装配式简支梁桥的构造与设计课件

2.3装配式简支梁桥的构造与设计12.3装配式简支梁桥的构造与设计12.3.1装配式简支梁桥的构造一、截面形式22.3.1装配式简支梁桥的构造2二、块件的划分方式纵向竖缝划分主梁整体预制，应用最为普遍。主梁受力可靠，施工方便；但构件尺寸和重量较大。纵向水平缝划分为了减轻构件起吊重量和尺寸，用纵向水平缝将梁肋与板分割开。主梁构件轻，桥面板整体性好，受力有利；但增加现浇混凝土施工工序，延长工期。纵、横向竖缝划分为了使纵向竖缝划分的主梁减小尺寸和重量，通过横向竖缝划分成较小梁段，安装就位后串联以预应力筋，施加预压应力保证所有接缝具有足够连接强度。块件预制精度要求高。3二、块件的划分方式纵向竖缝划分3442.3.2装配式钢筋混凝土简支梁桥构造布置特点：受力明确，构造简单，施工方便，便于工业化生产，节省模板和支架，降低劳动强度，缩短工期。适用：小跨径桥梁中，尤其是标准跨径为8～16m的桥梁，成为应用最多的桥型。一、截面设计1.上部构造示意52.3.2装配式钢筋混凝土简支梁桥构造布置特点：受力明确装配式T形梁桥上部构造6装配式T形梁桥上部构造67788992.主梁布置（主梁间距l间）桥面宽度B一定，l间决定钢筋、砼用量，构件重量，翼缘刚度。一般：l间=1.5~2.2m（标准设计采用1.6m）。102.主梁布置（主梁间距l间）桥面宽度B一定，l间决定钢筋、3．主梁细部尺寸（1）主梁梁肋尺寸高度：h经济=（1/11~1/18）l（跨径大者取小值）宽度：满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄。常用160~240cm，一般≥140mm，且≥1/15h。沿跨径变化：等截面（2）主梁翼板尺寸宽度：视l间而定，一般比主梁中距小2cm，便于调整。113．主梁细部尺寸（1）主梁梁肋尺寸11

厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。翼板与梁肋衔接处:≥l/10h翼板的端部:一般≥100mm；横向整体现浇连接的预制T形截面梁，≥140mm。12厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。12二、配筋构造

1．钢筋最小保护层厚度

注：1）Ⅰ类环境是指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境。2）Ⅱ类环境是指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；海滨环境。3）Ⅲ类环境是指海水环境。4）Ⅳ类环境是指受侵蚀性物质影响的环境。13二、配筋构造

1．钢筋最小保护层厚度

132．钢筋布置（1）钢筋种类：纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等

主筋：承受正弯矩，抵抗拉力，设置在梁肋的下缘

锚固长度：142．钢筋布置（1）钢筋种类：14斜钢筋：增强梁体的抗剪强度。箍筋：增强主梁的抗剪强度。直径：d≥8mm，且≥1/4d主筋，间距：≤1/2倍梁高，或间距≤400mm

近支座≥一倍梁高范围内，间距≤100mm。配筋率：R235钢筋不小于0.18%，

HRB335钢筋不小于0.12%。15斜钢筋：增强梁体的抗剪强度。15纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。直径：d≥8mm间距：近上缘，间距≤200mm；近下缘，间距≤300mm；近支座≥间距≤100~150mm。架立钢筋：布置在上缘，固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成骨架。焊接钢筋骨架：双面焊缝，单面焊缝16纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。16T梁钢筋网构造，波纹管设置

17T梁钢筋网构造，波纹管设置171818翼缘板配筋：受力钢筋：横向，上缘（d≥10mm，≥5根/m或间距≤200mm）分布钢筋：沿主梁跨径向（d≥8mm，间距≤200mm，

