大跨度悬臂施工预应力混凝土连续梁设计与施工

中交铁道系列讲座（一）大跨度悬臂施工预应力混凝土连续梁设计与施工中交铁道（武汉）建设科技有限公司让世界更畅通目 录－ 概述－ 设计输入参数－ 设计步骤－ 设计计算－ 施工方法及施工配合－ 事故处理－ 参考资料一、概述一、概述大跨度连续梁主要分为普通连续梁、连续梁拱、V撑连续梁等。普通

拱形V形一、概述对应的武汉长江大桥128m、南京长江大桥160m、九江长江大桥180m。武汉128m南京160m九江180m一、概述1.1 铁路连续梁最大跨国内最大跨度的铁路连续梁为莞穗城际赤窖口特大桥，跨度80+2X150+80m连续梁。梁高11.5/6.5ｍ。双线城际轨道200km/h。参见《铁路桥涵设计规范》条文说明P201页。跨高比1/13一、概述1.2 铁路刚构最大跨国内最大跨度的铁路刚构为福建南龙铁路闽江特大桥，跨度118+216m+118刚构（铁路世界第一）。梁高16.5/7.5ｍ。双线200km/h。跨高比1/13一、概述1.3 公路连续梁最大跨1国内最大跨度的公路连续梁为舟山长松大桥，跨度布置为94+170+94ｍ，梁高10/3.7ｍ，双车道，桥宽12ｍ。跨高比1/17一、概述1.3 公路连续梁最大跨2国内最大跨度的公路连续梁为舟山长松大桥，跨度布置为94+170+94ｍ，支点梁高10ｍ，双车道，桥宽12ｍ。此桥一、概述1.4

公路刚构最大跨国内最大跨度的公路刚构为广东虎门大桥，跨度为150+270+150m，梁高14.8/5.0ｍ，双向六车道，单幅桥宽15ｍ。跨高比1/18.6一、概述1.5 铁路连续梁拱桥最大跨1国内最大跨度的连续梁拱桥为京沪高铁镇江京杭运河特大桥，跨度为90+180+90m，梁高10.0/4.5ｍ，双线，350km/h。跨高比1/18详见论文《高速铁路大跨度连续梁拱桥设计（铁四院 康小英）2008 》一、概述1.5 铁路连续梁拱桥最大跨2国内最大跨度的连续梁拱桥为京沪高铁镇江京杭运河特大桥，跨度为90+180+90m，梁高10.0/4.5ｍ，双线，350km/h。卫星平面图一、概述1.6 V撑连续梁最大跨1国内最大跨度的V撑连续梁为京沈客运专线跨京承高速及机场互通桥，跨度（109＋2X170＋90），梁高10.0/6ｍ，双线，桥宽12.6ｍ,V段长43m。单墩4个支座。43m设支座设支座跨高比1/17详见论文《京沈客运专线（109.8＋170＋170＋90.8）mV撑连续梁设计（铁三院 康景亮）2016》一、概述1.6 V撑连续梁最大跨2国内最大跨度的V撑连续梁为京沈客运专线跨京承高速及机场互通桥，跨度（109＋2X170＋90），梁高10.0/6ｍ，双线，桥宽12.6ｍ,V段长43m。单墩4个支座。卫星平面图京承高速三个主墩机场北线高速温榆河一、概述大跨度连续梁主要受周边条件限制，如通航、水上、峡谷、红线、桥下构筑物、线路斜交等等。主要采用的工法为节段悬臂现浇或节段悬臂拼装。节段悬臂现浇节段悬臂拼装二、设计输入参数二、设计输入设计输入参数内容①

地形、地质钻孔资料②

水文资料③

通航资料④

波浪力资料⑤

风力风向资料⑥

温度资料⑦

地震力资料二、设计输入2.1 地形、地质钻孔资料地形、地质钻孔资料包括：平面、线路纵断面（地面线）不良地质资料原位钻孔柱状图，地质剖面图各土层力学性能参数地下水情况（水位高、物质含量、腐蚀性等）对场地的综合评价二、设计输入2.2 水文资料水文资料包括：设计高水位（1/300或1/100）设计低水位（1/300或1/100）最高通航水位最低通航水位常水位及施工期水位河道表流迹线水流流速二、设计输入2.3 通航资料通航资料包括：通航净空（宽度、高度），通航条件影响评价、通航安全评估通航船只代表船型船撞力（规范有计算方法，必要时专题研究）二、设计输入2.4 波浪力资料波浪力资料资料：常浪方向及出现频率强浪方向及出现频率最大波高及平均波高波浪力计算研究报告（专题报告）二、设计输入2.5 风力风向资料1风力风向资料包括：桥位处设计基本风速风向玫瑰图及风速玫瑰图（常风方向）二、设计输入2.5

风力风向资料2铁路桥涵的风速：离地20m，频率1/100的10min平均最大风速。《TB-10002-2017 铁路桥涵设计规范》P32页二、设计输入2.5

风力风向资料3公路桥涵的风速：离地10m，频率1/100的10min平均最大风速。《JTG-D60-01-2004-T 公路桥梁抗风设计规范》P7页二、设计输入2.6 温度资料1温度资料包括：历年最高日平均温度（铁路为7月平均温度）历年最低日平均温度（铁路为1月平均温度）最高有效温度（公路砼结构专用）最低有效温度（公路砼结构专用）历年极端最高及最低温度（钢结构通用）按规范确定结构计算温度值（公铁不一样）：铁路砼结构：按照1月/7月平均温度公路砼结构：按照最高/最低有效温度钢结构：均按照历年极端最高/最低温度二、设计输入2.6

