程序自动计算）。

●桥墩中心线距离布孔线L：桥墩中心线在布孔线大桩号侧为正，小桩号侧为负。

本例中L为0。

●斜交角A（度）：水平面内，由道路设计线法线旋转至布孔线的角度。