某中桥预制小箱梁设计

某中桥预制小箱梁设计

陈琦

四川西南交大土木工程设计有限公司广州分公司广东广州510095

摘要：以某中桥的设计为例，阐述预制小箱梁在工程实际中的应用。简要概括普通中桥设计过程中的上部结构、下部结构以及附属结构的设计，简述小箱梁施工要点，为类似中桥的设计提供参考。

关键词：预制小箱梁；中桥设计；施工要点

引言

随着科学技术的发展，桥梁作为连通线路的重要方式，也在不断的进步，从以前的简支木桥、石桥到如今的预应力连续混凝土桥、大跨钢桥、斜拉桥、悬索桥等，桥梁的材料选择、结构形式、跨越能力都达到了新的高度。从施工方面来说，桥梁的施工方式也有了更好的选择，在常规的中、小桥设计中，预制小箱梁一直是一种简单、高效的选择，先预制后拼装，相对现浇箱梁来说施工方便，受环境影响小，结构也同样安全可靠，再加上成熟的施工工艺，能使得整个工程项目更快更好地完成。

1、工程概况

某工程是一条规划的城市次干路，红线宽度60m，设计速度为50Km/h，双向六车道，全长约1.33km，含一座4x20米的预制小箱梁中桥，沥青混凝土路面结构。

2、主要工程材料

2.1混凝土

C50混凝土：小箱梁主梁、桥面现浇层、端横梁、封锚、现浇湿接缝；

C40混凝土：帽梁、墩柱；

C30混凝土：台身、耳背墙、搭板、承台、桩基（水下砼）、防撞墙、人行道；

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2012）及《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006），工程所处环境类别为III类。

上部结构及帽梁混凝土耐久性基本要求为：最大水灰比：0.5，最小水泥用量：350kg/m3，最大氯离子含量0.06％，最大碱含量：1.8kg/m3。

桥梁墩台及桩基混凝土耐久性基本要求如下：最大水灰比：0.5，最小水泥用量：300kg/m3，最大氯离子含量0.15％，最大碱含量：1.8kg/m3。

普通钢筋最小混凝土保护层厚度要求如下：基础、桩基承台（a）基坑底面有垫层或侧面有模板（受力主筋）50mm，（b）基坑底面无垫层或侧面无模板（受力主筋）75mm；墩台身、挡土结构、梁、板（受力主筋）40mm；人行道构件、栏杆（受力主筋）25mm；箍筋25mm；缘石、中央分隔带、护栏等行车道构件40mm；收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋20mm。

2.2钢材

1.预应力钢绞线：预应力钢绞线采用《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）标准，高强度、低松弛，规格为φs15.2mm，公称面积139mm2，抗拉标准强度=1860Mpa，弹性模量为1.95×105MPa，钢绞线松弛率：2.5%，其各项技术性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定。

2.钢筋：采用热轧HPB300、HRB400钢筋，其抗拉强度设计值fsd分别为270Mpa、330Mpa。钢筋标准应符合《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007及《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008的有关规定。

3、上部结构

本中桥左幅桥面总宽22.5m，其布置为：3.5m（人行道）+2.5m（自行车道）+0.5m（设施带）+15.5m（车行道）+0.5m（防撞墙）=22.5m；右幅桥面总宽20m，其布置为：3.5m（人行道）+2.5m（自行车道）+0.5m（设施带）+12m（车行道）+0.5m（防撞墙）=19m。

主梁采用20m预制小箱梁，小箱梁梁高1.2m，底板及腹板厚度为0.18m～0.3m，顶板厚0.18m。左幅桥横向布置7片小箱梁，梁中心距为3.2m；右幅桥横向布置6片小箱梁，梁中心距为3.14m。小箱梁为后张法预应力砼结构，采用先简支后桥面连续的结构体系。桥面铺装采用0.1m的沥青混凝土铺装层。纵向梁与梁之间、梁与桥台之间设置弹性抗震垫块。

4、下部结构

桥墩采用桩柱式结构，桩基础采用钻孔灌注桩，桩柱直径为D1.3m+D1.5m墩柱顶接1.4m高、1.7m宽帽梁。

桥台采用U型桥台，基础采用桩径D1.0m的钻孔灌注桩，双排布置。由于小箱梁底横向设置单支座，梁就位后需采取临时措施确保小箱梁横向稳定。

5、施工要点

5.1上部结构施工

（1）整体式路基外边梁和分离式路基的两侧边梁悬臂端部预留100mm暂不预制，待浇筑外包护栏时一起浇筑，但钢筋需照常伸出不得截断。

（2）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400mm、直线段间隔为800mm设置一组。

（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。

（4）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。

（5）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。

9）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，最后进行拉毛处理。

10）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。

11）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。

5.2下部结构施工

（1）施工单位在施工前应对桩位坐标、各项高程数据进行仔细核算，准确无误后方能放线施工。

（2）施工单位钻机进入持力层（微风化）后应立即通知监理单位，会同监理单位观察渣样，采用适当的丈量方法确定孔深。

（3）施工单位钻桩终孔前应能够取新鲜的渣样，会同监理单位观察确认岩层特性，并与之前取出的渣样进行对照，确认一致。钻桩达到桩基基底标高时，监理单位经过观察认为岩性有异，应及时通知业主、地勘单位到场处理。

（4）施工中应根据地质情况调整桩长，保证桩尖嵌入微风化岩层达到设计要求的深度。

（5）清孔要求：嵌岩桩沉渣厚度不得大于5cm，清孔完成后应立即吊放钢筋笼，浇灌桩身混凝土。首批混凝土拌和物下料后，混凝土应连续灌注。

（6）桩身混凝土质量的检测设计建议采用无损伤探测法。桩身预埋声测管，其方法按公路桥涵施工技术规范执行。

（7）桩孔的中心位置允许偏差不大于30mm，桩基倾斜度允许偏差不大于0.5％。

（8）浇注桩基水下砼时，应保证导管埋入砼有足够的深度，避免发生断桩事故，并防止孔壁坍塌。

（9）灌注的桩顶标高应比设计高出不小于0.8m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。

（11）桩基施工前，应查明工程范围地上及地下各类管线、障碍、地下构筑物等实际位置，做好管线搬迁和管线保护工作。

6、结语

本文通过项目实例，简要阐述了预制小箱梁在中桥设计中的应用以及施工中需要注意的部分事项，桥梁施工是个复杂的过程，牵涉很多方面的问题，预制小箱梁也不例外，虽然施工工艺已经比较成熟，还是需要在施工过程中注意各类事项。希望本文能为其他的中、小桥工程提供设计实例参考和实践经验。谢谢！

参考文献

【1】邵旭东程翔云李立峰《桥梁计算与设计》；人民交通出版社

【2】范立础顾安邦《桥梁工程》；人民交通出版社

【3】张雁刘金波《桩基手册》；中国建筑工业出版社