混凝土梁梁式桥教学课件

第4章

梁式桥的构造与设计4.1

混凝土梁式桥的一般特点易就地取材耐久性好可塑可模整体性好噪声较小易开裂自重大工期长R

C梁桥需要高强钢材和砼需要专门设备和锚具施工工艺复杂PC梁桥充分发挥高强材料跨越能力大一般不出现裂缝具有RC梁桥的优点刚度更大第4章梁式桥的构造与设计4.1混凝土梁式桥的一般特点易14.2混凝土梁式桥的主要类型和使用条件混凝土梁式桥(包括板桥)按不同的划分标准，具有多种不同的结构类型。考虑充分发挥两种不同材料的力学特性，即混凝土受压和钢筋受拉性能，将受拉区混凝土挖空以减轻结构自重，提高其跨越能力为目的，梁式桥的截面形式经历了由板桥、肋板式梁桥到箱形梁桥的演变过程。从改善桥跨结构的整体受力性能，适应桥跨布置的需要，梁式桥分为简支梁(板)桥，悬臂梁(板)桥和连续梁(板)桥。4.2混凝土梁式桥的主要类型和使用条件混凝土梁式2可分为板桥、肋梁桥、箱型梁桥。（1）板桥整体式装配式组合式矩形实心板矮肋板波形板实心板空心板实心板板桥按照截面形式分类可分为板桥、肋梁桥、箱型梁桥。（1）板桥整体式装配式组合式矩3混凝土梁梁式桥教学课件4混凝土梁梁式桥教学课件5城市高架桥常用异形板式截面城市高架桥常用异形板式截面6（2）肋梁桥特点：自重较小、梁肋较高、截面抵抗矩较大、抗弯能力较强组成：梁肋（腹板）、翼缘板、横隔板适用跨径：RC：25m以下；PC：50m以下分类按截面形式分：T形、I形、

Π形按施工方法分：整体式、装配式、

组合式在横截面内形成明显肋形结构的梁桥称为肋板式梁桥，或简称肋梁桥。（2）肋梁桥特点：自重较小、梁肋较高、截面抵抗矩组成：梁肋（7混凝土梁梁式桥教学课件8混凝土梁梁式桥教学课件9（3）箱形梁桥截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥。特点：可承受正、负弯矩；抗弯惯矩、抗扭

刚度都很大；构造较复杂组成：顶板、腹板、底板、横隔板分类按构造形式分：单箱室、多箱室按施工方法分：整体式、装配式、

组合式适用跨径：多用于较大跨径的连续梁桥（3）箱形梁桥截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥。特点：可承受正10箱型梁的构造形式箱型梁的构造形式11箱型梁桥的施工方式（1）箱型梁桥的施工方式（1）12箱型梁桥的施工方式（2）箱型梁桥的施工方式（2）13按照结构受力体系分类简支梁悬臂体系单跨径中小桥梁，多跨已逐渐淘汰悬臂梁连续体系T构带铰、带挂梁连续梁连续刚构单悬臂双悬臂简支挂梁刚度大、变形小、行车平顺，大跨桥梁的首选变形大、行车不平顺，现很少采用按照结构受力体系分类简支梁悬臂体系单跨径中小桥梁，多跨已14按照结构受力体系分类简支梁应用最早，使用最广泛的一种桥型

；受力简单，设计计算方便；对基础要求低；设计主要受跨中正弯矩控制；经济合理跨径为20m以下；预应力结构使全截面参加工作，减轻了结构恒载，增大了跨径，一般在50m以下。按照结构受力体系分类简支梁应用最早，使用最广泛的一种桥型15按照结构受力体系分类悬臂梁悬臂梁利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负弯矩对锚跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用。现较少采用。按照结构受力体系分类悬臂梁悬臂梁利用悬出支16板也参与工作，共同承受轮载产生的弯矩；受车辆荷载；mo——支点处横向分布系数；化区荷载重心处的剪力影响线竖标为：端横隔梁的焊接钢板接头外侧(近墩台一侧)不易施焊，故焊接接头只设于内侧。弯起的预应力筋显著抵消了梁内的荷载剪力，这样就大大减小了预应力混凝土梁内的剪应力，并进一步降低了腹板所承受的主拉应力。故对于一般中等跨径的预应力混凝土T梁，高跨比可取1/16~1/18左右。钢板联结构造沿所以，不必布置人群荷载（否则反而使横隔梁截1.传递长度lc的大小取决于梁端砼的品质、◆对于简支箱梁，应采用预应力结构，全截5）必须保证橡胶芯模的正确位置；1号梁的活载横向分布系数分别计算如下：◆为防止锚具附近砼开裂，必须配置足够的钢将③式代入②式得a——沿桥跨纵向的荷载横向分布系数m过渡段长度；可变荷载频遇值计算的长期挠度之和：◆主梁抗扭刚度极大，板接近于固端梁（图a）；斜板钢筋可按照下列规定布置按照结构受力体系分类连续梁优点：变形小、结构刚度大、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强、主梁变形挠曲线平缓，行车平顺。钢筋混凝土连续梁应用较少，而预应力混凝土连续梁的应用却非常广泛

。钢筋混凝土连续梁跨径一般不超过2530m，预应力连续梁常用跨径为40160m，其最大跨径受支座最大吨位限制，目前国内最大跨径尚未超过165m(南京长江二桥北汊桥，其跨径布置为90m+3165m+90m)，如果采用墩上双支座，消去结构在支座区的弯矩高峰，它的跨径可以达到200m。板也参与工作，共同承受轮载产生的弯矩；按照结构受力体系分174.3

板桥的设计与构造板桥的特点特点构造简单，制作方便建筑高度小，外观轻巧适用范围简支板桥：RC板，≤13m；PC板，≤25m连续板桥：RC板，≤16m；PC板，≤30m4.3板桥的设计与构造板桥的特点184.3

板桥的设计与构造悬臂板桥从结构受力体系来看，板桥可以分为简支板桥、悬臂板桥和连续板桥4.3板桥的设计与构造悬臂板桥从结构受力体19简支板桥的设计和构造1、整体式简支板桥截面形式：等厚矩形、矮肋式截面尺寸：多采用等截面板厚与跨径之比一般为：

普通钢筋混凝土：1/12～1/16

预应力混凝土：1/16～1/22

板厚通常为：0.2～0.4m（跨径2～8m）简支板桥的设计和构造20整体式简支板桥的构造（横、纵断面图）整体式简支板桥的构造212、装配式简支板桥（1）实心矩形板桥特点：形状简单、施工方便、建筑高度小尺寸：跨径通常≤8m，板厚16～36cm适用性：小跨径桥梁采用最广泛的形式2、装配式简支板桥22装配式简支板桥（实心）的构造装配式简支板桥（实心）的构造23（2）空心矩形板桥特点：自重较小、运装便易，目前使用较多适用性：RC：6～13m，PC：8～20m；

