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第3章 30×3 预应力混凝土小箱梁设计设计资料及基本数据〔防撞护栏〕〔行车道〕〔防撞护栏〕=12.25m ；设计荷载：公路—Ⅰ级，防撞护栏按顺桥向7kN/m 计；混凝土C50：用于箱梁、湿接缝。
C40：箱梁调平层；C30：用于桥墩承台、墩身、盖梁、台帽、背墙和防撞护栏；C25:用于桥墩承台的基础。
钢筋混混凝土重度取26kN/m 。
钢材预应力钢绞线〔1×7股〕：其标准强度pk f =1860MPa ，公称直d=15.2mm ，面积为1402mm ，弹性模量5p E 1.9510MPa =⨯。
非预应力钢筋：采用HRB400，sk f =400MPa ，5p E 2.010MPa =⨯。
锚具：对于钢绞线采用OVM 锚具。
支座：引桥采用圆形板式橡胶支座，连续端墩顶采用GYZ375×77、非连续端采用GYZF4250×65。
其产品性能应符合交通行业标准《公路桥梁盆式橡胶支座》〔JT 391-1999〕和《公路桥梁板式橡胶支座》〔JT/T 4-2004〕的有关规定。
伸缩缝：采用模数式伸缩缝，1号墩处采用MF160型伸缩缝，在引桥梁端与桥台背墙间采用MF80伸缩缝。
伸缩缝的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准《公路桥梁伸缩装置》〔JT/T 327-2004〕的有关规定。
桥面铺装：桥面铺装采用10cm 厚沥青混凝土，沥青混凝土重度取23kN/m 。
并设置8cm 水泥混凝土调平，桥面防水采用FYT —1型防水材料。
3.2 桥位布置及构造设计 3.2.1 桥位布置本设计为大桥的引桥，引桥上部结构采用3×30m 预应力混凝土组合箱梁，施工方法为先简支后连续。
引桥下部构造及过渡墩：墩身采用空心薄壁墩，上设盖梁，壁厚，钢筋混凝土结构。
过渡墩采用挖孔灌注桩基础，引桥桥墩采用1.50m 挖孔灌注桩基础，具体桥位布置如图3-1所示。
图3-1 桥位布置图〔尺寸单位cm〕3.2.2 孔径划分成桥状态下，引桥长8980cm，即在桥的两头各设10cm的伸缩缝，两边孔计算跨径为2950cm，中孔计算跨径为3000cm。
广西工学院鹿山学院毕业设计（论文）题目：某公路互通立交3×30m预应力混凝土连续箱梁桥设计系别：土木工程系专业班级：土建L093姓名：学号：********指导教师：职称：助工（硕士）二〇一三年五月十一日摘要本设计是根据毕业设计任务书的要求和相关行业的规范,对某公路互通立交桥—30+30+30m预应力混凝土连续箱梁桥进行设计。
在设计中，参照已建桥梁设计方案确定桥梁型式和结构型式。
桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用过程中的恒载和活载内力，采用荷载集度方法，使用力学求解器进行恒载内力的计算，运用杠杆原理法、修正偏心压力法求出活载（汽车、人群）横向分布系数，并运用最大荷载法法进行活载的加载，使用力学求解器进行活载内力的计算，对于其它因素（温度、基础不均匀沉降、徐变）引起的内力，通过手算或电子计算器计算；内力组合计算包括承载力极限状态的基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合；手算进行了预应力钢筋配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，进行持久状况承载力极限状态验算、持久状况正常使用极限状态验算、持久状况构件的应力验算和挠度的计算与验算预拱度的设计。
下部结构采用以钻孔端承桩为基础的双墩柱，采用盆式橡胶支座，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。
施工方式采用碗扣式脚手架满堂支架并进行设计与计算。
本设计大部分采取手算，部分采用结构力学求解器辅助计算，全部设计图纸AutoCAD绘制，计算机编档、排版，打印出图及论文。
还有，翻译了一篇英文短文“Bridge Engineering and Aesthetics”。
