《桥梁工程》教案2

《桥梁工程》教案（版权所有，请勿复制）郑州大学水利与环境学院李清富目录HYPERLINK\l"_Toc292898488"第一章绪论3HYPERLINK\l"_Toc292898489"第二章桥梁总体规划和设计原则、程序7HYPERLINK\l"_Toc292898490"第三章作用及作用效应组合9HYPERLINK\l"_Toc292898491"第四章桥面布置与桥面构造13HYPERLINK\l"_Toc292898492"第五章混凝土简支梁桥16HYPERLINK\l"_Toc292898493"第六章圬工和钢筋混凝土拱桥36HYPERLINK\l"_Toc292898494"第七章混凝土连续梁桥57HYPERLINK\l"_Toc292898581"第九章桥梁支座70HYPERLINK\l"_Toc292898582"第十章桥梁墩台74第一章绪论本章主要讲述国内外桥梁建设的发展历史以及桥梁的分类与组成，要求学生重点掌握桥梁的分类方法、各组成部分名称与作用。1.1概述1.1.1桥梁地位和作用（1）桥梁：当道路通过河流、山谷或与其他路线交汇时，所修建的人工结构物，即道路为跨越障碍物所建造的结构物，成为桥梁（涵洞）。（2）地位和作用：桥梁是道路的重要组成部分，是确保道路畅通的重要环节，在造价上，桥涵一般占道路总造价的10%-20%,而且大桥往往是道路、公路建设控制工程和施工的关键。在政治、经济和国防上有重要意义，同时与建桥地区经济、工业发展、农业、人民生活等密切相关。1.1.2中国桥建史中国是四大文明古国之一，在世界桥建史上写下了不少光辉灿烂的篇章。我国古代桥梁不但数量惊人，而且类型丰富多彩，几乎包含了近代桥梁中的最主要类型。史料记载：周文王时代，渭河上架设过大型浮桥；公元35年东汉光武帝时，在今宜都和宜昌之间修建了横跨长江的浮桥。春秋战国时期：黄河流域遍布梁式木桥。我国是最早有吊桥的国家：唐朝中期，我国由竹索、藤索发展到用铁链建造吊桥，西方在16世纪才开始建造铁链吊桥，晚中国近千年。四川泸定县的大渡河铁索桥（1706年）：桥跨100M，宽2.8M，13条锚固于两岸的铁索组成；四川灌县的安澜竹索桥：全长340M，8孔，最大跨径61M，由24根竹索组成。石桥：天然石料加工而成，遍布全国各地，数量在古代居首。其中：石梁桥（代表）：eq\o\ac(○,1)1053-1059年，福建泉州的万安桥：长800多米，47孔以磐石铺遍桥位江底，匠心独运的用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，世界上绝无仅有的造桥方法。eq\o\ac(○,2)1240年，福建漳州虎渡桥：长335米，某些石梁长23.7米，宽1.7米，高1.9米，重达200多吨。历史记载：利用潮水涨落浮运架设。石拱桥（代表）：eq\o\ac(○,1)河北赵县的赵州桥：隋大业初年，李春所创。空腹式圆弧形石拱桥，净跨37.02米，宽9米，拱矢高7.23米。像这样的敞肩拱桥，欧洲19世纪中叶才出现，晚1200年。组合式梁桥：1169年，广东潮安县湘子桥：长517.95米，19孔，上部有石拱、木梁、石梁等多种形式。中间有18条浮船组成长97.3米的开合式浮桥。历史上最早的开合式桥，石桥之长，石墩之大，桥型之多，施工条件之难，工程历时之长均为古代建桥史上罕见。1840年鸦片战争后至新中国成立：桥梁建设大部分是外国投资，洋人设计，外商承包。解放前，公路桥梁多为木桥，年久失修，破烂不堪。当时我国修建的公路钢架桥，吊桥和钢筋砼拱桥等，与当时世界水平相比相去甚远。新中国成立后：桥梁建设突飞猛进，修复和加固了许多老桥，又修建了大量新桥。eq\o\ac(○,1)1957年，武汉长江大桥，“一桥飞架南北，天堑变通途”。公路铁路两用桥全长1670.4米，正桥三联3×128m，连续钢桁梁，双线铁路，上层公路桥面宽18米，两侧各设2.25米人行道。eq\o\ac(○,2)1969年，南京长江大桥，我国自行设计、施工、建造，国产高强钢筋。公铁两用桥，上层公路，下层铁路。铁路部分全长6772米，公路部分全长4589米。正桥除北岸第一孔为128米简支钢桁梁外，其余9孔3联3×160米的连续钢桁梁。我国建桥技术达到国际水平。我国桥梁史上一个重要标志。eq\o\ac(○,3)1958年以来：因地制宜修建了大量的石拱桥，有的跨径已超过100米，1969年我国首创双曲拱桥，最大跨径达到150米。全国各地建造了许多各具特色的拱桥。在拱桥施工技术方面，除了有支架施工，对于大跨径拱桥，广泛采用了无支架施工。钢筋砼与预应力砼梁式桥，刚架桥获得了很大进展。中小型梁式桥设计实现了标准化，跨径进一步增大，施工技术越来越先进。最近几年，一些适合大跨度的桥梁型式相继建成。（8）进一步发展：材料多样化，桥型多样化，大跨度，施工机械化，设计标准化，电算化，管理科学化。1.1.3国外桥建史早在罗马时代，欧洲的石拱桥艺术在世界桥梁史上抒写了灿烂的篇章。意大利文艺复兴后，特别是18世纪工业革命，促进了工业的发展，促进了桥建技术方面的空前发展。圬工拱桥：1855年起法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的拱桥。1899-1903年在卢森堡建成了跨度为84米的石拱桥。1870年德国建造了一批水泥砼拱桥。1946年瑞典建成了目前世界上跨度最大的石拱桥。钢筋砼拱桥：从19世纪末到20世纪50年代，钢筋砼拱桥无论在跨度，结构体系和主拱圈界面形式上均有很大发展。1873年法国的约瑟夫莫尼尔首创建成了跨度为390米的柯尔克大桥。钢筋砼和预应力砼梁桥：从小跨径到大跨度发展，钢筋砼梁桥自重大，跨度小。预应力砼桥发展较快：1928年法国福莱西奈将预应力技术付诸实施，1948年，法国用预应力修复了马恩河上的五座桥梁。1952年，西德莱茵河上的沃伦姆斯桥；1962年，莱茵河上的本道尔夫桥，悬臂施工，中跨208米；1976年，日本连续钢架桥－浜名大桥，55米+140米+240米+140米+55米；1980年菲律宾的科勒－巴贝尔塞浦桥，中跨240.8米。连续梁桥，采用顶推法施工。吊桥和斜拉桥：世界上第一座有钢筋砼主梁的斜拉桥为1925年西班牙的跨越谭伯尔河的水道桥，跨度60.35米。1962年，委内瑞拉马拉开波湖大桥，预应力砼斜拉桥，主桥跨径160+5×235+160（M）；西班牙的路那巴里噢斯桥，中跨跨径440米，采用双面辐射型密索布置，斜拉桥；1937年，美国旧金山金门大桥，主跨达1280米，钢吊桥。国外桥建发展方向：材料：砼向轻质、高强、耐久方面发展（高性能砼）；预应力筋，高强、低松弛、耐腐蚀、强粘结、便于拼接。施工方法：快速简便，工业化制造，采用大型架设、起吊机具。设计方面：40米跨度以内，趋于标准化，80米以上和稍大跨度，重点采用个别优化设计和构造方案，以利于总结经验，不断提高经济指标。设计理论：容许应力→极限状态→概率极限状态；简化平面设计→空间立体→优化设计1.2桥梁的组成和分类1.2.1桥梁的基本组成部分和作用（1）基本组成和作用eq\o\ac(○,1)上部结构（又称桥跨结构）：线路中断时跨越障碍的建筑物，包括承重结构和桥面系。主要承受车辆和人群荷载，并通过支座把荷载传递给桥墩、桥台。eq\o\ac(○,2)下部结构（包括桥墩、桥台）：支撑上部结构的建筑物，并把上部结构传来的荷载连同自身重量较均匀的传递给基础。同时桥墩还起着联系相邻桥跨的作用，桥台起着与道路衔接的作用。eq\o\ac(○,3)基础：介于下部结构和地基之间的结构物。承受上部结构、下部结构传来的荷载，并将荷载连同自身重量传递给地基。eq\o\ac(○,4)附属工程：护坡、护岸及各种导流工程等。防止路堤被水冲刷，维护路堤边坡稳定，引导水流顺畅通过桥孔等。（2）桥梁结构主要组成名称、术语和主要尺寸eq\o\ac(○,1)净跨径：梁桥，设计洪水位上相邻两个桥墩或桥台之间的净距；对于拱桥，每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。