相应跨径的板厚：RC为0.4～0.8m，PC为0.4～0.9m（2）空心矩形板桥特点：自重较小、运装便易，目前使用较多24充气橡胶芯模（即橡胶充气芯）

1、入模

将芯模牵引入钢筋笼

2、充气

打开阀门，按规格充气至规定压力

3、固定

固定芯模，以免上浮

4、浇筑混凝土

5、拆模

待砼初凝后，即开阀放气，将芯模抽出充气橡胶芯模25混凝土梁梁式桥教学课件26工作，多余的箱梁底板徒然增大了自重最常采用的是纵向竖缝划分的T形但预制单元的划分方式和联结构造直接影响到结构的整体受力性能，构件的顶制、运输和安装，且各种因素彼此影响、相互矛盾。装配式混凝土空心板桥—配筋纵向效果图2化区荷载重心处的剪力影响线竖标为：2）计算抗扭修正系数β1，查表得c1=1/3；钢筋混凝土简支梁的短期挠度值f按下将R11、R15代入则分别有◆当使用横向整体现浇联结时，悬臂端厚度i号梁的作用为：◆a即为荷载有效工作宽度或板的有效分布宽度；（3）装配式主梁的联结构造一般说来，适当加大主梁间距，减少片显然，在实际布置时还要满足混凝土规定保护层的要求。《公预规》对行车道板和人行道板内的主钢筋及分布钢筋的直径、间距均做了规定。对于各种受力钢筋，如通过计算和作图允许将其在梁内切断，则被切断的钢筋应当比理论切断点再放长一个规定的锚固长度，以保证该钢筋从理论切断点起能充分受力。标准化，增强互换性。A2——三角形部分合力：此外还应将适当数量的预应力筋布置在腹板中线处，以便于起弯。工作，多余的箱梁底板徒然增大了自重27混凝土梁梁式桥教学课件28混凝土梁梁式桥教学课件29混凝土梁梁式桥教学课件30混凝土梁梁式桥教学课件31装配式混凝土空心板桥—外观效果图装配式混凝土空心板桥—外观效果图32装配式混凝土空心板桥—配筋纵向效果图1装配式混凝土空心板桥—配筋纵向效果图133装配式混凝土空心板桥—配筋纵向效果图2装配式混凝土空心板桥—配筋纵向效果图234空心矩形截面配筋图空35空心矩形板桥的配筋纵剖面及钢筋骨架图空心矩形板桥的配筋纵剖面36锚固区内应配置足够的围包纵向预应力筋的计算横向影响线竖标值端板来锚固预应力筋。列汽车车轮横向最小间距为1.对以上两个受力阶段可写出内力平衡式：式计算的荷载分布宽度发生重叠时，按下式计算）：纵向竖缝划分（组合梁）mo——支点处横向分布系数；（1）截面效率指标确定支点位置的荷载横向分布系数mo支梁桥跨中横隔梁在②、③号主梁之间r–r截面上的弯矩本桥各主梁的横截面相同，梁数n=5，梁间距为对于各种受力钢筋，如通过计算和作图允许将其在梁内切断，则被切断的钢筋应当比理论切断点再放长一个规定的锚固长度，以保证该钢筋从理论切断点起能充分受力。从截面效率指标ρ来分析，肋板愈薄，ρ值也愈大。◆预应力筋比较集中的下马蹄内，必须设置闭《公预规》规定:“T形、I形或箱形截面梁的肋板宽度不应小于140mm；有足够的净距，安装张拉设备，方便施工。(1)T梁翼缘板(行车道板)内主钢筋直径不应小于10mm。yi——沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的内力影响线竖标值；在计算中将轮压作为分布荷载来处理；先张法预应力空心板设计及施工工艺1）确定预应力钢绞线的下料长度，两端的套管应能保

证钢绞线在其中自由伸缩；

2）预应力钢绞线张拉控制应力σk=0.75Rby=195kN；3）当采用多根钢束同时张拉时，必须在张拉前调正初

应力，初应力约为控制应力的10%；

4）张拉程序为

0→初应力（0.10σk）→1.05σk（持荷

5min）→0→σk

锚固；

5）必须保证橡胶芯模的正确位置；

6）砼强度达到设计值的80%时，方可放松预应力束；7）存放和运输时，支点离梁端不得大于2米。

锚固区内应配置足够的围包纵向预应力筋的先张法预应力空心板37（3）装配式板的横向联结作用：将装配式板连成整体，共同承受荷载。常用的联结方法：企口式混凝土铰联结——铰缝内用不低于板体

砼的细骨料砼填实（如图）。该方式能够保证

横向剪力传递，联结效果较好，目前较常用。（3）装配式板的横向联结38钢板联结——预制板

顶面两侧边缘预埋钢板，安装就位后，用一块钢盖板焊接在相邻两块预埋钢板上（如图）。钢板联结构造沿纵向间距通常为80～150cm，跨中部分较密，向两端渐疏。钢板联结——预制板393、装配—整体式组合板桥（略）又称半装配式。工艺：将板的一部分预制，做成便于运装的轻小件，安装完毕后以其作为底模架，现浇其余部分混凝土。特点：可减轻构件的安装重量，也加强了板跨结构的整体工作性能（介于装

配式和整体式之间）。3、装配—整体式组合板桥（略）又称半装配式。40连续板桥的设计和构造特点：分为整体式和装配式两种结构形式伸缩缝少，行车平稳由于支座负弯矩的存在，跨径可比简支板桥增大，或者厚度比同跨径的简支板桥减小连续板桥属于超静定结构，对于支座沉陷比较敏感，容易产生附加内力适用范围：连续板桥一般做成不等跨，边跨与中跨之比约为0.7～0.8，可使各跨跨中弯矩相近连续板桥的设计和构造411、整体式连续板桥

连续板桥可做成变厚度的，支点截面厚度较大，约为跨中截面板厚h的1.2～1.5倍。跨中板厚一般为h=（1/22～1/30）l。1、整体式连续板桥42（1）简支—连续

接头位置在墩顶，并用混凝土浇筑。既保持了简支板施工简便的优点，又吸取了连续结构可减小荷载弯矩的长处。2、装配式连续板桥（1）简支—连续2、装配式连续板桥43（2）悬臂—连续在架设板段时，类似于两边孔为单悬臂、中孔带挂梁的悬臂体系。接头可以布置在连续梁恒载弯矩接近于零或较小的位置处。（2）悬臂—连续44斜交板桥的受力特点与构造由于桥位处的地形限制，或由于高等级公路对线型的要求而将桥梁做成斜交。斜交板桥的桥轴线与支承线的垂线呈某一夹角，习惯上称此角为斜交角。斜板桥虽然有改善线型的优点，但它的受力状态是很复杂的。

斜交板桥的受力特点与构造斜板桥虽然有改善线型的优点，但它的受451斜板桥的受力性能

1）荷载有向两支承板之间最短距离方向传递的趋势。

2）各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作来描述。

1斜板桥的受力性能46◆a即为荷载有效工作宽度或板的有效分布宽度；主梁恒载内力包括主梁自重(前期恒载)引起的主梁自重内力SG1和后期恒载(如桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱等)引起的主梁后期恒载内力SG2。《公桥规》中对T形I形箱形截面的分布钢筋均做了规定。较敏感，容易产生附加内力2斜板桥的构造特点a2——沿行车方向车轮着地长度；端横隔梁的焊接钢板接头外侧(近墩台一侧)不易施焊，故焊接接头只设于内侧。同理，也可以绘出两个受力阶段受压区不超过允许值的相应索界线。②《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)规主梁的内力计算，可分为运营和施工两个阶段的内力计算。c（部分预应力筋弯出梁顶）两种。（3）预应力钢束索界连续板桥可做成变厚度的，支点截面厚度力偶矩M=1∙e的作用，引起各片主梁的竖向位152，查表得c2=0.起时，为防止张拉阶段梁端顶部可能开裂而布fc、f——长期挠度值、短期挠度值；板厚通常为：0.在钝角部位靠近板顶的上层，应布置垂至于钝角平分线的加强钢筋，在钝角部位靠近板底的下层，应布置平行于钝角平分线加强筋，加强筋直径不宜小于12mm，间距100~150mm,应布置于以钝角两侧1.=9.1斜板桥的受力性能

