混凝土简支梁桥

1、混凝土简支梁桥第五章第五章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥简支梁桥属于静定结构，受力明确，构造简单，施工方简支梁桥属于静定结构，受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨度应用最广的桥型。便，是中小跨度应用最广的桥型。简支梁桥的结构尺寸易于设计成系列化，标准化，有利于组织简支梁桥的结构尺寸易于设计成系列化，标准化，有利于组织大规模预制生产，并利用起重设备或架桥机架设。科以节约模板，降大规模预制生产，并利用起重设备或架桥机架设。科以节约模板，降低劳动强度，缩短工期。低劳动强度，缩短工期。国内外中小跨径桥梁绝大部分采用装配式简支钢梁、混凝国内外中小跨径桥梁绝大部分采用装配式简支钢梁、混凝土梁或结合梁。土

2、梁或结合梁。5.1 5.1 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点 一一. .截面形式截面形式从梁的截面形式分：从梁的截面形式分： 板桥、肋板桥（板桥、肋板桥（ 形和形和T T型）、箱梁桥型）、箱梁桥板桥板桥 承重结构承重结构-矩形截面的钢筋混凝土和预应力混凝土板矩形截面的钢筋混凝土和预应力混凝土板 特点特点构造简单，施工方便，建筑高度小构造简单，施工方便，建筑高度小 从力学性能分析从力学性能分析位于受拉区的混凝土材料不但发挥作用，反位于受拉区的混凝土材料不但发挥作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济

3、。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点板桥板桥 整体式板桥（图整体式板桥（图5.1a5.1a）双向受力的弹性薄板，其受力钢筋需双向受力的弹性薄板，其受力钢筋需沿两个方向布置。沿两个方向布置。 为了减轻结构自重，做出空心板桥或矮肋式板（图为了减轻结构自重，做出空心板桥或矮肋式板（图5.1b5.1b） 。 小跨径中应用最广泛的是装配式梁桥（图小跨径中应用最广泛的是装配式梁桥（图5.1c5.1c），装配式桥也），装配式桥也可做成空心板桥（图可做成空心板桥（图5.1d5.1d） 5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点2 2 肋板式梁桥肋板式梁桥 在横

4、截面内形成明显的肋状结构的梁桥。在横截面内形成明显的肋状结构的梁桥。 梁肋与混凝土桥面板一起构成承重结构（图梁肋与混凝土桥面板一起构成承重结构（图5.35.3） 。具有更大的。具有更大的抵抗弯曲荷载的能力。抵抗弯曲荷载的能力。 中等跨径的（中等跨径的（20-40m20-40m）应用最广泛的是肋板式梁桥。）应用最广泛的是肋板式梁桥。 肋板式梁桥的横截面又分为肋板式梁桥的横截面又分为T T形和形和形两种基本类型。（图形两种基本类型。（图5.35.3、5.55.5）5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点2 2 肋板式梁桥肋板式梁桥 形截面梁桥特点：截面形

5、状稳定，横向抗弯刚度，梁的堆放、形截面梁桥特点：截面形状稳定，横向抗弯刚度，梁的堆放、装卸和安装都方便，各装卸和安装都方便，各形梁之间用穿过副班的螺栓连接。形梁之间用穿过副班的螺栓连接。 但构件的制造复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，难以做成刚但构件的制造复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，难以做成刚度大的钢筋骨架。度大的钢筋骨架。 形一般应用于跨径在形一般应用于跨径在6-12m6-12m的小跨径桥梁中，应用有限。的小跨径桥梁中，应用有限。 5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点2 2 肋板式梁桥肋板式梁桥 T T形截面梁桥由若干个形截面梁桥由若干个T T形截面梁组成。图形截面梁组成。图5.55.5

6、5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点2 2 肋板式梁桥肋板式梁桥箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁桥。箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁桥。 特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的截特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。 箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。用

7、于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 图图5.75.7公路箱形梁截面；图公路箱形梁截面；图5.95.9美国中小跨度公路梁桥的常用美国中小跨度公路梁桥的常用截面。截面。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点2 2 肋板式梁桥肋板式梁桥箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁桥。箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁桥。 特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心活载作用

8、下各梁肋的受力比较均匀。大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。 箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 图图5.75.7公路箱形梁截面；图公路箱形梁截面；图5.95.9美国中小跨度公路梁桥的常用截美国中小跨度公路梁桥的常用截面。面。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点二二 分块方式分块方式 在装配式梁桥设计中，块件的划分应遵循以下一些原则在装配式梁桥设计中，块件的划分应遵循以下一些原则 块件的重量应当符合当地现有的运输工具和起吊设备的承

