箱梁设计指南.pdf

1、 中铁大桥勘测设计院有限公司企业标准中铁大桥勘测设计院有限公司企业标准 QB/BRDI1002-2006 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南(试行版)(试行版)2006-11-01 发布发布 2006-11-15 实施实施 中铁大桥勘测设计院有限公司发布中铁大桥勘测设计院有限公司发布 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 前前 言言 本标准是在有关国家和行业标准的基础上，结合公司实际编写而成。本标准属企业内控标准，是企业机密，严禁复制和外传。在执行本标准过程中，希望各单位结合实践，认真总结。如发现需要修改和补充之处，请及时将意见及相关资料提交公司企业策

2、划部，以供今后修订时参考。本标准由公司企业策划部和科研所负责解释。主管单位：企业策划部 主编单位：科研所、第一设计所 参与标准编写和审核的主要人员有：黄燕庆、高宗余、朱华民、欧建平、朱志虎、马润平、苏传海、王碧波、梅新咏、苏杨、张燕飞等。1 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 目目 录录 1 总则1 总则.1 2 总体设计2 总体设计.1 2.1 结构形式.1 2.2 施工方法的选择.1 2.3 孔跨布置.2 2.4 结构构造尺寸.2 2.4.1 梁高.2 2.4.2 横截面形式.3 2.4.3 细部尺寸.3 2.4.4 桥面横坡的形成.4 2.5 支撑体系.5 2.5.

3、1 墩梁固结支撑.5 2.5.2 采用支座支撑.5 2.5.3 支座的布置.6 2.6 建桥材料.6 2.6.1 混凝土.6 2.6.2 预应力材料.6 2.6.3 普通钢筋.7 3 结构计算一般规定3 结构计算一般规定.7 3.1 计算模型.7 3.1.1 纵向计算模型.7 3.1.2 横向计算模型.8 3.1.3 横隔梁计算模型.9 3.2 计算荷载.9 3.2.1 结构自重.9 3.2.2 汽车荷载.9 3.2.3 人群荷载.10 3.2.3 温度荷载.10 3.2.4 强迫位移.10 3.2.5 施工临时荷载.10 3.2.6 支座摩阻力.11 3.2.7 汽车制动力.11 3.2.8

4、 风力.11 3.2.9 预应力径向力.11 1 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 3.3 荷载组合.11 3.4 计算项目.11 4 结构计算及预应力体系设计4 结构计算及预应力体系设计.12 4.1 计算模型正确性检验.12 4.2 正截面抗弯能力极限状态计算.12 4.3 斜截面抗剪能力极限状态计算.13 4.4 正截面抗裂验算.14 4.5 斜截面抗裂验算.14 4.6 应力验算.15 4.7 局部受压验算.15 4.8 预应力体系设计注意事项.15 5 细节设计5 细节设计.16 5.1 预应力钢筋管道定位钢筋布置.16 5.2 钢筋网拉筋布置.16 5.3

5、预应力钢筋锚固细节.16 5.4 支座处梁底调平构造.17 5.5 通过孔（过人孔、过线孔、通风孔、泄水孔）构造细节.17 5.6 临时施工孔设计.18 5.7 防水构造.18 6 设计文件的编制6 设计文件的编制.18 6.1 文件内容及编排顺序.18 6.2 箱梁设计说明.19 6.3 设计图纸的绘制.19 6.3.1 构造图.19 6.3.2 预应力钢筋布置图.20 6.3.3 普通钢筋布置图.22 6.3.4 预应力锚固系统构造图.22 6.3.5 支座安装图.23 6.3.6 伸缩缝安装图.23 6.3.7 合拢撑架构造图.23 6.3.8 施工步骤图.23 6.3.9 预拱度及支座

6、预偏量设置图.23 7 设计资料的收集归档及技术总结7 设计资料的收集归档及技术总结.23 2 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 1 总则 1 总则 1.11.1 公路预应力混凝土箱梁设计，应首先遵守公路工程技术标准（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）等国家设计标准。1.21.2 公路预应力混凝土箱梁设计应确保结构安全、技术先进、经济合理。1.31.3 在满足结构安全、与环境协调、施工方便的前提下，鼓励结构形式、施工工艺方面的创新。2 总体设计 2 总体设计

7、2.1 结构形式 2.1 结构形式 混凝土连续箱梁结构形式一般有等高度连续梁、变高度连续梁、连续刚构、连续 V 构等四种,设计时应根据工程实际情况、结合各种桥型自身特点作出合理选择。等高度连续梁等高度连续梁具有跨越能力小、构造简单、施工方便快捷的特点；适用于小跨径连续梁桥。变高度连续梁变高度连续梁具有受力合理、主要采用悬臂施工法的特点；适用于中大跨径连续梁桥。连续刚构连续刚构具有墩梁固结的特点；适用于桥墩较柔的中大跨径连续梁桥，桥墩较矮时不宜采用。连续 V 构连续 V 构具有构造复杂、造型美观的特点；适用于对造型要求较高的中等跨径连续梁桥。2.2 施工方法的选择 2.2 施工方法的选择 连续梁