3）在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小，跨内纵向最大弯矩或最大应力的位置，随着斜交角的变化而自中央向钝角方向移动。

4）在上述同样情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥的要大，可以认为横向弯矩增大的量，相当于跨径方向弯矩减小的量

。

◆a即为荷载有效工作宽度或板的有效分布宽度；1斜板472斜板桥的构造特点《桥规》规定：当整体式斜板桥的斜交角(板的支撑轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角)不大于15°时，可按正交板计算，计算跨径为：当l/b≤1.3时，按两支撑轴线的垂直距离的正跨径计算；当l/b≥1.3时，按顺桥向纵轴线的斜跨径计算；以上l为斜跨径，b为垂至于桥纵轴线的板宽。装配式铰接斜板桥的预制板块，可按宽为两板边垂直距离，计算跨径按斜跨径的正交板计算。

2斜板桥的构造特点482斜板桥的构造特点斜板钢筋可按照下列规定布置1）当整体式斜板的斜交角(板的支座轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角)不大于15°时，主钢筋可平行于桥纵轴线方向布置。当整体式斜板斜交角大于15°时，主钢筋易垂直于板的支座轴线方向布置，此时，在板的自由边下应各设一条不少于三根主钢筋的平行于自由边的钢筋带，并用箍筋箍牢。在钝角部位靠近板顶的上层，应布置垂至于钝角平分线的加强钢筋，在钝角部位靠近板底的下层，应布置平行于钝角平分线加强筋，加强筋直径不宜小于12mm，间距100~150mm,应布置于以钝角两侧1.0m~1.5m边长的扇形面积内。

2斜板桥的构造特点492斜板桥的构造特点斜板钢筋可按照下列规定布置2）斜板的分布钢筋宜垂直于主筋方向设置，其直径、间距和数量可按《公预规》中行车道板的配筋原则配置。在斜板的支座附近宜增设平行于支座轴线的分布钢筋；或将分布钢筋向支座方向呈扇形分布，过渡到平行于支撑轴线。(3)预制斜板的主筋可与桥纵轴线平行，其钝角部位加强钢筋及分布钢筋宜按照(1)及(2)中所述布置。2斜板桥的构造特点502斜板桥的构造特点1）整体式斜板桥。整体式板桥的斜跨长l与垂直于行车方向的桥宽b之比一般均小于1.3，根据上面所述斜板主弯矩方向的特点，主钢筋的配置可按图4-21所示方式布置。

2)装配式斜板桥。装配式斜板桥的跨宽比一般均大于1.3，主钢筋沿斜跨径方向配置，分布钢筋在两钝角角点之间的范围内与主钢筋垂直，在靠近支承边附近，其布置方向则与支承边平行。

2斜板桥的构造特点2)装配式斜板桥。装配式斜板桥的跨51混凝土梁梁式桥教学课件524.4

装配式简支梁桥的设计和构造简支梁桥的特点：静定结构，受力明确，构造简单，施工方便，中小跨径桥梁中应用广泛。装配式施工：

构件尺寸易于设计成标准化和系列化，便于组织大规模预制生产，机械化、工业化程度高，质量易于控制。4.4装配式简支梁桥的设计和构造简支梁桥的特点：53混凝土梁梁式桥教学课件54混凝土梁梁式桥教学课件55

装配式简支梁桥的设计装配式简支梁桥设计主要包括上部结构和下部结构形式的选择。主要包括以下几方面问题：主梁的横截面型式横隔梁构造布置方式主梁块件的划分方式装配式简支梁桥的设计56ωi——pi对应下的弯矩影响线面积；P=1作用在①号梁轴上时，R11=0.化规律可作出①号边主梁m沿纵跨分布图。面参与受力。④截面内力计算（在影响线上按最不利布载）跨中横隔梁的最不利布载如图所示，则纵向一列车箱型梁桥的施工方式（2）这就是i号梁的荷载影响线在各梁位处的竖标值。弯起的预应力筋显著抵消了梁内的荷载剪力，这样就大大减小了预应力混凝土梁内的剪应力，并进一步降低了腹板所承受的主拉应力。（1）截面效率指标图5-50c为跨端截面剪力影响线图。1，查表得c1=1/3；由于跨中截面车轮加载值占总荷载的绝大多数，3、简支梁桥计算流程图以张拉和运营阶段梁的上、下缘允许出现不大于规定拉应力值的部分预应力截面为例。◆中横隔梁一般4～6m设置一道（荷载横故可按偏心压力法计算横向分布系数mc。横向分布系数变化区段的长度为a=4.这种接头强度可靠，焊接后立即就能承受荷载，但现场要有焊接设备，而且有时需要在桥下进行仰焊，施工较困难。主梁的内力计算，可分为运营和施工两个阶段的内力计算。1、主梁截面型式选择有三种：T形梁桥、Π形梁桥和箱形梁桥（1）T形梁桥（应用最广泛）优点：构造简单；主梁之间靠横隔梁联结，

整体性好，接头也较方便缺点：截面形状不稳定，运装复杂；接头在

桥面板跨中，对板的受力不利适用范围：RC≤16m（实际已做到20m）；

PC≤50mωi——pi对应下的弯矩影响线面积；1、主梁截面型式选择57混凝土梁梁式桥教学课件58开封黄河公路大桥开封黄河公路大桥59（2）箱形梁桥优点：抗扭能力大；抗弯刚度大，单梁稳定

性好；薄壁箱梁，可减轻自重缺点：箱梁薄壁构件的预制施工比较复杂适用范围：一般跨径≤50m

◆对于简支箱梁，应采用预应力结构，全截面参与受力。

◆不适用于钢砼简支梁桥，因拉区砼不参与工作，多余的箱梁底板徒然增大了自重（2）箱形梁桥60（3）Π形梁桥（应用较少）优点：截面稳定，抗弯刚度大，运装较方便缺点：制造较复杂；两片梁肋较薄，难以做

成大刚度钢骨；跨度较大时，自重也

较大

适用范围：≤13m的小跨径桥梁横向联结：块件之间用穿过腹板的螺栓来联

结，以使施工简化（3）Π形梁桥（应用较少）优点：截面稳定，抗弯刚度大，运612、拟定主梁截面尺寸的一般原则主梁截面尺寸拟定主要包括：肋板、翼缘板、横隔板尺寸的确定。（1）肋板厚度满足主拉应力强度和抗剪强度需要的前提下，主梁梁肋的厚度，一般都做得较薄，以减轻构件的重量。

《公预规》规定:“T形、I形或箱形截面梁的肋板宽度不应小于140mm；其上下承托之间的腹板高度，当腹板内设有竖向预应力钢筋时，不应大于腹板宽度的15倍。当腹板宽度有变化时，其过渡段长度不宜小于12倍腹板宽度差。

高度：高跨比多在1/11～1/16之间宽度：15～18cm（规范规定不小于14cm）2、拟定主梁截面尺寸的一般原则622、拟定主梁截面尺寸的一般原则（2）上翼缘厚度作用：满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求截面形式：端部较薄至根部(梁肋衔接处)加厚宽度：视主梁间距而定厚度：通常为变厚度