9、块件的重量应当符合当地现有的运输工具和起吊设备的承载能力载能力 结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头 为了便于制造以及日后的更好，块件形状和尺寸应力求标为了便于制造以及日后的更好，块件形状和尺寸应力求标准化。准化。 钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土梁桥常用的分块方式有钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土梁桥常用的分块方式有纵向竖缝划分、纵向水平缝划分、横向竖缝划分。纵向竖缝划分、纵向水平缝划分、横向竖缝划分。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点三三 结构布置结构布置1 1 板桥板桥（1 1）整体式板桥）整体式板桥（2 2）装配式板桥）装配式板桥5.1 钢筋混凝

10、土简支梁桥的设计与构造特点三三 结构布置结构布置2 2 肋板式桥肋板式桥（1 1）主梁的布置（）主梁的布置（2 2）横隔梁的布置）横隔梁的布置5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点三三 结构布置结构布置2 2 肋板式桥肋板式桥（1 1）主梁的布置（）主梁的布置（2 2）横隔梁的布置）横隔梁的布置5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点三三 结构布置结构布置3 3 预应力混凝土简支梁的构造特点预应力混凝土简支梁的构造特点（1 1）采用高强钢筋，可以节约一度的普通钢筋；）采用高强钢筋，可以节约一度的普通钢筋；（2 2）预加应力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久）预加应力可大幅度提高梁

11、体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；性；（3 3）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；以增大跨越能力，也有利于运输和架设；（4 4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。也提高了梁的刚度。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点三三 结构布置结构布置3 3 预应力混凝土简支梁的构造特点预应力混凝土简支梁的构造特点 在结构布置上，预应力混凝土简支梁桥与普通混凝土简支梁在结构布置上，预应力混凝土简支梁桥与普通混凝土

12、简支梁桥并无大的不同。桥并无大的不同。 预应力混凝土梁的主要不同之处：截面尺寸减小；高跨比减小；预应力混凝土梁的主要不同之处：截面尺寸减小；高跨比减小；为了满足预应力钢筋的布置和承压要求，梁肋下部通常加宽做为了满足预应力钢筋的布置和承压要求，梁肋下部通常加宽做成马蹄形，在靠近支点处腹板也要加厚至马蹄同宽。成马蹄形，在靠近支点处腹板也要加厚至马蹄同宽。5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点四四 钢筋构造钢筋构造1 1 一般构造一般构造 对于钢筋混凝土梁而言，梁内钢筋可分为两大类：对于钢筋混凝土梁而言，梁内钢筋可分为两大类： （1 1）受力钢筋）受力钢筋 （2 2）构造钢筋）构造钢筋5.1 钢

13、筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点四四 钢筋构造钢筋构造2 2 钢筋混凝土简支梁桥钢筋构造实例钢筋混凝土简支梁桥钢筋构造实例（1 1）板桥）板桥 （2 2）装配式）装配式T T形梁桥形梁桥5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点3 3 预应力混凝土梁的钢筋构造特点预应力混凝土梁的钢筋构造特点 预应力混凝土梁内钢筋分为：预应力混凝土梁内钢筋分为： 预应力钢筋和非预应力钢筋预应力钢筋和非预应力钢筋（1 1）预应力钢筋的纵向布置）预应力钢筋的纵向布置 5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点3 3 预应力混凝土梁的钢筋构造特点预应力混凝土梁的钢筋构造特点（2 2）预应力钢筋的锚固：先张法；后张法）

14、预应力钢筋的锚固：先张法；后张法5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点4 4 预应力混凝土梁的钢筋构造实例预应力混凝土梁的钢筋构造实例5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点五五 T T形梁截面尺寸的选定形梁截面尺寸的选定 在确定了主梁分块方式和截面形式之后，就需要拟定梁的截面在确定了主梁分块方式和截面形式之后，就需要拟定梁的截面尺寸。尺寸。 截面尺寸包括：梁高、肋板厚度、上翼缘板厚度、下翼缘尺截面尺寸包括：梁高、肋板厚度、上翼缘板厚度、下翼缘尺寸寸5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点5.2 5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法混凝土简支梁桥的预制和施工方法一一 概述概述 混凝土

15、简支梁桥的施工方法可以分为：混凝土简支梁桥的施工方法可以分为： 就地浇筑和预制安装就地浇筑和预制安装（1) 1) 就地浇筑法特点：就地浇筑法特点：（2 2）预制安装法施工特点：）预制安装法施工特点： 预制安装法已经在国内外得到普遍推广，广泛采用整片预制和整片架预制安装法已经在国内外得到普遍推广，广泛采用整片预制和整片架设的制造和施工方法。设的制造和施工方法。5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥的桥的预制预制和施和施工方工方法法二二 混凝土简支梁桥的预制混凝土简支梁桥的预制1 1 模板和支架模板和支架 模板和支架应满足的要求：模板和支架应满足的要求：具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承

