为什么预制T梁跨径一般不超过50m?
在公路桥梁设计中,预制装配式预应力混凝土T梁是应用最广泛的桥型之一,但其跨径通常不超过50m。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)第4.1.5条明确规定:装配式预应力混凝土T梁桥的跨径 不大于50m ;同期对比,装配式预应力空心板不大于20m,装配式组合箱梁不大于40m 。
《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)也规定跨径≤50m的桥梁宜采用标准化跨径、装配式结构、机械化和工场化施工 。50m因此成为预制T梁适用范围的规范边界,超过此界就应转入箱形截面、悬臂浇筑等大跨结构体系 。
预制T梁属于"工厂预制、现场安装"的构件,跨径越大、梁体越重,运输和吊装难度越大。部版通用图40m跨径T梁单片吊装重约134~158.6t,50m跨径T梁已达162.4~166.4t 。
运梁车方面,1999年之前运输能力通常不超过130t,极限160t,单片40m T梁重约135t已接近极限;虽然如今已研制成功900t级运梁车,但大吨位设备造价高、进场条件苛刻 。
考虑到超过40m的预制梁自重较大、梁长较长,运输和吊装较为困难,实际工程中较少使用 。设计单位也普遍将T梁的合理跨径范围界定为20~40m 。
最重要的是受力性能随跨径增长而劣化。
其一, 自重效应急剧增大 。研究表明,跨径大于40m后,混凝土自重引起的跨中弯矩急剧增大,所需预应力钢束迅速增多,降低梁高的经济效益急剧减小,截面趋于不经济 。
其二, 稳定性问题突出 。单片T梁截面横向刚度小、稳定性较差,跨径越大越明显,工程中曾发生40m级T梁安放时失稳落梁的事故 。
其三, 梁高与建筑高度矛盾 。T梁梁高随跨径线性增长(50m T梁梁高约2.8m ),建筑高度高是T梁固有的缺点,跨径再增大将明显抬高路线纵断、增加桥头填土。
跨径超过50m后,梁式桥一般转向纵向分节的悬臂施工或移动模架施工,截面形式改用箱形截面 ;或采用钢-混凝土组合梁,如50~54m跨径的钢板组合梁虽单榀重达251~279t,但通过块体组拼、二次组拼和整体吊装可以解决 。
这些体系在受力、变形和经济性上都比继续放大预制T梁更合理。