eq\o\ac(○,2.)总跨径：各孔净跨径的总和，又称桥梁孔径，反映桥下泄洪能力。eq\o\ac(○,3)计算跨径：有支座的桥梁，指桥跨相邻两支座中心的距离，拱桥为两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。eq\o\ac(○,4)拱轴线：拱圈各截面形心点的连线。eq\o\ac(○,5)桥梁全长：两个桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道全长。eq\o\ac(○,6)桥梁高度：桥面与低水位之间的高差或桥面与桥下线路路面之间的距离。eq\o\ac(○,7)桥下净空高度：设计洪水位或计算道航水位至上部结构最下缘之间的距离。eq\o\ac(○,8)建筑高度:行车路面或轨顶标高至上部结构最下缘之间的距离。eq\o\ac(○,9)净矢高：从拱顶截面下缘到相邻两拱脚截面下缘最低点之间连线的垂直距离。eq\o\ac(○,10)计算矢高：拱顶截面形心点到相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离eq\o\ac(○,11)矢跨比：计算矢高与计算跨径之比eq\o\ac(○,12)标准跨径：对于梁桥为桥墩中心线之间或桥墩中心线至桥台台背前缘的距离，对于拱桥，同净跨径。eq\o\ac(○,13)涵洞：宣泄路堤下水流的构造物。1.2.2桥梁的主要类型（1）按受力体系分类：①梁式桥（BeamBridge）：垂直荷载作用下无水平反力结构。主要承重构件为梁或板，梁式桥属于受弯构件，在拉区配主筋承受拉力。梁式桥又分为简支梁桥，悬臂梁桥和连续梁桥三种基本类型。②拱桥(ArchBridge)：竖向荷载作用下，墩台承受较大水平推力，主要承重结构是拱圈或拱肋，弯矩和变形较小，以受压为主。拱桥按行车系位置不同可分为上承式、下承式和中承式三种类型。③刚架桥(Rigid-FrameBridge)：上、下部结构连成整体，梁柱连接处具有很大刚性。在竖向荷载作用下，墩台承受竖向反力、弯矩和水平力，属于压弯构件。④缆索承重桥(CableSupportedBridge)：自重轻，刚度差，较大变形和振动。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大拉力。或者缆索直接承受拉力，具有水平反力的结构。⑤组合体系桥(CombinedBridge)：梁、拱、吊不同组合。梁-拱组合、梁-索组合。（2）其他分类：①按用途分：公路、铁路、公铁两用、农用桥、人行桥、运水桥②按全长和跨径分：特大桥、大桥、中桥和小桥。③按主要承重结构材料分：圬工、钢筋砼、预应力砼、钢桥④按跨越障碍物的性质分：跨河、线、高架桥、栈桥⑤按上部结构的行车道位置分：上承式、中承式和下承式⑥按使用性质分为：临时、半永久、永久、浮桥、开启桥、漫水桥⑦按梁轴线与河流相交的角度分：正交和斜交桥。习题11.桥梁主要由哪几部分组成？各部分作用是什么？2.简述桥梁的分类。3.解释桥梁工程常用名词和术语。第二章桥梁总体规划和设计原则、程序本章主要讲述桥梁总体规划的原则和设计程序，桥梁平面设计、纵断面设计和横断面设计的基本要求，要求学生重点掌握桥梁设计的基本要求和桥梁纵横断面、平面布置的原则。2.1桥梁设计原则和基本设计资料2.1.1设计的基本要求（1）使用上的要求：安全、适用、耐久（2）经济上的要求：技术经济比较，经济合理（3）结构尺寸和构造上的要求：要有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性（4）施工上的要求：便于制造和架设，施工安全（5）美学上的要求：与周围景观协调，优美的外形（6）环境保护和可持续发展2.1.2设计资料的调查主要调查内容应包括：（1）桥梁的使用任务；（2）桥位附近的地形；（3）桥位地质情况；（4）河流的水文情况；（5）当地建筑材料的来源和供应；（6）施工单位技术水平、装备；（7）当地气象资料；（8）新建桥位上、下游有无老桥2.2桥梁纵、横断面设计和平面布置2.2.1桥梁纵断面设计确定桥梁总跨径、桥梁分孔、桥道标高、桥上和桥头引道纵坡、基础埋深等（1）总跨径：满足桥下泄洪要求，使河床、河岸不致遭受过大冲刷。（2）桥梁分孔：分孔后的孔径必须保证设计洪水频率和水流中夹带着的泥石、冰块、木材及其他漂浮物能安全通过桥孔。最经济的分孔方式是使上下部结构的总造价趋于最低。桥梁分孔以奇数为美，尽可能的采用等跨径。分孔要考虑使用任务、地形与环境、河床地质、水文等情况，经技术经济比较确定。（3）桥道标高：跨河桥，保证桥下通航和排洪要求；跨线桥，确保桥下行车安全。（4）基础埋深：为防止墩台基础四周和基底下土层被冲刷掏空，造成墩台失稳，桥梁基础必须埋置在设计洪水最大冲刷线以下一定深度，以确保基础稳定性。规范有各种基础埋深的最小值的规定（5）纵坡设置：桥上不大于4%，桥头引道不大于5%2.2.2桥梁横断面设计确定桥面宽度、桥跨结构横断面布置等。（1）桥面宽度：取决于行车和行人的交通需要。桥面净宽包括行车道、人行道和自行车道的宽度（2）横断面布置：按不同结构类型，视具体情况而定。（3）横坡设置：从桥面中央倾向两侧1.5%-3%的横向坡度。2.2.3平面布置桥梁线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳通过。尽可能避免桥梁与河流或与桥下路线斜交。但对于一般小桥，也允许斜交，斜度不宜大于45°，在通航河流上不宜大于5°。2.3桥梁设计与建设程序基本建设程序分为前期工作和正式设计两大步骤。（1）“预可”阶段：建桥的必要性以及宏观经济上的合理性－上报立项问题。（2）“工可”阶段：桥梁规模、技术标准和科研立项。（3）设计阶段：一般桥梁按两阶段设计：初步设计：用以编制设计文件。该阶段主要选择桥址、桥长、桥型和初步尺寸，方案比较，编制材料用量和造价的预算指标。报上级部门审批。施工图设计：具体化的技术文件，桥梁各部分构件进行详细设计计算，绘制施工详图，编制施工组织设计和施工预算。对于重要或新型大桥，根据需要可增加“技术设计”2.4桥梁设计方案的比较2.3.1拟定桥梁图式制定设计方案，并经过初步综合分析和判断，剔除明显不合理的图式。2.3.2编制方案提供各个中选图式的技术经济指标，以便比较判断，科学决策。指标主要有：主材用量、劳动力数量、全桥造价、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、要否特种机械、美观等。有定量的，有定性的。2.3.3方案比选各种决策方法可供利用。在方案比选中，除了绘制方案比较图外，还应编写方案比较说明书：编制方案原则，拟定图式理由，方案比较的综合评述，推荐方案的详细说明等。习题21.桥梁设计应满足哪些基本要求？2.桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计的主要内容有哪些？3.简述桥梁结构的设计程序。4.简述桥梁设计方案比选的步骤。第三章作用及作用效应组合本章主要讲述桥梁设计规范中关于作用的有关规定，是本书的重点章节，要求学生掌握桥梁作用的分类、各类作用的计算方法及作用效应的组合原则。3.1作用的分类3.1.1作用的定义《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）：作用于桥梁上的荷载和引起结构外加变形或约束变形的原因统称为作用。作用是施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，前者称直接作用或荷载，后者称间接作用。3.1.2作用的分类（1）永久作用（恒载）设计使用期内，其作用位置、大小和方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。