关键词：预应力混凝土;连续梁;杠杆原理法;修正偏心压力法AbstractThe design is based on graduation design task book requirements and relevant industry standards, design of 30+30+30m prestressed concrete continuous box girder bridge overpass bridge, a highway.In the design, design reference bridges have been built to determine bridge type and structure. Calculation of bridge upper structure focuses on the analysis of the bridge during the use of dead load and live load internal force, the load density method, the use of Mechanics Solver for computing the permanent load, live load using the lever principle method, modified eccentric-pressed method (car, the crowd) transverse distribution coefficient of live load, and loading using the maximum load method, the use of mechanics solver to calculate the live load internal force, the other factors (temperature, uneven settlement of foundation, the internal forces caused by creep), calculated by hand or the electronic calculator; the combination of internal force calculation of bearing capacity limit state including basic combination, short-term effect combination, effects of long-term effect combination; hand count were prestressed reinforcement calculation, loss of prestress steel strand estimated, permanent status of bearing capacity limit state checking, permanent condition normal use limit state checking, design calculation and checking should be lasting pre force calculation and deflection of the arch degree of components. Double column substructures with drilling end bearing pile foundation, the pot rubber bearing, and were on the pier and pile foundation were calculated and checked. Construction of the scaffold of the full support and design and calculation.This design mostly take hand, part of the auxiliary solver structural mechanics computation, all the drawings of AutoCAD drawing, computer filing, typesetting, printing out the map and the. Also, translated an English essay "Bridge Engineering and Aesthetics".Keywords: prestressed concrete, continuous beams, the lever principle method, modified eccentric-pressed method.目录摘要......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
