混凝土梁式体系桥梁的设计与构造

第二篇梁式桥构造主讲人：焦驰宇提纲123概述简支板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造第一节混凝土梁桥的特点受力特点分类概述1概述1受力特点——

以主梁受弯承担使用荷载，结构不产生水平反力概述1<截面最大应力材料容许应力材料类型、强度截面弯矩截面形状结构体系（施工方法）建筑材料梁桥的跨越能力主要取决于：结构体系（施工方法）、截面形式及建筑材料概述1混凝土梁式桥钢筋混凝土预应力混凝土箱形肋形板形预制装配现浇悬臂连续简支建材体系施工截面概述1混凝土梁桥的优点造价低耐久性好可塑性强刚度大噪音小概述1受拉时，钢筋可以有相当大的弹性变形，而混凝土的极限弹性变形很小，拉力稍大便会发生脆性断裂。裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制，一般为0.2~0.3mm承载能力大部分消耗于结构自重，限制了其跨越能力裂缝宽度的限制使得钢筋混凝土结构无法利用高强度材料减轻自重钢筋混凝土梁桥的缺点：易开裂自重大中、小桥梁数量多，工程量大，钢筋混凝土桥在桥梁工程中占有重要地位。概述1预应力

－结构承受荷载前预先施加的永久性内应力。概述1预应力混凝凝土梁桥的的特点预先储存了了压应力的的新型混凝凝土材料基本原理：：以混凝土为为支承而张张拉钢筋，，从而使钢钢筋在预先先受拉的同同时使混凝凝土预先受受压，以抵抵消外荷载载所产生的的拉应力，，延缓或避免出现裂缝。。概述1预应力砼构构件施工工艺预应力度先张法后张法全预应力部分预应力力A类构件B类构件概述1先张法工艺艺：张拉预应力力筋、、立模浇浇筑混凝土土、放松松切断力筋筋设备：台座、、锚具具、张拉拉千斤顶应用：直束，工厂厂长线预制制概述1先张法后张法工艺艺：1.立模浇筑混混凝土、预预埋波纹管管；2.穿束、张拉拉3.锚固压浆设备：锚具、管管道、张张拉千斤顶顶用途广泛：：曲线束，现现场浇筑后张法概述1概述1预应力度全预应力部分预应力力A类部分预应力力B类高强度高性性能混凝土土高强度预预应应力钢筋一般不低于于40号，收收缩缩量小，易易于浇筑施施工（添加加外加剂））预应力钢筋和管管道壁之间的摩摩擦锚具变形、钢筋筋回缩和拼装构构件的接缝压缩缩混凝土养护时预预应力钢筋与台台座间的温度差差混凝土弹性压缩缩预应力钢筋的应应力松弛混凝土的收缩和和徐变相当可观的预应力损失预应力混凝土的的基本材料高强度钢丝钢铰线热轧低合金钢筋筋概述1二、预应力砼结结构的优缺点优点：（1）构件抗裂性好好，刚度大。在使用荷载作用用下，构件不出出现裂缝或推迟迟出现，刚度提提高，耐久性增增强。（2）节省材料，减减少自重。采用高强度材料料，钢筋用量少少，截面尺寸小小。（3）剪力、主拉应应力小曲线束减小剪力力，预压应力减减小主拉应力。。（4）结构安全，质质量可靠施加预应力，钢钢束及砼都将经经历一次强度检检验。（5）疲劳性能好砼全截面工作，，应力幅小。概述1缺点：（1）工艺复杂，质质量要求高，需需配备专业队伍伍；（2）需专门设备，，如张拉机具、、灌浆设备；（3）预应力反拱不不易控制，随砼砼徐变增大，影影响使用效果；；（4）开工费用大，，跨径小、构件件数量少，成本本高。但是，以上缺点点是可以设法克克服的。例如，，在用于跨径较较大的结构，或或跨径不大但构构件数量很大时时，采用预应力力砼就比较经济济。