8、设计与施工相互制约，设计时需要结合桥址地形、工程规模、工期、造价等因素，事先预设施工方法。常用的施工方法有支架整体现浇、简支连续施工、支架逐孔现浇、悬臂施工、顶推施工等。支架整体现浇 支架整体现浇 整联现浇，施工中无体系转换，桥梁整体性好；但是需要大量支架、施 1 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 工期长、受通航泄洪影响，施工费用高。适用于规模较小的中小跨径连续梁。支架逐孔现浇 支架逐孔现浇 分为移动模架法和移动支架法。施工快速、施工费用低，一般适用于中小跨径连续梁。简支连续施工 简支连续施工 先预制梁段（张拉正弯矩区预应力）、再吊装连接（张拉负弯矩区预应力）成为整体。

9、施工快速，施工费用低，一般适用于工程规模较大的等截面中小跨径连续梁。悬臂施工 悬臂施工 包含悬臂现浇法和悬臂拼装法，是国内最常见的中大跨径连续梁施工方法，具有适用性、经济性好，但施工体系转换次数多、线形较难控制的特点。顶推施工 顶推施工 适用于有顶推条件的中小跨径等高度连续梁。具有施工质量好、施工设备简单，但需要增加临时的施工配筋的特点。逐孔拼装 逐孔拼装 适用于中小跨径大型桥梁工程，具有工厂化生产、质量可靠、施工快速、但需大型吊装设备的特点。2.3 孔跨布置 2.3 孔跨布置 桥梁孔跨布置受地质、地形、桥下通车通航等因素制约。在条件允许的情况下，应力求受力合理、施工方便、孔跨配置协调一致。一

10、般情况下，等高度小跨径连续梁可采用相同跨径；中大跨径的变高度连续梁各中跨宜采用相同跨径，边跨跨径宜为中跨跨径的 0.550.6 倍；对墩梁固结的箱梁，应合理选择边中跨比例，以减小墩身弯矩。2.4 结构构造尺寸 2.4 结构构造尺寸 2.4.1 梁高 2.4.1 梁高 等高度连续梁 等高度连续梁 高跨比一般取 1/151/18。变高度连续梁 变高度连续梁 2 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 LaL/2HsLs/2HLc/2Hc 跨中截面高跨比 Hc/L 一般取 1/301/50。支点截面高跨比 Hs/L 一般取 1/151/18。跨中处直线段长度 Lc 一般取 2m。支

11、座处直线段长度 Ls 一般与该处桥墩宽度相等。中间部分 La 为曲线变高梁段，梁底曲线一般采用圆曲线或者抛物线,抛物线指数 k 一般取 1.65。若以变高度梁段跨中端桥面处为原点，水平向右为 X轴，竖直向下为 Y 轴建立坐标系，则：圆曲线半径)(2)(22HcHsHcHsLaR=，圆弧段梁高22XRRHcH+=；抛物线系数kLaHcHsA=，抛物线段梁高。kAXHcH+=2.4.2 横截面形式 2.4.2 横截面形式 中小跨径连续箱梁桥宽 14m 以下宜采用单箱单室截面形式；桥宽 18m 左右宜采用单箱双室截面形式；桥宽在 22m 以上时，一般采用单箱多室截面，也可采用双箱形式。大跨连续箱梁桥

12、宽 16m 以下一般采用单箱单室截面形式；桥宽 18m 以上可采用单箱双室截面或分幅建造。2.4.3 细部尺寸 2.4.3 细部尺寸 箱梁横截面由顶板、底板、腹板、悬臂板、承托构成；各部分构造须满足受力、构造、施工方便的要求。顶板 顶板 箱梁顶板需要满足横向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。一般地：在腹板间距为 3.57.0m 时，顶板厚度可采用 0.180.30m。底板 底板 3 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 箱梁底板需要满足纵向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。一般地：等高度连续梁底板厚度宜采用 0.200.25m。变高度连续梁底板厚度随负弯矩从跨中到支点逐渐加厚。跨中

13、底板厚度宜采用 0.250.30m；支点底板厚度一般采用梁高的 1/10。腹板 腹板 腹板尺寸除满足受力需求外，还需要满足通过、连接、锚固预应力钢筋的构造需求。腹板厚度一般采用 0.400.80m。通常，中大跨径连续梁支点处腹板较厚，跨中处腹板较薄，起变点一般设置在 L/4 附近，变化段长度一般为 36m。箱梁一般采用直腹板。等高度箱梁外侧腹板也可采用斜腹板，配合合理的圆弧倒角可以有效改善箱梁外观。变高度箱梁不宜采用斜腹板，以免施工困难和因支点附近底板宽度过小造成设计困难。斜腹板箱梁抗剪等计算时，应采用腹板垂直厚度，而不应取腹板水平截线宽度。悬臂板 悬臂板 悬臂板长度及腹板间距是调节桥面板弯矩