S分布钢筋≥0.1%S板）19翼缘板配筋：受力钢筋：19三、横隔梁的布置与构造横隔梁布置作用：使各根主梁相互连接形成整体，在荷载作用下各根主梁能更好地共同工作。一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于10m，当为铰接时，其间距可取5m左右。对于钢筋混凝土简支梁桥，一般在梁端、跨中和四分点处各设一道横隔梁就可满足要求。20三、横隔梁的布置与构造横隔梁布置202、横隔梁尺寸（1）高度：①中横隔梁：满足抗弯要求，通常为3/4h，带马蹄者延至马蹄加宽处；②端横隔梁：为便于安装、检查支座，应留有一定空隙，可与①同高；为运输、安装稳定，应与主梁同高。（2）宽度：通常12～20cm，最常用为15～18cm，上宽下窄，内宽外窄。212、横隔梁尺寸（1）高度：2122223.横隔梁配筋233.横隔梁配筋23四、主梁的连接构造1、接头要求（1）足够的强度；（2）不因反复冲击作用发生松动2、接头类型（1）横隔梁钢板连接特点：强度可靠，焊后立即承载，施工较困难。（2）横隔梁螺栓连接基本同（1），使用螺栓与预埋钢板连接。施工简单，拼装迅速，但在动荷载下易松动。24四、主梁的连接构造1、接头要求24（3）横隔梁扣环连接（1）横隔梁扣环接头做法：伸出钢筋扣环A，按腰圆接头扣环B，插短分布钢筋，浇砼（0.2~0.5m）25（3）横隔梁扣环连接（1）横隔梁扣环接头25

（4）主梁翼缘板扣环连接26

（4）主梁翼缘板扣环连接26（5）主梁翼缘板企口连接做法：伸出连结钢筋，交叉弯制（或弯转套一根钢筋上），局部钢筋网，浇砼铺装层27（5）主梁翼缘板企口连接做法：伸出连结钢筋，交叉弯制（或弯转构造实例28构造实例2829292.3.3装配式预应力混凝土简支梁桥的构造布置我国《桥规》明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m。一、横截面设计横截面形式(同前)2．主梁布置（主梁间距l间）标准设计，l间=1.6m，l间=2.2m

跨径较大的T梁，l间宜大（1.8~2.5m）。302.3.3装配式预应力混凝土简支梁桥的构造布置我国《桥规3．截面尺寸（1）主梁高度等截面简支梁：h/l=1/15~1/25。（2）其他细部尺寸对中小跨径，与钢筋砼原则相同。肋宽：通常为14~16cm。翼缘厚度313．截面尺寸（1）主梁高度31马蹄尺寸应满足预加力阶段的强度要求，越宽而矮越经济。具体由预应力筋的数量和排列、施工方便、力筋弯起及满足预应力阶段强度的要求而定。（1）宽度为肋宽的2~4倍，管道保护层≥60mm；（2）全宽部分高加1/2斜坡区高≈（0.15~0.20）h，斜坡陡于45o；（3）不宜过高、过大说明：离锚固端一倍梁高逐渐加高，并加宽至与马蹄同宽。设计中，一般采用自第一道内横隔梁向梁端逐渐变化的形式。4．横隔梁布置延伸至马蹄的加宽处、中部挖空32马蹄尺寸32二、配筋特点钢筋种类：纵向预应力筋、架立钢筋、箍筋、水平分布筋、局部应力筋及其他构造钢筋纵向预应力筋的布置（1）布置形式全部直线形布置：仅适用于先张法，小跨径梁中截断直线形布置：适用于后张法，跨径较大33二、配筋特点钢筋种类：纵向预应力筋、架立钢筋、箍筋、水平分3全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常用部分弯出梁顶锚固：适用于预应力筋较多或梁高受限34全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常用342、索界张拉阶段（或预加力阶段）：运营阶段（包括长期和短期效应）：只要使预应力钢索的重心位置位于索界内，就能保证梁的任何截面在各个受力阶段上、下缘应力均不超过规定值。352、索界张拉阶段（或预加力阶段）：353、弯起及曲线形状实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力不大，通常在三分点~四分点将预应力筋弯起弯起。曲线形状：圆弧形、抛物线形、悬链线形弯起的曲率半径：对钢丝束、钢绞线，d≤5mm（d为钢丝直径）时，不小于4m；d>5mm时，不小于6m；对精轧螺纹钢筋，D≤25mm（D为钢筋直径）时，不小于12m；D>25mm时，不小于15m。363、弯起及曲线形状实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载4、预应力筋在跨中横截面内的布置原则（1）保证梁底保护层和位于索界内；（2）重心尽量靠下；（3）尽量相互靠拢；（4）腹板中线处适量布置。注意：《桥规》中的具体规定。374、预应力筋在跨中横截面内的布置原则（1）保证梁底保护层和位5.纵向预应力筋的锚固先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内后张法：通过各类锚具锚固在梁端或梁顶385.纵向预应力筋的锚固先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内3后张法的锚固受力特点：锚具附近有很大的压应力及拉应力（劈裂力）锚具在梁端的布置原则：（1）尽量减小局部应力；（2）在梁端对称于竖轴布置；（3）锚具之间应留足够净距。39后张法的锚固受力特点：39为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取的构造措施：锚固区（离梁端约等于梁高的范围）内设置：（1）加强钢筋网（10×10cm）；（2）螺旋筋（φ8）；（2）钢垫板（h≥16mm）。40为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取的构造措施：40带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板封锚：设置构造钢筋与梁体连接，并浇筑混凝土封锚，以保护锚具不致锈蚀。混凝土的强度等级不应低于构件本身混凝土强度等级的80%，且不低于C30。41带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板41梁端，可看到容纳预应力束的管道

