30m简支箱梁
一、技术标准与设计规范
1.《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)2.《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)4.《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T3310-2019)5.《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650-2020)6.《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2017)9.《钢筋混凝土用钢第3部分:钢筋焊接网》(GB/T1499.3-2022)11.《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2023)12.《预应力混凝土用金属波纹管》(JG/T 225-2020)13.《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4-2019)14.《公路桥梁高阻尼隔震橡胶支座》(JT/T842-2012)15.《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》(JT/T327-2016)
7.《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB/T1499.2-2024)
8.《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T1499.2-2024)
10.《碳素结构钢》(GB/T700一2006)
二、技术指标
主要技术指标表
公路等级 高速公路路基宽度(m) 25.50(整体式) 12.75(分离式)汽车荷载等级 公路-I级行车道数 4 2
说明
三、主要材料
1.混凝土
桥面宽度(m) 2×12.55 1 ×12.75跨径(m) 30斜度(°) 0°、30°单幅桥梁片数 4梁间距(m) 3.083 3.15预制梁高(m) 1. 6预制梁最大吊装重量(kN) 边梁:1040:中梁:975设计安全等级 一级环境作用等级 II-D级
原材料应有供应商提供的出厂检验合格证明书,并应按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650-2020)规定的检验项目、批次规定,严格实施进场检验.
预制主梁、端横梁、跨中横隔板、封锚、现浇湿接缝混凝土均采用C50,调平层混凝土采用C50钢纤维混凝土;桥面铺装采用沥青混凝土.
1)水泥:水泥应采用品质稳定的普通硅酸盐水泥,碱含量不应大于0.60%,熟料中C3A含量不应大于8.0%.其余技术要求尚应符合《公路工程集料试验规程》(JTG3432-2024)的规定,不应使用其它品种水泥.
2)细集料:细集料应采用硬质洁净的天然中粗河砂,也可使用经专门机组生产、并经试验确认的机制砂,其细度模数宜为2.6~3.2,含泥量不应大于2.0%,泥块含量不应大于0.5%(高性能混凝土),其余技术要求应符合JTGE42-2005的规定.
3.预应力钢绞线
3)粗集料:粗集料应采用坚硬耐久的碎石或卵石,空隙率宜小于40%,压碎指标宜小于20%,粗集料母岩的抗压强度与混凝土设计强度之比应不小于1.5.含泥量不应大于1.0%,泥块含量不应大于0.5%,针片状含量宜小于10%;粒径宜为5mm~20mm,连续级配,最大粒径不应超过25mm,且不应大于钢筋
最小净距的3/4.其余技术要求应符合JTGE42-2005的规定.4)选用的骨料应在施工前进行碱活性试验,应优先采用非活性骨料.不应使用碱-碳酸盐反应活性骨料和膨胀率大于0.20%的碱-硅酸反应活性骨料.当所采用骨料的碱-硅酸反应膨胀率在0.10%~0.20%时,混凝土中的总碱含量不宜大于1.8kg/m,且应经碱-骨料反应抑制措施有效性试验验证合格.5)混凝土拌和及养护用水应符合JGJ63-2016的规定要求.混凝土拌和物(含封锚混凝土)中各种原材料引入的氯离子总量不得超过胶凝材料总量的0.02%6)混凝土矿物掺和料应采用性能稳定的粉煤灰,粉煤灰氯离子含量不宜大于0.02%,其余性能应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2017中I级粉煤灰的规定.7)外加剂应采用品质稳定、且与胶凝材料具有良好相容性的产品.减水剂宜采用高效聚羧酸高性能减水剂,性能指标应符合《混凝土外加剂》剂》(GB/T23439-2017)的要求.
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值f=1860MPa、公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线,其各项技术性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2023)的规定.对进厂(场)钢绞线按批号进行拉伸试验、弹性模量试验.钢绞线弹性模量的偏差尚应满足同批≤5GPa,各批≤10GPa的规定,供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值.