14、的主要手段。悬臂板长度一般为2.54.5m，悬臂端部厚度一般取0.160.20m，悬臂根部厚度一般为0.40.6m。承托（梗胁）承托（梗胁）承托布置在顶底板与腹板连接的部位，起均匀过渡力线、增加横向刚度以抵抗扭转、畸变应力。形式上可分为竖承托和横承托。竖承托对腹板受力有利；横承托对顶底板受力有利。一般地，受抗剪、主拉应力控制的宜设置竖承托；受纵横向抗弯控制的宜设置横承托。2.4.4 桥面横坡的形成 2.4.4 桥面横坡的形成 桥面横坡一般通过以下几种方法形成：铺装垫层成坡 铺装垫层成坡 在箱梁顶板与桥面铺装间设置不同的铺装垫层厚度。该方法简单易于设计，但额外增加了桥梁自重，特别是在桥宽较大的时

15、候，容易造成设计的不经济。箱梁顶板成坡 箱梁顶板成坡 箱梁底板在横桥向保持水平，箱梁外侧腹板倾角保持相等，通过桥面板倾斜来形成横坡。当在箱梁顶设置一字坡或者不对称的人字坡时，两侧腹板 4 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 高度不一致，会让设计变得更加繁琐。箱梁旋转成坡 箱梁旋转成坡 当箱梁顶设置一字坡时，可将箱体“刚性旋转”在顶板上形成横坡。这种方法设计简单，但施工时较难控制。2.5 支撑体系 2.5 支撑体系 2.5.1 墩梁固结支撑 2.5.1 墩梁固结支撑 墩梁永久固结 墩梁永久固结 墩梁混凝土直接连接，不设置支座。这种情况下，墩梁固结点为一个刚节点，节点弯矩按刚

16、度分配到该节点连接的杆件上（梁、墩）。这种支撑形式常用于桥墩较柔的大跨连续刚构。墩梁临时固结 墩梁临时固结 墩梁临时固结的支撑体系常用于连续梁桥悬臂施工过程中。在墩顶加临时锚固 在墩顶加临时锚固 采用预应力双排锚杆将墩梁临时固结。通常锚杆下端预埋在桥墩中，锚杆穿过梁体混凝土并锚固在梁顶。锚固数量及张拉力由施工最大不平衡弯矩计算确定。为便于拆除，在临时支座上下面各设置厚约 2cm 的硫磺砂浆夹层，并在临时支撑附近布置千斤顶，便于施工中的微调。这种方法构造简单，制作、拆卸方便。在墩旁加临时支架 在墩旁加临时支架 当不平衡弯矩太大，采用墩顶临时锚固不足以承受时，可在桥墩一侧或两侧设置支架，和墩顶临时

17、固结共同承受施工不平衡弯矩。当临时支架可能出现拉力时，应设置抗拉设施。2.5.2 采用支座支撑 2.5.2 采用支座支撑 板式橡胶支座 板式橡胶支座 板式橡胶支座分圆形和矩形，构造简单，但吨位及容许变形量均较小，常用于中小跨径连续梁。盆式橡胶支座 盆式橡胶支座 盆式橡胶支座吨位及容许变形量较大，常用于中大跨连续梁。球冠橡胶支座 球冠橡胶支座 球冠支座允许箱梁各个方向的转动变形，但容易压裂，除实有需要的弯 5 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 桥外不宜采用。球型钢支座 球型钢支座 球型钢支座具有盆式橡胶支座和球冠橡胶支座的优点，更加可靠，但造价稍贵。2.5.3 支座的布置

18、 2.5.3 支座的布置 纵向布置 纵向布置 一联箱梁一般仅设置一个纵向固定支撑，上部结构纵向水平力由固定支撑处桥墩承担，但若该处桥墩不能独立承受纵向水平力时，可考虑设置多个纵向固定支撑。横向布置 横向布置 箱梁每个墩台位均需设置一个横向固定支座。在每个墩位处，一般布置两个支座；当采用独柱墩时，可只布置一个支座，但一联桥梁至少应有一个墩台位处至少布置两个支座；当桥宽较大时，可布置两个以上支座。支座横桥向布置位置对横隔梁受力状况有较大影响，一般布置在箱梁腹板附近；支座横向布置时，还应考虑支座安装、更换所需要的操作空间，以及支座处箱梁及墩顶局部受压区域的承载能力等因素，设计时应根据具体情况妥善处理