概述1一、按截面类型型划分板桥优点：施工方便、建筑筑高度小缺点：自重大分类：空心板、实心板板用途：适合于小跨径径桥梁概述1肋梁式截面形、I形、T形截面效率指标多用于纵向分缝缝装配式桥梁适合于中等跨径径简支桥梁概述1箱形截面单箱单室、单箱箱多室分离多箱整体性能好，抗抗扭惯矩大上下缘均可受压压、适合于连续桥梁梁适合中等以上跨跨径桥梁施工模板复杂概述1二、按体系划分分简支梁优点：施工方便静定体系对地基基要求不高弯矩最大缺点：适合于小跨径桥桥梁概述1概述1悬臂梁桥单悬臂、双悬臂臂卸载弯矩使跨中中弯矩大大减小小静定体系对地基基要求不高跨中有接缝，行行车条件不好跨中的牛腿、伸伸缩缝，易损坏坏适合于中等以上上跨径桥梁施工不方便概述1概述1概述1概述1连续梁桥恒载、活载均有有卸载弯矩行车条件好超静定体系对地地基要求高适合于中等以上上跨径桥梁概述1概述1概述1T形刚构桥卸载弯矩类似于于悬臂梁适合于悬臂施工工、节省支座静定体系对地基基要求不高跨中的牛腿、伸伸缩缝，易损坏坏行车条件不好适合于中等以上上跨径桥梁概述1概述1概述1连续刚构桥综合连续梁与T构的优点超静定体系对地地基要求高适合于中等以上上跨径的高墩桥桥梁概述1概述1引言1简支梁桥的施工工方法及适用的的环境简支梁桥最直接接的想到的施工工方法建造桥墩吊装大梁困难:对于全宽的桥梁梁：自重大、体体积大、整体吊吊装很困难解决的途径:发展超大型设备备分块吊装满堂支架现场制制作.简支梁桥的跨径径布置及控制因因素材料板式截面肋板式截面箱形截面槽形梁桁架实心板空心板T型I形单箱多箱钢筋混凝土<6m材料使用效率控制<8m裂缝控制公路<20m铁路<16m裂缝控制预应力混凝土<8m材料使用效率控制铁路<10m公路<20m装配式受铰缝控制铁路<32m运输条件控制公路<50m吊装重量控制与T梁类似，主要用于公路<32m整孔<64m节段吊装控制，主要用于铁路<35m吊装控制主要用于公路20~25m主要用于铁路或轻轨钢<40m材料使用效率控制48~128m主要用于铁路钢混>40m>50m国外有尝试提纲123概述简支板桥的构造造斜交板桥的构造造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造一、概概述定义：：矩形截截面的钢筋筋砼或或预应应力砼砼板。。特点：：建筑高高度低低、施工方方便按施工工分类类：整体现现浇板板（整体体式板板）装配式式预制制板（装配配式板板）装配整整体式式板简支板板桥构构造特特点2一、整整体式式板适用范范围——常用在在4~8米跨径径、不不规则则桥桥梁梁截面形形式——实心板板、矮矮肋板板、空空心板板施工方方法——整体现现浇简支板板桥构构造特特点2简支板板桥构构造特特点2矩形截面矮肋式截面整体式式简支支板桥桥具有有整体体性好好、横横向刚刚度大大、易易于浇浇筑成成形等等优点点，在在10ｍ以下下跨径径的桥桥梁上上得到到广泛泛的应应用。。整体式式简支支板桥桥构造造图（Ｃ25）：标准跨跨径6m，行车车道宽宽7m，两边边设0.25m安全带带，汽汽车10级，履履带50级。主筋Φ>10mm@<20cm30°or45°°L/4~L/6分布钢钢筋Φ>6mm@<25cm单位长长度内内截面面积应应不少少于单单位宽宽度内内主筋筋面积积的15%简支板板桥构构造特特点2二、装装配式式简支支板1.一般构构造适用范范围结构类型截面型式l（m）h（m）钢筋混凝土实

心<80.160.36空

心6130.40.8预应力混凝土实

心空

心8200.40.85装配式式板桥桥梁高高与跨跨径简支板板桥构构造特特点2截面形形式实心板板空心板板——单孔、、双孔孔横向连连接企口铰铰——圆形、、棱形形、漏漏斗形形钢板连连接：：---简支板板桥构构造特特点2a.矩形实实心板板桥(L<8m)形状简简单，，施工工方便便，建建筑高高度小小，施施工质质量易易于保保证简支板板桥构构造特特点2装配式式简支支实心心板桥桥行车车道板板构造造:标准跨跨径6m，行车车道宽宽7m，两边边设0.25m护轮带带，汽汽-20，挂-100简支板板桥构构造特特点2预制板板安装装就位位后，，将板板中的的箍筋伸伸出预预制板板顶面面，并与相邻邻预制制板中中的箍箍筋相相互搭搭接，以铁丝绑绑扎。在企企口缝缝内填筑ＣＣ30小石子子混凝凝土，并浇浇筑厚6cm的ＣＣ30防水水混混凝凝土土铺装装层层使使之之连连成成整整体体。。