混凝土简支梁桥的构造与设计ppt课件

1、授课人：王智超授课人：王智超土木工程与力学学院土木工程与力学学院 1-1 1-1 混凝土梁桥概述混凝土梁桥概述 1-2 1-2 简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计 1-3 1-3 简支肋梁桥构造及设计简支肋梁桥构造及设计- 梁桥指构造在垂直荷载作用下，支座只产生梁桥指构造在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。 u静力特性：简支梁式桥；延续梁桥；悬臂梁桥；静力特性：简支梁式桥；延续梁桥；悬臂梁桥；T T形刚架桥。形刚架桥。u截面方式：板式梁桥；肋梁式梁桥；箱形梁桥。截面方式：板式梁桥；肋梁式梁桥；箱形梁桥。 u预应力度：普通钢筋

2、混凝土；部分预应力混凝土；预应力度：普通钢筋混凝土；部分预应力混凝土；全预应力混凝土梁桥。全预应力混凝土梁桥。架架 混凝土梁桥的优缺陷混凝土梁桥的优缺陷缺陷：缺陷： 自艰苦。自艰苦。钢筋混凝土梁带裂痕任务。混凝土资料是抗拉性能极差钢筋混凝土梁带裂痕任务。混凝土资料是抗拉性能极差的一种资料，处于受拉区的混凝土容易出现裂痕。的一种资料，处于受拉区的混凝土容易出现裂痕。一、混凝土梁桥的特点一、混凝土梁桥的特点造价低，可就地取材造价低，可就地取材耐久性好，混凝土耐久性好，耐高温耐久性好，混凝土耐久性好，耐高温可塑性强，以按照设计意图做成各种外形的构造，例如可塑性强，以按照设计意图做成各种外形的构造，例

3、如顺应线形的变化做成曲线桥。顺应线形的变化做成曲线桥。 刚度大刚度大噪音小噪音小优点：优点： 预应力的作用。经过张拉预应力筋，使受拉区预先贮藏预应力的作用。经过张拉预应力筋，使受拉区预先贮藏一定的压应力，在外力作用时，混凝土可不出现拉应力一定的压应力，在外力作用时，混凝土可不出现拉应力或不出现超越某一限值的拉应力。或不出现超越某一限值的拉应力。全预应力混凝土梁在运用荷载下不出现裂痕。全预应力混凝土梁在运用荷载下不出现裂痕。节省资料，提高桥梁的跨越才干。与钢筋混凝土梁桥相节省资料，提高桥梁的跨越才干。与钢筋混凝土梁桥相比，普通可节省钢材比，普通可节省钢材3040，跨径愈大节省愈多。，跨径愈大节省

4、愈多。更适宜于装配式桥梁。如悬臂拼装、顶推法和旋转施工更适宜于装配式桥梁。如悬臂拼装、顶推法和旋转施工法在预应力混凝土梁桥中得到新的开展，可根据需求在法在预应力混凝土梁桥中得到新的开展，可根据需求在构造纵、横向和竖向恣意分段，施加预应力，即可集成构造纵、横向和竖向恣意分段，施加预应力，即可集成理想的整体。理想的整体。预应力混凝土梁桥的优点预应力混凝土梁桥的优点1. 整体浇筑式整体浇筑式 就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥，由于施工工期长，就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥，由于施工工期长，占用支架和模板多，而且施工受季节的影响大，使施工费用占用支架和模板多，而且施工受季节的影响大，使施工费用添加，因此

5、普通只在运输困难的地域以一些特殊情况如建添加，因此普通只在运输困难的地域以一些特殊情况如建筑斜桥，弯桥及异形变宽桥时才被采用。筑斜桥，弯桥及异形变宽桥时才被采用。 2. 预制装配式预制装配式 可恣意纵向、横向分缝。其最常用的经济合理跨径在可恣意纵向、横向分缝。其最常用的经济合理跨径在20m以下，悬臂梁和延续梁适宜的跨径在以下，悬臂梁和延续梁适宜的跨径在6070m以下。以下。二、混凝土梁桥的施工方法二、混凝土梁桥的施工方法1 1纵向竖缝划分纵向竖缝划分2 2纵向程度缝划分纵向程度缝划分组合式梁桥组合式梁桥搁预制板和浇砼3 3纵、横向竖缝划分纵、横向竖缝划分串联梁串联梁 板桥的特点是建筑高度小、构