温度资料2JTG-D60-2015 P34/P64页JTG-D62-2004 P19页TB-10002-2017 P35页TB-10092-2017 P22/P104页二、设计输入2.7 地震力资料1地震力资料包括：地震动峰值加速度（查GB-18306-2015

中国地震动参数区划图）场地地震安评报告按照《ZLE00ZL-2015-00079

中国地震局关于贯彻落实国务院清理规范第一批行政审批中介服务事项有关要求的通知》附件《需开展地震安全性评价确定抗震设防要求的建设工程目录（暂行）》的要求，对城市基础设施、公路、铁路的安评范围做了详细规定。二、设计输入2.7

地震力资料2三、设计步骤三、设计步骤设计步骤内容平面布置立面布置跨度组成承台顶底高程承台及桩基础主梁外形尺寸确定刚构与连续梁选用原则主梁细部尺寸确定三、设计步骤3.1 平面布置根据总体平面线型及河道表流迹线图进行平面布置。桥梁中线应尽量垂直河道中心线或表流迹线。对于特大桥应以大桥为主，线路配合；对于一般桥梁相互比较后确定；对于中小桥以线路为主。三、设计步骤3.2

立面布置1根据道路纵坡、既有或规划道路净空、河流通航净空、设计最高通航水位，确定线路立面高程布置。立面布置应考虑预留桥下空间安全值。建议单坡或人字坡，凹曲线不宜设置在主桥范围内（主要考虑排水和快速车辆加剧对桥梁的冲击）。三、设计步骤3.2

立面布置2人字坡梁高 三、设计步骤3.3 跨度布置1根据桥下净空、通航净空、表流迹线图、承台轮廓尺寸及通过船只类型确定主跨尺寸。跨度布置应预留安全值，防止船只通过时极端情况下碰撞桥墩。主跨跨度在计算的基础上宜放大10

～20

。跨度布置中应注意与铁路、高速公路、地上地下高压电缆通道、高压燃气燃油通道、深埋大直径给排水管道的三维关系，满足相关规定要求。三、设计步骤3.3

跨度布置2承台轮廓承台轮廓河流中线90°90°通航净宽桥轴线与航迹线斜交三、设计步骤3.4

承台高程确定1确定原则：施工方便及经济性的融合陆地承台与水中承台设置不一样三、设计步骤3.4

承台高程确定2陆地承台承台顶高程位于地面线以下至少50cm、承台底位于冻结线以下；如果位于道路路侧

建议承台顶至少下落1.2m以上（考虑不均匀沉降）。三、设计步骤3.4

承台高程确定3不均匀沉降陆地承台波浪形三、设计步骤3.4

承台高程确定4水中承台设计高水位线设计低水位线理想标高不建议露出桩按照常水位能施工承台、考虑防撞三、设计步骤3.4

承台高程确定5水中承台设计高水位线设计低水位线现场标高高水位时承台在水中，需要设置防撞及警示三、设计步骤3.4

承台高程确定6最高通航水位浮动式钢覆复合材料防撞设施三、设计步骤3.4

承台高程确定7浮动式钢覆复合材料防撞设施三、设计步骤3.4

承台高程确定8舟山金塘大桥西通航孔钢围堰设计高水位线承台低潮位干封封底混凝土有条件干封无条件则水下封底三、设计步骤3.4

承台高程确定9舟山金塘大桥西通航孔防撞固定式防撞三、设计步骤3.5

承台及桩基础根据主跨跨度及桥面宽度，依据平均板厚（一般在1.2m以上）估算上部结构反力，进行预估桥墩、承台及桩基础。第一次计算局部冲刷深度。承台厚度一般宜为1.5～2倍桩径（铁路大院设计承台满足刚性角，直接2倍，偏于安全）桩基直径建议大跨度梁1.8m以上。公路承台按照JTG-D62-2004

P82页计算，铁路承台按照普通梁来计算（受弯+冲切）三、设计步骤3.6 主梁外形尺寸确定1边跨

L1主跨

L主跨

L主跨

L边跨

L1大跨度梁主跨一般做成等长的。边中跨比 L1/L≈0.55～0.65，通常取0.6左右。超过此范围，对梁的受力和配束均有困难。一般来讲，可根据边跨施工条件来确定。三、设计步骤边跨现浇段边跨现浇段3.6 主梁外形尺寸确定2长短边中比取小值0.55墩身较高边中比取大值0.65墩身较矮水深较浅、陆地地基比较好水深较深地基比较差采用墩旁托架采用落地支架三、设计步骤3.6 主梁外形尺寸确定3底板顶曲线段墩顶直线段底板底曲线段墩宽底板曲线采用2.0、1.8、1.6次抛物线或圆曲线墩顶梁底直线段应超出墩宽0～50cm三、设计步骤底板顶曲线段中跨直线段3.6 主梁外形尺寸确定4跨中梁高H2支点梁高H1底板底曲线段公路桥支点高跨比为1/15～1/20铁路桥支点高跨比为1/10～1/15跨度越大取大值，刚构梁高可略小于连续梁跨中梁高为支点梁高的1/2～1/3合拢段一般取2.0m三、设计步骤3.6 主梁外形尺寸确定5根据以上原则编制了梁高及顶底板厚度计算表格仅对抛物线线型有效三、设计步骤3.7 刚构与连续梁选用原则主跨长度