19、。2.6 建桥材料 2.6 建桥材料 2.6.1 混凝土 2.6.1 混凝土 混凝土强度等级一般采用 C50，设计困难的，可采用 C55。混凝土耐久性指标需满足 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）1.0.7 条、1.0.9 条的规定；混凝土的材料性能指标按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）3.1 条采用。2.6.2 预应力材料 2.6.2 预应力材料 钢绞线 钢绞线 多用于纵向预应力体系、桥面板及横隔梁横向预应力体系。一般采用d=15.2mm、fpk=1860MPa、Ep=1.95e5MPa规格。6 公路预应力混凝土箱梁设计

20、指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 精轧螺纹粗钢筋 精轧螺纹粗钢筋 多用于竖向预应力体系及横隔梁横向预应力体系。一般采用 d=25 或32mm、fpk=785 或 930MPa、Ep=2.0e5MPa 规格。锚固体系 锚固体系 钢绞线多采用夹片式群锚体系，非张拉端也常采用 H 型、P 型锚固体系；精轧螺纹粗钢筋多采用轧丝锚固体系。张拉机具 张拉机具 多与锚固体系配套，常使用 YDC 型、YCW 型、YCQ 型系列千斤顶。设计时需要了解张拉机具以确保预应力工程具有足够的操作空间。成孔材料 成孔材料 多采用预埋铁皮管、金属波纹管、塑料波纹管和抽拔橡胶管成孔。2.6.3 普通钢筋 2.6.3 普通钢筋

21、 普通钢筋一般采用 HRB335、R235 钢筋。HRB335 钢筋 HRB335 钢筋 需满足钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 130131991）中级钢筋的要求。R235 钢筋 R235 钢筋 需满足钢筋混凝土热轧带肋钢筋（GB 14991998）的要求。3 结构计算一般规定 3 结构计算一般规定 3.1 计算模型 3.1 计算模型 直线连续箱梁一般采用平面杆系分析程序计算。曲线半径小于 300m 或一联对应圆心角大于 1 弧度的连续箱梁宜按照曲线桥梁进行计算。局部受力复杂的构件宜进行有限元专题计算分析。3.1.1 纵向计算模型 3.1.1 纵向计算模型 结构简化 结构简化 进行整体计算时，

22、横隔板、锯齿块、检修孔、通风孔、泄水孔、通过 7 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 孔、锚槽、封锚混凝土、伸缩缝槽口等构造细节一般忽略，不计入受力截面，该处截面用其附近截面代替。结构简化造成的结构恒载误差，采用永久作用的集中力荷载进行模拟。永久约束 永久约束 支座 支座 支座纵向活动的，用一个竖直约束模拟；支座纵向固定的，用一个竖直约束加一个水平约束模拟。墩梁固结 墩梁固结 一般将与箱梁固结的桥墩带入箱梁计算模型一并计算；桥墩与基础连接端，对不同基础形式，采用不同简化方法：采用低桩承台的，将桥墩基础端固结在承台顶计算。采用高桩承台的，将桥墩基础端固结在地面（应考虑一般冲

23、刷、局部冲刷两种情况）以下 1.8/处计算。临时约束 临时约束 临时水平约束：箱梁在合拢前分为几个独立的结构体系，计算时需要为独立的结构体系增加临时的水平约束，使之为几何不变体系；应防止计算过程中独立结构体系属于几何可变体系。临时竖直约束：箱梁在施工时常采用支架或墩梁临时固结措施，计算时常采用临时竖直约束来模拟这种受力状态。对于支架约束，常采用单向受压竖直约束来模拟；对于墩梁临时固结，常采用双向受力竖直约束来模拟。3.1.2 横向计算模型 3.1.2 横向计算模型 结构简化 结构简化 目前一般取控制截面附近单位宽度梁格（亦称为横向框架，下称梁格）进行横向平面杆系计算。桥面铺装层、防撞护栏等桥面

24、设施无论是否与箱梁顶板固结，均不计入结构受力部分，而作为二期恒载计算。约束 约束 在箱梁每条腹板中心线下端的箱底位置加一个竖向约束，另加一个水平约束保证结构体系属于几何不变体系。3.配筋3.配筋 横向计算腹板配筋的 1/2 可兼作主梁抗剪或抗扭箍筋。8 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 3.1.3 横隔梁计算模型 3.1.3 横隔梁计算模型 对于不同的桥梁，横隔梁的长高比变化很大。高而短的横隔梁 高而短的横隔梁 一般只有两个支座，且支座离箱梁腹板较近，横梁一般不控制设计；固仅需按照深梁手动简化计算，按照深梁配筋设计即可。矮而长的横隔梁 矮而长的横隔梁 一般有两个或者两个