6、造板桥的特点是建筑高度小、构造简单、施工方便，采用预制装配施工简单、施工方便，采用预制装配施工时，预制构件分量小、架设方便。主时，预制构件分量小、架设方便。主要缺陷是：跨径不宜过大。要缺陷是：跨径不宜过大。 板式截面根据其截面方式和施工板式截面根据其截面方式和施工方式可划分为：整体式矩形实心板、方式可划分为：整体式矩形实心板、装配式板、装配整体组合式板、异形装配式板、装配整体组合式板、异形板。前三种板主要用于小跨度板式梁板。前三种板主要用于小跨度板式梁桥，包括简支板桥、延续板桥和斜板桥，包括简支板桥、延续板桥和斜板桥。异形板截面方式主要用于城市高桥。异形板截面方式主要用于城市高架桥及跨度在架桥

7、及跨度在202030m30m、桥面较宽的预、桥面较宽的预应力混凝土延续板桥。应力混凝土延续板桥。 板桥横截面图板桥横截面图一、整体式板桥一、整体式板桥u常用跨径普通在常用跨径普通在8m8m以下，板厚与跨径之以下，板厚与跨径之比普通为比普通为1/121/121/161/16，但，但10cm10cm。u桥面宽度往往大于跨径，实践上双向受桥面宽度往往大于跨径，实践上双向受力形状。当桥面板宽较大时，除配置纵力形状。当桥面板宽较大时，除配置纵向的受力钢筋外，尚应计算配置板的横向的受力钢筋外，尚应计算配置板的横向受力钢筋。向受力钢筋。u行车道行车道( (人行道人行道) )内主钢筋直径应内主钢筋直径应10m

8、m(8mm)10mm(8mm)，间距应，间距应20cm20cm，普通也普通也7cm,7cm,分布钢筋直径分布钢筋直径8mm(6mm)8mm(6mm)，间距，间距20cm20cm，并且在，并且在单位板长的截面配筋率单位板长的截面配筋率0.10.1。u行车道板内主钢筋可在沿板高中心纵轴线的行车道板内主钢筋可在沿板高中心纵轴线的1/41/41/61/6计算跨径计算跨径处按处按30304545弯起。经过支点的不弯起的主筋，每米板宽内弯起。经过支点的不弯起的主筋，每米板宽内33根，并根，并1/41/4的主钢筋截面积。的主钢筋截面积。二、装配式简支板桥的构造二、装配式简支板桥的构造1 1实心板梁桥实心板梁

9、桥 实心板截面外形简单、施工方便、建筑高度小、构造整实心板截面外形简单、施工方便、建筑高度小、构造整体刚度大，是小跨径梁桥普遍采用的方式。普通采用钢筋体刚度大，是小跨径梁桥普遍采用的方式。普通采用钢筋混凝土，跨径小于混凝土，跨径小于8m8m，规范图的跨径为，规范图的跨径为1.51.5，2.02.0，3.03.0，4.04.0，5.05.0，6.06.0，8.0 8.0 。 桥面净宽为净桥面净宽为净7 7和净和净9 9两种。适宜于小跨径桥梁。两种。适宜于小跨径桥梁。装配式板桥梁高与跨径比值装配式板桥梁高与跨径比值结结 构构 类类 型型截截 面面 型型 式式l（m）h（m）钢筋混凝土钢筋混凝土实实

