桥梁工程课件

波折腹板组合箱梁桥--内容构成*波折腹板组合箱梁桥—箱梁的分类及其特点*

箱梁

钢箱梁

混凝土箱梁

组合箱梁

闭合截面组合箱梁

槽形截面组合箱梁

双重截面组合箱梁

波折腹板组合箱梁☆波折腹板组合箱梁桥—提出的缘由*

混凝土箱梁腹板厚度、自重较大，特别是设置预应力筋

预应力筋外移、即采用体外索后，自重能得到部分减轻

腹板与顶底板形成一体，顶底板的温差及其腹板的干燥收缩引起的应力问题比较突出，会出现各种各样的裂缝，严重地影响了承载性能及其耐久性。

法国的桥梁工程界在这方面作了许多开创性的工作，即通过用预制混凝土腹板、平板钢腹板或波折钢板腹板，来改善力学性能及其减轻上部结构自重的目的。

波折腹板组合箱梁桥—提出的缘由*

法国的Vecchio桥，预制混凝土腹板互不相连、腹板与顶底板的连接是通过在腹板中设置预应力钢筋来实现。

预制混凝土腹板通常是在工厂浇注，质量容易确保，在保持抗剪性能、减轻自重的同时，而且在施工时干燥收束变形基本上已稳定。顶板锚固端预制腹板预应力筋底板固定端波折腹板组合箱梁桥—提出的缘由*

法国的LaFerteSaint-Aubin桥，用钢腹板来代替混凝土腹板的简支箱梁桥，采用了体外索施加纵向预应力。

钢腹板与混凝土顶底板之间通过各种连接件比较容易结合在一起，但是在施加纵向预应力时钢腹板损失了部分预应力，并且为防止发生局部屈曲必须焊接纵向加劲肋。波折腹板组合箱梁桥—提出的缘由*混凝土顶板体内索波折腹板体外索混凝土底板横隔板体内索腹板

法国于1986年提出用弯成波折形状的薄壁钢板，来代替混凝土腹板，建成跨度31m+43m+31m、首座连续波折腹板组合箱梁桥。

波折腹板组合箱梁桥—技术特点◆用波折钢腹板替代混凝土腹板，主梁自重大约可以减轻20%；◆波折钢板是利用弯折成形的波形几何形状来代替加劲肋，具有很高的抗剪强度；◆波折腹板在桥梁纵向刚度几乎为零，使腹板、上下混凝土翼缘板相互不受到约束，徐变、干燥收缩、温差等的影响减小；◆波折腹板在桥梁纵向刚度几乎为零，大幅度提高了施加预应力的效率；◆箱梁腹板制作可以实行工厂化，并且伴随着自重的减轻，架设更容易。

*波折腹板组合箱梁桥—现状与发展*德国Altwipfergrund桥，在建波折腹板组合箱梁桥—现状与发展日本，栗东低塔斜拉桥最大跨径为170m*波折腹板组合箱梁桥—现状与发展日本、矢作川斜拉桥174.7m+2×235.0m+174.7m

*波折腹板组合箱梁桥—现状与发展日本、日见低塔斜拉桥91.8m+180m+91.8m

*波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*

纵向立面布置—形式◆当采用等高截面时，能够加大跨中截面高度，提高体外索的偏心量◆当跨度更大时就要考虑采用变截面梁，即折线或曲线变化形式箱梁高度变化形式(b)折线变化(a)直线变化(c)曲线变化(d)等高腹板波折腹板波折腹板波折腹板波折腹板波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*(b)本谷桥

波折腹板—形状特点◆本谷桥腹板间是采用螺栓连接，要确保直线部分能够布置3列螺栓，为此其波折腹板的弯曲半径仅为板厚的7倍。波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*

横隔梁板—波折腹板箱梁与混凝土箱梁的截面性能比较(b)波折腹板箱梁(a)混凝土箱梁波折腹板箱梁与混凝土箱梁的截面性能比较截面刚度单位波折腹板箱梁（S）混凝土箱梁（C）S/C截面积(A)m25.807.120.81纵向抗弯刚度(EI)kNm21.74×1081.92×1080.91横向抗弯刚度(EI)kNm21.25×1081.67×1080.75抗剪刚度(GA)kN2.08×1062.73×1070.08抗扭刚度(GJ)kNm26.57×1071.66×1080.40波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*

体外索及其锚固块—体外索布置方式的比较(b)集中方式(a)分散方式体外索的布置方式体内索转向块体外索体外索横隔板体内索预留孔波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*

体外索及其锚固块—体外索布置方式◆结构索通过跨内的各横隔板转向加以布置，而每块节段梁是用2根施工索进行悬臂架设。◆每块节段梁的长度为4.8m，在箱梁内侧设置2个锚固块固定施工索。施工索布置的实例(mm)(a)立面图(b)平面图波折腹板组合箱梁桥—结构体系及其布置*

箱梁横截面的构造形式—横向单面坡度的调整方式◆以混凝土顶板厚度来调整；◆以2腹板高度不同使顶板倾斜来调整；◆

以2腹板高度相同使顶底板同时倾斜来调整；◆以全截面倾斜来调整。(b)腹板高度变化(a)顶板厚度变化横向单面坡度的调整方式(c)顶底板倾斜(d)全截面倾斜波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板间的连接