简支支板板桥桥构构造造特特点点2b.矩形形空空心心板板桥桥将装装配配式式板板桥桥截截面面中中部部分分挖挖空空，，做做成成空空心心板板，，不不仅仅能能减减小小自自重重，，而而且且可可充充分分利利用用材材料料。。空心心板板较较同同跨跨径径的的实实心心板板重重量量小小，，运运输输安安装装方方便便，，而而建建筑筑高高度度又又较较同同跨跨径径的的T梁小小，，因因而而目目前前使使用用较较广广。。简支支板板桥桥构构造造特特点点2空心心板板截截面面形形式式挖空空率率最最大大，，但但板板顶顶需需配配置置横横向向受受力力钢钢筋筋以以承承担担车车轮轮荷荷载载挖空空率率较较小小简支支板板桥桥构构造造特特点点2简支支板板桥桥构构造造特特点点2铰缝缝连连接接：：（（保保证证传传递递横横向向剪剪力力、、各各块块板板共共同同受受力力；；浅铰铰构构造造：：深铰铰构构造造：：槽槽深深度度宜宜为为预预制制板板高高的的2/3）铰缝连接接：简支板桥桥构造特特点2钢板连接接（保证传传递横向向剪力、、各块板板共同受受力；（加快工工程进度度间距：：80~150cm，中密边边疏）施工方法法先张法——长线预制制简支板桥桥构造特特点2施工方法法后张法——扁锚简支板桥桥构造特特点2装配式钢钢筋混凝凝土实心心板桥（（6m跨）简支板桥桥构造特特点2配筋特点点主要配置纵向抗弯弯钢筋抗剪不控制，，一般只设设箍筋预应力筋筋在底板板直线布布置梁端顶板板设抗拉拉钢筋简支板桥桥构造特特点2装配式普通钢砼砼空心板桥桥（8m跨）简支板桥桥构造特特点2装配式预砼板桥-（16m跨）简支板桥桥构造特特点2装配式预预应力混混凝土板板桥简支板桥桥构造特特点2提纲纲123引言简支板桥桥的构造造斜交板桥桥的构造造4混凝土简简支T梁桥的构构造5预应力钢钢砼T梁桥的构构造斜交桥梁梁的定义义桥梁上部部结构的的轴线与与桥台、、桥桥墩的支支承线不不垂直的的桥梁。。斜交板桥桥受力与与构造特特点3正桥斜桥正做做斜桥斜交板桥桥可分为为：斜板板桥、斜斜肋梁桥桥和斜箱箱梁桥斜交板桥桥能改善善线形，，但受力力比正交交板桥复复杂得多多。a.影响斜板板桥受力力的因素素斜交角：越大，斜斜桥的特特点越明明显<15º时，可取取板的斜斜长为计计算跨径径，按正正桥计算算宽跨比b/l：越大，斜斜桥的特特点越明明显支承形式式：支座个数数、支承承形式斜交板桥桥受力与与构造特特点3（1）反力特特点支撑边上上反力分分布不均均，钝角斜板桥受受力原理理斜交板桥桥的受力力特点斜交板桥桥受力及及构造特特点3（2）跨中主主弯矩荷载有向支承板板的最短距离方方向传递递的趋势势。宽跨跨比较小小时，主主弯矩方方向朝支支撑边的的垂直方方向偏转转；宽跨跨比较大大时，板板中央的的主弯矩矩垂直于于支撑边边，边缘缘的主弯弯矩平行行于自由由边。斜板的最最大主弯弯矩方向向斜交板桥桥的受力力特点斜交板桥桥受力及及构造特特点3（2）跨中主主弯矩（（续）在均布荷载载作用下下，当桥桥轴线方方向的跨跨长相同同时，斜板桥桥的最最大跨跨内弯弯矩比比正桥桥要小小，跨内内纵向向最大大弯矩矩或最最大应应力的的位置置，随随着斜斜交角角φ的变化化而自自中央央向钝钝角方方向移移动。。斜交板板桥受受力及及构造造特点点3（3）钝角角负弯弯矩荷载有有向反力力两支支承板板之间间最短距离离方向向传递递的趋趋势各各角点点受力力情况可可以用用比拟连连续梁梁的工工作，，在钝角角其负负主弯弯矩的的方向向接近近与钝钝角的的二等等分线线相正正交。。比拟连连续梁梁斜交板板桥受受力及及构造造特点点3（4）横向向弯矩矩斜板桥的跨中横横向弯弯矩比比正桥桥的要要大，可以认认为横向弯弯矩增增大的的量，相当于于跨径径方向向弯矩减小的的量。（5）扭矩矩因A、D点上翘翘，故故固定定AD点，会会产生生扭矩矩。斜交板板桥受受力及及构造造特点点3《桥规》规定：：1.