装配式预应力混凝土t梁上部结构宣贯.ppt

装配式预应力混凝土T梁上构 广东省高速公路设计标准化宣贯,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,2,宣贯内容,以往设计、施工中存在的主要问题 新编通用图的基本情况 通用图的结构计算 通用图的技术改进 预应力束与普通钢筋的布置 新编通用图的技术指标分析 通用图使用中的注意事项及适用范围,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,3,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.1、调研的基本情况,内容,1.3、有待研究的问题,1.2、设计标准的适应性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,4,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1) 通车项目调研分析 通车项目的装配式预应力混凝土T梁（或工字组合梁）调研主要针对两个阶段的T梁结构: 一是90年代（19932007年）使用的T梁（工字组合梁）结构; 一是2008部颁通用图后的T梁结构。,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,5,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1) 通车项目调研分析 90年代的T梁多为以装配式后张法预应力混凝土工形组合梁斜桥（JT/GQB 00593，00693，00793）为蓝本编制的各种组合式T梁（宽上翼缘或工字）。,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,6,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1) 通车项目调研分析,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,7,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1) 通车项目调研分析 2008版通用图 T 梁顶板全厚度预制，承受全部荷载，现浇整体化层仅作为构造，不计其结构受力；顶板、横隔板均采用现浇湿接缝连接。,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,8,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1） 通车项目调研分析 2012年78月分别对广东省（部分类似省份）多条正在运营的（施工中）高速公路进行了调研，通过收集桥梁定期检查报告、实地查看、与广东交通集团检测中心交流等方式，了解T梁桥常见病害及预防病害的建议和意见，通过对病害产生原因的进行分类分析，拟定合理的预防措施及建议。,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,9,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.1 调研的基本情况,1） 通车项目调研分析,T梁上部结构主要病害及施工问题,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,10,1、以往设计、施工中存在的主要问题,2）、现行通用图对比分析,1.1、调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,11,1、以往设计、施工中存在的主要问题,2）现行通用图对比分析,主要收集了以下单位的通用图： （1）、中交股份设计院通用图： 1)中交第一公路勘察设计研究院有限公司 2)中交第二公路勘察设计研究院有限公司 3)中交公路规划设计研究院有限公司 （2）、省设计院通用图： 1)广东省公路勘察规划设计究有限公司 2)四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 3)贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 4)湖北省交通规划设计院 5)广西交通规划勘察设计研究院,1.1 调研的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,12,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.1 调研的基本情况,2）现行通用图对比分析,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,13,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.2、设计标准的适应性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,14,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.2 设计标准的适应性,现行通用图将不适用,1）、耐久性要求提高,修编,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,15,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.2 设计标准的适应性,原通用图将不适用,2）、活载效应提高,修编,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,16,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.3、有待研究的问题,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,17,1、以往设计、施工中存在的主要问题,1.3 有待研究的问题,编制本次通用图前需专题研究的问题,专题研究结论,A类构件,统一各路基宽度的边、中梁截面,结合计算及构造选用，20、40m跨径可减少,梯度温度模式合理，取值可根据铺装调整,推荐下锚式,绑扎与焊接均可行，承载力基本无差别,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,18,2、新编通用图的基本情况,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,19,2、新编通用图的基本情况,2.1、编制内容,内容,2.2、典型横断面及一般构造,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,20,2、新编通用图的基本情况,2.1 编制内容,共 42 册,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,21,2、新编通用图的基本情况,2.1 编制内容,主要设计参数,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,22,2、新编通用图的基本情况,2.2、典型横断面及一般构造,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,23,2、新编通用图的基本情况,2.2 典型横断面及一般构造,T梁横断面布置,B 428785mm,C 118mm,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,24,2、新编通用图的基本情况,2.2 