25、以上的支座，且支座位置离箱梁腹板较远且不规则，这需要将其简化为工字梁来进行计算。工字梁的有效翼缘宽度按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范4.2.2 条计算。工字梁的荷载主要为腹板传来得的集中力和汽车轮载。3.2 计算荷载 3.2 计算荷载 3.2.1 结构自重 3.2.1 结构自重 构件容重 构件容重 一般按照公路桥涵设计通用规范4.2.1 条取值。箱梁混凝土 箱梁混凝土 考虑到涨模及施工误差，一般取 26.25kN/m3。桥面二期恒载 桥面二期恒载 应包含作用在箱梁上的所有结构物的重量，如防撞护栏、桥面铺装、人行道板、人行道护栏、过桥管线等的自重；其中桥面铺装层应考虑 3cm 后

26、期发展及施工误差厚度。3.2.2 汽车荷载 3.2.2 汽车荷载 荷载等级及车道荷载大小 荷载等级及车道荷载大小 按照公路桥涵设计通用规范4.3.1 条 34 款计算。车道数及横向折减系数 车道数及横向折减系数 按照公路桥涵设计通用规范4.2.1 条 7 款取值。纵向折减系数 纵向折减系数 按照公路桥涵设计通用规范4.2.1 条 8 款取值。冲击系数 冲击系数 按照公路桥涵设计通用规范4.3.2 条计算。其中，结构竖向基频一 9 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 般采用有限元软件计算；也可按照 4.3.2 条条文说明计算公式近似计算，计算时，可取中跨 1/3 跨径处截面

27、特性。偏载系数 偏载系数 不同的桥梁结构，具有不同的偏载系数，取值一般在 1.051.30 之间，宜采用可靠计算方法计算。当无可靠计算方法时，可取 1.15。3.2.3 人群荷载 3.2.3 人群荷载 按照公路桥涵设计通用规范4.3.5 条取值。3.2.3 温度荷载 3.2.3 温度荷载 按照公路桥涵设计通用规范4.3.10 条计算。整体升温 整体升温 升温度数最高有效温度合拢温度。整体降温 整体降温 降温度数最低有效温度合拢温度。日照正温差 日照正温差 按照公路桥涵设计通用规范4.3.10 条 3 款计算，结构类型根据实际桥面铺装类型选择。施工过程中，无桥面铺装状态时的日照温差应酌情考虑。日

28、照反温差 日照反温差 采用日照正温差的-0.5 倍。3.2.4 强迫位移 3.2.4 强迫位移 纵向计算强迫位移一般由下部结构设计提供。小跨径桥梁一般取 5mm，中等跨径桥梁一般取 10mm，大跨径桥梁一般取 20mm。横向计算中一般忽略强迫位移荷载；对于横向强迫位移不能忽略的梁格，宜选用空间有限元分析软件计算。3.2.5 施工临时荷载 3.2.5 施工临时荷载 悬臂施工的挂篮模板机具荷载 悬臂施工的挂篮模板机具荷载 没有具体数据时，按照最重悬臂施工节段自重的 0.6 倍估算。桥面堆载桥面堆载 仅在悬臂施工稳定性检算时考虑，一般按照每延米 2.5kN 计算。10 公路预应力混凝土箱梁设计指南公

29、路预应力混凝土箱梁设计指南 3.2.6 支座摩阻力 3.2.6 支座摩阻力 按照该支座恒载竖向反力的 5计算。3.2.7 汽车制动力 3.2.7 汽车制动力 按照公路桥涵设计通用规范4.3.6 条计算。汽车制动力对箱梁受力影响甚小，计算箱梁受力时一般可以不计；但给下部结构计算提供上部计算基础反力时，需要考虑制动力对结构的作用。3.2.8 风力 3.2.8 风力 施工状态平衡性检算时，需要考虑风力荷载。高墩连续刚构/V 构，纵向计算时，需要考虑作用在桥墩上的顺桥向风力（按相应横桥向风力的 0.7 倍考虑）。3.2.9 预应力径向力 3.2.9 预应力径向力 在横向计算、锯齿块或预应力钢束弯曲处局

30、部计算时，需要考虑由于预应力钢筋弯曲产生的径向分力对所计算结构的影响。3.3 荷载组合 3.3 荷载组合 按照公路桥涵设计通用规范4.1.5 条4.1.10 条组合计算。其中结构重要性系数0采用 1.1。3.4 计算项目 3.4 计算项目 连续箱梁计算一般包括如下项目：纵向计算 横截面框架计算 横梁计算 锯齿块计算 局部受力构件计算 11 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 4 结构计算及预应力体系设计 4 结构计算及预应力体系设计 4.1 计算模型正确性检验 4.1 计算模型正确性检验 4.1.14.1.1 纵向计算应先计算出不配置预应力钢筋的结构受力情况，观察内力图及