L墩高H跨度与墩高比L/H＝8～10为基本原则超过此值，可采用连续梁小于此值，可采用刚构三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定1-箱梁截面控制1外展翅≤4m 顶板跨度≤6m规范≤3.5m1/30外展翅尺寸宜小于3.5m，大于3.5m按高等桥梁理论计算三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定1-箱梁截面控制2外展翅≤4m规范≤3.5m外展翅＝C＋0.5（轮墙间距）＋0.5（防撞墙宽度）≤3.5m：三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定2-顶底板厚度跨中厚度不小于顶板底板的净跨的1/30顶板一般为等厚度，厚度为25～30cm。底板为变厚度，跨中厚度为27～30；支点厚度为支点梁高的1/10。预应力构造要求：顶底板厚度最小值宜为2.5D～3D（D为预应力孔道直径）。JTG-D62-2004 第9.3.3条 P97页三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度1腹板宜为直腹板，防止支点底板宽度过小无法放置支座或稳定性不满足要求。直腹斜腹同时方便设计、施工及板板挂篮模板太小正常三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度2直腹板挂篮不用调整底模宽度斜腹板挂篮要调整底模宽度，需加填板三、设计步骤3.8

主梁细部尺寸确定3-腹板厚度3腹板为变厚度，跨中处为40～50cm，支点处一般为60～90cm，腹板变化为集中平缓过渡，在一个或两个节段内变化（规范规定1:12）。腹板变宽段三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度4考虑腹板失稳简单算法：B≥H/15JTG-D62-2004 第9.3.3条 P97页三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度5JTG-D62-2004 第9.3.13条P100页；第9.6.1条P106页三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度6按9.3.13条及第9.6.1条规定：采用单箍时，腹板箍筋为16mm，则角筋间距最大S=15*16=240mm，单箍尺寸为240*2+150=630mm，腹板最大厚度为760mm。＞760mm，采用复合箍（交叉箍或套箍）。复合箍单箍公规（85版）规定单箍内受拉纵筋5根。04版取消此规定。三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定3-腹板厚度7按9.4条规定：支座两端各一倍梁高范围长度内，考虑截面抗剪，箍筋间距100mm，直径加大。JTG-D62-2004 第9.4条 P102页三、设计步骤主梁细部尺寸确定4-顶板及倒角翼缘端部为18cm～20cm翼缘根部厚度为50～80cm，可根据布束空间调整。梗斜的坡度为1:3，承托要大，方便布置悬臂预应力。三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定5-底板及倒角竖平腹板腹板置置底板底板底板与腹板相交部位的倒角方向问题主要考虑各自的刚度要求。对于小跨度梁宜平置方式，大跨度梁宜竖置方式。尺寸为20X60cm。三、设计步骤倒角

200或250

120

3.8 主梁细部尺寸确定6-纵向倒角

梁端

梁端200/2＝100倒角

200或250主墩中心线底板、腹板及顶板与支点横隔梁的倒角长度宜设置成一样，长度宜为2m或2.5m，以利模板制作及传力平顺。对称中心线中支点三、设计步骤倒角

200或250

120

3.8 主梁细部尺寸确定6-横隔梁厚度1梁端倒角200或250200倒角200或250支点横隔梁主要考虑支座传力和抑制箱梁扭转及畸变需要，中墩横隔梁一般为2m～3m；边支点横隔

梁一般为1m～1.2m，

也可根据支座或压重进行加厚；跨中也可以设置横隔梁，宽度0.5～1m。墩顶直线段三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定6-横隔梁厚度2按9.3.2条规定：跨度大于100m的连续梁跨中设置横隔板。曲线段可在1/4加JTG-D62-2004 第9.3.2条 P97页三、设计步骤3.8 主梁细部尺寸确定6-横隔梁过人孔考虑与相邻桥梁的关系，确定箱梁端横隔梁是否设置人孔。中横隔梁需设置过人孔，无障碍通行。边跨底板设置进人孔，检查箱内；利用无人机和望远镜检查外表及支座。四、设计计算四、设计计算下部结构计算内容：根据上部结构传下的竖向力对初拟定的下部结构进行试算、调整优化、计算局部冲刷、最后检算。确定最终的结构尺寸。公路桥与铁路桥的下部结构计算不同：公路：极限状态法；主力+同时出现附加力（没有明确）铁路：容许应力法；主力+一个方向附加力（明确条文）四、设计计算下部结构计算内容：对于摩擦桩和柱桩纵筋的配筋分段不一样。摩擦桩：靠桩侧的摩阻力提供承载力，主筋在弯矩零点以下按照受力是可以不配筋，但一般设计中为构造配筋（减半配筋，兼顾注浆管或声测管布置）。柱桩：靠桩端的抗力提供承载力，主筋需通长配筋。四、设计计算下部结构计算内容：《TB-10093-2017 铁路桥涵地基和基础设计规范》第6.3.3条 条文说明 P178页中，按此规定，设计中一般土中长度的1/2～2/3可以减半（短的小值，长的大值）。四、设计计算上部结构计算内容：纵向总体计算横向计算横隔梁计算锯齿块计算锚下局部计算临时固结及抗风计算预拱度计算支座预偏量计算四、设计计算4.1 纵向总体计算1按照施工顺序，对结构施工进行仿真模拟，尽可能的模拟施工过程。纵向计算按照全预应力结构设计。截面强度及应力验算截面尺寸控制为JTG-D62-2004 第5.2.9条 P29页：四、设计计算4.1 纵向总体计算1抗裂计算按照JTG-D62-2004