设计总说明书1.1 技术资料1.1.1 桥面净空净9+2×1.5（人行道）1.1.2 设计荷载公路Ⅱ级，人群荷载3.0KN/m21.1.3 计算要求设计流量设计水位确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.2 结构形式上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁1.3 主要材料1.3.1 混凝土主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土。
1.3.2 预应力钢束采用1×7标准型-15.2-1860-Ⅱ-GB/T 5224—1995钢绞线。
1.3.3 普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋。
1.3.4 锚具按后张法施工工艺制作主梁，采用HVM15-9型锚具。
1.3.5 基本计算数据材料特性表表1-1名称项目符号单位数据混凝土强度等级 C MPa 40弹性模量cE MPa 3.25⨯104轴心抗压标准强度ckf MPa 26．8抗拉标准强度tkf MPa 2．4轴心抗压设计强度cdf MPa 18.4抗拉设计强度tdf MPa 1.65钢绞线抗拉强度标准值pkf MPa 1860弹性模量pE MPa 1．95⨯105抗拉强度设计值pdf MPa 1260纵向抗拉普通钢筋抗拉强度标准值skf MPa 400弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 330箍筋抗拉强度标准值skf MPa 335弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 2801.4 上部结构说明书1.4.1 技术标准和技术规范《公路桥涵设计通用规范》 JTGD60-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTJ021-89 《公路工程技术标准》 JTJ01-881.4.2 技术标准标准跨径：30m计算跨径：29.16m 主梁全长：29.96m 支点距端顶：0.40m 梁高：2.00m设计荷载： 公路Ⅱ级 ，人群荷载3.0KN/m 2 桥面净空： 净-9+2 1.51.4.3 设计要求A 为减轻主梁的安装重量，增强桥梁的整体性，在预制T 梁上设40cm 的湿接缝B 设计构件尺寸按规范图C 对内梁各截面进行验算上部结构设计4．1 横截面布置4.1.1 主梁间距与主梁片数 如图4-1主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T 梁翼板。
中铁十九局公司南昆铁路南百段增建二线施工五标项目经理部二分部百武公路立交桥20m 箱梁预应力张拉、压浆施工方案编制：审查：审批：中铁十九局公司南昆铁路南百段增建二线施工五标项目经理部二分部二〇一六年六月五日目录第一章 20 米箱梁预应力张拉施工方案 (3)第一节工程概略 (4)第二节预应力钢绞线制作 (4)第三节锚具质量要求 (5)第四节张拉设施及查验 (5)第五节张拉相关数目值计算 (6)第六节伸长值的丈量 (7)第七节张拉程序 (7)第八节张拉时的安全要求 (8)第二章 20 米箱梁孔道压浆施工方案 (9)第一节工艺概括 (12)第二节作业内容 (13)第三节质量标准及查验方法 (13)第四节后张法预制箱梁孔道压浆过程控制流程图 (14)第五节预应力孔道造孔 (16)第六节真空压浆 (17)第七节冲洗 (19)第八节封堵端头 (19)第九节施工安全与环境保护 (19)中铁十九局公司南昆铁路南百段增建二线施工五标项目经理部二分部20米箱梁预应力张拉施工方案中铁十九局公司南昆铁路南百段增建二线施工五标项目经理部二分部二〇一六年六月五日一、工程概略百武公路立交桥为后张预应力砼简支箱梁，预应力张拉高强度低废弛预应力钢绞线，公称直径 15.20mm ，公称面积 140mm 2，标准强度 1860MPa 束，弹性模量 1.95x10 5 MPa 锚具为 15-3 ，15-4 型锚固系统，采纳涟漪管预埋制孔。
二、预应力钢绞线制作（1）钢绞线的运输及保存预应力钢绞线在运输中或现场使用，应防止造成局部曲折和折伤，不得抛扔或拖卷材。
现场保存时，下边应垫上方木，上边覆盖雨设防腐化。