包括：自重、桥面铺装及附属设备、作用在结构上的土重和土侧压力、基础变位的影响力、水浮力、长期作用于结构上的人工预施力、砼收缩和徐变的影响力。（2）可变作用（活载）设计使用期内，其作用位置、大小和方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。车辆荷载和人群荷载、汽车制动力，支座摩阻力，风力，流水压力，温度影响力，冰压力等（3）偶然作用设计使用期内不一定会发生，但一旦出现，其持续时间短而数值大。包括地震力、船只或漂浮物的撞击力、汽车撞击力。公路桥梁抗震设防：设计地震烈度8度。但连续梁桥、T形刚构等宜用设计烈度7度。有抗震要求的桥梁应按地震力作用进行强度和稳定性验算。验算时只计恒载产生的地震力。3.2作用的选定和作用效应组合3.2.1作用的代表值作用具有随机性，作用代表值是为结构设计而给定的量值。作用的代表值：标准值、频遇值和准永久值。永久作用的代表值：标准值可变作用代表值：承载能力设计－标准值；正常使用极限状态－频遇值、准永久值标准值；频遇值系数；准永久值系数偶然作用代表值：标准值3.2.2作用的设计值设计值＝标准值××作用分项系系数3.2.3作用用效应组合所有作用并非同时时作用于桥梁梁上，因此应考虑虑各种可能的的作用组合：《公路桥涵设设计通用规范范》（JTGDD60-20004）：（1）公路桥涵结构按按承载能力极极限状态设计计①基本组合：永久作作用的设计值值效应与可变变作用设计值值效应相组合合注：要求理解掌握握公式中各字字母代表的涵涵义。②偶然组合：永久作作用的标准值值效应与可变变作用某种代代表值效应、一一种偶然作用用标准值效应应相组合（2）公路桥涵结构按正正常使用极限限状态设计①作用短期效应组合合：永久作用用标准值效应应与可变作用用频遇值效应应相组合②作用长期效应组合合：永久作用用标准值效应应与可变作用用准永久值效效应相组合3.3作用的规规定与计算3.3.1永久久作用（1）结构重力：体积积×重度（2）预加力：（3）土的重力和土侧侧压力：（4）水的浮力：（5）混凝土的收缩与与徐变作用、基基础沉降：3.3.2可变变作用（1）汽车荷载及其影影响力①汽车荷载汽车荷载分为公路路Ⅰ级和公路Ⅱ级两个等级级，由车道荷荷载和车辆荷荷载组成。车道荷载由均布荷荷载和集中力力组成，桥梁梁结构整体计计算采用车道道荷载，桥梁梁结构的局部部加载、涵洞洞、桥台和挡挡土墙土压力力等的计算采采用车辆荷载载，两种荷载载的作用不得得叠加。高速公路和一级公公路设计：公公路Ⅰ级；二级以以下公路设计计：公路Ⅱ级汽车荷载的加载规规定：车道荷荷载的纵向加加载为均布荷荷载标准值应应满布于使结结构产生最不不利效应的同同号影响线上上；集中荷载载标准值只作作用于相应影影响线中一个个最大影响线线峰值处。横横向分布系数数应按设计车车道数布置车车辆荷载进行行计算。汽车荷载的折减规规定：多车道道折减系数，但但折减后的效效应不得小于于两设计车道道的荷载效应应；桥梁计算算跨径大于1150m时，纵纵向折减系数数。②汽车冲击力汽车以较高速度通通过桥梁时，由由于荷载的动动力作用使桥桥梁发生振动动而造成内力力加大的现象象称为冲击作作用，以冲击击系数计及荷荷载冲击作用用。③汽车离心力曲线半径小于等于于250m时，计计及离心力。其其值＝车辆荷荷载标准值×离心力系数数离心力的着力点在在桥面以上11.2m处。④汽车引起的土压力力车辆荷载在桥台或或挡土墙后填填土的破坏棱棱体上引起的的土侧压力，可可换算成等代代均布土层厚厚度计算：计算涵洞顶车辆荷荷载引起的竖竖向土压力时时，车轮按其其着地面积的的边缘向下作作300角分布。几几个车轮的压压力扩散线重重叠时，扩散散面积以最外外边的扩散线线为准。⑤汽车制动力制动力是汽车在桥桥梁上制动时时为克服其惯惯性力而在车车轮与路面之之间发生的滑滑动摩擦力。由由于一行汽车车不可能同时时刹车，所以以制动力不等等于摩擦系数数乘以桥上全全部车道荷载载。《桥规》规规定：一个设设计车道上汽汽车荷载产生生的制动力标标准值按车道道荷载标准值值在加载长度度上计算的总总重力的10％计算，但但公路Ⅰ级不得小于165KNN,公路Ⅱ级不得小于90kN，同向行驶驶双车道为单单车道的2倍，同向行行驶3车道为一条条设计车道的的2.34倍，同向行行驶4车道为一条条设计车道的的2.68倍.制动力的方向为行行车方向，着着力点在桥面面以上1.22m处。各种支座传递的制制动力按《桥桥规》采用。（2）人群荷载：（3）风荷载：（4）流水压力：（5）温度作用：（6）支座摩阻力3.3.3偶然然作用（1）地震作用：（2）撞击作用（船舶舶、漂浮物及及汽车）：习题31.作用分为哪哪几类？各类类作用的涵义义是什么？2.什么是作用用的代表值？？主要代表值值有哪些？3.为什么要进进行作用效应应组合？按承承载能力进行行设计时基本本组合表达式式中各字母的的涵义是什么么？4.简述桥梁设设计规范中关关于汽车荷载载的有关规定定。5.什么是汽车车荷载的冲击击作用？设计计时如何考虑虑？6.什么是汽车车荷载的制动动力？设计时时如何考虑？？7.为什么要考虑多车车道横向折减减和大跨径纵纵向折减？第四章桥面布布置与桥面构构造本章主要介绍桥面面构造的组成，各各组成部分的的功能、设置置原则、常用用类型和构造造细节。要求求学生重点掌掌握桥面铺装装、桥面防水水和排水和桥桥面伸缩缝等等的作用、常常用类型和构构造。4.1概述桥面构造通常包括括桥面铺装、防防水和排水设设施、伸缩缝缝、人行道（安安全带）、缘缘石、栏杆和和灯柱等。桥面布置按道路等等级、桥梁宽宽度及行车要要求等条件综综合确定：（1）双向车道布置；；（2）分车道布布置；（3）双层桥面面布置4.2桥面铺装装4.2.1桥面面铺装的作用用与要求作用：保护属于主主梁整体部分分的行车道板板不受车辆轮轮胎的直接磨磨损，防止主主梁遭受雨水水的侵蚀，并并能使车辆轮轮重的集中荷荷载起一定的的分布作用。要求：足够的强度度、良好的整整体性以及抗抗冲击、耐疲疲劳、防水性性、温度变化化的适应性。4.2.2桥面面横坡的设置置作用：迅速排除桥桥面雨水。常用方法：eq\o\ac(○,1)不等厚厚铺装层（T梁桥常用）；；eq\o\ac(○,2)墩台顶面做做成双向倾斜斜的横坡（常常用）；eq\o\ac(○,3)行车车道板做成双双向倾斜的横横坡。4.2.3桥面面铺装的类型型（1）沥青表面处置：沥沥青和集料按按层铺法或拌拌和法铺筑成成厚度不超过过30mm的沥沥青面层，供供车轮磨耗。耐耐久性差，中中低级公路桥桥梁上使用。（2）沥青混凝土铺装装：直接铺5-8cm厚，沥沥青混凝土也也可分层铺4-5cm+33-4cm（面面层）（3）普通水泥混凝土：：直接铺8ccm以上，强强度等级与桥桥面板混凝土土等级接近，宜宜不低于C40，内设设钢筋网（直直径不小于88mm，间距距不大于1000mm）。（4）防水混凝土铺装装：8-10cmm厚防水混凝凝土。为延长长寿命再加铺铺2cm厚沥青青表面处治作作磨耗层。（5）具有贴式防水层层的水泥混凝凝土或沥青混混凝土铺装：：贫混凝土三三角垫层→抹平，硬化→涂一层热沥沥青+一层油毛毡→涂一层沥青青胶砂+一层油毛毡→涂一层沥青青胶砂（三油油二毡）（1-2cmm）→铺不低于C20的细骨料混混凝土保护层层→路面铺装（水水泥混凝土或或沥青混凝土土）5cm。4.3桥面防水水、排水设施施作用：迅速排除雨雨水，防止构构件冻融破坏坏及钢筋腐蚀蚀。4.3.1桥面面防水层防止桥面雨水向主主梁渗透，一一般设在桥面面铺装层与桥桥面板之间，伸伸缩缝处应连连续铺设，不不可切断；纵纵向应铺过桥桥台背；横向向两侧应伸过过缘石底面从从人行道和缘缘石砌缝里向向上叠起1000mm。类型：（1）理清清涂胶下封层层：（2）高分子聚聚合物涂胶：：（3）沥青或改改性沥青防水水卷材以及浸浸渍的无纺土土工布等。4.3.2桥面面排水设施纵横坡、泄泄水管。泄水管设置原则：：（1）纵坡大于2%，桥桥长小于500m时不设。（2）纵坡大于2%，桥桥长大于500m时，每隔10-12mm设一个。（3）纵坡小于2%，每每隔6-8m设一个个。