第6.3条 P58页规定（黑体强条）四、设计计算4.1 纵向总体计算1刚度验算，按照JTG-D62-2004

第6.5.3条 P64页C50：1.425C60：1.4C70：1.375活载短期效应组合系数为0.7（不计冲击），连续梁用C50砼，挠度长期增长系数为1.425，其活载挠度值为0.7*1.425=0.9975，取1.0即可。四、设计计算4.1 纵向总体计算2-0#节段长度临时连接

5～6m

5～6m

5～6m

5～6m 0#1#1#一般挂篮现浇的节段长度最长5m

因此挂篮的纵向长度一般为10～14m，在0#块拼装0#节段长11～14m挂篮时

要求两挂篮临时连接来悬浇1#块。四、设计计算4.1 纵向总体计算3-节段分段长度2X2252508X30014008X4004X350250 2X22501 22019 18 17 16 15 14 13 12 11 109 8 7 6 5 4 3 2 1节段长度的目的是使节段施工的重量变化均衡，有缓慢下降的趋势

不会出现陡变

而加大挂篮设计的难度。一般为3～5m，从0#块开始依次变大。四、设计计算4.1 纵向总体计算3-节段分段长度节段重KN节段重缓变施工方向180170160150140130120110节段重10090807060504030201008765432

120 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9

节段号四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料1纵向计算模型留存资料：纵向计算结构离散模型图截面编号图及节点编号图截面图截面参数表预应力钢筋布置图（立面及横截面）支座反力表四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料2纵向计算模型离散图（CAD文件）四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料3纵向计算截面图（CAD文件）

150 1230/2

150

50

150

115

115

150

150 1230/250

150 1230

2030

65

30

65

302034030

20

5050

20

630/2630630/2四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料4纵向计算截面图（CAD文件）203065301230/2 1230/21501505015011511515050150

150653012303020503020302030203020203012302030653065201230/2 1230/21501505015011511515050150

150201230/2 1230/215015070150959515070150

1501230/2 1230/21501505015011511515050150

1502030656530123020306557765301230/2 1230/22015015070150959515070150

150609123012303065306530656530201230/2 1230/21501505015011511515050150

1501230490.51230306550201230/2 1230/2150150

6015010510515060

150

15030651230461.630656530201230/2 1230/2

9595150

70

150

150

30630/2502030.63020322050630/22030630/2502033.73402050630/2630205051.2630/22030205054.7630/2203058.3502020302044.6630/2205048630/262.25020630/2205065.6203069.150203020630/23620

50630/238.52050630/2203041.42050630/2630/25020180630630/2630/2201230/2 1230/2546.630656530630630/2 630/25020630/22050630356.4371.3389.7630/25020201230/2 1230/21501505015011511515050150

150411123063030656530306565302050630/2201230/2 1230/21501505015011511515050150

150630345.46530630/23065205020

1230

1230/2 1230/215015050149.6115115150.450150

150630630/25020201230/2 1230/21501505015011511515050150

15050

4040

5030

351802540

30340630630/25020630306520653020501230/2 1230/215015070150959515070150

15012301230637.6630/2 630/2

630 306565305020630/2201230/2 1230/215015070150959515070150

150667.31230630630123030653065630/22050630435630630/22050201230/2 1230/215015070150959515070150

1501230630517.72050630/215015070150959515070150

150123020630/2630630/220502030302030202030203030202030302030656530201230/2 1230/215015070150959515070150

1501230866.7201230/2 1230/215015070150959515070150

150897.13065653012301230201230/2 1230/215015070150959515070150

1501230306565301230796.330653065306565301230/2 1230/215015070150959515070150

15020831201230/2 1230/215015070150959515070150

150698.1306530651230201230/2 1230/215015070150959515070150

150729.8123030656530201230/2 1230/2

150

150

701509595

15070150

150762.61230201230/2 1230/2

150150

70150959515070150

150

925205093.1630/296.75020630/21005020630/2205088.7630/272.95020205076.6630/284.65020205080.6630/2630/22050630630/25020630630630/25020630630630/220505020630/2 630/2

630 2050630/2 630/2

630 630/220506305020630/2630/2630/230R10300300300300R10R30R10R3092510065302070706301230

1230/2 1230/2 15015070150959515070150

150630/2630/2180206565203020R30R303406540

5050

4012301230/2 1230/21501505015011511515050150

1506518018020301230/2 1230/21501505015011511515050150

15012306305050502020502030653030340R30R10R3030351802540

30300300R10R10630630/2630/2四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料5计算截面参数表（XLS文件）四、设计计算4.1 纵向总体计算4-留存资料6纵向预应力布置图（CAD文件）四、设计计算4.1 纵向总体计算5-注意问题1纵向总体计算中注意的问题：①