◆桥梁纵向刚度极小，不需要承担轴力，仅仅需要考虑如何有效地承担剪力。焊接连接形式(b)贴角焊接(a)坡口焊接波折钢板波折钢板焊缝焊缝(c)用翼缘板的单面摩擦(a)单面摩擦(b)双面摩擦盖板波折腹板波折腹板螺栓高强螺栓连接形式波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类

连接

翼缘型

嵌入型

型钢连接件

开孔钢板连接件

焊钉连接件

组合方式波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类开孔钢板连接件型型钢连接件型钢筋U形钢筋型钢连接件波折钢板开孔钢板钢筋翼缘板波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类波折钢板焊钉翼缘板焊钉连接件型组合连接方式的一例波折钢板贯通钢筋钢筋孔T形钢焊钉波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类翼缘型接合的一例波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类

嵌入型连接的一例

嵌入型连接的构造贯通钢筋波折钢板连接钢筋波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与混凝土顶底板的连接—连接形式分类连接带板用带板的嵌入型连接波折腹板组合箱梁桥—箱梁截面的连接*

波折腹板与内衬混凝土的连接—连接形式分类

与内衬混凝土间的连接(mm)

波折钢板的施工实例混凝土波折腹板内侧外侧波折腹板组合箱梁桥—锅田高架桥

*

钢筋混凝土简支梁

第一节钢筋混凝土(RC)简支梁标准设计及构造第二节钢筋混凝土(RC)简支梁设计与计算

钢筋混凝土梁桥的特点：

构造简单、适应范围广、不受基础条件限制、便于使用于曲线段、易于建造、标准化。

适用跨度范围：一般20米以下两大类：整孔式梁和分片式梁

整孔式梁：

结构较合理，横向刚度大，稳定性好；但受运梁、架梁设备的起吊能力限制，整孔式梁仅适用于就地灌注。

分片式梁：

重量轻、尺寸小，广泛采用。第一节钢筋混凝土简支梁标准设计及构造一、铁路钢筋混凝土简支梁标准设计及构造

（一）标准设计简介跨度16m及以下普遍采用。标准设计（直、曲线轮廓尺寸相同，但配筋不同）叁标桥102375年编

456810121620m跨，普高、道碴叁标桥102475年编

456810121620m跨，低高、道碴专桥1023

456810121620m跨，普高、道碴专桥1024

4568101220m跨，低高、道碴普通高度与低高度梁

普通高度：一般情况下采用1/6-1/9低高度：建筑高度受限时（平原、河网、立交）采用1/11-1/15混凝土标号高，用钢量大，有时混凝土用量增大（马蹄加大，腹扳增厚）（二）分片简支梁构造

主梁截面形式：板式(矩形)、肋式(T形、π形)板式：跨度≤6m

由于梁高低，为制造方便，采用板式截面。板下部适当减窄。由于底部支撑较宽，重心低，不会发生侧向倾覆，两片梁间无横隔板联结。肋式：跨度在8m及以上的梁由于跨度加大，梁高也相应增加为节省材料和减轻梁重，便于架设和运输，则采用肋式T形截面。单片T梁易于侧向倾覆，运输时应在梁两侧设置临时支撑，在架梁就位时，两侧也应有临时支撑保护，防止翻梁。在桥位安装就位后，须把横隔板连成整体。跨度5m的板式梁肋式截面T形、π形梁

肋式梁：以16mT梁为例介绍构造特点1、梁的总体设计（见下页图）梁长16.5m、道碴槽宽1.92m、梁高1.9m、梁中心距1.8m跨中腹板300mm→

端部490mm，以适应主拉应力的变化下翼缘宽700mm

→利于钢筋布置道碴槽板按规定最小120mm，为使道碴槽板与主梁共同工作，道碴槽与腹板相交处设梗肋，其底坡1：3→道碴槽板厚与主梁梁高比hi/h>1/10挡碴墙设有5条断缝→使墙不参与主梁工作，防止墙顶混凝土压碎。内边墙也设置断缝。横隔板：连成整体，保持横向稳定性，共同工作，防止梁受扭转变形。端横隔板比中横隔板为厚：维修或更换支座时，顶梁之用。

2、梁内钢筋布置（见下页图）

主梁受力纵筋43ф2015个编号（N1-N15）

N1-N10端部伸入受压区长度大于20倍直径，满足锚固长度，不设弯钩和直段。N11-N12

不满足锚固长度，需弯转至受压区N13-N14

不满足锚固长度，需加直段。N15

伸入支座N1-N7

布置在下翼缘中心部分，可在跨中部分相继弯起N8-N14

布置在中心偏外，只能在腹板较厚处弯起主梁箍筋

4肢2个编号（N21，N22）下翼缘有小箍筋主梁构造筋

架立筋：如N53，箍筋钩于其上，形成钢筋骨架

纵向水平钢筋：防止腹板收缩裂纹，限制下翼缘竖向裂纹上升至腹板时开展过宽

联系筋：防止水平筋与箍筋向外鼓道碴槽主筋：N18、N19、N20布置在板顶部道碴槽构造筋：N50、N51加强板与肋的联系挡碴墙：N52封闭筋，防意外受力；墙内钢筋断开横隔板上方的道碴槽板：N48、N49承受可能发生的负弯矩公路钢筋混凝土简支梁标准设计及构造

