装配式预应力混凝土T形简支梁设计说明

设 计 说 明

一、 设计标准、技术规范及技术指标

（一） 设计标准

1. 设计荷载：公路－Ⅰ级。

2. 路基宽度：整体式路基宽度34.50m，分离式路基宽度17.00m。 3. 桥面宽度：

整体式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+ 0.60m(防撞护栏)+0.5m( 分隔带) +0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=34.5m；

分离式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=17.00m 。 4. 设计安全等级：一级。 5. 环境类别：II类。

6. 环境的年平均相对湿度：80％。 （二） 技术规范

1.《公路工程技术标准》JTG B01－2014； 2.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2015；

3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004。 4.《公路桥梁抗震设计细则》JTG B02-01-2008 5.《公路工程抗震规范》JTG B02－2013

6.《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-2006 7.《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011

8.《钢筋混凝土用钢 第1部分：热扎光圆钢筋》GB1499.1—2008 9.《钢筋混凝土用钢 第2部分：热扎带肋钢筋》GB1499.2—2007 10.《钢筋混凝土用钢 第3部分：钢筋焊接网》GB1499.3—2010 11.《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014

12.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370－2010 13.《预应力混凝土用金属波纹管》JG 225－2007

（三） 技术指标(见表－1)

主 要 技 术 指 标 表 表－1

跨径 项 目 30m 40m 设 计 荷 载 公路－Ⅰ级 路基宽度 整体式34.5m，分离式17.00m 分隔带宽(m) 整体式0.5m，分离式无 T 梁 片 数 7 预制梁宽（cm） 180、205 桥面横坡 2% 交 角 90° 预制梁长(m) 29.92/29.90 39.92/39.90 计算跨径(m) 29.0 38.90 梁 高（m） 2.00 2.50 梁端支点距离(m) 0.5 0.55 预制梁吊重（t） 80.8 124.6 二、 适用范围

本图适用于正交及斜交桥梁上的简支体系桥面连续的预应力砼T梁。

三、 主要材料

（一） 混凝土

30、40m跨径T梁，预制主梁（梁肋、翼缘板和横隔板）及梁间湿接缝采用C50混凝土；桥面连续采用C40混凝土。

桥面铺装为10cm厚C40混凝土＋防水粘结层+10cm厚沥青混凝土铺装。 （二） 钢筋

采用HPB300、 HRB400钢筋，其技术条件必须符合《钢筋混凝土用钢 第1部分：热

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桥涵通用图 装配式预应力混凝土T形简支梁

扎光圆钢筋》(GB1499.1—2008)、《钢筋混凝土用钢第2部分：热扎带肋钢筋》(GB1499.2—2007)及《钢筋混凝土用钢第3部分：钢筋焊接网》(GB1499.3—2010)的规定。

（三） 预应力钢绞线

采用符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）规定的低松弛高强度钢绞线，其抗拉强度标准值fpk =1860MPa，弹性模量Ep＝1.95×105MPa，公称直径d=15.2mm。

（四） 预应力锚具

预制T梁采用M15系列锚具，其技术条件必须符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370－2010的规定。配套千斤顶采用YCW150B或YCW250B。预应力管道采用镀锌金属波纹管,其质量应满足《预应力混凝土用金属波纹管》JG 225－2007的相关规定。

（五） 钢板

采用《碳素结构钢》GB700－2006规定的Q235B钢板。 （六） 桥面防水

采用水性沥青基防水涂料，其性能和质量应满足《路桥用水性沥青基防水涂料》JT/T535-2004标准要求。

（七） 其它材料

水泥、细骨料、粗骨料、水等各材料的有关质量要求均按现行《公路桥涵施工技术规范》有关条文办理，细骨料必须采用中粗砂。

桥面宽度(m) 34.50 17.00 横 断 面 组 成 形 式 表 表－2

桥梁横断面组成(m) 2×(1 .15+6×2.45+1.15)+0.5 1.15+6×2.45+1.15 （三） 主梁横隔板间距

各种跨径均为a+n×5m+a，a、n值随跨径不同而异。当L=30m时，a=4.35m，n=4；当L=40m时，a=4.25m，n=6。

横隔板间采用现浇湿接缝连接形式，以保证梁的整体性。 （四） 支座

采用普通板式橡胶支座，其性能与质量必须符合《公路桥梁板式橡胶支座》JT／T 4—2004的规定，其尺寸参照《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》JT／T 663—2006。