底板预应力束应平行于底板底曲线（方便定位）②

应配置腹板弯起束（展开讲：虎门/黄石大桥）③

竖向预应力应在腹板中心线布置④

底板合拢束根数应递减，不能陡减，最后长的合拢束建议2束。⑤

施工阶段应按照节段施工的顺序，混凝土浇注→张拉第一批预应力→张拉第二批预应力→移动挂篮→重复下一阶段（严禁胡子眉毛一起）四、设计计算4.1 纵向总体计算5-注意问题2纵向总体计算中注意的问题：⑥

竖向预应力在截面抗剪计算中不考虑其效应，持久状况下主拉应力系数可0.5（规范0.4）⑦

施工阶段填完后，应进行混凝土重量校核，以确认结构上无多余的荷载（支座反力与上构混凝土自重抄平）。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料1纵横向预应力-钢绞线(GB-5224-2014-T 预应力混凝土用钢绞线)Φs15.2mmFpk=1860MPaA=1.40cm2G=1.101kg/m四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料2纵横向预应力-钢绞线图纸中不能出现锚具厂家的名称，宜标注为“群锚15-xx张拉端锚”，“群锚15-xx固定端P锚”，“制孔群锚15-xx”四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料3纵横向预应力-钢绞线为防止施工单位扯皮，说明应明确交代“锚具成套产品”，并在图纸中单独表示锚下螺旋筋参数及数量。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料4竖向预应力-精轧螺纹钢筋(GB-20065-2016-T 预应力混凝土用螺纹钢筋)Φ25/Φ32mmPSB785/830/930G=4.10/6.65kg/m四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料5竖向预应力-精轧螺纹钢筋四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料6竖向预应力-精轧螺纹钢筋腹板精轧螺纹钢筋还提供挂篮的后锚点，其张拉采用接长张拉。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料7竖向预应力-精轧螺纹钢筋拧紧短钢筋精轧螺纹钢筋锚具的旋紧要求采用扭力扳手 现场用短钢筋靠感觉；同时容易松动，所以说不可靠，建议不计入计算。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料8竖向预应力-低回缩钢绞线锚固系统低回缩竖向预应力系统，采用钢绞线，二次张拉技术。第二次张拉时，通过旋紧锚下的支撑螺母提高有效预加力。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料9竖向预应力-低回缩钢绞线锚固系统与普通钢绞线锚固系统相比，其工作锚板外侧有螺纹，增加了二次张拉调整螺母。四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料10竖向预应力普通锚具低回缩锚具四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料11成孔材料-预应力塑料波纹管(JT-529-2016-T 预应力混凝土桥梁用塑料波纹管)四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料12成孔材料-预应力金属波纹管(JG-225-2007 预应力混凝土用金属波纹管)四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料13成孔材料-橡胶抽拔管中穿钢丝绳或钢绞线，方便拖拽四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料14预应力管道摩阻参数公路设计规范《JTG-D62-2004

公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》P54页塑料0.0015/0.155、金属0.0015/0.23四、设计计算4.1 纵向总体计算6-预应力材料15预应力管道摩阻参数铁路设计规范《TB-10092-2017

铁路桥涵混凝土结构设计规范》P61页铁路多为预制简支梁，采用橡胶抽拔管四、设计计算4.1 纵向总体计算7-挂篮重量1挂篮重量铁路施工规范《Q-CR-9652-2017

客货共线铁路桥涵工程施工技术规程》P122页四、设计计算4.1 纵向总体计算7-挂篮重量2挂篮重量公路施工规范《JTG-F50-2011-T

公路桥涵施工技术规范》P140页无论铁路公路，挂篮总重系数均按照0.5控制四、设计计算4.2

横向计算1横向计算按照横向车辆布置，并按照车轮的分布宽度进行荷载确定。需考虑预应力大半径力效应及冲击系数1.3。按照A类结构设计。单元划分四、设计计算4.2

横向计算2车轮布置顶板预应力顶板横向预应力的布置建议平行于顶板，以方便施工四、设计计算4.3 锯齿块计算1锯齿块为局部构件，其在桥梁中起到致命作用，锯齿块的失效导致钢束失效，严重要引起桥梁坍塌。25015°92.3°四、设计计算4.3 锯齿块计算2计算参考《预应力混凝土连续梁底板上连续钢束锚定区的配筋计算（铁三院 房国安）（桥梁建设 1989年第二期）》四、设计计算4.3

锯齿块计算3锯齿块长度一般为2.0～2.5m，距离节段线至少0.5m25015°92.3°齿块自身夹角应为钝角≥90°四、设计计算4.3

锯齿块计算425015°92.3°90°锚固面应与钢束中心线垂直四、设计计算4.3

锯齿块计算525015°92.3°90°水平起弯角不超过15°四、设计计算4.3 锯齿块计算6参考《预应力技术及材料设备》(第三版）P231页图4-2-33，对于锚下直线段及弯曲半径有规定19-4.9MN15-3.9MN12-3.2MNR=6.0mL=1.0m四、设计计算4.3 锯齿块计算7强烈建议锯齿块设置于腹板附近，传力直接；不宜三面悬空；前端及后端距离节段线至少50cm50≥≥50腹板腹板腹板腹板≥50≥50

四、设计计算4.3 锯齿块计算7强烈建议锯齿块设置于腹板附近，传力直接；不宜三面悬空；前端及后端距离节段线至少50cm角落布置、两面临空中间布置、三面临空四、设计计算4.3 锯齿块计算8建议锯齿块内用箍筋和U型筋组合的方式来代替防崩Ω钢筋。现采用Ω钢筋四、设计计算4.3