10、 心心1.5 80.16 0.36空空 心心6 130.4 0.8 预应力混凝土预应力混凝土实实 心心/空空 心心8 200.4 0.85 空心板截面外形较实心板复杂，整体刚度大，建筑高空心板截面外形较实心板复杂，整体刚度大，建筑高度小，但是顶板内需求配制钢筋，同实心板一样是小跨径度小，但是顶板内需求配制钢筋，同实心板一样是小跨径梁桥普遍采用的方式。空心板的顶板和底板厚度应梁桥普遍采用的方式。空心板的顶板和底板厚度应8cm8cm，空洞端部应予填封，以保证施工质量和承载的需求。空洞端部应予填封，以保证施工质量和承载的需求。 a)a)型和型和b)b)型为单孔，挖空率大，质量小，但顶板需配置横向受力

11、钢筋来型为单孔，挖空率大，质量小，但顶板需配置横向受力钢筋来承当荷载的作用，其中承当荷载的作用，其中a)a)型顶部略呈拱形，可以节省一些钢筋，但模板型顶部略呈拱形，可以节省一些钢筋，但模板较复杂；较复杂；c)c)型和型和d)d)型为双圆孔形，其中型为双圆孔形，其中c)c)型为双圆孔，施工时可用无缝型为双圆孔，施工时可用无缝钢管钢管( (或充气囊或充气囊) )作芯模，但挖空率小，质量较大，作芯模，但挖空率小，质量较大，d)d)型芯模那么由两个型芯模那么由两个半圆和两块侧模板组成，当板的厚度改动时，只需改动侧板高度即可。半圆和两块侧模板组成，当板的厚度改动时，只需改动侧板高度即可。跨径跨径8m8m

12、装配式空心板桥的构造图装配式空心板桥的构造图先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图单位：先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图单位：cm，钢筋直径：，钢筋直径：mm 3 3装配式空心板桥的横向衔接装配式空心板桥的横向衔接 装配式板桥板块之间必需采用横向衔接构造以保证板装配式板桥板块之间必需采用横向衔接构造以保证板块共同接受车辆荷载。常用的横向衔接方式有企口混凝土铰块共同接受车辆荷载。常用的横向衔接方式有企口混凝土铰衔接和钢板焊接衔接。衔接和钢板焊接衔接。1 1企口混凝土铰联接企口混凝土铰联接企口混凝土铰接型式有圆形、菱形和漏斗形三种企口混凝土铰接型式有圆形、菱形和漏斗形三种 实际证明：企口式混凝土

13、铰能保证传送横向剪力，使各实际证明：企口式混凝土铰能保证传送横向剪力，使各块板共同受力。块板共同受力。企口混凝土铰接型式企口混凝土铰接型式C25C40号细骨料砼填实号细骨料砼填实铺装层参与受力2 2钢板焊接联接钢板焊接联接 由于企口混凝土铰由于企口混凝土铰需求现场浇筑混凝土，需求现场浇筑混凝土，并需求混凝土强度到达并需求混凝土强度到达设计强度后才干通车，设计强度后才干通车，为了加快工程进度，亦为了加快工程进度，亦可采用钢板衔接。可采用钢板衔接。钢板衔接构造钢板衔接构造(单位：单位：cm)纵向中距80150cm三、斜交板桥的构造三、斜交板桥的构造1 1斜板桥的受力特点斜板桥的受力特点 荷载有向两

14、支承边之间最短间隔方向传送的趋势。在较荷载有向两支承边之间最短间隔方向传送的趋势。在较宽的斜板中部，其最大主弯矩方向宽的斜板中部，其最大主弯矩方向( (即在垂直于该方向即在垂直于该方向的截面上没有扭矩的截面上没有扭矩) )几乎接近与支承边正交。几乎接近与支承边正交。斜板的最大主弯矩方向斜板的最大主弯矩方向 用比较延续梁的任务来描画各用比较延续梁的任务来描画各角点受力情况。在钝角角点受力情况。在钝角B, CB, C处处产生较大的负弯矩，其方向垂产生较大的负弯矩，其方向垂直于钝角的二等分线直于钝角的二等分线; ; 在在B, CB, C点的反力也较大，锐角点的反力也较大，锐角A,DA,D点点的反力较