◆翼缘悬臂端的厚度应≥100mm；

◆当使用横向整体现浇联结时，悬臂端厚度

应≥140mm；

◆与腹板相连处翼缘厚度应≥梁高的

1/10。2、拟定主梁截面尺寸的一般原则632、拟定主梁截面尺寸的一般原则（3）下翼缘尺寸T形截面，一般下翼缘与肋板等宽，而预应力混凝土T形梁截面，下翼缘做成马蹄形（占T形梁截面总面积的10%20％）。马蹄总宽度约为肋宽的24倍，并注意马蹄部分(特别是斜坡区)，管道保护层不宜小于60mm

下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高的0.150.20倍，斜坡宜陡于45。但下翼缘尺寸也不宜过大、过高。因为下马蹄过大，会降低截面形心，进而使预应力筋的偏心距减小，降低了预加应力的效应

。2、拟定主梁截面尺寸的一般原则642、拟定主梁截面尺寸的一般原则（4）横隔梁尺寸作用：将桥面板连成整体，使各主梁共同承受车辆荷载；对荷载分配起主要作用。应用足够的抗弯刚度。高度：一般取主梁高度的3／4左右，横隔梁的肋宽通常采用120~160mm。梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处。中横隔梁和端横隔梁，通常采用相同的尺寸。

2、拟定主梁截面尺寸的一般原则653、块件的划分装配式混凝土梁桥可以采用多种形式的单元划分，将桥梁承重结构划分为预制单元，然后采用多种联结构造将各预制构件组装成整体。但预制单元的划分方式和联结构造直接影响到结构的整体受力性能，构件的顶制、运输和安装，且各种因素彼此影响、相互矛盾。

3、块件的划分663、块件的划分（1）块件划分原则装配式简支梁桥拼装单元的划分，通常应遵循的原则是：①根据施工现场预制、运输和起重条件，确定

拼装单元的尺寸和重量，使其便于施工；②块件划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处，接头数量尽可能少；③块件的种类应尽可能少，其形状和尺寸力求

标准化，增强互换性。3、块件的划分67（2）块件划分方式①纵向竖缝划分（应用最为普遍）构造方式：主要承重构件的各根主梁，包括相应行车道板的H形梁和T形梁，都是整体预制的，接头和接缝仅布置在次要构件——横隔梁和行车道板内(图4-24b、h)，或直接用螺栓连接(图4-24a)。而且结构部分全为预制拼装，不需要现浇混凝土。

优点：主梁受力可靠，施工方便，现浇数量少缺点：构件尺寸和重量往往很大，运装较困难

为减小构件，可缩小桥面板和横隔梁的预制尺寸。（2）块件划分方式优点：主梁受力可靠，施工方便，现浇数量少68混凝土梁梁式桥教学课件69（2）块件划分方式①纵向竖缝划分（应用最为普遍）如图4-24d、e所示。在此情况下，构造上要求在预制构件内伸出接头钢筋，待安装就位后通过浇筑部分桥面板和横隔梁混凝土形成桥梁的整体，但要等现浇混凝土达到足够强度后才能进行后续工序的施工。按此种方式构造的桥梁，其横向联结刚度大，桥梁整体受力性能好。同时，可避免由于T梁铰缝联结刚度不足，而引起纵向铰缝混凝土的开裂问题。（2）块件划分方式70②纵向水平缝划分（组合式结构，如图）构造特点：采用纵向水平缝将预制梁的梁肋与桥面板分割开来，再借助纵横向的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再安装预制板(有时采用微弯板以节省钢筋)，最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体，这样的装配式梁桥通常称为组合式梁桥（f，g，i）。②纵向水平缝划分（组合式结构，如图）71②纵向水平缝划分（组合式结构，如图）优点：构件尺寸和重量都较小，制装方便缺点：◆现浇数量多，整体性和稳定性较差；

◆组合梁分阶段受力，一期恒载和二期

恒载均由梁肋承受，需要增加配筋；◆跨径一般不能做得太大目前国内外采用的组合式桥梁有I形组合梁桥（适用于RC和PC简支梁桥）和箱（槽）形组合梁桥（仅适用于PC梁桥）。②纵向水平缝划分（组合式结构，如图）72纵向竖缝划分（组合梁）纵向竖缝划分（组合梁）73③纵、横向竖缝划分

欲使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和减轻重量，可将用纵向竖缝划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。③纵、横向竖缝划分74

横向分段预制的装配式梁也称串连梁，块件尺寸和重量小，可工业化成批预制，逐段拼装（在梁段接触面处涂有≤1mm厚的环氧树脂）。横向分段的简支梁应用很少，主要用于连续梁、连续刚构的悬臂拼装施工。横向分段预制的装配式梁也称串连梁，块75装配式钢砼简支梁桥构造装配式钢筋混凝土简支T梁桥在工程中应用普遍

装配式钢砼简支梁桥构造76【解】对已计算出的数据，汇总于表中。因此，荷载在桥跨纵向的位置不同，对某一主梁产生的横向分布系数也各异。作用：横向联结，加强桥梁的整体性，增加2、单向板的有效工作宽度，靠近根部最小，靠钢丝切断后，外端有了各根主梁的荷载横向影响线，就可根据各种活载，如汽车和人群的最不利荷载位置求得相应的横向分布系数moq、mor。但是，理论和试验研究指出，对于直线梁桥，当通过沿横向的挠度关系来确定荷载横向分布规律时，由此而引起的误差是很小的。ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值；受车辆荷载；一般说来，适当加大主梁间距，减少片因此多采用PC简支梁桥。预加力阶段跨中上翼缘可能会开裂而破坏：在实际设计中，鉴于梁在跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力也不大，故通常在三分点到四分点之间开始将预应力筋弯起。◆据试验研究，铺装层对轮压近似呈45°所产生的跨中弹性挠度wi成正比。接头位置在墩顶，并用混凝土浇筑。为了求主梁所受的最大荷载，通常可利用反力影响线来进行，在此情况下，它也就是计算荷载横向分布系数的横向影响线。M0p——1m宽简支板条活荷引起的跨中自重弯矩：将④式和⑥式代入①式，有：由图知人行道缘石至1号梁轴的距离为0.装配式钢砼简支梁桥构造1、构造布置（1）主梁布置关键点：主梁的间距、选定片数影响到：钢筋、混凝土的材料用量，构件的吊装重量，翼板的刚度等一般说来，适当加大主梁间距，减少片数，钢筋砼的用量会少些，比较经济；但桥面板跨径增大，刚度减小。目前常用的主梁间距为1.6～2.2m。【解】对已计算出的数据，汇总于表中。装配式钢砼简支梁桥构造77（2）横隔梁布置作用：横向联结，加强桥梁的整体性，增加

翼缘刚度，分布荷载缺点：与主梁一起预制，横隔梁与主梁交界处模板复杂化，增加了脱模的难度。横隔梁做成上宽下窄的形式。布置要点：

◆端横隔梁必须设置（可增加构件的稳定性和全桥结构的整体性）◆中横隔梁一般4～6m设置一道（荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象）（2）横隔梁布置78混凝土梁梁式桥教学课件79混凝土梁梁式桥教学课件80混凝土梁梁式桥教学课件81混凝土梁梁式桥教学课件82装配式钢砼简支梁桥构造2、主梁钢筋构造（1）一般构造T主梁钢筋主要有纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等几种。主梁受力：简支梁承受正弯矩作用且截面下缘受拉，故抵抗拉力的主钢筋应设置在梁肋的下缘。随着弯矩向支点处减小，主钢筋可在跨间适当位置处切断或弯起。

