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30m预应力混凝土空心板设计与试验分析
刘文荣计月华洪海（常州市交通规划设计院常州　213001）
　　摘要：通过30m预应力混凝土空心板的理论计算和试验分析，给出
了板的断面、构造和配筋类设计，提供了一种跨越六级航道桥梁设计的
新方法。
关键词：混凝土空心板；设计；试验分析
1　工程概况
常州机场一级公路位于常州市西部，东起常州新区，西抵常州民航机场
，全长16．67km。该项目的实施，对完善区域路网，促进地方经济的发
展，构筑常州外向型经济的新格局具有十分重要的意义。
机场公路按一级公路标准设计，设计数据为行车速度100km／h；荷载汽
—20、挂—100；洪水频率1／100；路基宽25．5m，桥涵与路基同宽。
全线共有桥梁11座，桥梁宽25．5m，上下行分离。德胜河桥、新孟河桥
分别跨越德胜河、新孟河，设计为3×30m预应力混凝土空心板梁桥（如
图1）。
2　桥型设计
2．1　航道
桥梁跨越的河流分别是德胜河、新孟河，均为VI级航道，是沟通长江与
京杭大运河的水运主通道，航道最高通航水位3．73m，河面宽约70m，
通航净空尺度为4．5×22m。
2．2　桥跨布置
根据航道的通航等级、航道断面、货物运输量、河流自然宽度以及工程免费论文网http://coollw.com
所在位置的实际情况，桥梁立面布置为3×30m梁式结构，桩柱式基础（
如图1），三跨一联，桥面连续。
上部结构设计为30m预应力混凝土空心板，板高1．25m。在初步设计中
，曾经提出T梁、I字梁和箱梁的比较方案（如图2）。由于受被交叉公
路和地面建筑物的限制，为尽可能地降低和减少桥梁建筑高度以及桥头
引道的工程数量，最终确定了30m后张法预应力混凝土空心板的上部结
构方案。
30m预应力混凝土空心板与同跨径T梁、I字梁和箱形梁相比，板高仅为
1．25m，分别是T梁、I字梁和箱梁高的62．5％、69．4％和82％，混凝
土、钢
材、钢绞线等数量居第二位，其最大的优点是桥梁建筑高度小，能大大
减少桥头引道的工程量以及防护工程量，既满足了竖曲线技术指标，又
很好地与被交叉道路及地面建筑物协调一致，见表1。预应力混凝土空
心板方案，施工工艺简单，安装重量轻，施工周期短，施工较为方便。

3　预应力空心板设计
3．1　结构设计
30m预应力混凝土空心板长2996cm，高125cm，每块板宽99cm，腹板宽1
8cm，底板、顶板厚12cm，断面挖空率为50．6％（如图3）。
3．2　结构内力计算
如图4所示，把板梁划分为30个单元，每个载面分别编号为1，2，3……

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31。通过桥梁电算程序进行结构内力和位移计算，计算结果如图5、图6和表2所示。
3．3　预应力配束
预应力束设计采用标准强度R＝1860MPa的高
强度低松弛的钢铰线，预埋波纹管成孔。每束钢铰线张拉控制应力为0
．75Ryb，采用应力应变双控，两端张拉。每块板配有4Φj15．24钢铰
线4束，5Φj15．24钢铰线2束，对称布置在两侧腹板上（如图3）。
图1　桥梁立面布置示意　单位：m
图2　比较方案横断面示意　单位：cm4　试验分析
30m后张法预应力混凝土空心板跨径大，施工技术要求高，为检验预应
力混凝土空心板的设计和施工质量，确保安全使用，并准确掌握空心板
的承载能力和变形情况，为工程竣工验收提供数据和积累资
料，进行了预应力混凝土空心板单梁静载试验。
4．1　试验方法
本试验通过在板上粘贴应变装置和设置扰度计（如图7），以测得支点
试验采用均布荷载分级加载方法，荷载采用砂袋加载，分四级加载。根
据正常使用阶段的结构受力状
况，试验荷载计算如下。
（1）荷载横向分布系数按铰结板法计算；
图3　空心板构造示意　单位：cm
图4　结构离散示意
图5　施工阶段结构弯矩、剪力、位移示意
图6　正常使用极限状态弯矩、剪力、位移包络示意（2）使用阶段计入免费论文本文来自http://wwww.coollw.com
8cm桥面现浇混凝土，并求
出相应的面积及惯性矩；
（3）考虑栏杆、护轮带及其它桥面现浇层的重量；
（4）采用等应力换算求单梁相应控制截面弯矩大小，从而确定唯载集
度值。
图7　粘贴应变片及设置挠度计示意　单位：cm
4．2　试验过程
按照确定的试验方案，试验梁架起放在特定的支架上，主梁预应力管道
已压浆并达到规定强度，砂袋装填并过秤计量。
首先进行断面测定、测

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