第2篇第4章装配式简支梁桥的设计与构造

简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。简支桥梁属于单孔静定结构，它受力明确，只有正弯矩，构造简单，施工方便，常用T型截面梁；体系温变，混凝土收缩徐变，张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力，设计计算方便；简支梁对基础要求较低，能适用于地基较差的桥址上建桥；在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于予制、架设，简化施工管理，施工费用低；易于建造、标准化。第四章装配式简支梁桥的构造与设计4-1装配式简支梁桥构造类型一、装配式简支梁桥的截面形式：TT型截面如图(a)、T型如图(b)、(c)、

箱型如图（h)、(t)（1）П形截面

特点：截面形状稳定，横向抗弯刚度大，梁的堆放、装卸和安装方便，各П形梁之间用穿过腹板的螺栓连接。但这种构件的制造较复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，通常用钢筋网来配筋，难以做成刚度大的钢筋骨架。每片梁需要四个支座，易出现支座悬空

适用跨径：П形梁桥一般只用于l

=6～12m的小跨径桥梁。（2）T形梁桥

优点：制造简单，肋内配筋可制成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助于间距为4～6m的横隔梁来连接，整体性好，接头也方便。

不足之处：运输和安装过程中，截面形状不稳定；构件正好在板的中间接头，对板的受力不利。

适用跨径：钢筋混凝土T形7.5-20m。预应力混凝土T形20-40m。

几种派生形式：当横隔梁高度较大时，为减轻自重可将其中部挖空，但沿挖空部分的边缘应做成钝角并配置钢筋，挖空不宜过大，以免内角处裂缝和过多削弱其刚度；保证抗剪等条件下尽可能减小梁肋的厚度，以减轻自重，可做成马蹄形的梁肋底部，这种构造可使主筋及预应力筋集中的布置或者为了满足预应力的受压需要，但腹板较薄时（如小于0.15-0.16m）对于浇筑混凝土有困难。（3）箱形截面梁桥

特点：抗扭能力大，在横向偏心荷载的作用下，箱梁桥各梁的受力要比T梁桥均匀得多；箱梁可做成薄壁结构，使桥面板跨径减小而使板厚减薄，并节省钢筋；对于较大跨径预应力混凝土简支梁桥较经济合理；截面形状稳定；

缺点：预制施工复杂，安装重量较大。

注意：可以不设置中横隔梁，但端横隔梁通常是必要的。－按实际可能的预制、运输和起重条件等，确定拼装单元的最大尺寸和重量。－快件的划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处。－接头数量要少，形式要可靠，施工方便。－构件要便于预制，运输和安装。－构件的形式和尺寸力求标准化，增强可换性，种类应尽量减少。块件划分遵循的一般原则1.纵向竖缝划分主梁、行车道板整体预制

接头、接缝仅布置在次要构件一一横隔梁(板)和行车道板（或道碴槽板）内。优点：结构部分均为预制拼装，不需要现浇混凝土。这种划分方法使主梁受力可靠，接缝较合理，施工也方便。缺点：构件的尺寸、重量较大、运输与安装较困难。2.纵向水平缝划分（迭合梁、组合梁）优点：预制构件的尺寸有所减小。缺点：施工的工序增加了。安装梁肋—翼板的 矩形块件—砼接缝（增加的工序）·2.纵向水平缝划分（迭合梁、组合梁）用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，再借助纵横向的竖缝将板划分成矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后在接缝内或连同板现浇一部分混凝土使结构连成整体

优点：预制构件的尺寸有所减小。缺点：抗剪能力弱，必须保证结合面的抗剪强度。施工的工序增加了。安装梁肋—翼板的 矩形块件—砼接缝

适当加大肋顶宽度和借助肋内的伸出钢筋来提高抗剪强度。施工时，结合面应按规定作接缝处理。纵缝水平缝装配式梁简支T梁与组合梁的应力图比较从图中可见，当跨度稍大而恒载占重要份量时，组合梁梁肋顶缘的压应力起控制作用。由此可知，组合式梁桥拼装单元吊装重量的减轻，是用增加材料耗费和施工复杂性的代价换来的，故一般跨径不能做得太大。目前组合梁桥常用于净跨7.5～15m的简支梁桥，3、纵横向竖缝划分为进一步减小拼装构件的起吊重量和尺寸，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。