锯齿块计算9N1钢筋22mm四、设计计算4.3 锯齿块计算10底板拉筋改箍筋，加强上下网片的联结横向钢筋拉筋纵向钢筋横向钢筋箍筋纵向钢筋四、设计计算4.4 锚下局部承压计算1锚下应按照锚具厂家提供的间距及布置设置螺旋筋；局部承压的计算按照JTG-D62-2004的第5.7条计算锚下加强钢筋网。四、设计计算4.4 锚下局部承压计算2四、设计计算4.5 横隔梁计算1横隔梁的计算按照支点截面进行计算，可区分为按普通抗弯结构和深梁计算。计算模型四、设计计算4.5 横隔梁计算2横隔梁计算截面为矩形截面或工形截面按照支座反力平均施加与腹板上，同时施加局部车轮荷载。四、设计计算4.5

横隔梁计算3计算荷载图示局部活载支座反力四、设计计算4.6

临时固结及抗风计算1悬臂施工中，对于连续梁来讲，需要进行主梁与基础进行临时固定来承受悬臂施工中的不平衡荷载，还要承受风力作用。临时固定有两种方式：墩梁临时固结墩旁临时托架四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算2墩旁临时托架 墩梁临时固结大跨梁小跨梁四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算3计算原则：考虑恒载和风载。恒载包括已浇注块件、正在浇注块件、挂篮重、施工荷载不平衡重。①已浇注快件，一侧混凝土自重102.5，一侧97.5，即共计5不平衡自重。②正在浇注块件，按差一个底板重，一侧按最后一块件的自重的120

计，一侧按最后一快件的自重的80计。即共计40的不平衡。四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算4计算原则：③一侧施工线荷载0.25t/m。④挂篮及施工机具自重按60t计，一侧按120

计，一侧按80计。即40不平衡。⑤风荷载按《桥规》和公路斜拉桥设计规范计算，V10=32.6m/s风速（查公路预应力规范附录）。四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算5四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算6四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算7四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算8计算出不平衡弯矩后 要进行如下计算：①桥墩及基础受力计算。②临时固结精轧螺纹钢筋计算或墩旁托架受力计算。③精轧螺纹钢筋锚固深度计算。四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算9墩梁固结计算模式拉杆

300压杆L260预应力粗钢筋为拉杆，混凝土垫块为压杆。拉压杆应力不超标。且稳定系数≥1.3。计算内容包括粗钢筋数量及间距L。四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算10墩旁托架计算模式临时托架均为压杆，要求最不利情况下压杆不出现拉应力，压杆压杆L且稳定系数≥1.3；计算内容包括压杆尺寸及间距L四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算11托架临时固结事故固结四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算12四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算13精轧螺纹钢筋拉应力只用到50 。安全四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算14钢筋预埋深度及混凝土压杆尺寸计算四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算15钢筋与混凝土极限锚固应力取值（公规）3.3MPa注意：此为极限应力《JTG-D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》条文说明 P212页四、设计计算4.6 临时固结及抗风计算16钢筋与混凝土粘结力容许值（铁规）[τ]=1.5*1.13=1.695MPa注意：此为容许应力《TB-10092-2017 铁路桥涵混凝土结构设计规范》P8页四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩梁固结实例1Φ32高强钢筋Φ32高强钢筋混凝土垫块混凝土垫块京张高速官厅水库特大桥墩顶临时固结立面设计图（跨度10X110m）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩梁固结实例2混凝土垫块永久支座Φ32高强钢筋京张高速官厅水库特大桥墩顶临时固结平面设计图（跨度10X110m）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩梁固结实例3混凝土垫块主梁硫磺砂浆夹层桥墩混凝土垫块京张高速官厅水库特大桥墩顶临时固结混凝土垫块设计图硫磺砂浆夹层中预埋电阻丝，需解除临时固结时，采用电阻丝加热的办法。（太容易坏了，最后直接风镐敲掉的）（跨度10X110m）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩梁固结实例4京张高速官厅水库特大桥墩顶临时固结现场图（10X110）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩旁托架实例1Φ197Φ50钢管，内灌C40砂浆钢护筒，内灌C30砼福州六一路闽江大桥墩旁临时支撑立面设计图（主跨80m）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩旁托架实例2Φ197钢护筒，Φ50钢管，内内灌C30砼灌C40砂浆福州六一路闽江大桥墩旁临时支撑平面设计图（主跨80m）四、设计计算4.6 临时固结及抗风设计-墩旁托架实例3现场钢结构焊接质量及施工质量心惊肉跳福州六一路闽江大桥墩旁临时支撑现场图（主跨80m）四、设计计算4.7 预拱度计算1随着悬臂施工的进行，主梁前段会产生向下的位移，为了保证施工完成后，主梁的线型符合设计要求，应进行预拱度设计。设计线型下挠线型四、设计计算4.7 预拱度计算2在用程序计算中，对混凝土结构和钢结构的计算方法不一样，钢结构要计入初始位移（端面拼接，转角和位移） 混凝土结构不计入初始位移（现浇混凝土的可塑性）。钢结构或预制结构现浇混凝土结构四、设计计算4.7 预拱度计算3桥梁设置预拱度的目的就是在桥梁成桥的时候桥面是平的。包含恒载预拱度及活载预拱度。设置方法为最后一阶段的累计位移进行反号就是预拱值，注意钢结构是同值反号，混凝土结构是向上设预拱值是1.0系数，向下设预拱值是0.7～0.8系数。主要是考虑现场的混凝土强度和弹摸比设计的高，根据现场的预拱度经验值确定折减系数。四、设计计算4.7