当整体式式斜板桥桥的斜交交角（（板的的支撑撑轴线线的垂垂直线线与桥桥纵轴轴线的的夹角角）不大于于15o时，可按按正交交板计计算，，计算算跨径径为：：当l/b≤1.3时，按按两支支撑轴轴线的的垂直距距离的的正跨跨径计算；；当l/b≥1.3时，按按顺桥向向纵轴轴线的的斜跨跨径计计算；以上l为斜跨径，b为垂直于桥纵轴线线的板宽。2.装配式铰接斜板桥桥的预制板块，可按宽为两板边垂直距距离，计算跨径按斜跨径的正交板板计算。斜交板桥受力及构构造特点3底层主钢筋：当l≤1.3b时，桥梁宽度较大（整体式斜板桥），纵向钢筋，板中央垂直于支承边布置，边缘平行于自由边布置；横向钢筋平行于支承边布置。斜交板桥受力及构构造特点3底层主钢筋：当l>1.3b时，窄斜板桥（或或预制装配斜板桥桥中的预制斜板）），纵向钢筋平行行于自由边布置；；横向钢筋跨中垂垂直于自由边布置置，两端平行于支支承边布置。斜交板桥受力及构构造特点3为抵抗自由边的扭扭矩，可在距自由由边一倍板厚的范范围内设置加强箍箍筋斜交板桥的配筋特特点1-桥纵轴线；2-支轴线；3-顺桥纵轴线钢筋；；4-与支撑轴线正交钢钢筋；5-自由边钢筋带；6-垂至于钝角平分线线的钢筋；7-平行于于钝角平分分线的钝角钢筋斜交板桥受力及构构造特点3在板的钝角上层处应设置置垂直于钝角平分分线的附加钢筋。板的钝角底层应增设平行于钝角平平分线的附加钢筋筋；斜交板桥受力及构构造特点3斜交板桥受力及构构造特点3在钝角顶面范围内内，应在角平分线的垂直方向设置抵抗负弯矩的钢筋。为承担很大的支反反力，应在钝角底面平行于角平分线方方向上设置附加钢筋筋钝角部位的加强钢钢筋斜板桥在使用过程程中，板块有向锐角方向向转动的趋势，如果板的支座没没有锚固，应在板锐角处的墩墩台帽上设置防爬爬设备。斜交板桥受力及构构造特点3提纲123引言简支板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造装配式钢筋混凝土土简支T梁41.梁—长度远大于横截面面尺寸的一维线形形体。2.板-二维平面结构3.宽度和高度尺寸相相差不太大。装配式T梁桥构造方式一、构造类型截面形式T形、I形、槽形、箱形块件划分纵向竖缝纵向水平缝横向竖缝纵横向同时分缝装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式肋梁桥截面类型截面a），配筋受限制，，跨径不大截面b），普通钢筋混凝凝土T梁。c）,d）,e）。预应力混凝土土梁截面f），g）组合梁，吊装重重量轻，截面整体体性差。截面(h,I)。吊装重量大，亦亦可现场浇筑纵缝、横缝装配式钢筋混凝土土简支T梁4横向块件联结装配式钢筋混凝土土简支T梁4划分原则：起吊能力接缝在应力最小处处接头少、施工方方便便于安装标准化装配式钢筋混凝凝土简支T梁41、构造布置常用跨径——8.020m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间横梁布置端横梁中横梁布置在跨跨中及4分点装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁42、主要尺寸主梁—高L/11L/18，宽1518cm《公路钢筋混凝土土和预应力混凝凝土桥涵设计规规范》规定:“T形、I形或箱形截面梁梁的肋板宽度不不应小于140mm；其上下承托之间间的腹板高度，，当腹板内设有有竖向预应力钢钢筋时，不应大大于腹板宽度的的15倍。当腹板宽度度有变化时，其其过渡段长度不不宜小于12倍腹板宽度差。。”装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁42、主要尺寸主梁—翼板:1/12h，一般为变厚度度《公桥规》规定“预制T形截面梁和箱形形截面梁翼缘悬悬臂端的厚度不不应小于100mm；当预制T形截面梁之间采采用横向整体现现浇连接时，或或箱形截面梁设设有桥面横向预预应力钢筋时，，其悬臂端厚度不不应小于140mm。