（4）沿行车道两侧对对称排列或交交错排列，离离路缘石距离离为20-50ccm。（5）跨线桥或城市桥桥梁设落水管管（封闭式排排水系统）。（6）可以横向设置。类型：（1）金属属泄水管：（2）钢筋混凝凝土泄水管：：（3）塑料泄水管管4.4桥面伸缩缩缝与桥面连连续4.4.1桥梁梁伸缩缝（1）作用：eq\o\ac(○,1)保证桥跨结结构在气温变变化、活载作作用、混凝土土收缩与徐变变等影响下按按静力图式自自由变形；eq\o\ac(○,2)使使车辆在设缝缝处能平顺通通过和防止雨雨水、垃圾泥泥土等渗入阻阻塞。（2）设置位置：两梁端端之间以及梁梁端与桥台背背墙之间（3）应满足的构造要要求：①自由伸缩和和转动；②牢固可靠；③车辆行驶时时平顺、无突突跳和噪声；；④防止雨水渗渗入和及时排排除，防止污污物侵入和阻阻塞；⑤易于安装、检检查、养护和和清理污物；；⑥造价低等。（4）伸缩缝变形量：特别注意：伸缩缝缝附近的栏杆杆结构也要相相应自由变形形。（5）伸缩缝类型：对接接式、钢制支支承式、橡胶胶组合剪切式式、模数支承承式和无缝式式伸缩缝五大大类。4.4.2桥面连连续将简支梁梁在伸缩缝处处的桥面部分分做成连续体体。基本构造造参见教材P52.4.5人行道、栏杆与灯柱柱4.5.1人行行道供行人过桥，宽度度由行人交通通量决定，一一般取0.75或1.0m，大大于1.0mm时，按0.55m的倍数递递增。（1）人行道布置方式式：eq\o\ac(○,1)人行道板板直接搁在墩墩台加高部分分；eq\o\ac(○,2)与主梁一一起浇筑成悬悬臂挑梁；eq\o\ac(○,3)附附设在板上的的人行道构造造（2）构造类型：eq\o\ac(○,1.)现浇浇式（小桥）；；eq\o\ac(○,2)预制装配式(广泛采用)；eq\o\ac(○,3)部分预制，部部分现浇4.5.2安全全带和防撞护护栏作用：保护行车安安全；高出行行车道，宽度度≧0.25mm，高为25-35ccm，护栏是是为了防止车车辆突破、下下穿或翻越桥桥梁而设置。护栏的防撞等级：：阻挡车辆碰碰撞的能力，它它是衡量桥梁梁护栏防撞性性能的重要指指标，一般用用车辆的碰撞撞动能表示，分分为PL1，PL2，PL3三级。类型：（1）金属属制梁柱式护护栏（2）钢筋混凝凝土防撞护栏栏（3）组合式护护栏4.5.3栏杆杆安全保护设施，应应简洁适用，朴朴素、美观、大大方栏杆高度80-1120cm。标标准设计为1100cm，柱柱间距为160-2770cm。标标准设计为2250cm，栏栏杆在伸缩缝缝处应断开。4.5.4灯柱柱与照明保证行车安全舒适适，景观悦目目，要限制眩眩光照明方式：（1）分散照明（栏杆杆照明）：杆杆高80－120cmm（两侧栏杆杆上）（2）集中照明（高杆杆照明）：杆杆高15－40m（平面对称称式、径向对对称式、非对对称式）（3）混合照明（常规规照明）：杆杆高8－12m（单侧侧布置、双向向对称布置、中中心对称、交交错布置）灯柱类型：混凝土土灯柱、金属属灯柱灯柱安装：钢筋锚锚固、螺栓锚锚固。习题41.桥面构造主主要由哪几部部分组成？各各部分的作用用是什么？2.桥面铺装有有哪些类型？？3.桥面横坡有有哪几种设置置方式？4.桥面连续的的本质是什么么？5.什么是桥梁梁护栏的防撞撞等级？如何何确定？第五章混凝土简支梁桥本章主要介绍梁式式桥的一般特特点和类型；；简支梁桥的的截面形式、结结构特点和受受力特点；简简支梁桥的计计算；混凝土土简支梁桥常常用的施工工工艺等。要求学生重重点掌握简支支梁桥的受力力特性、荷载载横向分布的的计算方法、主主梁、行车道道板和横隔梁梁的内力计算算、常用的施施工方法。5.1概述5.1.1梁桥桥的一般特点点（1）钢筋混凝土梁桥的的一般特点优点：就地取材，工工业化施工，耐耐久性好，适适应性强，整整体性好，美美观。缺点：自重大，跨跨越能力受限限制。简支220m左右，悬悬臂和连续梁梁桥可做到50-60mm。现浇钢筋筋混凝土桥施施工期长，支支架、模板耗损多多。（2）预应力混凝土梁桥桥一般特点具备钢筋混凝土梁梁桥的优点外外，还有：－利用高强材料，减减小构件自重重，增大跨越越能力，简支支50-60mm，连续、悬臂达2500m－节省钢材（与钢筋筋混凝土相比比省30-400%）－梁的刚度大，裂缝缝受到严格控控制，耐久性性好－可在纵、横、竖向向施加预应力力，整体性好好缺点：施工工艺复复杂，需专门门张拉设备和和锚具5.1.2梁式桥桥主要类型及及适用情况（1）按承重结构的截面面形式划分①板桥：承重结构为为矩形截面的的钢筋混凝土土或预应力混混凝土板。施施工方便，构构造简单。适适用较小跨径径，10m左右或或以下。②肋板式梁桥：截面面内形成明显显肋形结构，梁肋（腹腹板）与板面面板结合在一一起作为承重重结构。自重重小，结构构构造与受力性性能较合理，适适用于中等跨跨径（13-15mm以上）③箱形梁桥：截面呈呈一个或多个个封闭的箱形形。抗弯、抗扭刚度大大，足够的混混凝土受压区区受正负弯矩矩。适用于较较大跨径的连连续梁桥或悬臂梁桥桥。普通钢筋筋混凝土简支支梁桥不宜采采用，但可用用于全截面参参与受力的预预应力混凝土土简支梁桥。（2）按承重结构的静力力体系分①简支梁桥（Simmplyssupporrtedbbeam）：静定结构构②连续梁桥(Conntinuoousbeeam)：超超静定结构③悬壁梁桥(Canntilevverbeeam)：静静定结构（3）按施工工艺分①整体式：横向刚度度大，稳定性性好②装配式：施工方便便，工期短5.2混凝土简简支梁桥的构构造5.2.1混凝凝土简支板桥桥（1）板桥的优缺点优点：建筑高度小小；外形简单单，制作方便便；装配式板板桥构件，重重量轻，易架架设。缺点：适应跨径小小，简支钢筋混凝凝土板桥跨径径4－8m以下，简支预应力混混凝土板桥采采用装配式施施工时可达116m。（2）整体式简支板桥的的构造――截面：一般做做成等厚矩形形或矮肋截面面，城市高架架桥的板桥可可采用单波或或双波截面。――配筋要点：eq\o\ac(○,1)主主筋：计算配配筋；eq\o\ac(○,2)板中间2/3范围内按计计算配筋；eq\o\ac(○,3)板板两侧各1/6范围按1.15倍计算配筋筋配置；eq\o\ac(○,4)横向向分布筋：单单位长度上面面积不得小于于单位板宽主主筋面积的15%，间距不大大于0.255m为宜；eq\o\ac(○,5)可不设设弯筋，但习习惯上仍将一一部分弯起。（3）装配式简支板桥的的构造①截面形式：矩形实实心：跨径不不超过8m；矩心空心：：最薄处不得得小于7cmm。②配筋：按矩形截面面梁进行配筋筋。③装配式板的横向连连接：企口混混凝土连接和和钢板连接。（4）斜交板桥的受力特特点与构造斜交板桥的桥轴线线与支承线的的垂线呈一夹夹角，习惯上上称此角为斜斜交角。虽有有改善线形的的优点，但他他的受力状态态复杂。目前前以计算机求求得数值解。①斜交板的受力性能能斜板在垂直荷载作作用下一般具具有下列特点点：a荷载有向两支承边边之间最短距距离方向传递递的趋势――斜板中部最大大主弯矩方向向几乎接近与与支承边正交交。――两侧主弯矩方方向接近平行行于自由边，但但有向支承边边垂线方向偏偏转的趋势。b各角点受力情况可可以用比拟连连续梁的工作作来描述。在钝角B，C处产产生较大的负负弯矩，其方方向垂直于钝钝角的二等分分线，同时在在B，C点的反力也也较大，锐角角A，D反力较小，当当斜交角与斜斜的跨宽比都都较大时，锐锐角有向上翘翘起的趋势。此此时，固定锐锐角点，势必必导致板内有有较大的扭矩矩。c在均布荷载作用，当当板轴线方向向的跨长相同同时，斜板桥桥的最大跨内内弯矩比正桥桥要小，跨内内纵向最大弯弯矩或最大应应力的位置随随斜交角的变变大而自中央央向钝角方向向移动。角在在15度以内时，近近似按正交板板桥计算。d在上述相同情况下下，斜板桥的的跨中横向弯弯矩比正桥要要大，可以认认为横向弯矩矩增大的量，相相当于跨径方方向弯矩减小小的量。②斜板桥的构造a整体式斜板整体式斜板斜跨长长L与垂直于行行车方向的桥桥宽b之比一般小小于1.3。