（五） 伸缩缝

用80型和160型伸缩缝，其技术条件必须符合现行国家技术规范的规定。 （六） 护栏、泄水管等公用构造详见有关设计文件。 五、 计算要点

（一） 计算程序

采用平面杆系结构计算软件Midas civil计算，计算方法采用空间梁格法。 （二） 计算原则

四、 设计要点

（一） 设计原则

本通用图直线桥按全预应力混凝土构件设计。主梁由预制T梁＋现浇湿接缝组合而成，结构型式为简支梁桥面连续结构。

（二） 主梁横断面

主梁梁肋间距为2.45m，其中，中梁预制宽度为1.80m，整体式及分离式路基边梁预制宽度均为2.05m，翼板及横隔板间湿接缝宽0.65m。

桥面横断面组成(见表－2)。

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1.环境的年平均相对湿度取80％(70％≤RH＜99％)进行计算。

2.混凝土：重力密度γ=26.0kN/m，C40混凝土的弹性模量EC=3.25×104 MPa，C50混凝土的弹性模量EC=3.45×104 MPa。

3.沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN /m。

4.预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95×105 MPa，松驰率ρ=0.045，松驰系数ζ=0.3。 5.锚具：锚具变形、钢筋回缩按6mm（一端）计算；镀锌金属波纹管摩阻系数μ=0.25，

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桥涵通用图 装配式预应力混凝土T形简支梁

偏差系数k=0.0015。

6.竖向梯度温度效应：《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2015。 7.桥面铺装仅作恒载计入，未考虑参与受力计算。 （三）一片梁梁端支点最大反力(见表－3)：

一片梁梁端支点最大反力(KN) 表－3

跨径(m) 30 内 梁 外 梁 40 内 梁 1070 522 1590 736 1030 462 498 1310 1530 梁 类 外 梁 恒载 723 汽车 480 最大支反力 1330 管道也同时起拱。

预加力引起的上拱度及二期恒载产生的下挠值表 表－4

跨 径(m) 30 钢束张拉完上拱度 (mm) 37.8 30.0 78.0 79.4 存梁30d上拱度 (mm) 48.8 37.8 96.5 97.8 存梁60d上拱度 (mm) 51.9 40.0 101.0 102.2 存梁90d上拱度 (mm) 53.6 41.2 103.3 104.5 二期恒载产生的下挠值(mm) -14.5 -12.3 -21.5 -23.0 位 置 外梁跨中 内梁跨中 外梁跨中 内梁跨中 40 （表中正值表示位移向上；负值表示位移向下）

设置向下预拱建议值：跨径30米，外梁跨中35mm，内梁跨中30mm；跨径40米，外梁跨中55mm，内梁跨中55mm。

六、 施工要点

本图有关施工工艺及质量检查标准按《公路桥涵施工技术规范》有关规定办理，另外尚需注意下列几点：

（一） 主梁预制

为防止同跨及相邻跨预制梁间高差过大，同一跨桥不同位置的预制梁的存梁时间应基本一致(外梁可稍短)，相邻跨的预制梁的存梁时间亦应相近。

（二） 预应力工艺

1.预应力钢束张拉控制吨位及张拉控制应力见表－5。

预应力钢束张拉控制力表 表－5

1.浇筑主梁混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方能浇筑。施工时，应保证预应力管道及钢筋位置准确。梁端1m范围内及锚下混凝土局部应力较大、钢筋密，特别是锚下混凝土，应充分振捣密实，严格控制其质量。

2.为了防止预制梁上拱过大，预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值10mm，应采取控制措施。预制梁应设置向下的二次抛物线反拱（包括梁顶）。预制T梁在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值(见表-4)所示，施工单位可根据工地的具体情况（如存梁期、砼配合比、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20mm，桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。施工设置反拱时，预应力

钢绞线根数 8φs 15.2 9φs 15.2 总公称面积(mm2) 1120 1260 控制应力(MPa) 1395 1395 控制拉力(kN) 1562.4 1757.7 2.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T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，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。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。

3.跨径30米预制梁混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的85%且龄期不少于7d，方可张拉预应力钢束，张拉顺序：N1→N2→N3；跨径40米预制梁混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的95%且龄期不少于7d，方可张拉预应力钢束，张拉顺序：

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桥涵通用图 装配式预应力混凝土T形简支梁

N1→N2→N3→N4→N5；预制梁钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75 fpk =1395Mpa。

为防止侧偏，T梁预应力钢束应采用分级张拉。跨径30m，N3钢束两束应对称交替逐步加载张拉，张拉过程荷载差异不得大于50%锚下张拉控制荷载；跨径40m，N5钢束两束应对称交替逐步加载张拉，张拉过程荷载差异不得大于50%锚下张拉控制荷载；

4.施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。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6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。