15、小，当斜交角与斜的的反力较小，当斜交角与斜的宽跨比都较大时，锐角便有向宽跨比都较大时，锐角便有向上翘起的趋势。上翘起的趋势。比较延续梁比较延续梁2 2斜板桥的构造斜板桥的构造 斜板桥的钢筋可按以下规定布置斜板桥的钢筋可按以下规定布置: :斜板桥钢筋布置斜板桥钢筋布置 整体式斜板桥整体式斜板桥 当斜交角当斜交角1515时，主筋时，主筋平行于桥纵轴线方向布置平行于桥纵轴线方向布置; ;当当1515时，主筋宜垂直时，主筋宜垂直于板的支座轴线方向布置。于板的支座轴线方向布置。 板的自在边上下应各设一板的自在边上下应各设一条不少于条不少于3 3根平行于自在边根平行于自在边的钢筋带，并用箍筋箍牢。的钢筋带

16、，并用箍筋箍牢。 钝角部位布置加强钢筋，钝角部位布置加强钢筋，其直径其直径12mm12mm，间距为，间距为101015cm15cm，布置于钝角两，布置于钝角两侧侧1 11.5m1.5m边长的扇形面积边长的扇形面积内。内。 分布钢筋宜垂直于主筋方向分布钢筋宜垂直于主筋方向设置，其直径设置，其直径8mm8mm，间距，间距20cm20cm，配筋率，配筋率0.1%0.1%。 在支座附近宜设平行于支座在支座附近宜设平行于支座轴线的分布钢筋，或将分布轴线的分布钢筋，或将分布钢筋向支座方向呈扇形分布，钢筋向支座方向呈扇形分布，过渡到平行于支承轴线。过渡到平行于支承轴线。 装配式斜板桥装配式斜板桥 主筋可与桥

17、纵轴线平行，其钝角部位的加强筋布置与整体主筋可与桥纵轴线平行，其钝角部位的加强筋布置与整体式斜板桥一样。式斜板桥一样。 上部构造由主梁、横隔梁、桥面板、桥面构造等部分组上部构造由主梁、横隔梁、桥面板、桥面构造等部分组成。可采用整表达浇和预制装配两种不向的方式进展施工。成。可采用整表达浇和预制装配两种不向的方式进展施工。其中，装配式简支梁桥具有建桥速度快、工期短、模板支架其中，装配式简支梁桥具有建桥速度快、工期短、模板支架少等优点而运用广泛，截面方式分为少等优点而运用广泛，截面方式分为形、形、I I形、形、T T形和箱形。形和箱形。主梁是桥梁的主要承重构造；主梁是桥梁的主要承重构造；横隔梁保证各

18、根主梁相互结成整体，以提高桥梁的整体刚度；横隔梁保证各根主梁相互结成整体，以提高桥梁的整体刚度；主梁的翼缘构成桥面板，组成行车主梁的翼缘构成桥面板，组成行车( (人人) )平面接受车辆平面接受车辆( (人人群群) )荷载的作用。荷载的作用。装配式梁简支梁横截面装配式梁简支梁横截面一、整体式简支一、整体式简支T形梁桥形梁桥 整体式梁桥在城市立交桥中运用较广泛，具有整体性好、整体式梁桥在城市立交桥中运用较广泛，具有整体性好、刚度大、易于做成复杂外形等优点，多数在桥孔支架模板上刚度大、易于做成复杂外形等优点，多数在桥孔支架模板上现场浇筑，个别也有整体预制、整孔架设的情况。现场浇筑，个别也有整体预制、

19、整孔架设的情况。 整体式梁桥横截面整体式梁桥横截面主梁高度通常为跨径的主梁高度通常为跨径的1/81/81/161/16，两根主梁之间可设，两根主梁之间可设置次纵梁。置次纵梁。主梁的肋宽主梁的肋宽(16cm(16cm约约为梁高的为梁高的1/61/61/71/7，当肋宽有，当肋宽有变化时，其过渡段长度变化时，其过渡段长度1212倍倍肋宽。肋宽。 桥 面 板 的 跨 中 板 厚 桥 面 板 的 跨 中 板 厚 10cm10cm，跨径在，跨径在2 23m3m，桥面板与，桥面板与梁肋衔接处普通都设置承托构梁肋衔接处普通都设置承托构造，承托长高比造，承托长高比33。二、装配式简支二、装配式简支T梁桥梁桥装

