桥梁预应力筋能减少结构配筋吗

Question

如题所述

Answer 1

预应力混凝土连续梁桥配筋设计
【摘要】：随着我国经济社会的发展，各种桥梁道路施工项目如雨后春笋般出现，预应力混凝土连续梁桥作为预应力桥梁中的一种，是现代公路或是河流连接的主要结构形式，大大促进了城市化的进程，也方便了人们的生活；但同时，我们也发现，在预应力桥梁设计和施工过程中出现了一些问题，其中一个比较重要和突出的就是预应力混凝土连续梁桥配筋的设计和施工，配筋的施工质量将直接影响梁桥的质量和使用性能。本文就预应力混凝土连续梁桥的设计和配筋设计进行了分析，对出现的问题进行了分析，并提出了一些合理化的建议，希望有所帮助。
【关键词】：预应力混凝土 连续梁桥 配筋设计 问题及措施分析
引言：
随着现代化进程的加快，我国基础工程建设正在以前所未有的速度和规模发展，同时，质量问题也越来越成为人们关注的重点；预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁的一种，具有整体性能好、结构刚度大、抗震能力强、变形小等特点，特别是主梁变形挠曲线较一般桥梁平缓，桥面的伸缩缝较少，行车舒适。使得预应力混凝土桥梁得到了广泛的使用，但同时出现的一些配筋设计和配给搭配问题，需要我们进行研究和分析，才能建造更高质量的预应力桥梁。
1 对预应力混凝土连续梁桥的特征分析
1.1 预应力混凝土连续梁桥用料省，性能好
一般来说，普通混凝土桥梁结构由于跨度较小、柱网较为密集，不能满足现在多功能的需求，但预应力桥梁可是解决上述问题。预应力混凝土结构自身轻，所用的刚才或是混凝土的量就比较少，能够节省大量的建设成本。
预应力混凝土能充分发挥材料的性能，在相同的条件和环境下，比普通的钢筋混凝土构件截面小、刚度大、重量较轻、抗裂性能和耐久性能较好，预应力混凝土结构能很好的控制桥梁的挠度，甚至做到无挠度，节约百分之四十至百分之五十的钢材和百分之三十至四十的混凝土，尤其是在大跨度的桥梁结构中，更为经济。
1.2 预应力混凝土连续梁桥的结构优越
在张拉预应力连续梁桥结构施工中国，结构构件在承受外部荷载之前，预先对外荷载产生拉应力不问的混凝土预加压，这种人为的压力状态，可以抵消外部荷载所产生的大部分或是全部的拉应力，这样，在外部荷载的作用下，混凝土拉应力不大或处于受压状态，使得混凝土结构不至于开裂，提高梁桥结构的刚度和结构的耐久性能。
1.3 预应力混凝土连续梁桥适应性强
张拉法预应力混凝土施工时，在浇筑混凝土前，张拉预应力钢筋，并将其固定在台座或是钢制模板上，而后浇筑混凝土，等到混凝土达到规定的强度之后。保证预应力钢筋与混凝土之间有足够的粘合力，放松预应力钢筋，借助预应力钢筋的弹性回缩以及混凝土的粘性作用，使得混凝土产生预应压力；同时，可以使其具有较强的弹性回复能力，抗震性能明显高于普通的钢筋混凝土结构，而且便于震后加固和维修。
2 预应力混凝土连续梁桥的设计分析
2.1 预应力混凝土连续梁桥设计的内容分析
首先，我们在施工时，就要进行荷载的设计和计算，预应力荷载应该扣除第一批预应力损失后的有效应力来进行确定，其它的荷载应该根据施工阶段可能的最不利荷载情况来确定，在施工时的支撑条件计算和设计时，应考虑施工方案的具体情况，模板周转情况影响施工阶段的结构分析模型的支撑条件计算和荷载的设计分析。
2.2 预应力混凝土连续梁桥设计和验算分析
其次，我们在对预应力板各个面进行多种可能的荷载组合受力分析之后，根据其所产生的弯矩或是挠度，得出具体数据之后，采用混合配筋设置非预应力配筋，提高结构在地震作用下的延展性和吸收地震能量的能力，有效分散受拉区域的裂缝，改善结构的受力性能。选取合适的荷载效应值和材料的参数，验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的非预应力筋用量。
3 以实例分析预应力混凝土连续梁桥的施工设计和配筋的设计
本次建设任务在西南地区，大桥所在的桥位地形呈 U字形，沟谷深达70米，地质状况较差，岩层埋置较深，本着“安全、适用、经济、美观”的桥梁设计原则，选定设计方案。本次设计的桥型为预应力连续梁桥，采用的施工方法为悬臂浇筑的方法。具体的工程设计和施工方法如下。
3.1 施工方案设计分析
根据本地区山高谷深的特点，事先在计算机系统上，进行模拟设计，选择恰当的力学模型，并根据工程的具体情况，选择合适的桥梁高跨比，初步确定构件的截面尺寸大小，并进行内里和组合效应的计算，根据杆件的弯矩分布图，确定预应力筋的拉索状态，并使用语音里度法或是平衡荷载法进行预应力钢筋数量的估算，最后，进行各个变动参数的验算，得出具体的数据参数，计算允许开裂的控制接卖弄的裂缝宽度和构件的挠度。
3.2 桥梁纵截面、横断面设计分析