根据上面面所述斜板主主弯矩方向的的特点，主筋筋配置有以下下两种方案：第一方案：按主弯弯矩方向的变变化配置主筋筋，其分布筋筋则与支承边边平行。钝角处有较大的反反力和负弯矩矩，在钝角处处1/5跨径范围内内应配加强钢钢筋，在下层层其方向与钝钝角的二等分分线平行；在在上层与二等等分线垂直。加加强筋的每米米数量为主筋筋的每米数量量的0.6-11.0倍；自由边边缘的上层加加设一些钢筋筋网，以抵抗抗板内的扭矩矩。第二方案：两钝角角角点之间，主主筋方向与支支承边垂直，靠靠近自由边处处主筋则沿斜斜跨方向，直直至与中间主主筋完全衔接接为止，横向向分布筋与支支承边平行，其其余同第一种种方案。b装配式斜板桥跨宽比L/B一般般均大于1.3，主筋沿斜斜跨方向，分分布筋在两钝钝角角点之间间范围内与主主筋垂直，靠靠边支承边附附近与支承边边平行。第一方案：¢=225°—35°时，主筋沿沿斜跨方向，分分布筋平行于于支承边。第二方案：¢=440°—60°时，主筋沿沿斜跨方向，分分布筋在两钝钝角点之间与与主筋垂直，支支承处平行。另另外，在各种种块件两端布布置一些加强强钢筋。¢=40°—50°时，要布置置底层加强钢钢筋，其方向向则与支承边边垂直；¢=55°—60°时，除上述述钢筋外，在在顶层设与钝钝角二等分线线相垂直的加加强钢筋。为为使铰接斜板板支承处不翘翘扭以及防止止发生位移，在在板端部中心心处预留锚栓栓孔，安装完完毕后，用栓栓钉固定。5.2.2混凝土土简支肋梁桥具有明显的肋形结结构，受力明明确，能充分分利用混凝土土抗压和钢筋筋抗拉的特征征，施工也较较方便，中小小跨径桥梁常常用。（1）肋梁桥的截面形式式eq\o\ac(○,1)∏形肋梁桥：特点：截面形状稳稳定，横向抗抗弯刚度大，块块件堆放、装装卸和安装方方便。但构造造较复杂，腹腹板用钢筋网网来配筋，难难以做成刚度度大的钢筋骨骨架。跨径大大时，构件很很重，因此适适合于小跨径径桥梁，l=6—12m。eq\o\ac(○,2)T形肋梁桥：特点：制造简单，肋肋内配筋可制制成刚劲的钢钢筋骨架，主主梁之间借助助于间距为4—6m的横梁来来连接，整体体性好，接头头也方便。不不足之处是：：截面形状不不稳定，运输输和安装较复复杂；构件正正好在板的中中间接头，对对板的受力不不利。适用跨跨径：钢筋混混凝土T形7.5-200m。预应力力混凝土T形20-40mm.几种派生形式：当当横隔梁高度度较大时，为为减轻自重可可将其中部挖挖空，但沿挖挖空部分的边边缘应做成钝钝角并配置钢钢筋，挖空不不宜过大，以以免内角处裂裂缝和过多削削弱其刚度；；保证抗剪等等条件下尽可可能减小梁肋肋的厚度，以以减轻自重，可可做成马蹄形形的梁肋底部部，这种构造造可使主筋及及预应力筋集集中的布置或或者为了满足足预应力的受受压需要，但但腹板较薄时时（如小于0.15-00.16m）对对于浇筑混凝凝土有困难；；无横隔梁的的T形简支梁桥桥，主梁间横横向联系主要要由加强桥面面板来实现，但但效果不如设设置横隔梁好好。③Ⅰ形肋梁桥组合梁结构使用。（2）整体式简支肋梁梁桥（目前应应用不多）（3）装配式简支肋梁桥桥（常用）构造型式：装配式式主梁的横截截面型式及其其配筋，沿纵纵截面上的横横隔梁布置，块件的划分方式以及块件的连接集整等几方面的问题。①装配式简支桥梁的的截面型式∏形梁桥：T形梁桥：常用②块件的划分方式即预制拼装单元的的形式。直接接影响结构受受力、构件预预制、运输、安安装以及拼接接头的施工等等各种因素，因因此应综合考考虑。Ⅰ划分原则：－按实际可能的预预制、运输和和起重条件等等，确定拼装装单元的最大大尺寸和重量量。－快件的划分应满满足受力要求求，拼装接头头应尽量设置置在内力较小小处。－接头数量要少，形形式要可靠，施施工方便。－构件要便于预制制，运输和安安装。－构件的形式和尺尺寸力求标准准化，增强可可换性，种类类应尽量减少少。Ⅱ常用的块件划分方方式：纵向竖缝划分：在在简支梁桥中中应用最为普普遍。在这种种结构中，作作为主要承重重构件的每根根主梁，包括括相应的行车车道板，都是是整体预制，接接头和接缝仅仅布置在次要要构件如横梁梁和行车道板板内，或直接接用螺丝连接接。而且结构构构件全为预预制拼装，不不需要现浇混混凝土。主梁梁施工可靠，施施工也方便。缺缺点：构件尺尺寸和重量大大，运输安装装困难。纵向水平缝划分：：减轻拼装构构件的起重重重量和尺寸，便便于集中预制制和运输安装装。可用纵向向水平缝将桥桥梁的全部梁梁肋与板分隔隔开，再借助助于纵横向的的竖缝将板划划分成平面呈呈矩形的预制制构件。施工工时先架设梁梁肋，再安装装预制板，然然后在接缝内内或连同在板板上现浇混凝凝土使结构连连成整体。这这样的装配式式梁桥常称为为组合式桥梁梁。由于在主主要的承重结结构的梁肋与与翼板之间存存在混凝土施施工缝，大大大削弱了梁板板之内抵抗弯弯曲剪应力的的能力。因此此，为使组合合梁可靠的整整体受力，就就必须保证接接合面的抗剪剪强度。通常常以适当加大大肋顶宽度和和借助自身内内的伸出钢筋筋来达到。施施工时，接合合面按规定作作接缝处理。另另外，组合梁梁是分阶段受受力的。纵横向竖缝：进一一步减小尺寸寸和减轻重量量，用纵横向向竖缝把主梁梁划分成小段段。在安装对对位后串联以以预应力筋施施加预压力才才能保证所有有接缝具有足足够的连接强强度，使梁整整体受力，这这种梁也叫串串联梁。目前前在国内较少少使用。③装配式钢筋混凝土土简支T梁桥构造Ⅰ构造布置A主梁布置：主要选定主梁间距距：一般在1.6—2.5m之间，对于于净—7+2×1..0m的桥面面净空，一般般采用主梁间间距为1.66m的五梁式式设计。B横隔梁布置：在T形梁桥中，横隔梁梁起着保证各各根主梁相互互连接成整体体的作用，使使各梁能协同同工作。一般般间距为4—6m。Ⅱ截面尺寸A主梁的梁肋尺寸主梁的合理高度与与梁的间距、活活载大小有关关。对于跨径径10m和20m的T梁，梁高与与跨径之比（高高跨比）的经经济范围为1/11—1/16。跨径大的的取偏小值。标标准设计：ll=10，13，16，20m时，梁梁高采用0.9，1.0，1.1，1.3m。梁肋宽度常用155—18cm，视视梁内主筋直直径和钢筋骨骨架的片数而而定。B主梁翼板尺寸宽度视主梁间距而而定，预制时时，比主梁中中距小2cmm，便于安装装（调整梁位位置和制作的的误差），厚厚度应满足强强度和构造最最小尺寸的要要求。一般为为变厚度，与与梁肋衔接的的厚度应不小小于主梁高度度的1/12。具体尺寸寸有两种处理理方法：板的的受力钢筋全全部设在翼板板内，端部一一般取8cmm。另一种是是翼板只承担担本身自重，受受力钢筋布置置在钢筋混凝凝土铺装层内内，端部厚度度6cm。C横隔梁尺寸横隔梁高度应保证证具有足够的的抗弯刚度，通通常为3/4主梁高。当当梁肋下端为为马蹄形加宽宽时，伸至加加宽处。肋宽宽为12—16cm。做做成上宽下窄窄和内宽外窄窄的契形，以便脱脱模工作。Ⅲ主梁钢筋构造A一般构造：包括主筋、架立筋筋、斜筋、箍箍筋和分布筋筋等几种。构构造要点如下下：a主筋可在跨中适当当位置处切断断或者弯起。当当切断时，被被切断的钢筋筋应当比理论论切断点再放放长一个规定定的锚固长度度，弯起钢筋筋应按圆弧弯弯折，圆弧半半径不小于10d。b至少应有两两根，并不少少于20%的主筋伸过过支承截面，以以保证主筋在在梁端有足够够的锚固长度度和加强支承承部分的强度度。c简支梁两侧主筋应应伸出支点截截面以外，并并弯成直角顺顺梁端延伸至至顶部。两侧侧间不向上弯弯曲的受拉主主筋伸出支承承截面的长度度，对带半圆圆弯钩的光钢钢筋不小于15d，对带直角角弯钩的螺纹纹钢筋不小于于10d。d当需要配置斜筋用用于抗剪时，斜斜筋应焊于主主筋和架立筋筋上，斜筋与与梁轴线一般般成45°角。e当T形梁的梁肋高度大大于100ccm时，应配配置纵向防裂裂分布筋。其其截面积对于于整体浇注时时，As=（0.00005—0.00110）bh。对于焊接接骨架的薄壁壁梁时As=(00.00155—0.00220)bh..靠近下缘布布置密些。f箍筋间距不大于梁梁高的3/4和50cm。且且梁支点附近近的第一个箍箍筋应设置在在距支承边缘缘5cm处。g混凝土保护层的厚厚度应符合“桥规”规定。