20、配式钢筋混凝土装配式钢筋混凝土T T形梁桥概貌形梁桥概貌常用跨径常用跨径8.08.0 20m20m1 1、钢筋混凝土、钢筋混凝土T T形简支梁桥的构造布置形简支梁桥的构造布置 主梁布置及构造主梁布置及构造 选定主梁的间距，是构造规划中首先要处理的问题。对选定主梁的间距，是构造规划中首先要处理的问题。对于跨径大一些的桥梁，假设建筑高度不受限制，那么适当加于跨径大一些的桥梁，假设建筑高度不受限制，那么适当加大主梁间距减少片数，钢筋混凝土的用量会少些，但此时桥大主梁间距减少片数，钢筋混凝土的用量会少些，但此时桥面板的跨径增大，悬臂翼缘板端部较大的挠度对引起桥面接面板的跨径增大，悬臂翼缘板端部较大的挠

21、度对引起桥面接缝处纵向裂痕的能够性也大些。梁距通常在缝处纵向裂痕的能够性也大些。梁距通常在1.51.52.22.2米之间。米之间。装配式简支梁桥主梁尺寸装配式简支梁桥主梁尺寸 横隔梁在装配式横隔梁在装配式T T梁中起着保证各根主梁相互连结成整梁中起着保证各根主梁相互连结成整体的作用，刚度愈大体的作用，刚度愈大, ,桥梁的整体性愈好。横隔梁的肋宽通桥梁的整体性愈好。横隔梁的肋宽通常采用常采用121216cm16cm，且宜做成上宽下窄和内宽外窄的楔型，以，且宜做成上宽下窄和内宽外窄的楔型，以便脱模。便脱模。 横梁布置及构造横梁布置及构造端横梁端横梁 端横隔梁是必需设置的，它不但有利于构件的稳定性，

22、而端横隔梁是必需设置的，它不但有利于构件的稳定性，而且能显著加强全桥的整体性且能显著加强全桥的整体性,与主梁同高。与主梁同高。中横梁中横梁 每隔每隔5.010.0m设置一道，高度取主梁高度的设置一道，高度取主梁高度的0.7 0.9倍，可倍，可挖空。挖空。 翼板翼板普通为变厚度，端部较薄向根部逐渐加厚。翼缘普通为变厚度，端部较薄向根部逐渐加厚。翼缘根部与梁肋衔接处厚度根部与梁肋衔接处厚度梁高的梁高的1/10，且，且14cm，边缘厚度，边缘厚度10cm。装配式梁简支装配式梁简支T T梁横隔板构造梁横隔板构造l 主钢筋主钢筋l 斜筋弯起钢筋斜筋弯起钢筋l 箍筋箍筋l 翼板横向钢筋翼板横向钢筋l 架立

23、钢筋架立钢筋l 分布钢筋分布钢筋l 程度纵向钢筋程度纵向钢筋l 支座下部分加强钢筋支座下部分加强钢筋 钢筋构造钢筋构造主钢筋主钢筋u应该保证至少两根并不少于应该保证至少两根并不少于1/51/5的纵向的纵向受力钢筋经过支承截面。受力钢筋经过支承截面。u采用的两种布筋方式为：全部锚固在采用的两种布筋方式为：全部锚固在梁端，和部分锚固在梁端、部分锚固梁端，和部分锚固在梁端、部分锚固在梁体。在梁体。u主筋的直径主筋的直径10mm10mm，间距，间距20cm20cm。u垂直于主钢筋还应设置分布钢筋，直垂直于主钢筋还应设置分布钢筋，直径径8mm8mm，间距，间距20cm20cm，截面配筋率，截面配筋率0.