预拱度计算4四、设计计算4.8 支座预偏量计算1桥梁在成桥贯通后，在收缩徐变的作用下，桥梁会以固定支座为中心回缩，必定影响支座的位移指标。活动支座活动支座活动支座固定支座四、设计计算4.8 支座预偏量计算2同时在施工过程中，预应力张拉及收缩徐变也会对支座位移产生影响。计算方法为在不计初始位移的情况下，最后一个阶段计算的支座处节点的水平位移反号，考虑到桥墩的刚度及摩阻力因素，此值应进行折减，一般为0.7～0.8。四、设计计算4.8 支座预偏量计算3支座预偏量值2X30+50+2X30支座所在墩号01N01N02N03N04N05预偏量△(cm)-5.1-3.6-2.30.0+1.4+2.5为防止梁体收缩对伸缩缝的影响，边跨施工时梁体整体偏移△值。四、设计计算4.8 支座预偏量计算4随施工向左移支座预偏应在支座出厂前调整好，并进行标识位置及方向四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-简介1市场上的伸缩缝主要有以下几种：弹塑性伸缩缝，适用位移在50mm以下的。梳形板伸缩缝，位移量60mm～400mm模数化伸缩缝，位移量80～2400mm。公路伸缩缝是直接承受车辆荷载，车辆直接压在伸缩缝体上；铁路及轨道交通的伸缩缝是不承受车辆的荷载，仅承受梁端位移变形荷载，同时防止桥面水直接下泄，起密封作用。四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-简介2弹塑性伸缩缝施工快捷，更换方便，适用小位移量，可满足各方向变形四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-简介3梳形板伸缩缝梁端预留槽口小，施工快捷，更换方便，适用中小位移量，但寿命较短，螺帽会掉四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-简介4模数化伸缩缝梁端预留槽口尺寸大，施工复杂，行车平顺好，寿命长四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝1现在桥梁工程中采用比较广泛的是梳形板及模数化伸缩缝。模数化伸缩缝的伸缩能力是依赖两条型钢间的橡胶止水带的伸缩能力，单条橡胶止水带的伸缩量为80mm。在理想状态下，各条异型型钢间的间隙是一致的。四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝2L

40Δ80

Δ80

Δ80

Δ40桥面铺装桥面铺装止水带型

钢型

钢止水带止水带止水带型

钢Δ=0～80mm总伸缩量320mm四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝3模数化伸缩缝安装计算的目的是：控制安装时伸缩缝的两条异型型钢间的距离Δ值或伸缩缝长度L值，使伸缩缝在升温时，型钢不密贴；降温时，橡胶止水带不拉断。L40

Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ

40四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝4伸缩缝型号选择以总位移量为准：总位移量＝伸缩缝两端可伸缩梁长合计×计算温度变化×混凝土膨胀系数×（1.2～1.3）以官厅桥为例，总伸缩缝量为640mm，伸缩长度为715m。四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝5计算模式及计算条件：L40

Δ 80 Δ 80 Δ 80 Δ 80 Δ 80 Δ 80 Δ 80 Δ

40计算条件：①梁体极限温度变化范围为：-30℃～40℃②t－－安装时梁体温度℃③收缩徐变值按照计算或规范处理四、设计计算L4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝640Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ40升温时、不挤死（单缝隙Δ=5mm）：L－2*40－7×80－(40-t)×0.00001×715000

≥

8×5降温时、不拉断（单缝隙Δ=80mm）：2*40＋7×80＋8*80－L

≥

(t+30)×0.00001×715000＋Δ徐四、设计计算L4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝740Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ80Δ40升温时：L ≥ 966－7.15×t降温时：L ≤ 1065.5－7.15×t－Δ徐变四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-模数化缝8伸缩缝京张高速官厅水库特大桥伸缩缝640mm安装完成照片（跨度10X110m）四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-梳齿板缝1活动齿固定齿四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-梳齿板缝2活动齿固定齿确定此值梁缝四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-梳齿板缝3伸缩缝型号选择以总位移量为准：总位移量＝伸缩缝两端可伸缩梁长合计×计算温度变化×混凝土膨胀系数×（1.2～1.3）以福州六一路闽江大桥为例，总伸缩缝量为160mm，伸缩长度为201m。计算条件：①梁体温度变化范围为：-2.5℃～41.1℃②t－－安装时梁体温度℃③收缩徐变值按照降温10℃考虑四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-梳齿板缝4小缝，齿可跨越梁缝，大缝，最大降温时不跨缝。升温时，不挤死，最小缝隙1cm：Δ－[(41.1-T)*201/1000]≥1cm降温时，不大于最大伸缩量-1cm：Δ＋[(T＋2.5＋10)*201/1000]≤（16-1）cm四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-梳齿板缝5福州六一路闽江大桥160mm伸缩缝安装完成照片（主跨80m）四、设计计算4.9 伸缩缝安装计算-收缩徐变值收缩徐变影响通过计算或规范的规定进行取值。《 TB-10002-2017 铁路桥涵设计规范》第4.4.5条 P36页五、悬臂施工五、施工5.1 概述用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括：在墩顶浇筑0#块；在0#块上拼装悬浇挂篮并依次分段悬浇梁段；边跨及中跨合拢。五、施工5.2 挂篮种类1挂篮分以下几种：按构造形式可分为桁架式(包括平弦无平衡重式、菱形、弓弦式)、斜拉式、型钢式及混合式四种按抗倾覆平衡式可分为压重式、锚固式和半压重锚固式三种按走行方法可分为一次走行到位和两次走行到位两种五、施工5.2