h主筋间净距不小于于3cm或1.25d。当有困难难时，可将主主筋叠置并与与斜筋，架立立筋一起焊接接成钢筋骨架架。焊接时，必必须满足焊接接要求：即焊焊缝处强度不不低于钢筋本本身。焊缝长长度不低于“桥规”规定值。i板内主筋数量由计计算确定，直直径不小于110mm，单单位板宽内不不少于5根，板内分分布筋直径≥6mm，间距≤25cm，单单位板宽内分分布筋截面积积≥15%主筋面积。在在有横隔梁部部位分布筋面面积应增至主主筋的30%。增加部分分每侧应从横横梁轴线伸出出l/4的长度（l为板的跨径径）B主梁钢筋构造实例例（自学）：：要求看懂图图5-16（配筋图）Ⅳ装配式主梁的联接接构造联接构造要求有足足够的强度，以以保证结构的的整体性，并并使在运营中中不至于因为为荷载反复作作用和冲击作作用而发生松松动。主要接接头形式有：：a焊接b螺栓接头c扣环环接头d主梁翼板的的联结构造④装配式无横隔梁简简支梁桥的构构造刚性接头：铺装层层内配置钢筋筋以及扣环接接头。这种接接头刚度大，荷荷载分布的性性能较好，但但厚度大。铰接接头：焊接钢钢板接头以及及企口铰接。⑤装配式预应力混凝凝土简支梁桥桥Ⅰ构造布置基本同钢筋混凝土土T梁。T梁梁肋下部部加宽为马蹄蹄形，满足布布置预应力筋筋和局部承压压需要。靠近近支点处腹板板加厚至与马马蹄同宽。加加宽范围最好好达一倍梁高高左右。马蹄蹄逐渐加高，适适应预应力筋筋弯起。Ⅱ截面尺寸A截面效率指标（推推导过程板书书）设截面高度为，上上、下核心距距为，预应力力偏心矩为1）预加力阶段：施加加偏心预加力力，梁上弯，自自重产生弯矩矩，合力上移移，移动了而而达到截面下下核心点，截截面上缘就达达到零应力状状态。上式说明：实际上上起到了抵消消自重的作用用，越大，可可以减少，从从而节约预应应力筋，因此此截面设计的的形心要高。2）运营阶段：截面面内合力为，在在后期恒载和和活载作用下下，从下核心心移至上核心心，移动了，此时截面下下缘应力为零零。上式表明：愈大，承承受荷载能力力愈大，设截截面效率指标标为，愈大的截面面，较为经济济，在0.45～0.50以上。B主梁高度与细部尺尺寸a主梁高度变化范围围较大，对于于常用的等截截面简支梁，高高跨比约为1/15—1/25内选取。通通常随跨径增增大而取小值值，随梁数减减少而取大值值。从经济观观点出发，较较大梁高有利利。故对于中中等跨径的预预应力混凝土土T梁，高跨比比可取1/16—1/18左右。b翼板厚度的确定同同钢筋混凝土土梁桥。c肋宽由构造和施工工要求决定，一一般较薄，采采用0.14—0.16mm。d肋下缘要扩大成马马蹄形，马蹄蹄尺寸大小要要满足预加力力阶段的强度度要求，其面面积不小于全全截面的10—20%。宽度约为为肋宽的2—4倍。管道保保护层不小于于6cm。马蹄蹄全宽部分高高加l/2斜坡高度约约为（0.15—0.20）h。斜坡宜陡陡于45°；同时马蹄蹄部分不宜过过高过大，否否则降低截面面形心，减小小e′。Ⅲ装配式预应力混凝凝土T梁的配筋特特点主要有纵向预应力力筋，架立筋筋，箍筋，水水平分布筋，承承受局部应力力的钢筋和构构造钢筋等。1）纵向预应力筋布布置主筋在跨中均靠近近梁的下缘布布置，以对混混凝土施加的的压力来抵消消荷载引起的的拉应力。a全部主筋直线形布布置：构造简简单，适合于于先张法施工工的小跨度桥桥。缺点是：：支点附近无无法平衡张拉拉负弯矩，会会在梁顶部出出现过高的拉拉应力，甚至至开裂。b截断主筋：优点是是节省钢材、张张拉摩阻力小小，但预应力力没有完全发发挥抗剪切的的作用、且梁梁在锚固处受受力和构造较较复杂。（在在横隔梁处平平缓弯出梁体体）c全部在梁端弯起锚锚固：弯起角角а≦20°以下，对减减小摩阻损失失有利。d部分在梁端，部分分在梁顶锚固固。а=25°30°。增大摩阻阻力，但缩短短预应力筋长长度，节约钢钢材，对提高高梁的抗剪能力力有利。e变高度鱼腹形梁配配筋（少用）。f预应力混凝土串联联梁：顶部配配预应力筋,防止在安装装中梁顶出现现拉应力。在上面讲到的后张张法预应力混混凝土梁中，我我们发现预应应力筋在梁端端都向上弯起起，原因何在在呢？eq\o\ac(○,1)索界图图；eq\o\ac(○,2)减余剪力力图（自学）2）配筋注意事项a通常在跨径的3分分点或4分点之间开开始将预应力力筋弯起，弯弯起后截面必必须满足强度度要求。b起弯曲线形状，可可以采用圆弧弧线，抛物线线或是悬链线线三种，曲率率半径一般不不小于4m。c在保证梁底保护层层和位于索界界内的前提下下，尽量使预预应力筋截面面重心靠下，以以增加偏心矩矩，节省钢材材。d预应力筋在满足构构造要求时，尽尽量相互靠拢拢，以减小马马蹄尺寸。此此外将适当数数量的预应力力筋布置在腹腹板中线处便便于弯起。3）纵向预应力筋的的锚固a先张法的锚固主要靠混凝土的握握裹力锚固在在梁体内。b后张法的锚固通过锚具锚固在两两端或者在梁梁体内。锚具底部对混凝土土作用很大的的压力N，而直接承承受的面积不不大，应力非非常集中。在在锚具附近不不仅有很大的的压应力，还还有很大的拉拉应力。通常常将沿锚具中中线截面上拉拉应力的合力力称作促使混混凝土拉裂的的劈裂力。因因此，为防止止锚具附近混混凝土开裂，必必须配置足够够的钢筋予以以加强。梁端锚固区，配置置构造有以下下两种常用方方式（锚固区区约等于梁高高）：－配置10×10cm加加强钢筋网。在在锚具下设厚厚度不小于116mm的钢钢垫板与直径径为8的螺旋筋。－采用带预埋锚具的的预制钢筋混混凝土端板来来锚固预应力力筋。总之：锚固在梁端端的布置应遵遵循“分散”，“均匀”的原则，尽尽量减小局部部应力集中，过过大的锚具不不如分散，小小型的有利。此此外，锚具应应在梁端对称称于竖轴布置置，锚具之间间应留有足够够的净距，以以便能安装张张拉设备，方方便施工作业业。4）其他钢筋布置按规定构造布置箍箍筋，架立筋筋和纵向水平平分布钢筋等等。（基本同同钢筋混凝土土简支梁桥）一一般不设斜筋筋，此外应注注意以下几点点：a对预应力筋比较集集中的下翼缘缘内必须配置置闭合式或螺螺旋形的加强强箍筋，间距距不大于155cm。b混凝土保护层厚度度及预应力钢钢筋净距必须须满足桥规的的最小值。c主筋可以采用部分分预应力筋和和部分无预应应力筋相结合合的方式，以以求经济合理理。d梁的端部顶面可配配置防裂的受受拉钢筋。（对对于预应力在在梁端无法弯弯起的情况）e当自重比较小时，可可在跨中部分分的顶部加设设非预应力纵向向受力钢筋。这这种钢筋在使使用阶段可提提高混凝土抗抗压性能，在在破坏阶段则则提高安全度度。f跨中下部设置钢筋筋，为了加强强混凝土承受受预压力的能能力。5）横向连接同“钢筋混凝土梁桥”，也可在横横梁内预留孔孔道，采用预预应力集整，但但预制精度要要求高，施工工稍复杂。5.2.3混凝凝土简支箱形形梁桥一般不适用于钢筋筋混凝土简支支梁桥，因为为拉区混凝土土不参与工作作，多余的梁梁底部反而加加大了自重。但但适应于全截截面参与受力力的预应力混混凝土梁。特点：抗扭能力大大，在横向偏偏心荷载的作作用下，箱梁梁桥各梁的受受力要比T梁桥均匀得多；箱梁可做成成薄壁结构，使使桥面板跨径径减小而使板板厚减薄，并并节省钢筋；；对于较大跨跨径预应力混混凝土简支梁梁桥较经济合合理；截面形状稳稳定；缺点是预制制施工复杂，安安装重量较大大。可以不设设置中横隔梁梁，但端横隔隔梁通常是必必要的。5.2.4混凝凝土组合梁桥（自学）5.3混凝土简支支梁桥的设计计设计步骤如下：（1）拟定各构件各部分分尺寸（2）恒载内力计算：：主要计算结结构自重及自自重引起的内内力，对于预预应力混凝土土梁，预加力力作用和混凝凝土收缩徐变变作用。（3）计算活载引起的内内力：汽车荷荷载、人群荷荷载、汽车冲冲击力等（4）作用效应组合：：荷载按最不不利情况进行行组合（5）结构设计计算：：－截面配筋－进行结构强度、稳稳定性、挠度、裂缝验算；；如不符合要要求时，应调调整配筋或修修改截面尺寸寸并重新计算算，直到满足为为止（6）绘制施工图纸（7）计算工程数量（8）编制设计说明书设计顺序：从主梁梁开始→横隔梁、桥面板、支座等。一一般是从桥面面板开始，从从上而下进行行。