16、受施工过程中可能产生的各种荷载； 保证结构的设计形状、尺寸及各部分相对位置的正确性； 构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽量减少对构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周转使用的次数。5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥的桥的预制预制和施和施工方工方法法二二 混凝土简支梁桥的预制混凝土简支梁桥的预制（1 1）模板的类型和构造）模板的类型和构造制作材料：木模版、钢模板、钢木结合模板。制作材料：木模版、钢模板、钢木结合模板。装拆方法分：零拼式模板、分片装拆式模板、整体拆卸式装拆方法分：零拼式模板、分片装拆式模板、整体拆卸式（2）临时支架）临时支架5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥

17、的桥的预制预制和施和施工方工方法法二二 混凝土简支梁桥的预制混凝土简支梁桥的预制2 2 钢筋工作钢筋工作（1）钢筋的准备（2）钢筋弯制成型和接头（3）钢筋骨架组成5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥的桥的预制预制和施和施工方工方法法二二 混凝土简支梁桥的预制混凝土简支梁桥的预制3 3 混凝土工作混凝土工作（1）混凝土的配制（2）混凝土的运送（3）混凝土的浇筑（4）混凝土的养护和拆模）混凝土的养护和拆模5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥的桥的预制预制和施和施工方工方法法二二 混凝土简支梁桥的预制混凝土简支梁桥的预制4 4 预应力工作预应力工作（1）预应力技术的材料和设备）预应力技术

18、的材料和设备（2）孔道成型）孔道成型（3）张拉）张拉（4）压浆）压浆5.2 5.2 混凝混凝土简土简支梁支梁桥的桥的预制预制和施和施工方工方法法三三 简支梁桥的架设简支梁桥的架设1 1 陆地架梁法陆地架梁法 （1）自行式吊车架梁）自行式吊车架梁（2）门式吊车架梁）门式吊车架梁2 2 浮吊架梁法浮吊架梁法 3 3 架桥机架梁法架桥机架梁法 5.3 5.3 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算一一. .概述概述 在桥梁设计中，一般总是先根据使用要求、跨径大小、桥面在桥梁设计中，一般总是先根据使用要求、跨径大小、桥面布置、荷载等级、施工条件等基本资料，运用对结构物的构布置、荷载等级、施工

19、条件等基本资料，运用对结构物的构造知识，并参考已有桥梁的设计经验，来拟定结构物名称各造知识，并参考已有桥梁的设计经验，来拟定结构物名称各构件的截面形式和细部尺寸，估算结构的自重；然后根据作构件的截面形式和细部尺寸，估算结构的自重；然后根据作用在结构上的荷载，用熟知的数学、力学方法计算出结构各用在结构上的荷载，用熟知的数学、力学方法计算出结构各部分可能产生的最不利的内力；再由已求得的内力并依据设部分可能产生的最不利的内力；再由已求得的内力并依据设计规范进行强度、刚度和稳定性的验算，以此来判断原先拟计规范进行强度、刚度和稳定性的验算，以此来判断原先拟定的细部尺寸是否符合要求。定的细部尺寸是否符合要

20、求。5.5.3 3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算一一. .概述概述 如果验算结果不能满足要求，或者尺寸选得过大，则需修正如果验算结果不能满足要求，或者尺寸选得过大，则需修正原来所拟定的尺寸再进行验算，直至满意为止。原来所拟定的尺寸再进行验算，直至满意为止。 简支梁桥设计计算的项目一般有：主梁、横隔梁、桥面简支梁桥设计计算的项目一般有：主梁、横隔梁、桥面板和支座等。板和支座等。 主梁主梁主要承重构件；主要承重构件； 桥面板桥面板直接承受车辆的集中荷载直接承受车辆的集中荷载 横隔梁横隔梁增强梁桥的横向刚性，起分布荷载的作用增强梁桥的横向刚性，起分布荷载的作用5.5.3 3 混混

21、凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行车道板的计算行车道板的计算 1 1 车辆活载在板上的分布车辆活载在板上的分布5.5.3 3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行车道板的计算行车道板的计算2 2行车道板分类行车道板分类5.5.3 3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行车道板的计算行车道板的计算3 3行车道板的有效工作宽度行车道板的有效工作宽度（1 1）单向板）单向板（2 2）悬臂板）悬臂板5.5.3 3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行车道板的计算行车道板的计算4 4 行车道板的内力计算行车道板的内力计算（1 1）连续单向板的内力）连续单向板的内力（2 2）悬臂板内力）悬臂板内力5.5.3 3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算三三 荷载横向分布的计算荷载横向分布的计算1 1 荷载横向分布系数的概念荷载横向分布系数的概念 搞清概念