（2）钢绞线开盘钢绞线呈圆盘状运至现场后，先平置在方木上，以防泥土、水对钢绞线的腐化，四周用直径为5cm 的钢管将钢绞线固定，以防拉出凌乱，歪曲和伤人。
翻开钢绞线外包装，抽出钢绞线线头，抽拉时，一边拉，一边放松其扣，不然钢绞线会乱盘，关于出缺点的部分，一定办理。
浅析30m预应力小箱梁施工技术在公路工程中的应用摘要：某公路工程段采用30 m先简支后连续预应力混凝土小箱梁施工工艺，本文是作者结合该工程实例，从设计与施工等方面对该技术进行了阐述和分析，论证了该技术的实用性，值得推广。
关键词：小箱梁预制设计施工工艺质量控制前言高等级公路或城市主干道对行车舒适性要求很高。
通过在某公路工程中，30 m小箱梁采用30 m先简支后连续预应力小箱梁结构，论证了先简支后连续预应力小箱梁结构既有施工便捷的优点、又有行车舒适性的优点。
1、30m小箱梁小箱梁截面挖空率比空心板截面大，而抗扭刚度又比t梁大十几倍至几十倍，因此，本次设计采用了小箱梁结构形式。
小箱梁梁高1．6 m，现浇桥面板0．1 m，梁间距3．25 m，边跨采用36根φ15．2钢绞线，中跨采用28根φ15．2钢绞线。
横断面布置见图1。
小箱梁断面形式见图2。
图1 半幅横断面布置图(cm)图2 小箱梁断面形式 (cm)为防止现浇桥面板的干缩影响其与预制梁体的结合，预制梁悬臂端设一个小斜面。
另外，箱梁均设置端横隔梁，在二期浇筑后连续结构时一起浇筑。
2、后连续的实现一般而言，由简支梁状态转化为连续梁状态常规做法有以下几种：1)将主梁内的普通钢筋在墩顶连续。
2)将主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用特殊的连接器进行连接。
3)在墩顶两侧一定范围内的主梁上布设局部预应力短束实现连接。
第一种方法虽然简单易行，但在使用中常在墩顶负弯距区发生横向裂缝，影响桥梁的正常使用，增加维护费用。
第二种方法效果最好，但施工很困难，故一般也不采用。
第三种方法不仅施工可行，而且具有第二种方法的优点，同时还克服了仅采用普通钢筋连续容易开裂的问题。
因此我们采用预应力束来实现先简支后连续的结构方案。
具体的先简支后连续预应力混凝土小箱梁施工工艺流程为：1)先预制小箱梁，待混凝土达到设计强度的90％且满足养护时间后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理箱梁底板通气孔。
第3章 30×3 预应力混凝土小箱梁设计3.1 设计资料及基本数据高速公路，设计行车速度80km/h ；桥面宽度：0.50m （防撞护栏）+11.25（行车道）+0.50m （防撞护栏）=12.25m ；设计荷载：公路—Ⅰ级，防撞护栏按顺桥向7kN/m 计；混凝土C50：用于箱梁、湿接缝。
C40：箱梁调平层；C30：用于桥墩承台、墩身、盖梁、台帽、背墙和防撞护栏；C25:用于桥墩承台的基础。
钢筋混混凝土重度取26kN/m 。
钢材预应力钢绞线（1×7股）：其标准强度pk f =1860MPa ，公称直d=15.2mm ，面积为1402mm ，弹性模量5p E 1.9510MPa =⨯。
非预应力钢筋：采用HRB400，sk f =400MPa ，5p E 2.010MPa =⨯。
锚具：对于钢绞线采用OVM 锚具。
支座：引桥采用圆形板式橡胶支座，连续端墩顶采用GYZ375×77、非连续端采用GYZF4250×65。
其产品性能应符合交通行业标准《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT 391-1999）和《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T 4-2004）的有关规定。
伸缩缝：采用模数式伸缩缝，1号墩处采用MF160型伸缩缝，在引桥梁端与桥台背墙间采用MF80伸缩缝。
伸缩缝的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准《公路桥梁伸缩装置》（JT/T 327-2004）的有关规定。
桥面铺装：桥面铺装采用10cm 厚沥青混凝土，沥青混凝土重度取23kN/m 。
并设置8cm 水泥混凝土调平，桥面防水采用FYT —1型防水材料。
3.2 桥位布置及构造设计 3.2.1 桥位布置本设计为大桥的引桥，引桥上部结构采用3×30m 预应力混凝土组合箱梁，施工方法为先简支后连续。
引桥下部构造及过渡墩：墩身采用空心薄壁墩，上设盖梁，壁厚0.50m ，钢筋混凝土结构。