4.其他材料
1)钢板:预埋钢配件采用Q235C及以上等级钢板,其性能应符合《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带》(GB/T3274-2017)的规定.2)锚具:预制箱梁正弯矩钢束采用YM15-6、YM15-7圆形锚具及其配套的配件,锚具及其配套的配件必须采用工厂定型产品,并应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-2015)及《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》(JT/T329-2010)的要求.3)预应力管道:采用预埋圆形金属波纹管成孔,圆形金属波纹管符合《预应力混凝土用金属波纹管》(JG/T225-2020)的要求.4)支座:采用HDR(I)支座,其材料和力学性能均应符合现行相关规范的规定.支座安装应按厂家要求进行.5)防水粘结层:采用沥青混凝土桥面铺装时,应结合桥面粘结要求设置沥青基类防水粘结层,采用水泥混凝土桥面铺装时可设置非沥青基类防水层.
(JT/T523-2022)的规定,减水剂掺量以及与水泥的适用性应由试验确定.引气剂和膨胀剂应分别符合《混凝土外加剂》(GB8076-2022)和《混凝土膨胀
四、设计要点
1.本标准图结构体系为先简支后桥面连续的体系,按部分预应力混凝土A类构件设计.2.结构设计采用不同的软件进行分析:荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚接板(梁)法和梁格法三种计算方法进行对比分析,取大值控制设计.3.设计参数
2.普通钢筋
普通钢筋采用HRB400钢筋,钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2024)的规定.
本册图纸中HRB400钢筋主要采用了直径d=10、12、16、22、25mm五种规格.
2)浇筑箱梁混凝土前除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外,桥面系、伸缩缝、护栏、支座及其它相关附属构造的预埋件,均应参照有关图纸施工,确定预埋件安装无误后方可浇筑预制箱梁混凝土:护栏预埋钢筋必须预埋在预制梁内:支座处梁底混凝土楔形块应与预制梁混凝土同时浇筑;
1)混凝土:重力密度Y=26.0kN/m㎡,弹性模量为E=3.45×10MPa;
2)沥青混凝土:重力密度Y=24.0kN/m”;
3)预应力钢绞线:弹性模量E=1.95×10°MPa,松驰系数=0.3:
4)锚具:锚具变形、钢筋回缩取6mm(一端):
3)预制梁顶、底板及腹板较薄,施工单位应选用合适的骨料粒径并做好配合比试验:梁端2m范围内、管道密集部位及锚固区,应严格控制混凝土的振捣及养生,确保混凝土的质量.
5)管道摩擦系数:u=0.25;
6)管道偏差系数:x=0.0015;
7)竖向梯度温度效应:考虑沥青铺装层和调平层(含水泥混凝土铺装)对梯度温度的影响,按现行规范规定取值.
4)为了防止预制梁上拱过大,及预制梁与调平层由于龄期差别而产生过大收缩差,存梁期不宜超过90d,若累计上拱值超过计算值10mm,应采取控制措施.不同存梁期上拱值(计算值)见下表(表中各位移以向上为正,反之为负),施工单位可根据工地的具体情况(如存梁期、混凝土配合比、材料特性及地区气候等)以及经验设置反拱.反拱值的设计原则是使梁体在二期恒载施加前上拱度不超过30mm,桥梁施工完成后桥梁不出现下挠.
8)年平均相对湿度:65%.
4.桥面板按单向板和悬臂板进行计算.
5.一片梁梁端支点最大反力(汽车反力考虑冲击系数):
一片梁梁端支点最大反力
项目 反力(kN)恒载 恒活边梁支点反力 864 1593中梁支点反力 849 1520
单位:m
存梁期上拱值及反预拱值设置表
梁位 预制梁上拱值(理论值) 二期恒 反预拱度钢束张 拉时 存梁 30d 存梁 60d 存梁 90d 载挠度 建议值边梁 53.6 56.2 58.6 13. 1-30中梁 38.5 53.8 56.4 58.8 15. 0
五、施工要点
有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量标准,除按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650-2020)有关条文办理外,还应特别注意以下事项:
表注:
(1)表中终张拉及存梁天数均指混凝土龄期;
1.箱梁预制
(2)表中数值为计算值,施工时,应根据预制梁实测上拱值修正反预拱度;
1)施工时,应保证预应力孔道及钢筋位置的准确性,确保锚垫板与预应力束垂直,垫板中心应对准管道中心.钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡,管道必须圆顺,预制箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔为400m、直线段间隔为800mm设置一组.