需要用预应力筋将架设后的梁段串连，所以也叫“串连梁”特点：尺寸小，重量轻，可以工业化制作，施工麻烦。纵向预应力筋孔道横向预应力筋孔道4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥一、一般构造二、主要截面尺寸三、配筋特点四、联结、局部构造装配式梁简支T梁概貌一、一般构造常用跨径——8.0

20m高跨比的经济范围1/11~~1/16主梁布置主梁间距不仅与钢筋和混凝土的材料用量以及构件的吊装质量有关，而且还设计翼缘板的刚度等问题。梁距通常在1.5~2.2米之间2.横隔梁布置横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互连接成整体的作用，它刚度越大，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作，桥梁的整体性能越好。但设置横隔梁使施工复杂。T形梁桥的端横隔梁是必须设置的，它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性、而且能增加全桥的整体性。有中间横隔梁的梁桥，布置在跨中及4分点，荷载横向分布比较均匀。一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于10米，当跨径较大时，增设横隔梁。装配式梁简支T梁横隔板构造装配式梁简支T梁横隔板构造二、主要截面尺寸主梁梁肋尺寸①高度：1/11

1/16L(随跨径增大取小值，随梁数减小取大值）10m跨－梁高0.9m；

13m跨－梁高>1.0m；

16m跨－梁高>1.1m；20m跨－梁高>1.3m②腹板宽度b:满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固混凝土要求。不应小于14cm（15～18），视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。主梁间距小于2米时，梁肋全长相等，大于2米时，梁端2.0～5.0范围梁肋可逐渐加宽至30cmhb6～8cm翼缘板尺寸1.宽度宽度比梁间距小2cm，以便在安装过程中易于调整T梁的位置和制作上的误差。2.厚度根部厚度不小于主梁高1/10,一般为变厚度。预制T形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100mm;当预制T形截面梁之间采用横向整体现浇连接时，其悬臂端厚度不应小于140nunoT形和I形截面梁，在与腹板相连处的翼缘厚度，不应小于梁高横隔梁尺寸（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①同高;为运输、安装稳定，应与主梁同高。（2）厚度:最常用的为12～16cm，上宽下窄内宽外窄。可挖空；三、主梁钢筋构造主钢筋斜筋箍筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强钢筋4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式梁简支T梁钢筋图1.主钢筋

承受正弯矩，抵抗拉力，设置在梁肋的下缘主筋常用直径为14～32mm,不超过40mm；焊接钢筋骨架中的受拉主筋通过支点数：通筋多于 两根，且不少于主筋总面积的20%。梁两侧的受拉主钢筋应伸出支点截面以外，并弯成直 角顺梁端延伸至顶部。两侧之间不向上弯曲的受拉主 钢筋伸出支承截面的长度，对带半圆弯钩的光钢筋不 小于15d，对带直角弯钩的螺纹钢筋不小于10d。纵向受力钢筋常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，部分锚固在梁体。2.斜钢筋

增强梁体的抗剪强度

由主钢筋弯起的斜向钢筋用来增强梁体的抗剪强度，当无主钢筋弯起时，需要配置专门的焊与主筋和架立钢筋上的斜钢筋。弯起角宜取4503.箍筋通常垂直于梁的轴线布置，作用是承受部分主拉应力，固定纵向受力钢筋，保证梁截面内受拉区和受压区的联系。直径不小于8mm,且不小于主筋直径的1/4；箍筋间距不得大于梁高的1/2,也不得大于40cm；当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15倍，且不应大于400mm。在钢筋绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，当绑扎搭接钢筋受拉时不应大于主钢筋直径的5倍，且不大于100mm;当搭接钢筋受压时不应大于主钢筋直径的10倍，且不大于200mm。在支座中心向跨径方向一倍梁高的范围内，其间距不宜大于10cm。箍筋末端应做成弯钩，弯钩角度可取135°；配筋率:R235钢筋不小于0.18%,HRB335钢筋不小于0.12%。近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护层距离处。钢筋最小保护层厚度焊接钢筋骨架:双面焊缝，单面焊缝4.架立筋