过渡墩采用1.80m 挖孔灌注桩基础，引桥桥墩采用1.50m 挖孔灌注桩基础，具体桥位布置如图3-1所示。
图3-1 桥位布置图（尺寸单位cm）3.2.2 孔径划分成桥状态下，引桥长8980cm，即在桥的两头各设10cm的伸缩缝，两边孔计算跨径为2950cm，中孔计算跨径为3000cm。
连续梁两端至边支座中心线之间的距离为40cm，桥跨结构计算简图如图3-2所示。
图3-2 桥跨结构计算简图（尺寸单位cm）3.2.3 构造设计（1）横截面横截面采用等高度箱型截面。
梁高1.40m，高跨比1/21.43。
桥面宽度为3×3.75＋2×0.5＝12.25m。
由于采用先简支后连续的施工方法，主梁先在工厂预制，再运输、吊装就位，考虑吊运能力，将全桥做成四个单箱单室的轴对称的组合截面。
其中，预制中梁顶板宽2.40m，预制边梁顶板宽2.70m，底板宽均为1.00m，预制主梁间采用0.60m的横向湿接缝，以减少主梁的吊装重量，边、中梁均采用斜腹板，以减轻主梁自重，桥面横坡采用2%，梁底采用垫石调平。
为满足顶板负弯矩钢束、普通钢筋的布置及轮载的局部作用，箱梁顶板取等厚度18cm，同时为了防止应力集中和便于脱模，在腹板与顶板交界处设置15cm×7.3cm的承托，如图3-3所示。
图3-3 标准横断面（尺寸单位cm）（2）箱梁底板和腹板厚度底板：先简支后连续施工的连续梁桥跨中正弯矩较大，因此底板厚度不宜过大；同时中支点处也存在负弯矩，底板要有一定的厚度来提供受压面积。
因此将底板厚度在跨内大部分区域设为18cm，仅在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚，加厚区段长均为150cm，且底板逐渐加厚至25cm，这样的构造处理同时为锚固底板预应力束提供了空间，箱梁底板厚度变化如图3-4所示。
图3-4 箱梁底板构造图（尺寸单位cm）腹板厚度：根据连续梁剪力变化规律，兼顾施工方便，腹板宽度除在支点附近区域加宽外，其余均为18cm，在在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚，加厚区段长均为150cm，且底板逐渐加厚值25cm，如图3-5所示。
图3-5 箱梁腹板构造图（尺寸单位cm）经过腹板和底板厚度变化，得到跨中和支点横截面构造图，如图3-6所示。
图3-6 跨中横截面构造图（尺寸单位cm）（3）横隔梁（板）为保证支座处传力的可靠性，在边永久支承处设置一道20cm的端横隔梁，在中永久支承处设置一道30cm的横隔梁。
此外预制阶段在中支承处设一10cm的临时横隔板，如图3-7所示。
图3-7 横隔梁设置（尺寸单位cm）3.2.4 截面几何特性计算截面几何特性是结构内力进而估算配置预应力束的前提。
本设计应用CAD软件计算毛截面几何特性，由于本设计主梁截面变化不大，故只计算预制中梁、边梁和成桥后中梁、边梁的跨中和支点截面的毛截面几何特性，腹板厚度变化处采用支点和跨中处截面特性进行线性内插。
毛截面几何特性计算结果见表3-1。
表3-1 毛截面几何特性计算结果3.3 作用内力计算3.3.1 施工阶段划分由于本设计采用简支后连续的施工方法，结构体系在施工中发生变化，对结构内力影响比较大，故在采用有限元计算时必须正确处理边界条件。
而在边界处理之前必须明确施工过程，以便合理进行内力计算。
故对施工阶段划分如下：第一施工阶段：本阶段预制主梁，待混凝土达到设计强度100%后，张拉正弯矩区预应力筋束，并压注水泥浆，再将各跨箱梁安装就位，形成临时支座支承的简支梁。
本阶段用时大约50天；第二施工阶段：同时浇筑边跨与中跨之间的连续段接头混凝土，待混凝土达到设计强度100%后，张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆。
本阶段持续时间大约10天；第三施工阶段：拆除全桥临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，再完成主梁间横向湿接缝的浇筑，最后形成3跨连续梁。
本阶段持续时间大约10天；第四施工阶段：进行桥面钢筋混凝土找平层和防撞护栏施工，以及桥面铺装等后续工作的作业，完成全桥施工。
本阶段持续时间大约15天。
3.3.2 建立Midas 模型结合施工方法、使用阶段结构受力特性和预应力筋的布置，在各跨的1/4,1/2,3/4跨处，临时支点中心，永久支点中心，变截面起、始点，预应力筋的对称点，起弯点，弯起结束点和锚固点处，另外为了便于车道荷载建立，在奇数跨度处，即x 坐标从1-89m ，设置节点并建立单元，如图3-8所示。