42梁端，可看到容纳预应力束的管道42张拉单根钢绞线

43张拉单根钢绞线43预应力钢筋张拉结束后的封锚施工，防止钢束腐蚀，悬出的管子用来灌注水泥浆。

44预应力钢筋张拉结束后的封锚施工，443.其他钢筋的布置一般不设斜筋，其它同钢筋砼梁，按构造布置（1）箍筋的配置①腹板内②自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋。③马蹄部分，另外设置闭合式加强箍筋，定位钢筋。453.其他钢筋的布置一般不设斜筋，其它同钢筋砼梁，按构造布置（4）非预应力纵向受力钢筋作用：补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，或更好地分布裂缝和提高梁体韧性①防止因梁顶过高的拉应力而产生的开裂。②预加力阶段：防止上缘开裂运营阶段：加强抗压能力③加强承受预加压力的能力④部分预应力：补足极限强度配置不粘结预应力筋：分布裂缝46（4）非预应力纵向受力钢筋作用：补充局部梁段内强度不足，满足三、装配式预应力砼简支梁桥实例47三、装配式预应力砼简支梁桥实例472.3.4组合梁桥定义:一种装配式桥梁结构，利用纵向水平缝将梁肋与桥面板分割开来，再借助纵横向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，最后一起现浇混凝土使结构连成整体。482.3.4组合梁桥定义:48常用型式：（1）Ⅰ形组合梁桥：适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥（2）箱形组合梁桥：只适用于预应力混凝土梁桥特点及设计时的注意事项：1、结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位—注意加强结合面的强度。2、分阶段受力。49常用型式：（1）Ⅰ形组合梁桥：适用于钢筋混凝土和预应力混思考题1、整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？2、简支斜板桥的受力和配筋有何特点？3、装配式板桥和装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些？4、支梁桥的上部构造由哪些部分组成？各有什么作用？5、如何进行装配式钢筋混凝土T形简支梁桥的构造布置和尺寸拟定？6、为了防止锚具附近混凝土裂缝，应采取哪些构造措施？7、在预应力混凝土简支梁桥中，在哪些情况下应将非预应力钢筋与预应力筋协同配置？说明非预应力筋所起的作用。8、组合式梁桥与装配式梁桥的受力特点有什么不同？50思考题1、整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？502.3装配式简支梁桥的构造与设计512.3装配式简支梁桥的构造与设计12.3.1装配式简支梁桥的构造一、截面形式522.3.1装配式简支梁桥的构造2二、块件的划分方式纵向竖缝划分主梁整体预制，应用最为普遍。主梁受力可靠，施工方便；但构件尺寸和重量较大。纵向水平缝划分为了减轻构件起吊重量和尺寸，用纵向水平缝将梁肋与板分割开。主梁构件轻，桥面板整体性好，受力有利；但增加现浇混凝土施工工序，延长工期。纵、横向竖缝划分为了使纵向竖缝划分的主梁减小尺寸和重量，通过横向竖缝划分成较小梁段，安装就位后串联以预应力筋，施加预压应力保证所有接缝具有足够连接强度。块件预制精度要求高。53二、块件的划分方式纵向竖缝划分35442.3.2装配式钢筋混凝土简支梁桥构造布置特点：受力明确，构造简单，施工方便，便于工业化生产，节省模板和支架，降低劳动强度，缩短工期。适用：小跨径桥梁中，尤其是标准跨径为8～16m的桥梁，成为应用最多的桥型。一、截面设计1.上部构造示意552.3.2装配式钢筋混凝土简支梁桥构造布置特点：受力明确装配式T形梁桥上部构造56装配式T形梁桥上部构造65775885992.主梁布置（主梁间距l间）桥面宽度B一定，l间决定钢筋、砼用量，构件重量，翼缘刚度。一般：l间=1.5~2.2m（标准设计采用1.6m）。602.主梁布置（主梁间距l间）桥面宽度B一定，l间决定钢筋、3．主梁细部尺寸（1）主梁梁肋尺寸高度：h经济=（1/11~1/18）l（跨径大者取小值）宽度：满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄。常用160~240cm，一般≥140mm，且≥1/15h。沿跨径变化：等截面（2）主梁翼板尺寸宽度：视l间而定，一般比主梁中距小2cm，便于调整。613．主梁细部尺寸（1）主梁梁肋尺寸11

厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。翼板与梁肋衔接处:≥l/10h翼板的端部:一般≥100mm；横向整体现浇连接的预制T形截面梁，≥140mm。62厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。12二、配筋构造

1．钢筋最小保护层厚度

注：1）Ⅰ类环境是指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境。2）Ⅱ类环境是指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；海滨环境。3）Ⅲ类环境是指海水环境。4）Ⅳ类环境是指受侵蚀性物质影响的环境。63二、配筋构造

1．钢筋最小保护层厚度

132．钢筋布置（1）钢筋种类：纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等

主筋：承受正弯矩，抵抗拉力，设置在梁肋的下缘

锚固长度：642．钢筋布置（1）钢筋种类：14斜钢筋：增强梁体的抗剪强度。箍筋：增强主梁的抗剪强度。直径：d≥8mm，且≥1/4d主筋，间距：≤1/2倍梁高，或间距≤400mm

近支座≥一倍梁高范围内，间距≤100mm。配筋率：R235钢筋不小于0.18%，

HRB335钢筋不小于0.12%。65斜钢筋：增强梁体的抗剪强度。15纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。直径：d≥8mm间距：近上缘，间距≤200mm；近下缘，间距≤300mm；近支座≥间距≤100~150mm。架立钢筋：布置在上缘，固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成骨架。焊接钢筋骨架：双面焊缝，单面焊缝66纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。16T梁钢筋网构造，波纹管设置

67T梁钢筋网构造，波纹管设置176818翼缘板配筋：受力钢筋：横向，上缘（d≥10mm，≥5根/m或间距≤200mm）分布钢筋：沿主梁跨径向（d≥8mm，间距≤200mm，

S分布钢筋≥0.1%S板）69翼缘板配筋：受力钢筋：19三、横隔梁的布置与构造横隔梁布置作用：使各根主梁相互连接形成整体，在荷载作用下各根主梁能更好地共同工作。一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于10m，当为铰接时，其间距可取5m左右。对于钢筋混凝土简支梁桥，一般在梁端、跨中和四分点处各设一道横隔梁就可满足要求。70三、横隔梁的布置与构造横隔梁布置202、横隔梁尺寸（1）高度：①中横隔梁：满足抗弯要求，通常为3/4h，带马蹄者延至马蹄加宽处；②端横隔梁：为便于安装、检查支座，应留有一定空隙，可与①同高；为运输、安装稳定，应与主梁同高。（2）宽度：通常12～20cm，最常用为15～18cm，上宽下窄，内宽外窄。712、横隔梁尺寸（1）高度：2172223.横隔梁配筋733.横隔梁配筋23四、主梁的连接构造1、接头要求（1）足够的强度；（2）不因反复冲击作用发生松动2、接头类型（1）横隔梁钢板连接特点：强度可靠，焊后立即承载，施工较困难。（2）横隔梁螺栓连接基本同（1），使用螺栓与预埋钢板连接。施工简单，拼装迅速，但在动荷载下易松动。74四、主梁的连接构造1、接头要求24（3）横隔梁扣环连接（1）横隔梁扣环接头做法：伸出钢筋扣环A，按腰圆接头扣环B，插短分布钢筋，浇砼（0.2~0.5m）75（3）横隔梁扣环连接（1）横隔梁扣环接头25