典型横断面及一般构造,T梁典型断面（单位：mm）,连续T梁齿板构造（单位：mm）,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,25,3、通用图的结构计算,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,26,3、通用图的结构计算,3.1、结构计算概述,内容,3.2、结构计算内容,3.3、计算结果分析,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,27,3.1 结构计算概述,3、通用图的结构计算,1）、国家及行业标准、规范 公路工程技术标准JTG B01-2003 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 公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011 公路交通安全设施设计技术规范（JTG D81-2006) 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTG/T B07-012006） 公路工程抗震设计规范（JTJ004-89） 公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,28,3.1 结构计算概述,3、通用图的结构计算,2）、计算方法 总体计算采用有限元数值方法，软件为中交二公院综合程序JSL-BrgCal、MIDAS等程序。 采用荷载横向分布系数法将组合T梁简化为单片梁进行计算，荷载横向分配系数采用刚接梁法。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,29,3.1 结构计算概述,3、通用图的结构计算,3）、预应力度控制 预制T梁按部分预应力A类构件进行设计，各主要控制截面在持久状况下的正应力作如下限制： 跨中截面下缘不出现拉应力； 支点截面上缘拉应力不超过-1.5MPa。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,30,3.1 结构计算概述,3、通用图的结构计算,4）、计算参数 （1）主梁混凝土、 100mm C40调平层混凝土重力密度取26kN/m3。 （2）110mm沥青混凝土铺装重力密度取24kN/m3。 （3）护栏混凝土重力密度取26kN/m3。 （4）预应力钢绞线：弹性模量Ep=1.95105 MPa，松驰系数0.3。 （5）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（单端）。 （6）管道摩擦系数：0.25。 （7）管道偏差系数：0.0015。 （8）年平均相对湿度：7099。 （9）不均匀沉降：连续结构按5mm考虑，简支结构不考虑。 （10）汽车荷载采用公路-级，汽车荷载进行了适当提高，20m、25m、30m跨径T梁提高比例为1.8/1.4，35m跨径T梁提高比例1.7/1.4，40m跨径T梁提高比例1.6/1.4。 （11）汽车冲击按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004的有关规定计算确定。 （12）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。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,31,3、通用图的结构计算,3.2、结构计算内容,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,32,3.2 结构计算内容,3、通用图的结构计算,1）、主梁纵向计算；桥面板计算；横隔梁计算；局部承压计算等。 2）、施工阶段模拟。 （1）简支结构施工流程：架梁浇筑横向湿接缝、端横梁、跨中横隔板，横向连成整体浇筑护栏、调平层和铺装成桥运营。 （2）连续结构施工流程：架梁浇筑墩顶现浇连续段混凝土张拉负弯矩钢束，体系转换浇筑翼缘板、端、中横隔梁湿接缝浇筑护栏、调平层和铺装成桥运营。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,33,3、通用图的结构计算,3.3、计算结果分析,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,34,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,1）、正截面抗弯承载能力,（路基宽26m）,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,35,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,2）、斜截面抗剪,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,36,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,3）、正截面抗裂,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,37,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,4）斜截面抗裂,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,38,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,5）、混凝土正截面最大压应力,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,39,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,6）、预应力钢筋的最大拉应力,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,40,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,7）、使用阶段混凝土主压应力,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,41,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,8）、使用阶段混凝土主拉应力,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,42,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,9）、短暂状况构件应力验算,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,43,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,10）、刚度验算,预规6.5.3，L0/600,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,44,3.3 计算结果分析,3、通用图的结构计算,桥面板检算,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,45,3、通用图的结构计算,3.3 