等截面整体现浇连续箱梁设计方法及计算要点

 等截面整体现浇连续箱梁设计方法及计算要点

一、等截面现浇连续梁设计的基本资料及技术标准

1、常用的规范及资料

《公路工程技术标准》

《公路桥涵设计通用规范》

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》

《公路桥涵施工技术规范》

《相关技术指导书》

OVM预应力锚具的相关资料（确定锚固端的锚具的间距尺寸、施工空间等）

2、设计安全等级高速公路上的大桥一般为一级；结构重要性系数取1.1；

       其它预应力桥梁可均取二级；结构重要性系数取1.0；

3、环境类别我省按寒冷地区均取II类；影响钢筋保护层尺寸，配筋图及结构尺寸需注意。

4、材料

预应力连续梁一般取C50混凝土，钢筋混凝土连续梁一般取C40混凝土。

预应力钢筋一般取标准强度fpk =1860MPa的Φs15.2钢绞线。张拉力一般取0.7～0.75fpk；

普通钢筋除了部分防裂的钢筋网及架立筋，一般全用II级钢。

锚具参照OVM预应力群锚体系锚具设计，一侧锚具变形量取6mm。

预应力孔道现全采用塑料波纹管成孔，相应摩阻系数取0.15，偏差系数取0.0015；

以上影响预应力损失的计算。

二、等截面现浇连续梁设计尺寸拟定

1、使用跨径 （中跨） L≤50米；

2、边中跨比 Lb/Lz=0.8～1.0；

3、梁高 h/Lz=1/15～1/25；一般取用1/20略高一点；

4、截面类型，以箱形截面为主；

5、细部尺寸

悬臂长度：≤4.0米；一般3.0米以下，3.0米以上需特殊设计；悬臂端部高度15～18cm；根部（计算确定），一般1/5～1/10悬臂长度，一般取用1/5～1/6。

箱宽：一般不大于7.0米；

顶板厚度：1/15～1/25腹板中距，一般22～28cm；近支点4～6米应渐变家后一般加厚10cm～15cm即可；

底板厚度22～28cm，常用25、27cm，主要受构造尺寸限制，布置底板钢束的需要。近支点4～6米应渐变家后一般加厚10cm～15cm即可；

腹板厚度：跨中主要由构造确定，波纹管外径+钢束净距+钢束净保护层。支点同时由构造及抗剪需要，满足最小厚度需要（桥规P29第5.2.9条的规定）。边支点受钢束锚固平弯的需要，一般取60～85cm。

横梁中横梁受力需要，一般1.5～2.5米；

梁端横梁一般1.0～1.4米；

根据规范第9.3.2条的规定，内半径小于240米的曲线桥一般跨中加一道厚20～40cm的跨中横梁；

加腋：上加腋 1：2～1：4；

    下加腋 1：0.5～1：2；一般用25×25cm；小跨径并且箱较窄时可取 20×20cm。

其它构造 泄水管 通风孔 间距3～5米左右。

     施工天窗等强度封闭，微膨胀混凝土。

三、 计算要点

1、施工方法  只考虑满堂支架现浇施工，具体的施工周期应按施工时间确定，一般：

第一阶段浇全桥混凝土并张拉预应力束，时间可按混凝土28天龄期，取28天；

第二阶段浇混凝土铺装及防撞墙，时间3个月；

第三阶段浇沥青铺装时间为1年（考虑路基施工与路面施工的间隔）。

第四阶段为桥博建议的按规范10年的徐变时间。

考虑预应力束分批张拉时，第一阶段应细化。

2、预应力度，按交通部正在进行的预应力公路桥梁通用设计图技术指导的精神，统一按全预应力结构设计；

3、横向分布系数的确定，按姚龄森《桥梁工程》的计算方法，我们一般按车道数折减后提高1.15（考虑箱梁的偏载）作为横向分布系数。

4、连续结构与简支结构的最大区别在附加内力的计算上

基础不均匀沉降 软土2cm，一般土基1cm，岩石0.5cm，最不利组合；

温度按通用规范非线性温度梯度；同时考虑升温及降温。

5、箱梁的横向分析

按横向框架计算，可取1～2米跨中截面；按汽车（重车）活载横向加载。

横向分析时温度取箱室内外温差±10～15度（根据地区及跨径）计算。

6、横梁的计算

按盖梁的计算方法，纵向计算的恒载反力分1/2加在腹板中心处，活载距离横梁一半箱宽以外的内力分1/2直接加载在在腹板中心处，距离横梁一半箱宽以内的内力横向布载。

7、内侧腹板半径小于240米的连续箱梁应按曲线梁设计，最好用空间分析程序进行，桥博采用空间曲线梁格法，其抗弯、抗剪及使用阶段的各项计算是没有问题的，但其曲线梁的支反力计算完全错误，这在交通口的同行中是公认的，已发生多座采用桥博设计小半径曲线梁而造成支座托空病害的桥梁。

8、注意有效翼缘分布宽度的计算按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第4.2.3条。

四、计算结果查看要点

预应力连续梁需控制的因素主要参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第5～7章的相关条款。注意桥博程序不能自动完成极限承载能力抗剪强度验算，一般情况采用相应的尺寸及箍筋可通过，特殊设计时需手算。

1、承载能力极限状态抗弯强度——即结构抗力与计算弯矩效应的比较；

2、短期效应组合抗裂验算——拉应力及主拉应力是否满足规范要求；对于全预应力结构，全梁不得出现拉应力，但中支点梁顶处无法实现，一般可根据规范 4.2.4 条的规定对使用弯矩削峰后重新手算拉应力，我们一般控制不超过1.0MPa，同时横梁侧面截面的压应力应大于0.5MPa。

3、持久状况应力验算——混凝土的最大压应力应满足规范规定，我们一般控制不超过15MPa(C50)。预应力钢筋的最大拉应力应满足规范规定。

4、最后一个施工阶段结束后状态的全梁的压应力储备控制截面不得小于4MPa，同时全梁应力应较均匀。