装配式钢砼简支梁桥构造832、主梁钢筋构造（1）一般构造《公桥规》规定：

钢筋混凝土梁内纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断；

2、主梁钢筋构造钢筋混凝土梁内纵向受拉钢筋不宜在受拉区截842、主梁钢筋构造（1）一般构造《公桥规》规定：

钢筋混凝土梁的支点处，应至少有2根且不少于总数的1/5的下层受拉主钢筋通过，两外侧钢筋，应延伸出端支点以外，并弯成直角，顺梁高延伸至顶部，与顶层纵向架立钢筋相连。

2、主梁钢筋构造钢筋混凝土梁的支点处，应至少有2根且不少852、主梁钢筋构造（1）一般构造《公桥规》规定：

对于各种受力钢筋，如通过计算和作图允许将其在梁内切断，则被切断的钢筋应当比理论切断点再放长一个规定的锚固长度，以保证该钢筋从理论切断点起能充分受力。

2、主梁钢筋构造对于各种受力钢筋，如通过计算和作图允许862、主梁钢筋构造（1）一般构造箍筋和弯起主筋的布置

箍筋直径：不小于1/4主筋直径；配筋率：不应小于0.18%间距：不大于梁高的1／2且不大于400mm；所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，不应大于所箍钢筋直径的1.5倍，且不应大于400mm；在箍筋绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，当绑扎钢筋受拉时，不应大于主钢筋直径的5倍，且不大于100mm；当搭接钢筋受拉时，不应大于主钢筋直径的10倍，且不大于200mm；支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不宜大于100mm；近梁端第一根箍筋、靠近交接面的一根箍筋。

2、主梁钢筋构造箍筋872、主梁钢筋构造（1）一般构造箍筋和弯起主筋的布置

弯起主筋：《桥规》中对弯起钢筋的弯起角度、弯起点等均做了规定。2、主梁钢筋构造弯起主筋：《桥规》中对弯起钢筋的弯起角882、主梁钢筋构造（1）一般构造分布钢筋的布置

为了防止梁肋侧面因混凝土收缩等原因而导致混凝土裂缝，因此需要设置纵向防裂分布钢筋

。《公桥规》中对T形I形箱形截面的分布钢筋均做了规定。2、主梁钢筋构造为了防止梁肋侧面因混凝土收缩等原因而导致混凝892、主梁钢筋构造（1）一般构造架立钢筋的布置

架立钢筋布置在梁肋的上缘，主要起固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成立体或平面骨架的作用。

保护层厚度的规定作用：为了防止钢筋受到大气影响而锈蚀，并保证钢筋与混凝土之间的粘着力充分发挥作用，钢筋到混凝土边缘需要设置保护层。保护层厚度太小，就不能起到以上作用，太大则混凝土表层因距钢筋太远容易破坏，且减小了钢筋混凝土截面的有效高度，受力情况也不好。2、主梁钢筋构造架立钢筋布置在梁肋的上缘，主要起固定箍筋和斜902、主梁钢筋构造（1）一般构造

保护层厚度的规定《公桥规》规定最小保护层厚度不应小于钢筋的公称直径且应符合规范中的相关规定；

受弯构件的钢筋净距应考虑浇筑混凝土时，振捣器可以顺利插入。各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，不应小于30mm，并不小于钢筋直径；当钢筋为三层以上时，不应小于40mm，并不小于钢筋直径的1.25倍。2、主梁钢筋构造保护层厚度的规定《公桥规》规定912、主梁钢筋构造（1）一般构造

装配式T梁结构问题钢筋数量多，如按钢筋最小净距要求排列有困难

解决方法：将钢筋叠置，并与斜筋、架立钢筋一起焊接成钢筋骨架；

焊接钢筋骨架整体性好，能保证钢筋与混凝土共同工作，其钢筋重心位置较低，梁肋混凝土体积也较小，此外可避免大量就地绑扎工作（常用形式）问题：焊接钢筋骨架的主筋与混凝土的粘结面积较小，一般说来抗裂性能稍差解决方法在实践中采用螺纹形或竹节形钢筋，并选用较小直径的钢筋，有条件时还可将箍筋与主筋接触处点焊固结，以增大其粘结强度，从而改善其抗裂性能

2、主梁钢筋构造装配式T梁结构问题钢筋数量多，如按钢筋最小净922、主梁钢筋构造（1）一般构造

装配式T梁结构钢筋混凝土梁采用焊接钢筋时，可用侧面焊缝使之形成骨架(图4-34)。侧面焊缝设在弯起钢筋的弯折点处，并在中间直线部分适当设置短焊缝。

2、主梁钢筋构造装配式T梁结构钢筋混凝土梁采用焊接钢筋时，可932、主梁钢筋构造（1）一般构造

装配式T梁结构T形梁翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以承受悬臂负弯矩。同时，在顺主梁跨径方向还应设置一定数量的分布钢筋。《公预规》对行车道板和人行道板内的主钢筋及分布钢筋的直径、间距均做了规定。2、主梁钢筋构造装配式T梁结构T形梁翼缘板内的受力钢筋沿横向942、主梁钢筋构造（1）一般构造

装配式T梁结构(1)T梁翼缘板(行车道板)内主钢筋直径不应小于10mm。人行道板内的主钢筋直径不应小于8mm。在简支板跨中和连续板支点处，板内主钢筋直径间距不应大于200mm。(2)行车道板内应设置垂至于主钢筋的分布钢筋。分布钢筋设在主钢筋的内侧，其直径应不小于8mm，间距不应大于200mm，截面面积不宜小于板的截面面积的0.1%。在主钢筋的弯折处，应布置分布钢筋。人行道板内分布钢筋直径不应小于6mm，其间距不应大于200mm。2、主梁钢筋构造装配式T梁结构(1)T梁翼缘板(行车道板)95（2）主梁钢筋构造实例

（2）主梁钢筋构造实例96（2）主梁钢筋构造实例

（2）主梁钢筋构造实例97（3）装配式主梁的联结构造装配式梁桥中，借助横隔梁的接头使主梁联结成整体。接头要有足够的强度以保证结构整体性，并使在运营过程中不致因反复荷载和冲击作用而发生松动。横隔梁接头的连接方式常见的有三种：钢板连接接头，螺栓连接接头和现浇湿接头。（3）装配式主梁的联结构造横隔梁接头的连接方式常见的有三种：98（3）装配式主梁的联结构造钢板连接接头在横隔梁靠近下部边缘的两侧和顶部翼板内设置预埋的焊接钢板A和B(图4-37)，焊接钢板预先与横隔梁的受力钢筋焊在一起做成安装骨架。

（3）装配式主梁的联结构造钢板连接接头在横隔梁靠近下部边缘的99（3）装配式主梁的联结构造钢板连接接头T形梁安装就位后，在横隔梁的预埋钢板上再加焊盖接钢板使各片主梁联结成整体(图4-38)。相邻横隔梁之间的缝隙需用水泥砂浆填满，所有外露钢板也要用水泥灰浆封盖，以防连接钢板锈蚀。