5.钢束张拉控制吨位及张拉控制应力未考虑预应力钢束与锚圈口之间的摩擦损失，请施工单位自行考虑。

6.钢束张拉后，应立即管道压浆，要求压浆饱满。 （三） 施工注意事项

1. 横隔板钢筋骨架的位置，施工时应准确放样，以期给搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。

2. 主梁就位后必须及时进行翼板及横隔板间的钢筋连接和湿接缝混凝土的浇筑。只有其设计强度达到85%并采取压力扩散措施后，方可在其上运梁。运梁设备在桥上行驶时必须使设备重量落在梁肋上（施工单位应按所采用的设备对主梁及下部构造等进行施工荷载验算，验算通过后方可进行施工）。

3. 主梁吊运按兜托梁底起吊法考虑，不设吊环。预制时应在梁底预留穿索兜底所需的活动段底模，同时在主梁翼板上的对应位置预留穿索孔洞，吊具根据施工单位的条件自行设计。

6. 为避免和减少外梁在施加预应力时产生侧向翘曲，应将外翼板沿梁长在跨中和1/4L处分别设置一道30cm宽的槽口（钢筋不割断，40m跨径的T梁应增设二道槽口），槽口深为自边缘向内25～37.5cm(槽口深原则：设置槽口后外翼板部分宽度与内翼板预制宽度相同)。整跨形成后再浇筑槽口混凝土。

7. 采用梁底预埋钢板调平纵坡时，严禁采用预埋钢板下垫砂、垫钢筋等简易方式调平纵坡，因这些方法均不能保证梁底纵坡调平的准确性和可靠度。需在预制台座预埋钢板位置设槽口，槽口应该根据梁体坡度和预埋钢板尺寸由承包人自行设计，但应当保证脱模容易和脱模后砼表面平整以及保证梁体张拉时自由缩短。T梁预制时应根据调平坡度，准确定位槽口内钢板四角位置，固定好钢板然后浇筑梁体砼。（可采用组合钢楔或浇筑低标号砼来调节钢板顺桥向倾角，也可参照连续梁的作法，在梁底设楔形块来调平纵坡）。梁体钢筋与预埋钢板位置冲突，可适当移动梁体钢筋。

预制台座对应梁端下方（梁端至梁底预埋钢板边缘长度范围）应当放置橡胶垫块，防止预应力钢束张拉后，由于梁体反拱导致的梁端局部受压而破损，具体构造由承包人结合台座形式自行设计

8. 为确保梁体在运输过程及安装就位时的稳定性，应采取有效的防倾倒措施。 9. 预制主梁时，应注意预埋顶面抗剪钢筋、护栏、伸缩缝、泄水管等公用构造部件及交通工程方面的通讯管线预埋件。

10. 其它未尽事宜，均应严格按照现行《公路桥涵设计规范》、《公路桥涵施工技术规范》及《公路工程质量检验评定标准》中有关规定办理。

（四） 耐久性要求

为增强结构的耐久性，承包人应配制耐久混凝土、施工中加强早期裂缝控制、加强养

4. 预制主梁梁顶、翼板及横隔板横向端部等与现浇混凝土结合的混凝土表面必须凿毛、冲洗，以保证新老混凝土的结合质量。

5. 凡需焊接的受力部位，均应满足可焊性要求，并且当使用强度级别不同的异种钢材相焊时（如HRB400级钢筋和Q235钢相焊）所选用焊接材料的强度应能保证焊缝及接头强度高于较低强度级的钢材（如Q235钢）之强度。

护等措施。这些增强结构耐久性的具体要求参见《公用构造》中的设计说明。

七、 曲线桥设计

1. 曲线桥按部分预应力混凝土A类构件设计。

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桥涵通用图 装配式预应力混凝土T形简支梁

2. 曲线桥计算按路线设计线处布置标准跨径，各墩沿径向设置，以折线代替曲线，每跨各片梁预制不等长。梁长变化范围：标准跨径30m时，29.45m～30.55m；标准跨径40m时，39.26m～40.74m。

3. 曲线上横向超高通过改变T梁翼缘板的横向预制横坡适应，以保证桥面铺装厚度的一致，避免过厚或过薄的砼桥面铺装。

4. 梁长变化处理：梁长变化采用调整端部等截面段的长度，保持梁端至支座中心线的距离不变。

5. 钢束长度变化处理：采用调整跨中直线段的长度的方式。

6. 平面横向弓高的处理：保持梁间距不变，当弓形高小于7厘米时，可采用加宽单侧边梁（加宽值＝弓形高）；当弓形高大于7厘米时，可采用加宽两侧边梁（加宽值＝弓形高/2），并且梁整体向外侧平移二分之一加宽值。

7. 主梁横隔板间距的处理：横隔板布置方式与直线桥相同。 8. 梁肋斜度的处理：采用封锚形成。

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