预应力混凝土简支T梁设计探究

2019-11-30徐鹏飞

科技创新导报 2019年18期

徐鹏飞

摘要：随着我国交通事业蓬勃发展，在交通工程建设过程中普遍使用预应力混凝土简支T粱（以下称简支T粱），如何对其进行设计研究成为一个重要的课题。本文首先简要介绍了简支T梁，然后结合一部分工程实例，对简支T梁的设计过程进行了探讨，希望通过我们的分析能够提供一些有用的经验。

关键词：预应力混凝土简支T粱设计技术指标

中图分类号：U449 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）06（c）-0025-02

我国交通工程中对简支T梁的应用是一个借鉴发展的过程。20世纪60年代，根据苏联的标准对简支T梁进行借鉴应用，70年代我国交通部相关部门制定了后张法简支梁标准图。进入90年代之后，交通部又制定预应力空心板和混凝土I型组合梁标准图等。但是对简支T梁标准化的研究工作进展缓慢，加上新技术和新工艺的出现和应用，之前制定的标准图已经相对落后。考虑到当今社会发展迅速，交通量达到了前所未有的水平，各种桥梁的建设数量断增加，因此简支T梁在桥梁工程建设中应用变得越来越广泛。简支T梁在促进桥梁工程的建设发展过程中起到了非常重要的作用。因此，对于简支T梁的设计进行研究分析就顯得相当必要。

1 简支T梁简介

在简支T梁的施工过程中，主要材料为混凝土，整个桥梁的横断面呈现“T”字型，并且在安装过程中采用简支的模式。在简支T梁的设计过程中，是根据孔为一个单元且每个相邻的孔都是独立受力。但是每个相邻的桥梁之间或有异向转角，造成路面不平坦，对过往的行车产生不利的影响。“T”字型梁通常采用的是上宽下窄的断面样式，主梁分布于梁肋中间，混凝土处于受拉区，将此区域的混凝土部分挖空减少整个结构的重量。由于混凝土区域的抗压水平较高，在下缘马蹄处增加预应力钢筋增加抗拉强度。简支T梁与普通的矩形梁桥相比，不仅结构简单、施工便利、缩短工期，还可以节省材料、减少工程造价等。

2 简支T梁设计

2.1 主要技术指标

本文结合有关实例（桥梁结构选用施工和后期运营时影响较小的简支T梁，桥梁跨径的范围为26～55m，最大跨径达到了55m），分析了简支T梁的设计要求。设计速度为：80km/h;地面道路：60km/h;汽车荷载：城-A级;人群荷载：按CJJ11—2011《城市桥梁设计规范》取用。设计安全等级一级，γ0=1.1;主线高架：0.5 m（防撞墙）+11.75m（机动车道）+0.5m（分隔墩）+11.75m（机动车道）+0.5m（防撞墙）=25.0m;地面桥宽度：5.0m（人行道）+16.0m（机动车道）+0.5m（防撞墙）+7.0m（高架道路桥墩）+0.5m（防撞墙）+16.0m（机动车道）+5.0m（人行道）=50.0m;其中抗震要求按位于地震基本烈度7度地区设计，抗震设防措施等级为8级。

本文还计算了5种跨径系列：20m、25m、30m、35m、40m，对应的结构尺寸如表1。

2.2 结构设计

在该桥梁工程各个跨位置，都需要设置11片梁，梁之间的距离为2.3m。地面桥上各个跨位置，都需要设置10片梁，梁之间的距离为2.138m。为了确保T梁架设环节的稳定性，要求在边T梁的内、外侧布设端隔板，中隔板布置在T梁的内侧。

在本工程简支T梁施工中，选用C60高性能混凝土材料，选用高强度、低松弛钢绞线。并且还需要根据T梁的跨径进行预应力钢绞线布置。

2.3 结构设计研究

2.3.1 整体设计

主梁板的厚度不仅要保证应有的强度标准，还要保证和梁肋之间的一体性，因此两者的接缝处的厚度至少要达到主梁高的l/12，即

1/12×h-hi≥0 （1）

2.3.2 物理设计

（1）在使用过程中，简支T梁的承载力需要承受住极限状况，这时候对于钢筋的计算需要根据极限状态下的标准进行。混凝土在整个过程中提供拉应力，考虑到简支T梁失去混凝土拉应力支持时，就需要钢筋承受极限状态下的拉力强度。

（2）应力计算。

简支T梁在施工和使用的过程中的受力状况是不同的。从最初预应力的施加时，混凝土和钢筋就承受着相当高的应力。因此，简支T梁不仅需要进行强度计算，还需要计算简支T梁在不同阶段的受力状况。为了保证简支T梁能够在各个阶段提供可靠的支撑，相应的具体计算如下。