这种接头强度可靠，焊接后立即就能承受荷载，但现场要有焊接设备，而且有时需要在桥下进行仰焊，施工较困难。

端横隔梁的焊接钢板接头外侧(近墩台一侧)不易施焊，故焊接接头只设于内侧。（3）装配式主梁的联结构造钢板连接接头T形梁安装就位后，在横100（3）装配式主梁的联结构造螺栓连接接头基本上与焊接钢板接头相同，不同之处是盖接钢板不用电焊，而是用螺栓与预埋钢板连接，为此钢板上要预留螺栓孔。这种接头由于不用特殊机具而有拼装迅速的优点，但在运营过程中螺栓易于松动(图4-39)。（3）装配式主梁的联结构造螺栓连接接头基本上与焊接钢板接头相101（3）装配式主梁的联结构造螺栓连接接头通过预制横隔梁端部伸出的预留钢筋之间进行搭接，然后现浇混凝土的方法实现横隔梁之间的连接。做法是：横隔梁在预制时在接缝处伸出钢筋扣环A，安装时在相邻构件的扣环两侧再安上腰圆形的接头扣环B，在形成的圆环内插入短分布筋后现浇混凝土封闭接缝，接缝宽度约为0.20～0.50m。接头强度可靠整体性好，在工地不需要特殊机具。但现浇混凝土数量较多，接头施工后也不能立即承受荷载。此种连接构造常用于主梁间距较大而需要缩减预制构件尺寸和重量的场合。（3）装配式主梁的联结构造螺栓连接接头通过预制横隔梁端部伸出102RC简支梁桥

当跨径超过20m时，构件尺寸和材料用量均显著增大，而且混凝土开裂现象严重，影响结构耐久性。因此多采用PC简支梁桥。PC简支梁桥

横截面类型和构件的划分方式，均与RC梁桥相同。最常采用的是纵向竖缝划分的T形梁。此外，还可做成横向也分段的串连梁。装配式预应力混凝土简支梁桥RC简支梁桥装配式预应力混凝土1031、构造布置梁肋：下部增设马蹄以便布设预应力筋。

梁端至少一倍梁高的距离范围内，腹板与马蹄同宽（如图），以配合预应力筋弯起、两端布置锚头以及安放张拉千斤顶。1、构造布置梁肋：下部增设马蹄以便布设预应力筋。梁端104混凝土梁梁式桥教学课件105混凝土梁梁式桥教学课件1062、截面尺寸（1）高跨比

高跨比一般取1/15～1/25。允许情况下，采用较大的梁高可节省较多的预应力筋，此时可取1/16～1/18。（2）翼板

厚度确定原则与RC梁相同。（3）肋板

在PC梁内，肋宽一般由构造和施工要求来确定。实践中，肋宽通常采用0.14～0.16m。2、截面尺寸107（4）马蹄

马蹄的形状和尺寸要视预应力筋数量和排列而定，还要考虑施工方便和弯起筋的要求。

马蹄面积不宜少于全截面的10～20%（防止产生纵向裂缝）。此外，具体尺寸建议如下：①马蹄宽度约为肋宽的2～4倍，马蹄部分（特

别是斜坡区）的管道保护层厚度宜≥6cm；②马蹄全宽部分高度+1/2斜坡区的高度约为（0.15～0.2）h，斜坡宜＞45度。（4）马蹄108混凝土梁梁式桥教学课件109、配筋设计与构造预应力混凝土简支梁内的配筋，除纵向预应力筋外，尚有架立钢筋、箍筋、水平分布钢筋、承受局部应力的锚下加强钢筋和其他构造钢筋等。①各种配筋的作用和构造特点；②预应力混凝土构件的设计方法；③预应力钢束布置方式；④预应力钢束的锚固方法及锚下加强钢筋的配置。、配筋设计与构造预应力混凝土简支梁内的配筋，除纵向1101预应力钢筋设计（1）截面效率指标在截面尺寸的拟定与预应力钢束的配置之间合理设计的技术指标。

截面效率指标体现了在截面尺寸及预应力钢筋确定的条件下，截面设计与配筋设计的优化设计方法。

预应力混凝土简支梁在预加应力阶段和使用阶段，截面上下缘不出现拉应力为技术标准，探讨截面的最优化设计与预应力钢筋的合理布置方法之间的关系。1预应力钢筋设计预应力混凝土简支梁在预加应力1111预应力钢筋设计（1）截面效率指标首先，为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，下面按简支梁在预加力阶段和运营阶段上、下缘拉应力为零的前提下，分析其截面的受力特点。1预应力钢筋设计首先，为了合理设计预应力混凝土梁1121预应力钢筋设计（1）截面效率指标在预加力阶段，假定施加偏心预加力为Ny，偏心距为e，截面由支点向跨中的变化过程中，梁内的自重弯矩逐渐增加。从应力图形来分析，预加力与自重形成的合力N的作用点逐渐上移。在跨中截面预加力和自重弯矩Mgl的共同作用下，合力N移动了距离e’，而达到了截面的下核点，截面上缘就达到零应力状态。1预应力钢筋设计在预加力阶段，假定施加偏心预加力为N1131预应力钢筋设计（1）截面效率指标在运营阶段，如果计及预加力损失ΔNy后截面内合力为N’y=Ny-ΔNy，则在后期恒载(桥面铺装、人行道、栏杆)弯矩Mg2和活载弯矩Mp，作用下，合力N’y将从下核点移至上核点,即移动了K=ku+k0的距离，此时截面下缘的应力刚好为零。1预应力钢筋设计在运营阶段，如果计及预加力损失ΔN1141预应力钢筋设计（1）截面效率指标对以上两个受力阶段可写出内力平衡式：从式(4-1)可以看出，偏距e’实际上起了抵消主梁自重的作用，而且e’大了，可以减小Ny，从而节约了预应力筋的数量。因此在截面设计中应使截面的形心要高，这样才能加大偏距e’。这也说明了当跨度较大、自重较大时一般应增大梁距采用较宽翼缘板的原因。1预应力钢筋设计对以上两个受力阶段可写出内力平衡式：从1151预应力钢筋设计（1）截面效率指标对以上两个受力阶段可写出内力平衡式：从式(4-2)可以看出，截面核心距的大小体现了运营阶段承受荷载的能力，而且核心距K愈大预应力筋就愈节省。在此假设截面效率指标为核心距与梁高的比值1预应力钢筋设计对以上两个受力阶段可写出内力平衡式：从式1161预应力钢筋设计（1）截面效率指标在此假设截面效率指标为核心距与梁高的比值不同截面形式的效率指标有一定的取值范围，ρ值较大的截面较为经济，通常希望ρ值在0.45～0.5以上。在具体设计中，还要视g1／(g2+p)的荷载比值和梁高是否受限制来考虑。1预应力钢筋设计在此假设截面效率指标为核心距与梁高的比值1171预应力钢筋设计（2）截面细部尺寸预应力混凝土简支梁桥的主梁高度按截面形式、主梁片数及建筑高度要求，可在较大范围内变化。从经济观点出发，当桥梁建筑高度不受限制时，采用较大的梁高显然是有利的，因为加高腹板使混凝土量增加不多，但节省预应力筋数量较多。故对于一般中等跨径的预应力混凝土T梁，高跨比可取1/16~1/18左右。T梁翼板的厚度对于中小跨径按钢筋混凝土梁桥同样的原则来确定。为了减小翼板和梁肋连接处的局部应力集中和便于脱模，在该处一般还设置折线形承托或圆角。在预应力混凝土梁内，由于混凝土所受预压应力和预应力筋弯起能抵消荷载剪力的作用，肋中的主拉应力较小，因而肋宽一般都由构造和施工要求决定。从截面效率指标ρ来分析，肋板愈薄，ρ值也愈大。实践中通常采用0.14~0.16m。1预应力钢筋设计预应力混凝土简支梁桥的主梁高度按截面形式1181预应力钢筋设计（3）预应力钢束索界后张法预应力混凝土简支梁中预应力筋曲线布置的范围，以保证截面在各个受力阶段不出现拉应力。以张拉和运营阶段梁的上、下缘允许出现不大于规定拉应力值的部分预应力截面为例。由规定的拉应力值就可确定截面的特征点——限心点Co和Cu，显然限心距C0Cu将大于核心距K