5.4行车道板（桥桥面板）的计计算5.4.1行车道板的的类型（1）单向板：长宽比比≧2（2）悬臂板：翼缘板板端边为自由由边（3）铰接悬臂板：相相邻翼缘板在在端部相互铰铰接（4）双向板：长宽比比＜2（由于用钢钢量大，构造造较复杂，目目前已很少采采用）5.4.2车辆荷载在在板上的分布布车轮压力→铺装层层→板面由于板的计算跨径径相对于轮压压的分布宽度来来说不是很大大，故在计算算中应将轮压压作为分布荷荷载处理，以以免造成较大大计算误差。车轮与桥面的接触触面实际上接接近于椭圆，荷荷载又要通过过铺装层扩散散分布，故车车轮压力在板板面上的实际际分布形状是是很复杂的。为为计算方便，把把车轮与桥面面的接触面看看作a2×b2的矩形面积积。车轮压力力通过厚度为为H的铺装层按45角向下扩散散到板顶面上上。压力面为为a1×b1。当一个重重车的后轮作作用于桥面板板上时，作用用于板面上的的局部分布荷荷载为p=（P/2）/（a1·b1）（P为加重车后后轴的轴重）5.4.3板的有有效工作宽度度（荷载有效效分布宽度）当一个荷载作用在在板上某一部部分时，不但但直接受载部部分受力，而而且相邻部分分板也参与共共同受力，只只是受力程度度不同而已。在在一定宽度范范围内板参与与工作，且该该宽度范围内内的跨中弯矩矩达到最大值值。这个宽度度就称为板的的有效工作宽宽度。（1）单向板“桥规”中对于单向板的荷荷载有效分布布宽度作了如如下规定：eq\o\ac(○,1)荷载在跨径中间时时：a=a1+l/3=a2+2H+l/3但不小于2l/3。对于几个靠近的相相同荷载，如如按上式计算，即即荷载的有效效分布宽度发发生重叠时，应应按相邻靠近的的荷载一起计计算其有效分分布宽度。eq\o\ac(○,2)荷载在板的支承处处：a′=a1+t=a2+2H+t≮l/3eq\o\ac(○,3)荷载在板的支承附附近：ax=a′+2x按以上公式计算的有有效宽度，均均不得大于板板的全宽。当当分布宽度超过板边边时，以板宽宽为界。（2）悬臂板除了直接受载板条条（a1宽度外），相邻板条也也发生挠曲变变形而承受部部分弯矩。我国“桥规”对悬臂板规定的活活载有效分布布宽度为：a=a2+2H+22b′。b′为承重板上上荷载压力面面外侧边缘到到悬臂根部的的距离。最不不利情况：a=a1+2l0。5.4.4行车道板的的内力计算对于实体的矩形行行车道板通常常由弯矩控制制设计，设计计时习惯以每每米宽板条进进行计算。（1）多跨连续单向板板的内力内力计算比较复杂杂，采用修正正系数的办法法计算弯矩：：当时（主主梁的抗扭能能力大）当时（主主梁的抗扭能能力小），为板的计算跨径剪力：可不考虑板板和主梁的弹弹性固结作用用，此时荷载载必须尽量靠靠近梁肋边缘缘布置：，矩形部分；三角形形部分（2）铰接悬臂板的内内力，（3）悬臂板的内力，，5.4.5作用用效应组合基本组合：短期效应组合：长期效应组合：5.5荷载横向分分布计算5.5.1概述述桥梁上作用的荷载载：恒载包括括自重、人行行道、栏杆等等；活载包括括车辆、人群群荷载等。当桥上作用荷载PP时，由于横向刚性必然然使荷载在X和Y方向内同时时发生传布，属属于空间计算算理论问题。但但是由于桥上上车辆荷载是是沿桥面纵横横向都能移动动的多个局部部荷载，计算算工作十分繁繁杂。因此，目前广泛使使用的方法将将复杂空间问问题转化为平平面问题求解解。在桥梁设计中，通通常用一个表表征荷载横向向分布程度的的系数m与轴重的成成积来表示分分配到某梁的的荷载，m称为荷载横横向分布系数数。显然各片梁梁的荷载横向向分布系数是是不同的，不不同类型的荷荷载其m值也各异，而而且荷载在梁梁上沿纵向的的位置对m也有影响。特殊情况：横向无无联系；横向向联结刚度为为无限大；一一般情况下，按不同的横向结结构简化计算算模型，有以下几种种不同求法：：－杠杆原理法：横向向结构视作在在主梁上断开开而简支其上上的简支梁－偏心压力法：横隔隔梁视作刚性性极大的梁，计计及主梁抗扭扭时，又称修修正偏心压力力法－横向铰接板（梁）法：相相邻主梁间视视作铰接，只传递剪力力－横向刚接梁法：相相邻主梁间视视作刚性连接接，传递剪力力和弯矩－比拟正交异性板法法：将主梁和和横隔梁刚度度换算成两向向刚度不同的的比拟弹性平平板5.5.2杠杆杆原理法（1）基本假定：忽略略主梁之间横横向结构的联联系作用，即即假设桥面板板在主梁上断断开，而当作作沿横向支承承在主梁上的的简支梁或悬悬臂梁来考虑虑。（2）计算原理：按简简支梁反力的的方式分配给给左右两根主主梁，为求主主梁承受的最最大荷载，通通常可利用反反力影响线来来进行。在此此情况下，也也就是计算荷荷载横向分布布系数的横向向影响线。有有了各根主梁梁的荷载横向向影响线，就就可根据各种种活载的最不不利荷载位置置求得相应的的横向分布系系数。（3）适用条件：①双双主梁桥，或或横向联系很很弱的无中间间横隔梁的桥桥梁；②荷载作用在在靠近主梁支支点处时（计计算最大剪力力）（4）应用举例：5.5.3偏心压压力法（1）基本假定：横隔梁梁无限刚性；；忽略主梁抗抗扭刚度（2）计算原理：偏心荷载P对各主主梁的荷载分分布偏心荷载＝中心荷荷载＋偏心力矩①中心荷载的作用：：②偏心力矩的作用：：③偏心距为的单位荷荷载对各主梁梁的总作用：：当位于号梁轴线上时时，对号主梁的的总作用的一一般公式为：：（3）适用条件：内设多多根横隔梁，且且在桥的宽跨跨比B/L≦0.5的情况时采采用（4）应用举例：5.5.4考虑虑主梁抗扭刚刚度的修正偏偏心压力法基本过程同“偏心心压力法”，但考虑主主梁的抗扭刚刚度平衡方程：为了计算任意号梁梁的荷载，利利用几何关系系代入平衡条件：，称为抗扭修修正系数。其其余过程同“偏心压力法”。5.5.5铰接板板（梁）法和刚刚接梁法（1）铰接板（梁）法法基本假定：eq\o\ac(○,1)竖向荷荷载作用下，各各片主梁的纵纵向切口处（结合缝内）只传递竖向剪力；eq\o\ac(○,2)采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律适用条件：有一定定横向连接构构造，但连接接刚性又很薄薄弱把一个空间问题，借借助按横向挠度分分布规律来确确定荷载横向向分布的原理理，简化为一一个平面问题题来处理，严严格的讲，应应当满足下述述关系：在实际上无论对于于集中轮重或或分布荷载作作用情况，都都不能满足上上式条件。但但如果采用具具有某一峰值值P的半波正弦弦荷载的话，上上述条件可以以满足。①任意荷载转换成正正弦荷载的表表达式1）均布荷载：，可以证明该式极极限为假定，按简支梁的的边界条件：：时，可以求得求出跨中挠度与弯弯矩，取首项项并与精确解解比较，误差差较小。2）集中荷载：转化化为均布荷载载与上述方法相同：：当作用于跨中时，接接近于精确解解。②铰接板桥的荷载横横向分布在作用下，铰接力，取取跨中单位长长度截割断来来分析，对于于条板梁就有有个铰接力。单单位正弦荷载载作用于1号板梁轴线线时，荷载在在各条板梁内内的横向分布布见图5-55。若已知，则则按力的平衡衡原理可求得得各块板的竖竖向荷载峰值值。按力法求解，建立立力法基本方方程：称为柔度系数。求求出代入力法法方程，设刚刚度参数，若若知道可求出出。③铰接板桥的荷载横横向影响线和和横向分布系系数上面阐明了沿桥的的横向只有一一个荷载作用用下的荷载横横向分布问题题。为了计算算横向可移动动的一排车轮轮荷载对某根根板的总影响响，最方便的方方法就是利用用该板梁的荷荷载横向影响响线来计算横横向分布系数数。④刚度参数的计算对于简支板梁，对于简支板梁，令，关于的计算可参见见“材料力学或或弹性力学”教材。⑤铰接T形梁桥计算与铰接板梁计算的的不同之处：：在计算时，方方程中所有主主系数中除了了考虑的影响响外，还应计计入T梁翼板悬臂臂端的弹性挠挠度。令，当时，可忽略的影响响；当计入时时，可利用时时的计算用表表，近似计算算：（2）刚接梁法在铰接板计算理论论的基础上，接接缝处补充引引入赘余弯矩矩就可建立计及横向刚刚性连接特点点的赘余力正正则方程。用用这一方法来来求解各梁荷荷载横向分布布问题，就称称为刚接梁法法。推导过程从略。