标准规范下载简介和预览
预应力桥面预应力桥面是现代桥梁工程中广泛应用的一种结构形式,主要通过在混凝土浇筑前或浇筑后对钢筋施加预拉应力,以提高桥梁的承载能力和耐久性。这种技术能够有效克服普通钢筋混凝土结构在受力过程中容易出现裂缝的问题,从而增强桥梁的整体刚度和抗裂性能。
预应力桥面通常采用先张法或后张法施工。先张法是在浇筑混凝土之前将高强钢丝或钢绞线张拉并固定在台座上,待混凝土达到一定强度后释放张力,使混凝土获得预压应力;后张法则是在混凝土硬化后通过预留孔道对钢束进行张拉,并用锚具固定,随后灌浆保护钢束不受腐蚀。这两种方法各有优劣,适用于不同类型的桥梁结构。
预应力桥面具有结构轻巧、跨度大、施工周期短、维护成本低等优点,广泛应用于公路、铁路桥梁及城市立交桥建设中。此外,它还能有效减少桥梁自重,提升抗震性能,延长使用寿命。随着材料科学和施工技术的进步,预应力桥面的设计和应用正朝着更高效、更环保的方向发展,成为现代交通基础设施建设的重要组成部分。
(兴安盟兴业路桥工程有限公司)
先张法预应力空心板梁桥桥面高程控制
先张法空心板梁常见跨径为10m、13m、16m、20m,本 工程上采用的跨径是16m、20m,一般设置50~120m的长 线台座,一个台座多片预制,因此在长线台座难以设置向下 的反拱。因此,先张法预应力梁产生的上拱度是不可避免 的,通过对近二千片预应力空心板梁上拱值的统计,先张法 预应力空心板梁混凝土强度达到设计强度80%~85%时预 应力束放张后,实测上拱值为2.4~2.6cm(16m)、2.5~2. 8cm(20m)。 由于预应力混凝土梁因收缩、徐变的影响,随着混凝土 龄期增长,挠度值进一步加大。我们通过对存梁期达2~6 月的预应力空心板梁进行上拱值的实测,上拱值达到3.4 cm(16m)、3.6cm(20m)。 由此可以看出,先张法预应力空心板梁产生的上拱值是 不容忽视的。若将上述板梁安装到墩台帽(盖梁)上,即使 墩台帽(盖梁)高程严格控制在施工规范误差范围内,即± 1.0cm,由于上拱值达3.0cm左右,造成板梁跨中顶面标高 超高2.0~5.0cm,若桥面混凝土铺装层设计厚度为10.0 cm,则跨中处铺装层厚度仅有5.0~8.0cm,明显不能满足 设计要求。加之施工单位在墩、台帽(盖梁)施工中,将顶面 工程控制在±1cm范围内,具有一定难度的,将进一步造成 跨中严重超标。为保证铺装层厚度和预应力空心板梁结构 安全可靠,不得不对桥面进行调坡处理,以满足跨中铺装层 厚度的要求,造成改变设计线形。为避免上述不利影响,我 们在先张法预应力空心板梁桥施工中,将墩台帽高程在设计 标高的基础上,降低2.0~3.0cm,保证墩台帽厚度不变,相 应降低墩柱标高。这样,由于上拱值造成跨中超高的现象能 够避免,跨中铺装层厚度能得到保证。此种桥面高程控制方 法不利的地方在于增加了墩顶处桥面铺装的厚度,但所增加 的这部分恒载不会使梁的负荷水平有显著的降低。
后张法预应力梁一般在数个单独台座上重复预制,预制 好的预应力梁同先张法一样向上拱起,跨中的主拱值的大小 与梁的跨径、截面特性、预加力、混凝土强度等诸多因索有 关。 《公路桥涵施工技术规范》第11.4.11条规定梁跨径大 于20m时,应按设计设置反拱,这是非常必要的。如对所承 担的一座多跨20m的箱型梁上拱值的实测,跨中上拱值为 5.0~7.0cm,按桥面混凝土铺装层设计厚10.0cm考虑,跨 中仅存3.0~5.0cm厚,不能满足设计要求,后采用了将桥 面高程统一抬高5.0cm调坡方案,才解决了铺装层厚度偏 薄的问题,相应增加了大量的混凝土,虽然不会过分降低预 应力梁负载水平,但也加大了施工成本。因此对后张法预应 力梁设置反拱应得到足够的重视。 后张法预应力梁设置反拱的方法:
一般将台座设计成向下挠的曲线,预应力筋张拉以后, 使梁向上拱起,梁的上、下拱出水平线的数值大大减少,从而
达到安装好的预应力梁跨中不会超高,保证了桥面铺装层厚 度和桥面高程的正确。
将台座设置成水平,而考虑将梁模板上缘设计成曲线, 模板两端高,跨中低,其差值8为设计上拱值,阴影部分为超 浇混凝土的数量。张拉后,梁向上拱起,梁上缘呈水平状,下 缘呈曲线状,梁端所超浇混凝土的高,应在墩帽高程相应扣 除8,即施工控制高程标准应减去。 超浇的混凝土量为:V=B8L/3 式中:B为梁宽;8为超厚(上拱值);L为跨度。 上述两种方法均对预应力梁模板进行特别设计。
3.1先张法预应力梁上拱值的计算
式中:M为梁恒载产生的弯矩;L为梁跨径;E.为混凝土弹 性模量;1.为混凝土截面的惯性矩。 由于活载产生的挠度8=ML/(9.8E.1.) 式中:M为活载产生的弯矩
3.1.2由于预应力而产生的上拱度
由于先张法预应力梁直线配筋,因而挠度计算可 下公式:
8,=M,L²/(9.8E.1.)
式中:M,为等截面上相同弯矩,M。=PE;E,为预应力筋截 面重心与混凝土截面重心的距离;P.作用于预应力筋上的 拉力
3.1.3由于徐变面产生的上拱度
=[(1+n)/28+8] 式中:p为在某时间内的徐变系数,一般为1.5~2.0;n为预 应力有效系数湖南省工程造价专业-专业实务试卷(2022年修订),n=P./P;P.为作用于预应力筋上的有效拉 力。
1.4先张法预应力梁上拱
3.2后张法预应力梁上拱值的计算
(1)对于先张法预应力梁,要确保桥面高程和桥面铺装 层厚度,应在墩台施工中,适当降低设计标高,以满足上述目 的。 (2)对于后张法预应力梁,可直接在台座上设置反拱或 降低墩台盖梁(帽)高程来解决,但最佳选择是在台座上设 置下凹曲线反拱度,张拉后使得板梁上下缘处于水平状态, 从而保证桥面高程和铺装层厚度。