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。直径一般采用10～22mm。5.纵向分布钢筋当T梁梁肋高度大于100cm时，为防止梁肋侧面因砼收缩等原因导致裂缝，需设置纵向防裂的分布筋。钢筋面积：式中：

b－梁肋宽度，h－梁全高。当梁跨较大梁肋较薄时，取较大值。钢筋直径Φ6～Φ8。布置：下部布置得较密，上部较稀。间距一般采用100-150mm。6.翼板配筋

T梁翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以承受悬臂的负弯矩，在顺主梁跨径方向还应设置少量的分布钢筋。板内主筋的直径d≥10mm，每米板宽内≥

5根。分布筋的直径d≥6mm，间距≤250mm，在单位板宽内分布筋的截面积≥主筋截面积的15％，在有横隔粱的部位分布筋的截面积应增至主筋的30％，以承受集中轮载作用下的局部负弯矩，所增加的分布筋每侧应从横隔梁轴线伸出L/4(L为板的跨径)的长度。7.支座下局部加强钢筋

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、台帽产生劈裂现象。所以应在梁端底层主钢筋的上、下侧各设一层6～8cm的钢筋网，以增加梁端混凝土的抗裂强度。

a).钢板焊接联接

b).钢筋扣环联接第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥四、装配式主梁的连接构造接头要求

1）足够的强度，（2）不因荷载反复作用和冲击作用而发生松动接头形式

在横隔梁靠近下部边缘的两侧和顶部的翼板内均埋有焊接钢板A和B，焊接钢板则预先与横隔梁的受力钢筋焊在一起做成安装骨架。当T梁安装就位后即在横隔梁的预理钢板上再加焊盖接钢板使联成整体。端横隔梁的焊接钢板接头构造与中横隔梁者相同，但由干其外侧(近墩台一侧)不好施捍，故焊接接头只设于内侧。相邻横隔梁之间的缝隙最好用水泥砂浆填满，所有外露钢板也应用水泥灰浆封盖。装配式梁简支T梁横隔板钢板联结特点:强度可靠，焊后立即承载，施工较困难。装配式梁简支T梁横隔板钢板联结装配式梁简支T梁横隔板扣环联结做法:伸出钢筋扣环A一按腰圆接头扣环B一插短分布钢筋一浇混凝土（0.2～0.5m）(3)桥面板横向扣环接头五.装配式无横隔梁桥简支梁桥的构造接头要求

1）足够的强度，（2）不因荷载反复作用和冲击作用而发生松动刚性接头刚性接头既可承受弯矩，也可承受剪力。铰接接头铰接接头，只能承受剪力

a)钢板铰接接头

b)混凝土企口式接头钢板铰接接头混凝土企口式接头六、装配式钢筋混凝土宽肋矮T梁的构造特点

对于较小跨径的梁桥(一般在10～13m以下)，当建筑高度受到限制时，也可修建宽肋式的矮T形梁桥。其肋宽约为0.3～0.50，梁高较矮，高跨比约为1/13～1/18。主梁的钢筋构造采用主筋散排的绑扎钢筋骨架。特点：？

优点:建筑高度小，梁体稳定性好，模板简便(也可用土模)，不用捍接钢筋骨架，施工机具少。由于T梁翼板的缩短，节省了板内钢筋，而且主筋可尽量布置在底层，增加了有效高度。缺点是混凝土用量增加，吊装重量增大，不宜用于较大跨径。作业：1、简支斜板桥的受力和配筋有何特点?2、装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些?3、如何进行装配式钢筋混凝土T形简支梁桥的尺寸拟定?一、构造布置常用跨径——2050m

主梁布置:梁距通常在1.6～2.5米之间;大跨度尽量增大梁距4-3装配式预应力钢筋混凝土简支梁桥我国《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。三、结构布置3、预应力混凝土简支梁的构造特点公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：25、30、35、40m(后张)二、截面尺寸1.截面效率指标ρ总偏心ebZ(2～4)b预应力筋(0.12～0.2)h