。1预应力钢筋设计后张法预应力混凝土简支梁中预应力筋曲线布1191预应力钢筋设计（3）预应力钢束索界按照对于“截面效率指标”同样的分析方法可知，从下限心点Cu向下量取Mgl/Ny所得的曲线为索界下限，从上限点C。向下量取∑M／N’y，所得的曲线为索界上限(图4-44)。这样，只要所布置的预应力筋重心位于此界限以内，就能保证梁任何截面在各个受力阶段上下缘应力都不超过规定值。同理，也可以绘出两个受力阶段受压区不超过允许值的相应索界线。显然，在实际布置时还要满足混凝土规定保护层的要求。1预应力钢筋设计按照对于“截面效率指标”同样的分析方1201预应力钢筋设计（3）预应力钢束索界从图中可见，由于简支梁弯矩向着梁端逐渐减小，故索界的上下限也逐渐上移，至支点处弯矩为零时，索界就是C0和Cu点。这就是为什么在预应力钢筋布置时，必须将大部分预应力筋向梁端逐渐弯起的重要原因之一。1预应力钢筋设计从图中可见，由于简支梁弯矩向着梁端逐渐减1211预应力钢筋设计（4）剪余剪力图在任意截面内，当预应力筋的预加力N，具有倾角α时，对于混凝土截面必然产生与荷载剪力相反的竖向分力(或称预剪力)Qy=Nysina，它随α角的增大而增大，起弯的力筋愈多，朝着支点方向所累计的Qy值也愈大。

1预应力钢筋设计在任意截面内，当预应力筋的预加力N，具有1221预应力钢筋设计（4）剪余剪力图弯起的预应力筋显著抵消了梁内的荷载剪力，这样就大大减小了预应力混凝土梁内的剪应力，并进一步降低了腹板所承受的主拉应力。这也是要将预应力筋弯起的另一重要原因。1预应力钢筋设计弯起的预应力筋显著抵消了梁内的荷载剪力，1231预应力钢筋设计（4）剪余剪力图在实际设计中，鉴于梁在跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力也不大，故通常在三分点到四分点之间开始将预应力筋弯起。预应力筋在跨中横截面内的布置，应在保证梁底保护层和位于索界内的前提下，尽量使其重心靠下，以增大预加力的偏心距，节省高强钢材。同时应使预应力筋在满足构造要求的同时，尽量相互靠拢，以减小下马蹄的尺寸。此外还应将适当数量的预应力筋布置在腹板中线处，以便于起弯。1预应力钢筋设计在实际设计中，鉴于梁在跨中区段弯矩变化平124预应力筋起弯的曲线形状可以采用圆弧形、抛物线或悬链线三种。圆弧线施工放样方便，弯起角度较大，可得

到较大的预剪力，故通常在梁中部保持一段水平直线后按圆弧弯起。悬链线预应力筋可利用其自重下垂达到规定

线形，定位方便，但在端部弯起角度较小。预应力筋弯起的曲率半径，当采用钢丝束、

钢绞线配筋时，一般不小于4m。预应力筋起弯的曲线形状可以采用圆弧1253、配筋特点2纵向预应力筋布置预应力混凝土结构中预加应力的作用是对混凝土构件预先施加与使用荷载方向相反的荷载,用以抵消部分或全部荷载效应的一种方法。预应力混凝土简支梁设计中，预应力钢筋布置在满足束界界限要求的前提下，预应力钢筋的布置(特别是跨中截面)一般应尽量靠近截面的下缘布置，以抵消荷载在截面下缘产生的拉应力。

3、配筋特点1263、配筋特点2纵向预应力筋布置

预应力主筋布置可分为直线形布置和曲线形布置两大类，跨中主筋均靠近梁下缘布置。①直线形布置

构造简单，多用于先张法小跨度梁。缺点是张拉负弯矩可能引起梁顶开裂。对较大跨度的后张法梁，可将直线形预应力筋在横隔梁处平缓弯出，以便张拉锚固。3、配筋特点127②曲线形布置目前预应力混凝土简支梁上采用最广的布筋方式是图b（预应力筋全部弯至梁端锚固）和图c（部分预应力筋弯出梁顶

）两种。②曲线形布置1283纵向预应力筋的锚固体系先张法：钢丝或钢筋靠砼的握裹力锚固在梁体内后张法：钢丝或钢筋通过锚具锚固于梁端或梁顶①先张法的锚固

钢丝切断后，外端回缩，钢丝内应力通过与砼之间摩阻和粘结传至砼。至传递长度lc处握裹力为零，砼承受全部预应力。此时传力区会出现劈裂力（如图）。3纵向预应力筋的锚固体系①先张法的锚固129

传递长度

lc

的大小取决于梁端砼的品质、钢丝直径和钢丝表面形状等。◆直径d=3～5mm的冷拔低碳钢丝lc≈（80～90）d◆直径d=7.5～15mm的钢绞线，lc可取（70～85）d为使预应力筋可靠的锚固，宜将构件的端截

面加宽；锚固区内应配置足够的围包纵向预应力筋的

封闭式箍筋或螺旋筋。为减小钢丝回缩量和传递长度，可将钢丝端

部轧成波浪形或做成钢丝“锚结”来加强锚固

作用。传递长度lc的大小取决于梁端砼的品质、130②后张法的锚固◆锚具底部对砼有很大压力，且应力较集中；◆锚具附近很大压应力和较大拉应力（劈裂力）；◆为防止锚具附近砼开裂，必须配置足够的钢筋予以加强。

梁端锚固区（≈梁高长度内）的配筋构造：◆加强钢筋网的网格为10×10cm；◆锚具下设置厚度不小于16mm的钢垫板与ф8

的螺旋筋，以提高砼的抗裂性。②后张法的锚固131◆也可以采用带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板来锚固预应力筋。◆预埋式锚具也常常用于预应力筋弯出梁顶的情况。◆锚具在梁端的布置应遵循分散、均匀的原则，尽量减小局部应力集中◆锚具应在梁端对称于竖轴布置，锚具之间应有足够的净距，安装张拉设备，方便施工。◆也可以采用带有预埋锚具的预制钢筋混凝土132后张法预应力筋锚固构造后张法预应力筋锚固构造133梁端预埋钢砼端板（后张法）梁端预埋钢砼端板（后张法）1344其他钢筋的布置◆PC梁应按构造要求布置箍筋、架立筋和纵向水平分布筋等（主拉应力较小，可不设斜筋）；◆预应力筋比较集中的下马蹄内，必须设置闭合式或螺旋形的加强箍筋（间距≤20cm）；◆制孔管的直径应比预应力筋直径大10mm（采用铁皮套管时应大20mm）；◆管道间最小净距主要由浇筑砼的要求而定，在有良好振捣工艺（如同时采用底振和侧振）

时，最小净距≥4cm。4其他钢筋的布置135

在PC梁中，为弥补局部梁段强度不足，或为更好的分布裂缝和提高梁的韧性，可将无预应力筋与预应力筋协调配置。

如图（a），当梁中预应力筋在两端不便弯起时，为防止张拉阶段梁端顶部可能开裂而布置受拉钢筋。在PC梁中，为弥补局部梁段强度不足，或136

如图（b），梁重比恒载和活载小得多，在预加力阶段跨中上翼缘可能会开裂而破坏：◆可在跨中部分的顶部加设普通纵向受力筋。◆这种钢筋还能在运营阶段加强混凝土的抗压能力，在破坏阶段则可提高梁的安全度。如图（b），梁重比恒载和活载小得多，在137