挂篮种类2平行桁架式挂篮五、施工5.2

挂篮种类3平弦无平衡重挂篮五、施工5.2

挂篮种类4三角形组合梁式挂篮五、施工5.2

挂篮种类5弓弦式挂篮五、施工5.2

挂篮种类6菱形挂篮五、施工5.2

挂篮种类7滑道五、施工5.2

挂篮种类8三角形挂篮五、施工5.3 挂篮试拼挂篮运至工地后，应在试拼台上试拼，以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。五、施工5.4 0#节段施工0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇，可与临时固结一块设计。0号块0号块11223341.底模架

2.支架

3.墩身3.节点板1.底模架2.三角撑架4.墩身五、施工5.5 挂篮加载试验1在0号块上安装完成挂篮以后，应首先进行挂篮加载试验，以获取加载与挂篮变形的关系曲线，为施工监控提供数据，另外一个是安全性。加载时应注意分级加载，且分级应均匀。条件允许时应逐个进行挂篮加载试验，以便于检测全部挂篮的性能。按公路施工规范挂篮自身任何一点的位移不能超过2cm五、施工5.5 挂篮加载试验2按公路施工规范，挂篮自身任何一点的位移不能超过2cm五、施工5.6 混凝土浇注注意1混凝土浇注应注意：箱梁各阶段立模标高＝设计标高＋预拱度＋挂篮满载后自身变形。一般水准尺立在底板模板上混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现

从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。五、施工5.6 混凝土浇注注意2混凝土浇注应注意：若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注：(1)二次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部分。(2)三次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次是腹板下承托至腹板上承托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托至顶板。按公路施工规范 两次浇注龄期不超7天 且界面需插筋、凿毛、清洗、润湿五、施工5.6 混凝土浇注注意3混凝土浇注应注意：箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道、冲洗管道；处理因漏浆等情况出现的堵管现象。加强波纹管定位钢筋、锚下螺旋筋及锚下局部加强钢筋的检查。展开讲一下备用束要少及后续备用孔道的处理五、施工5.7 移动挂篮挂篮的移动应严格按照挂篮操作说明书进行，应保证其移动的安全性和稳定性，防止挂篮坠落，同时要求两端挂篮应同时移动。大风等恶劣天气应将挂篮往0#块回退。五、施工5.8 孔道摩阻试验1为保证预应力效果，确保主梁安全度，应进行孔道摩阻试验，按照《JTG-F50-2011-T 公路桥涵施工技术规范》要求进行孔道摩阻试验，调整设计张拉控制应力。《JTG-F50-2011-T 公路桥涵施工技术规范》第7.8.5条 P58页五、施工5.8 孔道摩阻试验2铁路规范《Q-CR-566-2017 铁路后张法预应力混凝土梁摩阻试验方法》要求进行管道摩阻、锚圈口摩阻、钢绞线回缩量的试验。五、施工5.8 孔道摩阻试验3实体梁试件五、施工5.8 孔道摩阻试验4五、施工5.9 合拢段施工1连续梁的合拢施工顺序应遵循以下原则：悬臂单T构应尽快形成“Π”构边跨合拢段应首先合拢，形成上桥通道最好对称合拢111223344五、施工5.9

合拢段施工2五、施工5.9

合拢段施工3五、施工5.9 合拢段施工4连续梁的合拢施工顺序应遵循以下原则：① 先张拉长束，再张拉短束（减小锚后应力）② 合拢施工吊架越轻越好，最好将挂篮拆除，以减少次应力。也可利用挂篮做合拢吊架。③ 合拢施工应在一天中温度最低时 兼顾气温变化平缓。使合拢段始终处于受压状态。五、施工5.9 合拢段施工5连续梁的合拢施工顺序应遵循以下原则：④ 临时固结的解除应在设计中明确，影响到预拱度的设置。⑤ 合拢段的施工应严格养护，防止过多的裂纹发生。⑥ 分幅桥施工不同步 多次合拢后 可能导致两幅桥的高程不一样。要求尽量两幅同时施工。五、施工5.9

合拢段施工6应注意细节及养护

50

50

出现温度裂纹五、施工5.9

合拢段施工7有高差五、施工5.10 合拢口临时锁定1合拢段施工时合拢段应进行临时锁定。分以下几种：内刚性支撑锁定外刚性支撑锁定内外刚性支撑共同锁定刚性支撑和临时预应力束共同锁定。是否张拉临时钢束、可结合劲性骨架通过计算来确定。五、施工5.10 合拢口临时锁定2五、施工5.10 合拢口临时锁定3外刚性支撑五、施工5.10 合拢口临时锁定4内刚性支撑五、施工5.10

合拢口临时锁定5临时束的张拉力一般宜在0.45～0.5Fpk，以防在合拢过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束。合拢口锁定后应解除多于的水平约束。