根据实际情况，本桥型选用的是三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构、桥梁全长为二百七十五米，根据桥下的地质和地形结构，选定主跨的跨径为一百二十五米；根据已有的经验和建筑标准，得知边跨的跨径为主跨的二分之一至五分之四，即是边跨跨径为七十五米。
桥梁上部的结构设计要求为：净11米加0.5米防护栏，采用单箱单室的梁接卖弄，箱宽十二米。
3.3 截面形式和尺寸设计分析
本桥梁采用变截面箱型截面。在支点处，梁高为7m，高跨比为Hs/L＝1／18，跨中处梁高为2.75m，高跨比为　Hc/L＝1／46。
本桥梁选用箱型截面主要是由于以下几点原因：第一，箱型截面整体性能良好，桥梁结构的刚度较大；第二，箱梁的顶、底板有足够的面积，这样布置可以使得预应力钢筋承受正负弯矩而不变形；第三，箱型截面抗扭能力强，于此同时，还能够提供较大的顶板翼缘，底板宽度相应较窄，可大幅度减小下部结构的工程量。采用变高度主要是适应连续梁内力变化的需要。
在桥梁横截面尺寸设计时，根据桥梁的实际情况，桥面全宽为十二米。故采用单箱单室的断面构造。
顶板厚取三十厘米，跨中底板厚五十厘米，以便布置预应力束，支点处底板厚1/10-1/12
倍的梁高，取H/10即100m，承托采用50*50，30*2250px和60*1500px。横隔板设置在支点处，板厚取为1m，板上留有人孔，尺寸为3625px*2500px。
3.4 箱梁底设计和配筋设计分析
根据设计要求，中孔的桥梁曲线设置为二次抛物线，梁底曲线方程为：y=4f(L。-x)x/（L.*L。）在本式中：f—梁底曲线矢高，本桥为10625px。
L。--梁底曲线跨径，本桥为12/500-300=12200。其中，为布设支座，特设置7500px（支承中线每侧3750px）的水平段。在边孔上，其支座处分别与中孔梁底缘曲线对称，其余设置直线，即以梁等高6875px过度到边支座。
3.5 预应力混凝土连续梁桥配筋选定和验算分析
配置在同一截面(b×s，b为矩形截面构件宽度，s为箍筋间距)内箍筋各肢的全部截面面积与该截面面积的的比率。其中，箍筋面积Asv=单肢箍筋的截面面积Asv1×肢数n。
计算公式为：ρsv=Asv/(bs)=(n×Asv1)/(b×s)。最小配筋率：梁：ρsv,min=0.24×ft/fyv；
弯剪扭构件：ρsv,min=0.28×ft/fyv。
体积配箍率(ρv)：箍筋体积与相应的混凝土构件体积的比率。计算公式为：方格网式配筋：ρv=(n1×As1×l1+n2×As2×l2)/(Acor×s)；螺旋式配筋：ρv=(4×Ass1)/(dcor×s)，在本式中，l1和l2为混凝土核心面积内的长度，即需减去保护层厚度；计算复合箍的体积配筋率时，应扣除重叠部分的箍筋体积。
3.6 预应力混凝土连续梁桥施工要点及注意事项分析
在施工时，桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工，施工时要注意，做到对称浇注，应注意立摸高程的合理设置，准确控制悬浇高程，主梁边中跨合拢高度差应控制在一厘米之内，施工后的主梁备用预应力束孔处理如下：顶板束孔灌浆封填，底板束孔留下备用，但不穿预应力束。箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵，作为箱梁的通气孔。
结束语：预应力混凝土连续桥梁在我国得到了越来越快的发展，促进了城市化进程和经济社会的发展；因此，我们研究预应力混凝土梁桥的设计和是施工，就显得很有必要，本文从预应力混凝土梁桥的特点开始分析，分析了预应力梁桥设计中需要注意的内容，并结合具体实例分析，桥梁设计中应做到的“精确、科学”。争取建造更好质量的工程，造福于社会和人民。
参考文献：
蒋欣 刘永盛.《对预应力桥梁设计的研究》 山西 山西杂志出版社2004
刘丽金 王伟康 《预应力混凝土桥梁施工技术要点分析》 辽宁 辽宁大学出版社 2003
韩薛登 金林奇 《浅析预应力混凝土梁桥配筋设计》内蒙古内蒙古出版社2009
柳宁 《预应力混凝土桥梁设计和施工分析》 太原 太原出版社 2004年
黄加 《浅析预应力桥梁配筋设计注意事项》 河北 河北出版社 2009

　　　
　

Answer 2

总的可以减少一点，最好在原先排放的基准上调稀3-4mm。因为设计院那边设计都是按百分之三百来设计的。有什么情况再咨询。这是个人建议，相差太大请咨询图纸设计院。

Answer 3

施工方自己不能随便减少，如果确有必要减少可以和设计方沟通重新计算。

Answer 4

不能，预应力筋只是在同样受力的情况下，确保梁底不出现裂缝。

Answer 5

配筋通常不能少于图纸要求，如要更改配筋使用量，需要设计院出设计变更