全桥共324个单元，由于节点和单元众多，逐一给出计算结果数据太多，为了简洁，下面的计算过程均只示出半跨边梁的各截面计算结果。
图3-8 特征截面划分（半跨边梁）3.3.3 永久作用内力计算根据《桥规》第4.1.1条规定，公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用、偶然作用和地震作用。
本列不考虑偶然作用和地震作用。
其中，配置预应力筋前，永久作用只计结构重力作用和基础变位作用，可变作用计汽车作用和温度作用，各作用的具体计算均按《桥规》相关规定进行。
（1）结构重力作用的形成由施工阶段划分可知，本桥的结构重力是分几个阶段形成的，主要包括由第一施工阶段形成的预制箱梁一期结构重力集度（1g ），第二、三施工阶段形成的成桥箱梁一期结构重力集度（2g ）和第四施工阶段形成的成桥二期结构重力集度（3g ）。
预制箱梁一期结构重力集度（1g ）由预制箱梁的构造可知，横隔梁、板均位于支承处，横隔梁、板自重对主梁不产生重力弯矩，因此将横隔梁作为集中力作用在支承节点上，故忽略横隔梁、板的自重。
仅考虑预制箱梁自重集度，计算公式为：1126g A =⨯kN/m （3-1）式中：1A ——预制箱梁毛截面面积；当段截面变化时，为该区段两端截面面积的平均值。
预制箱梁中、边梁各区段一期结构重力集度如表 3.2所示。
表3-2 预制阶段结构重度计算结果根据以上计算结果，取第一阶段结构重力集度取： 边梁：1g =30.73kN/m 中梁1g =29.33kN/m 成桥箱梁一期结构重力集度（2g ）：预制箱梁计入每片梁间现浇湿接缝混凝土后的结构重力集度即为成桥后箱梁一期结构重力集度，成桥后忽略横隔梁产生的内力，仅计其产生的支反力，并且中、边箱梁的构造尺寸已知，其结构重力集度计算公式为：2g =2A ×26kN/m （3-2）式中： 2A ——成桥一期箱梁毛截面面积；当段截面变化时，为该区段两端截面面积的平均值。
由以上公式计算得到成桥一期各区段的结构重力集度，如表3-3所示。
表3-3 成桥一期边、中梁结构重度计算结果根据以上计算结果，成桥一期结构重力集度为： 边、中梁： 2g =32.14kN/m 成桥箱梁二期结构重力集度（3g ）二期结构重力集度由桥面铺装、钢筋混凝土找平层和防撞护栏的结构重力集度之和 。
防撞护栏的结构重力集度按7kN/m 计，因桥梁横断面由4片箱梁组成，按每片箱梁承担全部二期结构重力的1/4,则二期结构重力集度为：3g [(0.111.25)23(0.0812)2672]/4=⨯⨯+⨯⨯+⨯=16.21kN/m （2）各施工阶段结构自重作用内力计算由于本桥采用先简支后连续的施工方法，施工过程中包含了结构体系的转化，所以结构自重内力计算过程必须先将各施工阶段的阶段内力计算出来，然后进行内力叠加。
第一施工阶段，结构体系为简支，自重作用荷载为1g ；第二施工阶段，由于两跨间接头较短，混凝土重量较小，其产生的内力较小，且会减小跨中弯矩，故忽略不计；第三施工阶段，结构体系已经转换为连续体系，因临时支座间距较小，忽略临时支座移除产生的效应，故自重作用荷载仅为翼缘板及横隔梁接头重力，此时去边梁跨中截面荷载集度（2g -1g )；第四施工阶段，结构体系为连续梁，自重作用荷载为桥梁二期结构自重作用荷载，即3g 。
第一施工阶段结构自重作用内力第一施工阶段为简支梁，按均布荷载为1g 计算。
此时对于中跨和边跨的计算跨径均为29m ，具体计算结果见表3-4。
表3-4 第一施工阶段边、中梁自重作用内力计算结果第三、四施工阶段自重作用内力由力法求出赘余力（按EI 为常数），取简支梁基本结构。
其基本体系如图3-9所示。
图3-9 第三、四施工阶段内力计算示意图力法方程为：11112210p x x δδ++∆= （3-3）21122220p x x δδ++∆= （3-4） 由图乘法可得各系数和自由项：12111211212()23233l ll l EI EIσ+=⨯+⨯= （3-5） 2122112σ236l l EI EI=⨯⨯= （3-6）33221211122()1211211()38238224p q l l l ql l ql EI EI+∆=⨯⨯+⨯⨯=（3-7） 由对称性知：1122122112,,p p δδδδ==∆=∆解得：3311212112212()4(23)pq l l x x EI L l δδ-∆+===-++ （3-8）第三施工阶段作用效应和第四施工阶段作用效应同理，故将二者线性求和后一同计算。