计算结果分析,桥面板检算,桥面板局部验算汇总,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,46,3、通用图的结构计算,3.3 计算结果分析,横梁检算,26m路基，40m跨径,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,47,3、通用图的结构计算,3.3 计算结果分析,横梁检算,（路基宽26m，跨径40m）,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,48,4、通用图的技术改进,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,49,4、通用图的技术改进,4.1、结构标准化,内容,4.3、结构耐久性,4.2、结构安全性,4.4、施工方便性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,50,4、通用图的技术改进,4.1 结构标准化,1） 统一桥梁宽度,T梁标准图不同路基宽度桥宽对比表,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,51,4、通用图的技术改进,4.1 结构标准化,2） 统一预制梁宽,T梁标准图不同路基宽度预制梁宽对比表,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,52,4、通用图的技术改进,4.1 结构标准化,3） 统一马蹄尺寸,T梁标准图不同跨径马蹄尺寸对比表,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,53,4、通用图的技术改进,4.1 结构标准化,4）统一齿板布置,斜交预制T梁的负弯矩钢束锚固齿板与正交T梁的齿板布置均采用整体式，即，腹板两侧齿板横向对齐贯通。,08版负弯矩钢束锚固齿板 本次负弯矩钢束锚固齿板,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,54,4、通用图的技术改进,4.2、结构安全性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,55,4、通用图的技术改进,4.2 结构安全性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,56,4、通用图的技术改进,4.3、结构耐久性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,57,4、通用图的技术改进,4.3 结构耐久性,T梁通用图钢筋净保护层厚度对比表,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,58,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,59,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,1）取消扁锚,采用圆锚,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,60,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,2） 取消钢束平弯,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,61,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,3） 减少大规格钢束,钢束最大规格为15-9，取消了08版通用图15-10、15-11、15-12三种大规格钢束，减少集中锚固，锚固区受力更均匀。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,62,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,4） 负弯矩钢束锚固,为易于保证施工质量，负弯矩钢束锚固仍采用设齿板锚固于顶板下缘的锚固方式。 斜交桥齿板改为整体式。,整体式齿板,下缘锚固,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,63,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,5） 腹板及马蹄普通钢筋调整,修改腹板及马蹄钢筋形式，避免梁肋钢筋与预应力钢束干扰,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,64,4、通用图的技术改进,4.4、 施工方便性,6） 横隔板调整,中横隔板结合计算及规范构造要求设置，20m跨径减少一道、40m跨径减少两道。既保证结构安全性，又具有一定的经济性及施工方便性。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,65,5、预应力束与 普通钢筋布置,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,66,5、预应力束与普通钢筋布置,5.1、预应力束布置,内容,5.2、普通钢筋布置,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,67,5、预应力束与普通钢筋布置,5.1、预应力束布置,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,68,5、预应力束与普通钢筋布置,5.1、预应力束布置,以30mT梁，26m路基为例,跨中,支点,纵向预应力布置,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,69,5、预应力束与普通钢筋布置,5.1、预应力束布置,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,70,5、预应力束与普通钢筋布置,5.2、普通钢筋布置,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,71,5、预应力束与普通钢筋布置,5.2、普通钢筋布置,梁肋钢筋布置 a、按部分预应力A类结构计算时，预应力束用量满足正截面的抗裂和斜截面的抗裂要求，但在正截面的抗弯承载能力计算中T梁下缘仍需配置一定数量的受力普通钢筋。 b、箍筋采用12HRB400钢筋，梁端一定范围内箍筋间距为10cm，其余为15cm。 c、腹板两侧水平纵向钢筋采用10HRB400钢筋，钢筋间距不大于15cm。,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,72,5、预应力束与普通钢筋布置,5.2、普通钢筋布置,横桥向翼板钢筋布置： 上缘每延米配置1012HRB400钢筋； 下缘每延米配置1012HRB400钢筋; 边梁外翼缘处采用16HRB400钢筋进行局部加强。,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,73,5、预应力束与普通钢筋布置,5.2、普通钢筋布置,横梁钢筋布置： 上缘配置25HRB400钢筋; 下缘配置28HRB400钢筋; 中部配置12HRB400钢筋。,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,74,5、预应力束与普通钢筋布置,5.2、普通钢筋布置,100mm现浇层钢筋布置： 10HRB400钢筋; 间距100100mm。