31、约束反力，以判断结构计算模型的正确性。4.1.24.1.2 应模拟出实际结构可能出现的不利施工状态，例如对于悬臂施工的桥梁，应该模拟出这个施工状态：该节段混凝土浇筑完毕、锚固于该节段的预应力钢筋尚未张拉、挂篮尚未前移、顶板混凝土无桥面铺装受日照正温差或日照反温差的情况。4.1.34.1.3 应检查各状态结构约束情况，并充分把握结构简化或未纳入计算模型的因素对结构计算结果的影响。4.2 正截面抗弯能力极限状态计算 4.2 正截面抗弯能力极限状态计算 4.2.14.2.1 按0MdM(fd,ad)计算，其中，0取 1.1（设计安全等级统一取一级）。4.2.2 4.2.2 Md最大值计算按照公路桥涵

32、设计通用规范4.1.6 条计算。其中，Mq1k中的q1是对结构产生弯矩最大的可变作用，可能是汽车（含冲击系数）荷载、人群荷载、温度荷载中的某一项。计算时，需要尝试不同组合荷载项目，以得到控制设计的Md最大值。4.2.34.2.3 受压区、受拉区的箱梁构件（顶板、底板）一般都配有钢筋网，计算时若考虑这些普通钢筋，有时可能产生结构抗力更小等不合理现象。计算时一般可根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范的规定，不计受压区普通钢筋钢筋网的作用，但受压区预应力钢筋不可忽略。4.2.44.2.4 计算箱梁横截面抗弯能力M(fd,ad)时，可对结构做如下简化：箱体刚性旋转成坡的，可按箱梁未旋转的状

33、态进行检算。箱梁顶板旋转成坡的，可将顶板绕外腹板旋转回水平状态进行检算，普通钢筋、预应力钢筋可按其平均高度计算，预应力钢筋应力可按其平均应力计算。简化时，应坚持结构实际状态比简化后状态偏于安全的原则。4.2.54.2.5 桥面铺装层一般不计入结构受力部分。4.2.64.2.6 计算截面选取 有对全桥截面进行检算的软件时，宜进行全桥所有计算截面检算；不具备这个条件时，应对所有支点截面、中跨跨中截面、边跨正弯矩 12 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 最大截面进行检算；若箱梁截面尺寸或钢筋布置发生较大改变，宜对该处截面进行检算。4.2.74.2.7 检算中支点截面时，可根据

34、公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范4.2.4 条，对计算弯矩进行削峰折减。4.2.84.2.8 宜将受压区高度限至在箱梁底板或顶板范围内，若受压区侵入腹板，则受压区高度将难以控制在b 内，而使结构破坏形态属于脆性破坏。此时，宜增大结构尺寸或提高混凝土标号。4.3 斜截面抗剪能力极限状态计算 4.3 斜截面抗剪能力极限状态计算 4.3.14.3.1 需要检算的截面位置：有条件时，可对所有计算截面进行检算；也可只检算以下截面：支点横隔梁边缘处截面；梁高突变处截面；腹板厚度突变处截面；1/4 跨径处截面；腹板箍筋布置方式突变处截面；剪力较大区域 C 值范围内，下弯或弯起预应力钢筋无法覆盖或

35、布置较少的截面。4.3.24.3.2 按0QdQ(fd,ad)检算。其中，0取 1.1（设计安全等级统一取一级）。4.3.34.3.3 Qd最大值计算按照公路桥涵设计通用规范4.1.6 条计算。其中，QQ1k中的Q1是对结构产生剪力最大的可变作用，可能是汽车（含冲击系数）荷载，也可能是其它可变荷载。计算时，需要尝试不同组合荷载项目，以得到控制设计的Qd最大值。4.3.44.3.4 求得0Qd后，应首先按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.10 条进行检算，若满足该条，则可不进行抗剪计算。4.3.54.3.5 若不满足公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土

36、桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.10 条，则应按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.9 条进行检算，若不满足，需要改变截面尺寸，重新进行纵向计算。4.3.64.3.6 若不满足公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.10 条，但满足公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.9 条，则需进行斜截面抗剪能力计算。13 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 4.3.74.3.7 进行斜截面抗剪能力计算时，应再按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝

37、土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.2 条计算出该截面的Md值，再根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.8 条计算出斜截面水平投影长度C。4.3.84.3.8 根据 C 值，确定所检算斜截面配筋情况，画出计算简图，根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.7 条公式检算斜截面抗剪极限强度。4.4 正截面抗裂验算 4.4 正截面抗裂验算 4.4.14.4.1 正截面抗裂验算：按照JTG D62-20046.3.1 条 1 款验算。计算混凝土和钢筋应力的内力时所用的弯矩值，是乘以频遇系数以后的组合

38、弯矩值。4.4.24.4.2 正截面裂缝宽度控制 纵向计算中，跨度大于等于 100m 的箱梁，按照全预应力结构设计，跨度小于 100m 的箱梁，可按照 A 类预应力结构设计。横向计算、横梁计算，一般按照 A 类预应力构件设计。不布置横向预应力钢筋的箱梁顶板、底板、横隔梁，以及不布置竖向预应力钢筋的腹板，按照普通钢筋混凝土构件设计，裂缝宽度按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）6.4.3 条计算。最大裂缝宽度须满足按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）6.4.2 条 1 款的规定。布置了横向预应力钢筋的箱梁顶板、横隔梁，