(3)表中反预拱度建议值未考虑整曲线的影响,设计时应根据竖曲线半径调整反预拱度的设置值;
(4)反预拱度可采用图曲线或其它二次抛物线.
(5)预应力管道也应同时设反拱度.
2.预应力工艺
5)用于同一跨中各箱梁的混凝土浇筑时间差、终张拉时的混凝土龄期差不宜超过10d,避免各梁上拱值差异过大,影响横向湿接缝钢筋的连接.
6)梁体混凝土浇筑.梁体混凝土浇筑应连续浇筑、一次成形,每片预制梁浇筑总时间不宜超过6h.预制梁混凝土拌和物入模前含气量应控制在3.0%~4.5%,模板及钢筋温度宜在5℃~35℃,预制梁混凝土拌和物入模温度宜在5℃~30℃.施工中应加强观察,防止漏浆,欠振和漏振现象发生.梁顶板应用平板振动器振捣.要避免振动器碰撞预应力管道、预埋件、模板,对锚垫板后钢筋密集区应认真、细致振捣,确保锚下混凝土密实.
7)预制梁在浇筑混凝土过程中,应随机取样制作标准养护和施工用混凝土强度、弹性模量试件,应从构件不同部位分别进行取样.施工试件应随梁体或在同样条件下振动成型、养护,28d标准试件按标准养护办理.
8)梁体混凝土振捣浇筑完成后,采用木抹子对梁顶进行抹光,初凝之前再进行二次收浆.
9)安装箱梁内模时,箱内端横梁处的箍筋和分布钢筋可从中截断扳向箱梁内壁,箱梁内模由梁端脱模.
10)在箱梁内模拆除后,将堵头板进行就位,并用砂浆封闭堵头板与主梁内腔间的空隙,将截断的端横梁钢筋扳回到设计位置,并采用等强度原则予以补强.箱内端横梁混凝土及堵头混凝土通过梁端顶板预留槽浇筑.
1)预应力管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定,定位钢筋与箱梁腹板箍筋点焊连接,严防错位和管道下垂,如果管道与钢筋发生碰撞,应适当挪动钢筋位置.浇筑前应检查波纹管是否密封,防止浇筑混凝土时阻塞管道.
2)箱梁混凝土强度和弹性模量达到设计值的90%后,且混凝土龄期不少于
7天,方可张拉预应力钢束.
3)施加预应力应采用张拉力与引伸量双控.预制梁内正弯矩钢束锚下终张拉控制应力为0.75f=1395Mpa,预应力终张拉时还需考虑钢束与错圈口之间的摩擦损失,锚口摩阻损失暂按3%考虑,即钢束锚外终张拉控制应力为1437Mpa,锚口摩阻损失的具体数值应根据试验确定,或采用厂家及施工单位常年积累的数据,任何时候锚外张拉控制应力不得超过0.8f.预施应力过程中,应保持两端的伸长量基本一致,两端伸长量之差不宜大于5%.当预应力钢束张拉达到设计张拉力时,实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在土6%以内.实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响.各钢束终张拉引伸量(两端之和)详见下表:
单位:m
钢束引伸量一览表
N3 N4N58090780780780%
4)主梁预应力钢束采用两端同时张拉,以对称于构件截面的中轴线、上下左右均衡为原则,同时考虑不使构件的上、下缘混凝土应力超过容许值.主梁正弯矩钢束张拉顺序为N1→N3→N2-N5→N4.
5)预应力施工应采用自动智能控制张拉系统.
6)张拉用千斤项的校正系数不得大于1.05,油压表的精度等级不得低于1.0级.千斤顶标定的有效期不得超过六个月,且不应超过300次张拉作业.油压表检定周期不得超过一个月,且宜采用耐震压力表.当采用0.4级压力表时,检定周期可为三个月,但每个月应进行定期校准.千斤顶张拉吨位不应小于张拉力的1.2倍,且不应大于张拉力的2倍.
7)预制梁在终张拉时及24h后,断丝及滑丝数量不应超过预应力钢绞线总丝数的1.0%,并不应处于梁的同一侧,且一束内断丝不得超过一丝.