,以30mT梁，26m路基为例,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,75,6、新编通用图的 技术指标分析,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,76,6、新编通用图的技术指标分析,为对本次编制的标准图有大致的认识， 以26m、33.5m路基宽30m简支 T梁的主体结构工程量（不含沥青铺装及护栏、支座等）为例进行了统计 。下表为一孔、单幅材料用量对比（以08部版通用图为基准）。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,77,6、新编通用图的技术指标分析,为大致认识T梁的综合指标情况，权重指标按C50混凝土，：850/方；普通钢筋：6000/t；预应力钢绞线（含锚具）：13000/t，对各跨径T梁的主体结构每平米的加权平均综合指标进行了统计（不含铺装及护栏、支座等），与08版通用图的指标增减比例统计如下。,一孔简支T梁（单幅桥宽）技术综合指标对比,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,78,6、新编通用图的技术指标分析,一孔连续T梁中孔（单幅桥宽，含负弯矩材料）技术综合指标对比,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,79,6、新编通用图的技术指标分析,一孔连续T梁边孔（单幅桥宽，含负弯矩材料）技术综合指标对比,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,80,7、通用图使用中的 注意事项及适用范围,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,81,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,内容,7.2、适用范围,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,82,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（1）一片梁梁端支点反力计算结果为各荷载标准值效应，恒载已考虑不均匀沉降的影响（结构连续体系），活载已考虑汽车冲击，冲击系数为剪力效应的冲击系数取值。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,83,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（2）汽车荷载引起的梁端转角计算时主梁截面刚度取ECI0，汽车荷载取标准值，不计汽车冲击。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,84,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（3）存梁期上拱值按预应力张拉时的理论弹模进行计算，并考虑收缩、徐变的影响。 二期荷载挠度按ECI0的主梁截面刚度计算，未考虑收缩、徐变的影响。 设计说明中提供的上拱值和反预拱度建议值是理论计算值，应根据预制梁实测上拱值对反预拱度进行修正，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。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,85,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（4）裸梁跨中截面允许承受的最大施工荷载弯矩按中梁（连续结构为中跨中梁）控制计算得出，按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004第7.2.8条进行的计算，预应力考虑了2年的收缩、徐变损失。 每米桥面板允许最大施工荷载弯矩按JTG D62-2004第7.2.4条计算得出。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,86,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（5）预应力钢束均采用两端同时张拉。除40m跨径正弯矩钢束锚下控制应力为0.70fpk =1302 Mpa外，其余跨径锚下控制应力正、负弯矩钢束为0.75fpk =1395Mpa。 预应力张拉时还需考虑钢束与锚圈口之间的摩擦损失，锚口摩阻损失暂按3考虑，即1431 Mpa和1437 Mpa，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。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,87,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（6）预应力钢束张拉应在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值的85%，且混凝土龄期不少于7d时进行。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,88,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（7）预应力施工应采用自动智能控制张拉系统。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,89,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（8）预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。吊点应设在梁端隔梁中心线内侧30cm的范围内，捆绑钢丝绳与梁片底面、侧面的拐角接触处，必须安放护梁铁瓦或胶皮垫。预制梁运输、起吊过程中，应注意保持梁体的横向稳定。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,90,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（9）裸梁堆放不应超过两层，应适当遮盖，不宜曝晒曝寒。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,91,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（10）桥梁架设采用架桥机吊装。架桥机在桥上行驶时必须使架桥机重量落在梁肋上，施工单位应按所采用的架桥机型号对主梁进行施工荷载验算，验算通过后方可施工。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,92,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.1、注意事项,（11）、若采用其他方式运梁，在采用可靠的横向临时连接后保持梁体的整体稳定后，还应按规范核算梁体的整体承载能力及桥面板局部承载能力。,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,93,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.2、适用范围,2014-8-26,中交第二公路勘察设计研究院有限公司,94,7、通用图使用中的注意事项及适用范围,7.2、适用范围,（1）本通用图适用于I-B类环境。T梁外露表面净保护层厚度为30mm，系考虑现行公路钢筋混凝