如图（c），在跨中部分下翼缘设置钢筋。

如图（d），下翼缘设置通长纵向钢筋。如图（c），在跨中部分下翼缘设置钢筋。138第5章

简支梁桥的计算5.1概述1、桥梁工程计算的内容内力计算——《结构力学》《桥梁工程》《基础工程》等截面验算——《混凝土结构原理》等变形验算——《材料力学》《结构力学》《桥梁工程》等第5章简支梁桥的计算5.1概述1392、简支梁桥计算的构件上部结构

行车道板：直接承受车辆荷载

主梁：主要承重构件

横隔梁：增强横向刚度和结构整体性，

同时起到分布荷载的作用支座下部结构——桥墩、桥台

计算顺序：先上部（先桥面板后主梁）后下部。2、简支梁桥计算的构件1403、简支梁桥计算流程图3、简支梁桥计算流程图1415.2行车道板的计算1、行车道板的类型

混凝土肋梁桥的行车道板是直接承受车辆轮压的钢筋混凝土板，既保证了桥梁的整体作用，又将荷载传递给主梁。5.2行车道板的计算1425.2行车道板的计算1、行车道板的类型结构形式：在简单梁格和复杂梁格体系中，行车道板实际上是周边支承的板。受力特点：在矩形的四边支承板上当板中央作用一竖向荷载P时，虽然荷载P要向相互垂直的两对支承边传递，但由于板沿la和lb跨径的相对刚度不同，因此传递的荷载也不相等。对于四周简支的板，当长短边之比la/lb≥2时，荷载绝大

部分沿短跨方向传递，而沿长跨方

向传递的荷载不足6%（均布）。5.2行车道板的计算143梁格构造和桥面板支承方式梁格构造和桥面板支承方式144双向板工作原理模型双向板工作原理模型145

为此，可将四边支承的板分为两类：

常用的行车道板，按受力可分为三类：单向板（美国规范：la/lb≥1.5时按单向板计算）悬臂板（主梁的翼板间采用钢板联结）铰接悬臂板（主梁的翼板间采用铰接缝联结）单向板la/lb≥2，荷载主要由短跨承受，在长跨方向只需适当配置分布钢筋即可（在桥面板中较为常用）双向板la/lb＜2，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋，用钢量大，构造复杂（桥面板中较少采用）为此，可将四边支承的板分为两类：常用的146桥面板的受力分析车轮荷载在板上的分布①基本假定◆轮压经桥面铺装扩散分布于行车道板，

在计算中将轮压作为分布荷载来处理；◆为计算方便，将较为复杂的轮压分布形态近似当作矩形；◆据试验研究，铺装层对轮压近似呈45°

扩散。桥面板的受力分析147混凝土梁梁式桥教学课件148a2——沿行车方向车轮着地长度；（公路：0.2m；城市：0.25m）b2——垂直于行车方向车轮的着地长度；（公路：前轮0.3m；中、后轮：0.6m）（城市：前轮0.25m；中、后轮：0.6m）H——桥面铺装层的平均厚度。②车轮压力面计算作用于混凝土桥面板顶面的矩形压力面边长为（如图）：沿桥纵向：a1=a2+2H

沿桥横向：b1=b2+2Ha2——沿行车方向车轮着地长度；②车轮压力面计算149P——加重车后轮轴重③局部分布荷载计算沿桥纵向：a1=a2+2H

沿桥横向：b1=b2+2H当加重车的后轮作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载P——加重车后轮轴重③局部分布荷载计算当加重车的后1501.8m轮距15×2.5m车辆外形长×宽0.6×0.2m中后轮宽×长0.3×0.2m前轮宽×长3+1.4+7+1.4m轴距技术指标单位项目2×140kN后轴重力标准值2×120kN中轴重力标准值30kN前轴重力标准值550kN车辆重力标准值技术指标单位项目车

辆

荷

载

主

要

技

术

指

标1.8m轮距15×2.5m车辆外形长×宽0.6×0.2m中后151板的有效工作宽度（荷载有效分布宽度）

行车道板不仅直接承压部分（例如宽度为a1）的板带参加工作，与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载而共同参与工作。因此，桥面板计算中，需要确定板的有效工作宽度（共同参与工作的板的宽度范围）。◆两边固结的板有效工作宽度比简支的小30%～40%◆全跨满布条形荷载有效工作宽度比局部分布荷载小◆荷载越靠近支承边，有效工作宽度也越小板的有效工作宽度（荷载有效分布宽度）152①单向板①单向板153

已知跨径为l的单向板，车轮荷载以

a1×b1

的分布面积作用在行车道板上，则◆板在计算跨径x方向产生挠曲变形ωx，同时也在y方向产生挠曲变形ωy（如图）；◆直接承压的宽为a1的板条受力最大，其邻近板也参与工作，共同承受轮载产生的弯矩；◆离荷载越远的板条承受的弯矩越小。已知跨径为l的单向板，车轮荷载以154

简便起见，用宽为a，高为mxmax的矩形面积代替弯矩图曲线面积来计算轮载总弯矩，即等效弯矩图的总宽度为◆a即为荷载有效工作宽度或板的有效分布宽度；◆每延米板条荷载强度为：

p=P/(2ab1)

轮载产生的跨中总弯矩荷载中心处最大单宽弯矩值简便起见，用宽为a，高为mxmax的矩形面等效弯矩图155

《公预规》（JTGD62-2004）对单向板的荷载有效分布宽度a

规定如下：单向板的荷载有效分布宽度《公预规》（JTGD62-2004）对单向1561）车轮位于板的跨中多个车轮在板的跨中时（如图b，当各单个车轮按上式计算的荷载分布宽度发生重叠时，按下式计算）：单个车轮在板的跨中时（如图a）：1）车轮位于板的跨中多个车轮在板的跨中时（如图b，当各单个车1572）车轮位于板的支承处（如图c）3）车轮位于板的支承处附近，距离支点x

时式中：l——板的计算跨径；

d

——多个车轮时外轮之间的中距；

t——板的厚度；

x

——荷载作用点至支承边缘的距离。2）车轮位于板的支承处（如图c）3）车轮位于板的支承处附近，158②悬臂板②悬臂板159

由理论分析，当板端作用集中力P时（如图b），板条的最大负弯矩为mxmax=−0.465P,而荷载引起的总弯矩为M0=−Pl0。因此，按最大负弯矩换算的有效工作宽度为（如图a）：

因此，可以近似的认为荷载按45°角向悬臂板支承边分布。由理论分析，当板端作用集中力P时（如因160混凝土梁梁式桥教学课件161悬臂板规定的有效宽度为（如图）：式中：b'——承重板上的荷载压力面外缘至悬臂板

根部的距离，b'≤2.5m。对分布荷载靠近板边的最不利情况，有：

a=a1+2l0

【注】当b'

>2.5m时，悬臂根部的负弯矩应扩大为1.15～1.30倍。此外，车轮荷载作用点下方还会出现正弯矩，尚应考虑正弯矩配筋。悬臂板规定的有效宽度为（如图）：式中：b'——承重162③履带车不计有效宽度③履带车不计有效宽度163行车道板的内力计算式中：n——桥面板有效分布宽度范围内的车轮数；

P——汽车轴重。

实体矩形截面的行车道板通常由弯矩控制设计，习惯以每米宽板条来进行计