T形和I形截面梁，在与与腹板相连处的的翼缘厚度，不不应小于梁高的的1/10，当该处设有承承托时，翼缘厚厚度可计入承托托加厚部分厚度度；当承托底坡坡的tan大于1/3时，取1/3。箱形截面梁顶板板与腹板相连处处应设置承托；；底板与腹板相相连处应设置倒倒角，必要时也也可以设置承托托。箱形截面梁梁顶底板的中部部厚度，不应小小于板净跨径的的1/30,且不应小于200mm。”装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁4横隔梁横隔梁的作用是是将主梁联结为为整体，使各根根主梁共同受力力。因此，应保保证横隔梁具有有足够的抗弯刚刚度，以确保主主梁之间的联结结效果。横隔梁的高度一一般取主梁高度度的3/4左右，横隔梁的的肋宽通常采用用120－160mm。梁肋下部呈马马蹄形加宽时，，横隔梁延伸至至马蹄的加宽处处。装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁43、钢筋构造主钢筋斜筋箍筋翼板横向钢筋横梁钢筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强强钢筋装配式钢筋混凝凝土简支T梁4《公桥规》规定：①钢筋混凝土梁内内纵向受拉钢筋筋不易在受拉区区截断；如需截断时，，应从按正截面抗抗弯承载能力计计算充分利用该该钢筋强度的截截面至少延伸（La+ho）长度,此处La为受拉钢筋最小小锚固长度，h0为梁截面有效高高度；同时应考虑从从正截面抗弯承承载力计算不需要该钢筋的的截面至少延伸伸20d（环养树脂涂层层钢筋25d），此处d为钢筋直径。纵纵向受压钢筋如如在跨间截断时时，应延伸至按计算算不需要该钢筋筋的截面以外至至少15d（环养树脂涂层层钢筋20d）。装配式钢筋混凝凝土简支T梁4图中A-A：钢筋强度充分分利用截面B-B：按计算不需要要钢筋1的截面；①②③④钢筋批批号；1－弯矩图装配式钢筋混凝凝土简支T梁4②钢筋混凝土梁的的支点处，应至少有2根且不少于总数数的1/5的下层受拉主钢钢筋通过，两外侧钢筋，，应延伸出端支点点以外，并弯成成直角，顺梁高高延伸至顶部，，与顶层纵向架架立钢筋相连。。两侧之间的其它它未弯起钢筋，，伸出支点截面面以外的长度不应小于10倍钢筋直径（环养树脂涂层层钢筋为12.5倍钢筋直径）；；R235钢筋应带半圆钩钩。装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁4斜筋《公桥规》规定：①钢筋筋混凝土梁当设设置弯起钢筋时时，其弯起角宜取45o。受拉区弯起钢钢筋的弯起点，，应设在按正截面面抗弯承载力计计算充分利用该该钢筋强度的截截面以外不小于于h0/2处，此处h0为梁的有效高度度；装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁4箍筋《公桥规》规定：钢筋混凝土梁中中应设置直径不小于1/4主筋直径的箍筋，其配筋率对R235钢筋不应小于0.18%，HRB335钢筋不应小于0.12%。箍筋间距应不不大于梁高的1/2且不大于400mm；装配式钢筋混凝凝土简支T梁4翼板横向钢筋、、架立钢筋、分分布钢筋装配式钢筋混凝凝土简支T梁4保护层厚度装配式钢筋混凝凝土简支T梁4横隔梁钢筋装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁44、横向连接钢板连接螺栓连接现浇接缝企口铰扣环式接头装配式钢筋混凝凝土简支T梁4钢板连接装配式钢筋混凝凝土简支T梁4螺栓连接装配式钢筋混凝凝土简支T梁4现浇接缝装配式钢筋混凝凝土简支T梁4装配式钢筋混凝凝土简支T梁4提纲