核心距越大，钢束一定的条件下，则截面承载力越高。设计时，应尽量增大，即增大核心距，增大增大，梁宽增大，采用箱形截面。通常希望。主梁尺寸要求等截面简支梁高跨比可在1/15～1/25内选取，中等跨径一般取1/18～1/16。但当跨度>50m时，可做成变截面梁。肋厚b=0.18～0.20m。下马蹄（面积不小于全截面的10—20%

）：马蹄总宽度约为肋宽的2

4倍，并注意马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不宜小于60mm。马蹄高度约为梁高的（0.15

0.20）倍，斜坡宜陡于45

，同时马蹄部分不宜过高过大，否则降低截面形心。说明:马蹄逐渐加高，离锚固端一倍梁高范围内，腹板厚加宽至与马蹄同宽。标准设计中，一般采用自第一道内横隔梁向梁端逐渐变化的形式。三、钢筋构造主梁受力钢筋为预应力筋箍筋锚下局部加强钢筋翼板横向钢筋架立钢筋分布钢筋一般不设斜筋——减余剪力图1）预应力钢束布置方案直线配束

全部主筋直线形布置构造最简单，它仅适合于先张法施工的小跨度梁。其主要缺点是支点附近无法平衡的张拉负弯矩会在梁顶出现过高的拉应力，甚至导致严重开裂。曲线配束（用得最多）

对于长度较大的后张法梁，如采用直线形预应力筋时，为了减小梁端附近的负弯矩并节省钢材，亦可象普通钢筋混凝土梁内一样，将主筋在梁的中间截面处截断。此时，应将预应力筋在横隔梁处平缓地弯出梁体，以便进行张拉和锚固。

这种布设的主要优点是主筋最省、张拉摩阻力也小，但预应力筋没有充分发挥抗剪作用，且梁体在锚固处的受力和构造也较复杂。

全部在梁端弯起锚固：弯起角а≦20°以下，对减小摩阻损失有利。适用于预应力筋数量不多的情况部分在梁端，部分在梁顶锚固。а=25°--30°。增大摩阻力，但缩短预应力筋长度，节约钢材，对提高粱的抗剪能力有利。适用于预应力筋较多或梁高受限制，梁端不能锚固所有预应力筋根据弯矩图形设计的变高度鱼腹形梁配筋，重量轻，但是施工和安装复杂（少用）。预应力混凝土串联梁：顶部配预应力筋,防止在安装中梁顶出现拉应力。2）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Mg1/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3）预应力钢束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，通常在三分点一四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;4）预应力筋在横截面内的布置

(1)布置原则①保证梁底保护层和位于索界内②预应力钢筋的重心尽量靠下;③尽量相互靠拢，使构件尺寸紧凑④腹板中线处适量布置。（2）布置要求先张法：后张法：适量的钢筋布置在腹板中线处，以便于弯起梁端钢束布置应遵循“均匀，分散”的原则5）纵向预应力筋的锚固

先张法：主要靠混凝土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或梁内锚具底部对混凝土作用很大的压力N，而直接承受的面积不大，应力非常集中。在锚具附近不仅有很大的压应力，还有很大的拉应力。(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)锚具之间应留有足够的净距。预应力混凝土梁（后张法）锚固区构造

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(10XlOcm）;（2）螺旋筋（φ8）;

（2）钢垫板(h≥16mm)。也可采用预埋锚具的预应力混凝土端板来锚固预应力筋除了加强钢筋骨架外，锚具下设两层交叉形钢筋网封锚: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C30o锚固区的加强钢筋制管孔的直径应比预应力钢筋的直径大10mm，铁皮套管应大20mm4）其它非预应力钢筋布置

在预应力梁中无斜筋（因为梁肋承受的主拉应较小），其它同钢筋混凝土梁，按构造布置（1）箍筋的配置（≥直径6mm）①腹板内，箍筋间距不大于25cm。②自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采