（4）主梁翼缘板扣环连接76

（4）主梁翼缘板扣环连接26（5）主梁翼缘板企口连接做法：伸出连结钢筋，交叉弯制（或弯转套一根钢筋上），局部钢筋网，浇砼铺装层77（5）主梁翼缘板企口连接做法：伸出连结钢筋，交叉弯制（或弯转构造实例78构造实例2879292.3.3装配式预应力混凝土简支梁桥的构造布置我国《桥规》明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m。一、横截面设计横截面形式(同前)2．主梁布置（主梁间距l间）标准设计，l间=1.6m，l间=2.2m

跨径较大的T梁，l间宜大（1.8~2.5m）。802.3.3装配式预应力混凝土简支梁桥的构造布置我国《桥规3．截面尺寸（1）主梁高度等截面简支梁：h/l=1/15~1/25。（2）其他细部尺寸对中小跨径，与钢筋砼原则相同。肋宽：通常为14~16cm。翼缘厚度813．截面尺寸（1）主梁高度31马蹄尺寸应满足预加力阶段的强度要求，越宽而矮越经济。具体由预应力筋的数量和排列、施工方便、力筋弯起及满足预应力阶段强度的要求而定。（1）宽度为肋宽的2~4倍，管道保护层≥60mm；（2）全宽部分高加1/2斜坡区高≈（0.15~0.20）h，斜坡陡于45o；（3）不宜过高、过大说明：离锚固端一倍梁高逐渐加高，并加宽至与马蹄同宽。设计中，一般采用自第一道内横隔梁向梁端逐渐变化的形式。4．横隔梁布置延伸至马蹄的加宽处、中部挖空82马蹄尺寸32二、配筋特点钢筋种类：纵向预应力筋、架立钢筋、箍筋、水平分布筋、局部应力筋及其他构造钢筋纵向预应力筋的布置（1）布置形式全部直线形布置：仅适用于先张法，小跨径梁中截断直线形布置：适用于后张法，跨径较大83二、配筋特点钢筋种类：纵向预应力筋、架立钢筋、箍筋、水平分3全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常用部分弯出梁顶锚固：适用于预应力筋较多或梁高受限84全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常用342、索界张拉阶段（或预加力阶段）：运营阶段（包括长期和短期效应）：只要使预应力钢索的重心位置位于索界内，就能保证梁的任何截面在各个受力阶段上、下缘应力均不超过规定值。852、索界张拉阶段（或预加力阶段）：353、弯起及曲线形状实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力不大，通常在三分点~四分点将预应力筋弯起弯起。曲线形状：圆弧形、抛物线形、悬链线形弯起的曲率半径：对钢丝束、钢绞线，d≤5mm（d为钢丝直径）时，不小于4m；d>5mm时，不小于6m；对精轧螺纹钢筋，D≤25mm（D为钢筋直径）时，不小于12m；D>25mm时，不小于15m。863、弯起及曲线形状实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载4、预应力筋在跨中横截面内的布置原则（1）保证梁底保护层和位于索界内；（2）重心尽量靠下；（3）尽量相互靠拢；（4）腹板中线处适量布置。注意：《桥规》中的具体规定。874、预应力筋在跨中横截面内的布置原则（1）保证梁底保护层和位5.纵向预应力筋的锚固先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内后张法：通过各类锚具锚固在梁端或梁顶885.纵向预应力筋的锚固先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内3后张法的锚固受力特点：锚具附近有很大的压应力及拉应力（劈裂力）锚具在梁端的布置原则：（1）尽量减小局部应力；（2）在梁端对称于竖轴布置；（3）锚具之间应留足够净距。89后张法的锚固受力特点：39为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取的构造措施：锚固区（离梁端约等于梁高的范围）内设置：（1）加强钢筋网（10×10cm）；（2）螺旋筋（φ8）；（2）钢垫板（h≥16mm）。90为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取的构造措施：40带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板封锚：设置构造钢筋与梁体连接，并浇筑混凝土封锚，