注注意：和分别为缝端端单位弯矩作作用下所引起起的主梁扭角角和翼板局部部翘曲角；对对称弯矩作用用下接缝两侧侧不产生相对对挠度以及各各切缝两侧的的剪切位移不不引起相对转转角。，5.5.6比拟拟正交异性板板法前面介绍的几种方方法相同点是是把全桥视作作一系列并排排放置的主梁梁所构成的梁梁系结构来进进行力学分析析；不同点：：对横向结构构的连接刚性性作了不同程程度的假定。但由于实际的钢筋筋砼梁式桥结结构的多样性性，这些方法法不足以反映映与上述梁系系力学图示差差别较大的桥桥梁结构的受受力情况。比比如由主梁、连续桥面板板和多道横隔隔梁组成的钢钢筋砼梁桥，其其宽跨比较大大时，为能比比较精确的反反应实际结构构的受力情况况可把此类结结构简化为纵纵横相交的梁梁格系，按杆件系统统的空间结构构求解。也可将其比比拟简化为一一块矩形的平平板，按弹性性理论分析，目目前最常用的的是后一种方方法，即“比拟正交异异性板法”或称“G-M”法（1）弹性板的挠曲面微微分方程①空间问题的几何方方程及物理方方程（各六个个方程）②薄板小挠度弯曲理理论基本假定定（形变分量量忽略不计；；应力分量所所引起的形变变分量可以不不计；薄板中中面内各点都都没有平行于于中面的位移移）③弹性曲面的微分方方程：薄板小小挠度弯曲问问题按位移求求解，取未知知函数为，因因此把所有物物理量用来表表示，并建立立的微分方程程，即所谓弹弹性曲面微分分方程。内力与荷载的平衡衡：（正交均质质弹性薄板挠挠度微分方程程）正交异性板微分方方程：（2）比拟正交异性板挠挠曲微分方程程忽略混凝土泊松比比的影响，得得到一块在两两个正交方向向的截面单宽宽刚度为和的比拟正交异异性板。挠曲曲微分方程：：或其中：称为扭弯参参数。1946年：法国国的Guyon解决了＝0的荷载横向向分布计算问问题；1950年：Maassonnnet解决了的情况况。（3）应用图表计算荷载载的横向分布布①荷载横向影响线的的绘制：分成成若干纵向板板条，并以单单位板宽考虑虑，研究各板板条跨中挠度度与受力的关关系，可得到到：②关于K值的校核：③截面抗弯与抗扭刚刚度计算（4）应用示例5.5.7荷载横横向分布系数数沿桥跨的变化“杠杆原理法”计算算荷载位于支支点处的横向向分布系数，其其他方法均适适用于计算荷荷载位于跨中中的横向分布布系数。那么么荷载位于其其他位置时mm怎样计算？？精确计算相相当冗繁，设计中中习惯采用下下述实用处理理方法。（1）对于无中横隔梁或或仅有一根横横隔梁的情况况（2）有多根内横隔梁的的情况实际应用中，求简简支梁跨中最最大弯矩时取取计算，对于于其他截面弯弯矩计算，亦亦可取。但对于中梁梁与的差值可能能较大，且内内横隔梁又少少于三根时，以以计及沿跨径变化化影响为宜。计计算主梁剪力力时，计算端端考虑变化，远远端由于影响响线坐标较小，则可采用近近似不变的简简化计算。5.6主梁内力力计算5.6.1恒载载内力计算主梁恒截内力：主主梁自重（前前期恒截）引引起的自重内内力SG1和后期恒恒截（如桥面面铺装、人行行道等）引起起的后期恒截截内力SG2。主梁自自重内力计算算与施工方法法有密切关系系。（1）在施工过程中不发发生体系转换换。（2）在施工过程中有有体系转换。对于简支支体系梁桥，在在计算恒载内内力时，为了了简化往往将将横梁、铺装装层、人行道道和栏杆等重重力均摊给各各主梁承担，也也可根据施工工的情况分阶阶段，按荷载载横向分布的的规律进行分分配计算。计计算出恒载值值后，可很容容易计算各截截面的剪力和和弯矩。5.6.2活载载内力计算5.6.3主梁梁内力组合内力影响线；内力包络图；主梁截面的设计计计算内力：将将各类荷载引引起的最不利利内力分别乘乘以相应的荷荷载安全系数数后，按规定定的荷载组合合而得到的内内力值。5.7横隔梁内内力计算对于纵横隔梁组成成的梁格结构构，精确计算算横隔梁内力力十分麻烦。下下面介绍根据据主梁计算中中的偏心压力力法原理和比拟板法原原理计算横隔隔梁内力的两两种实用方法法。5.7.1偏压压法计算横隔隔梁内力力学模型：将横隔隔梁近似视作作竖向支撑在在多根弹性主主梁上的多跨跨支撑连续梁梁。（1）横隔梁内力影响线线当桥梁在跨中有单单位荷载作用用时，各主梁梁所受的荷载载将为，这就就是横隔梁的的弹性支承反反力。按力的的平衡条件求求横隔梁任意意截面的内力力。直接利用已经求得得的的横向影影响线来绘制制横隔梁某个个截面的内力力影响线。（2）作用在横隔梁上的的计算荷载有了横隔梁的内力力影响线，就就可以直接在在其上加荷载载计算截面内内力。但必须须注意，对于于跨中一根横横隔梁来说，除除了直接作用在其其上的轮重外，前后轮轮对它也有影影响，在计算算中可假设荷荷载在相邻横隔梁梁之间按杠杆杆原理法传布布。计算时可可按布置车辆辆荷载进行计计算或按布置置车道荷载进进行计算，取取两者中的控控制者进行结结构设计。（3）横隔梁的内力计算算在内力影响线上按按最不利布载，可求得得作用在一根根横隔梁上的的最大内力值值，然后按结结构设计原理理的方法配筋并并验算。对于横梁用焊接钢钢板接头连接接的装配式T型梁桥，应应按接头处最最大弯矩值来来确定所需钢钢板尺寸和焊焊接长度，此此时钢板所受受轴向力为：：5.7.2比拟拟板法计算横横隔梁内力（补补充原理）跨中横隔梁：（1）值计算（2）计算5.8挠度、预预拱度的计算算恒载挠度（包括长长期预应力、砼砼徐变和收缩缩作用）：短期挠度、长长期挠度活载挠度：活载挠挠度是临时出出现的，在最最不利荷载位位置下，挠度度达到最大值值，活载消失失，挠度就消消失。但车辆辆活载挠度使使梁引起反复复变形，变形形的幅度愈大大，可能发生生的冲击和震震动作用也愈愈强烈，对行行车的影响也也愈大。因此此，桥梁设计计中就需要通通过验算活载载挠度来体现现结构的刚度度特性。《桥桥规》规定：：梁桥主梁的的最大挠度不不应超过计算算跨径的，主主梁悬臂端不不应超过悬臂臂长度的。为了消除恒载挠度度而设置的预预拱度，其值通常常等于恒载和和一半静活载载所产生的竖竖向挠度值。对对于小跨径桥桥，当恒载和和静活载所计计算的挠度不不超过1/1600时，可不设设预拱度。5.9混凝土简简支梁桥的制制造和架设5.9.1简支支梁桥上部结结构施工方法法（1）就地浇筑法：（2）预制安装法：5.9.2混凝凝土简支梁桥桥的制造工艺艺（1）钢筋混凝土梁施施工工艺支立模板板－钢筋骨架架成型－浇筑筑及振捣混凝凝土－养护及及拆除模板（2）就地浇筑法施工工工艺搭设施工工支架－完成成基本施工工工艺流程－拆拆除或转移施施工支架支架是施工时的临临时承重结构构，需要进行行设计计算，以以保证支架具具有足够的强强度、刚度、支支架基础的牢牢固可靠、构构件的结合紧紧密，并要求求具有足够的的纵、横、斜斜三个方向的的连接杆件，使使支架形成整整体。支架必必须设置预拱拱度，还要设设置落架设备备，保证落架架时对称、均均匀，不应使使简支梁发生生局部受力过过大的状态。（3）后张法预应力混混凝土简支梁梁的制造工艺艺特点注意两点：一是在在钢筋成型的的同时，要按按照设计位置置布设制孔器器，即预留孔孔道，供以后后预应力筋穿穿入；二是按按照设计规定定的混凝土龄龄期强度，将将制备好的预预应力筋穿入入孔道，完成成张拉过程。预应力筋孔道的成成型预应力筋的张拉孔道压浆和锚头防防护（4）先张法预应力混凝凝土简支梁的的制造工艺特特点①张拉台座张拉台座可分为墩墩式台座和槽槽式台座两种种②预应力筋的松弛千斤顶放松；砂筒筒放松③张拉程序先张拉靠近台座截截面重心处的的预应力筋，避避免台座承受受过大的偏心心力。5.9.3装配式式混凝土简支支梁桥的安装装（1）预制构件的运输输（2）预制构件的安装装习题51.名词解释：：单向板；板板的有效工作作宽度；荷载载横向分布系系数；预拱度度；先张法；；后张法2.混凝土梁桥桥如何分类？？3.整体式板桥桥的受力、配配筋特点是什什么？4.简支斜板桥桥的主要受力力特点及配筋筋特点是什么么？5.简支梁桥的的上部构造主主要又哪几部部分构成？各各有什么作用用？6.装配式梁桥桥横向连接有有哪些方法？？7.装配式块件件划分应遵循循哪些原则？？常见的分缝缝方式有哪几几种？8.如何确定行行车道