39、可按照 A 类预应力构件设计。布置了竖向预应力钢筋的腹板，在进行相关检算时，长度小于 4m 的竖向预应力钢筋宜不计；长度大于 4m 的竖向预应力钢筋的作用按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第 6.3.3 条考虑。4.5 斜截面抗裂验算 4.5 斜截面抗裂验算 4.5.14.5.1 斜截面抗裂按照 公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）6.3.1 条 2 款验算。主应力按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）6.3.3 条计算。计算时所用的内力值，是乘以频遇系数以后的组合内力值。4.5.24

40、.5.2 对梁高、腹板、底板厚度有变化的，应计入梁高、腹板、底板厚度变 14 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 化对截面剪应力的影响效应。4.5.34.5.3 有条件时，应对所有计算截面进行主应力验算。条件不具备时，应对支点横隔板边缘截面、1/4 跨径截面、腹板厚度或箍筋配置发生突变的截面进行主应力验算。4.6 应力验算 4.6 应力验算 4.6.14.6.1 持久状况箱梁计算截面的应力，需要满足公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）7.1.5 条、7.1.6 条的规定。4.6.24.6.2 断暂状况箱梁计算截面的应力，需要满足公路钢筋

41、混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）7.2.5 条、7.2.6 条、7.2.8 条的规定。4.7 局部受压验算 4.7 局部受压验算 对于局部受压的预应力锚下混凝土、支座处混凝土，应进行局部受压检算，必要时需配置局部受压间接钢筋。检算方法参照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.7.1 条和 5.7.2 条。对把握不准的，应进行有限元分析。4.8 预应力体系设计注意事项 4.8 预应力体系设计注意事项 4.8.14.8.1 等高度连续梁应优先布置腹板预应力钢筋，尽可能少的布置顶底板较长预应力钢筋；以减小预应力次内力对桥梁结构的不

42、利影响。4.8.24.8.2 悬臂施工的变高度连续梁，腹板下弯锚固可以抵抗下弯覆盖截面的剪力，但是减小了抗弯抵抗能力，总的来说对全桥经济性没有大的影响。4.8.34.8.3 梁端部位，应配置弯起锚固钢束，一般弯起锚固在梁端梁端横隔板上；弯起锚固于桥面的钢束，应重视该处的耐久性设计细节。4.8.44.8.4 纵向预应力钢筋的保护层厚度，需要满足公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范9.1.1 条、9.4.89.4.10 条的相关规定。4.8.54.8.5 设计时，建议对纵、横竖向预应力钢筋、支座锚固钢筋、腹板箍筋等构造进行图纸放样，以保证预应力钢筋的布置合理。4.8.64.8.6 纵向预应

43、力钢筋需要平弯的，应妥善处理平弯与腹板箍筋位置重叠的问题，以避免过分削弱腹板抗剪能力。4.8.74.8.7 预应力钢筋弯曲处，会在弯曲平面内产生垂直于预应力钢筋的径向分 15 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 力。在布置纵向预应力钢筋位置时应尽量避免这个力对结构局部造成不利影响。4.8.84.8.8 预应力钢束锚固位置应尽量布置在靠近截面厚实部分附近，并尽量让锚固力传至全截面的区段尽量短。4.8.94.8.9 在悬臂板根部等预应力钢筋布置密集处，应避免孔道过多对结构局部构件产生不利影响，必要时可以加大结构局部尺寸。4.8.114.8.11 由于竖向预应力钢筋锚固在桥面，

44、容易失效（箱顶混凝土实际标号偏低、桥面渗漏水等因素），设计时应充分考虑。5 细节设计 5 细节设计 5.1 预应力钢筋管道定位钢筋布置 5.1 预应力钢筋管道定位钢筋布置 定位钢筋一般呈马蹄形套在管道上，末端带有直勾，勾在管道一侧钢筋网的主要钢筋上并预以绑扎。直线管道处 直线管道处 固定预应力管道，并防止在浇筑混凝土时预应力管道上浮而呈现波形。一般采用直径 10mm 光圆钢筋，间距 3050cm。曲线管道处 曲线管道处 曲线管道处定位钢筋除具有直线管道处作用外，还有分配预应力钢筋径向力的作用，具有受力主筋性质，设计时应根据预应力钢筋径向力大小，决定定位钢筋直径及布置间距。5.2 钢筋网拉筋布置