24、1%0.1%。u主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距，当钢筋为三主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距，当钢筋为三层及以下时，层及以下时，30mm30mm并且并且 钢筋直径钢筋直径; ;当钢筋为三层以上时，当钢筋为三层以上时，40mm40mm并且并且 钢筋直径的钢筋直径的1.251.25倍。对于束筋，此处直径采用倍。对于束筋，此处直径采用等代直径。等代直径。u主要接受主拉应力，通常在近梁主要接受主拉应力，通常在近梁端部区域由纵向受力钢筋弯起而端部区域由纵向受力钢筋弯起而成；成；u也有专门的斜筋，用焊接或钢丝也有专门的斜筋，用焊接或钢丝绑扎的方法和纵向受力钢筋连成绑扎的方法和纵向受力钢筋连成整

25、体。整体。u弯起钢筋不得采用浮筋。弯起钢筋不得采用浮筋。u弯起钢筋的末端应留有锚固长度弯起钢筋的末端应留有锚固长度:受拉区受拉区20倍钢筋直径，受压区倍钢筋直径，受压区10倍钢筋直径，环氧树脂涂层倍钢筋直径，环氧树脂涂层钢筋添加钢筋添加25 % ; R235钢筋尚应设钢筋尚应设置半圆弯钩。置半圆弯钩。斜筋弯起钢筋斜筋弯起钢筋u作用是接受部分主拉应力，固定纵向受力钢筋，保证梁截作用是接受部分主拉应力，固定纵向受力钢筋，保证梁截面内受拉区和受压区的联络。面内受拉区和受压区的联络。u间距间距1/21/2梁高和梁高和40cm40cm。绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，。绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，受拉时

26、受拉时55倍主钢筋直径且倍主钢筋直径且10cm; 10cm; 受压时受压时1010倍主钢筋倍主钢筋直径且直径且20cm20cm。在支座中心向跨径小于一倍梁高范围内，。在支座中心向跨径小于一倍梁高范围内，箍筋间距箍筋间距10cm10cm。u直径直径8mm8mm且且1/41/4主钢筋直径，其配筋率主钢筋直径，其配筋率,R235,R235钢筋钢筋0.18%, HRB3350.18%, HRB335钢筋钢筋0.12%0.12%。当梁有负弯矩区时，应采。当梁有负弯矩区时，应采用闭合式箍筋；当同排内任一纵向受压钢筋离箍筋折角处用闭合式箍筋；当同排内任一纵向受压钢筋离箍筋折角处的纵向钢筋的间距的纵向钢筋的间

27、距150mm150mm或或1515倍箍筋直径两者中较大者，倍箍筋直径两者中较大者，否那么，应设复合箍筋。否那么，应设复合箍筋。u相邻箍筋的弯钩接头，沿纵向其位置应交替布置。相邻箍筋的弯钩接头，沿纵向其位置应交替布置。箍筋箍筋uT T梁翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以接受悬梁翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以接受悬臂的负弯矩。臂的负弯矩。u在顺主梁跨径方向还应设置少量的分布钢筋。在顺主梁跨径方向还应设置少量的分布钢筋。u板内主筋的直径板内主筋的直径10mm10mm，每米板宽内，每米板宽内55根。分布筋的直径根。分布筋的直径6mm6mm，间距，间距25cm25cm，面积不少于主筋

28、截面积的，面积不少于主筋截面积的1515，在有，在有横隔梁的部位为横隔梁的部位为3030。u根据构造要求布置，用来架设箍筋，将各种钢筋扎成骨架。根据构造要求布置，用来架设箍筋，将各种钢筋扎成骨架。架立钢筋通常采用架立钢筋通常采用101014mm14mm的钢筋。的钢筋。翼板横向钢筋翼板横向钢筋架立钢筋架立钢筋u由于温度变化所引起梁的伸缩以及行车震动等影响，易使由于温度变化所引起梁的伸缩以及行车震动等影响，易使梁端或墩、台帽产生劈裂景象。梁端或墩、台帽产生劈裂景象。u在梁端底层主钢筋的上、下侧各设一层在梁端底层主钢筋的上、下侧各设一层6 68cm8cm的钢筋网，的钢筋网，以添加梁端混凝土的抗裂强度。以添加梁端混凝土