45、 5.2 钢筋网拉筋布置 钢筋网拉筋是构造钢筋，用于支撑、定位钢筋网。一般采用直径 10mm 光圆钢筋，间距约 50cm，呈梅花形布置。5.3 预应力钢筋锚固细节 5.3 预应力钢筋锚固细节 锚固槽口 锚固槽口 锚固槽口尺寸需要满足张拉设备及操作空间需求，槽口深度需保证封锚 16 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 混凝土足够厚以保护锚头耐久性。锚固齿块 锚固齿块 锚固齿块一般布置在靠近箱梁腹板的顶底板内侧，并保证预应力钢筋具有足够的张拉操作空间。锚固齿块尺寸需保证锚下及张拉时千斤顶下混凝土局部承载力的需求，以及齿块与箱梁间的传力需求。设计时应按照公路钢筋混凝土及预应力钢

46、筋混凝土桥涵设计规范5.7.1 条进行检算。锚下钢筋网 锚下钢筋网 锚下混凝土为局部受压构件，须按照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范5.7.2 条进行设计。锚下一般均需布置螺旋型分布钢筋，必要时需要额外布置数层钢筋网片。5.4 支座处梁底调平构造 5.4 支座处梁底调平构造 由于桥梁具有纵横向坡度，箱梁底面一般不是水平面；而支座一般需要水平布置，所以支座处箱梁底面需要设计调平构造。利用预埋钢板调平 利用预埋钢板调平 在支座处箱梁底预埋水平钢板，钢板上表面须完全没入梁体混凝土以保证传力均匀，钢板厚度一般约 20mm，尺寸须满足梁体相对支座可能发生的位移的需求。利用契形混凝土块调平 利

47、用契形混凝土块调平 当支座处箱梁底板高差较大，需要很厚的钢板才足以调平时，可考虑调整墩顶的支座垫石高度，或者在箱梁底部构造不同高度的契形混凝土块调平。箱梁底部的契形混凝土块是局部受压构件，应根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范 5.7.1 条及 5.7.2 条设计其尺寸及钢筋网。5.5 通过孔（过人孔、过线孔、通风孔、泄水孔）构造细节 5.5 通过孔（过人孔、过线孔、通风孔、泄水孔）构造细节 过人孔过人孔 一般设计为矩形，并带有直线或圆弧形倒角，其尺寸大小须保证施工及检修设备和人员能够通过。一般设计在箱室中部的横隔板上（桥台处则设计在箱梁底部）。由于过人孔尺寸较大，设计时需要特别注

48、意过人孔附近梁体受力检算。过线孔过线孔 17 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 一般设计为圆形或正多边形，其尺寸须满足管线通过的需求。通风孔 通风孔 一般设计在箱梁腹板上，主要功能为减小箱梁内外侧大气温度差。其形状一般为直径 10cm 左右圆形，间距约 5m。泄水孔 泄水孔 桥面泄水孔设置在桥面较低侧，是桥面排水通道，一般采用预埋铸铁泄水孔或 PVC 泄水孔的措施，间距一般采用 20m 左右或仅在桥墩处设置。箱底泄水孔设置在箱室各个可能兜水的低处，用于排除施工时保养混凝土的水。泄水孔直径一般为 15cm，形状为圆形。5.6 临时施工孔设计 5.6 临时施工孔设计 临时施

49、工孔一般布置在箱梁顶底板受力较小的位置，多布置在 1/5 跨径附近，形状及构造尺寸与过人孔类似。5.7 防水构造 5.7 防水构造 水是箱梁的主要病害根源之一，除在路面设计时设置排水设施外，箱梁设计时一般应设置以下构造：防水层 防水层 在箱梁顶面混凝土与桥面构造之间应设置可靠的防水层构造。滴水沿 滴水沿 在箱梁悬臂板边缘宜设置向下凸出的滴水沿构造。封锚 封锚 预应力钢筋张拉后应即时封锚。6 设计文件的编制 6 设计文件的编制 6.1 文件内容及编排顺序 6.1 文件内容及编排顺序 箱梁设计文件是桥梁上部结构设计文件的主要组成部分，应包含如下内容：箱梁设计说明 箱梁设计图纸 箱梁设计交底文件 1

50、8 公路预应力混凝土箱梁设计指南公路预应力混凝土箱梁设计指南 箱梁设计计算书 6.2 箱梁设计说明 6.2 箱梁设计说明 一般包括以下几个部分：主要结构尺寸 采用的材料及对材料各指标的要求 箱梁节段划分情况 预应力钢筋的使用目的及布置情况 普通钢筋的使用目的及布置情况 支座布置情况 箱梁施工方法及施工顺序（含预应力施工）施工注意事项 6.3 设计图纸的绘制 6.3 设计图纸的绘制 箱梁设计图纸按照 3图绘制，原则上不允许加长。箱梁设计图纸表示的内容，需要与计算设计严格一致。6.3.1 构造图 6.3.1 构造图 箱梁结构图分为纵断面、横断面、结构大样等部分。纵断面 纵断面 应绘制立剖面、上视平