标准设计截面形式空心板与T梁

JT/GGQS011-84

568m跨，斜交角0153045度空心板梁

JT/GQB002-93

681013m跨，斜交角10203040度空心板

JT/GQB025-84

10131620mT梁（一）空心板标准设计简介

以10m跨，斜交角10或20度空心板为例简介构造（见下页图）混凝土标号

C25

板宽124cm

板与板间1cm砂浆缝板顶两侧伸出N8钢筋

加强板与板间的连接。板与板之间槽口要填充混凝土，桥面铺装10cm混凝土以形成整体。在配筋计算时，行车道板的计算板高计入8cm的混凝土桥面铺装。（二）T梁构造及配筋

以16m跨T梁为例简介构造（见下页图）梁长159.6cm梁高130cm

梁中心距

220cm上翼缘宽

预制T梁160cm，安装后220cm，湿接缝60cm，以减少预制、运输、安装片数，加快施工速度，减轻吊装重量和加强整体性。跨中腹板

厚度18cm，纵筋需排5层，每隔60cm主筋相互焊接，它们与架立筋、斜筋一起组成一片平面骨架。横隔板（盖板焊接）横隔板两侧与顶面预埋钢板，T梁也预埋钢板还有扣环连接和盖板拴接行车道板湿接缝

扣环式钢筋连接构造行车道板连续构造

简支梁桥上梁缝过多，不利于行车。采取假连续构造措施，即将梁与梁端部的行车道板连续起来，以减少桥上缝过多不利行车的缺点。第二节钢筋混凝土简支梁设计与计算

一、结构尺寸拟定

每片梁的重量应当满足运输工具和架梁设备的起吊能力，梁的截面尺寸满足装载界限的要求经济性构造简单，接头数量少。接头耐久可靠，具有足够的刚度以保证结构的整体性截面尺寸和形状力求标准化1、主梁高度

主梁高度取决于使用、经济条件。铁路：普通高度的钢筋混凝土梁，梁高与跨度之比，约为h/L=1/6～1/9；低高度的钢筋混凝土梁则约为h/L=1/11～1/15。公路：板式截面梁高与跨度之比，约为h/L=1/11～1/20；肋式截面梁高与跨度之比，约为h/L=1/11～1/13。跨度越大，高跨比越趋下限。2、梁肋厚度取决于：主拉应力和主筋布置构造要求

①跨中至梁端，梁肋可变厚度以适应剪力沿梁长变化

②主筋布置考虑如何排列、钢筋间净距、保护厚度等，下翼缘可做成马蹄状

③一般为200～400mm，最小构造厚度一般为140mm3、梁肋间距

铁路（1.8m）：考虑内外道碴槽板悬臂弯矩大致相近，有利于板内钢筋布置。运架时，梁重心位于梁肋中心附近，保持梁的稳定性。公路（一般取1.6～2.2m）：考虑起吊能力，便于预制安装，可能时尽量加大间距，减少梁数。4、桥面板板厚由构造要求及受力条件确定，板的最小厚度为120mm。二、桥面板计算（一）、铁路桥面板计算1．计算图式与荷载图式：固结在肋上的悬臂梁恒载：自重及线路、设备、道碴等，道碴容重按20kN/m3活载：按特种活载，换算成均布荷载计算。方法如下：顺桥向：按1.2m；横桥向：自枕木底面向下按45°扩散，以木枕为例，分布宽度：2.5+2×0.32=3.14m列车活载强度:其中：h―轨底到道碴槽板顶面的高度

L―板计算跨度人行道恒载：支架栏杆、步板；人行道活载：距桥中心2.45m以内（考虑维修道床时堆放道碴），按10kN/m2计算；距桥中心2.45m以外，按4kN/m2计算；明桥面：按4kN/m2计算。2．内力计算控制截面：板肋交接处及板厚变化处计算截面形状：沿桥长方向取1m宽板带荷载组合：内侧板：恒载+列车活载外侧板：恒载+人行活载恒载+列车活载+2.45m以外人行活载利用一般的力学方法计算出截面的弯矩和剪力（二）、公路桥面板（行车道板）的计算1．行车道板的类型板支承在纵梁和横梁上，按支承情况和板尺寸，从力学计算角度分为以下几类：单向板：长边/短边≥2荷载绝大部分沿短跨方向传递可视为单由短跨承载的单向板；双向板：长边/短边＜2悬臂板：如翼板端边自由（即三边支承板），可作为沿短跨一端嵌固，而另一端自由的悬臂板铰接悬臂板：相邻翼缘板在端部做成铰接接缝的情况

如

2．车轮荷载在板上分布轮压一般作为分布荷载处理，以力求精确车轮着地面积：a2×b2桥面板荷载压力面：a1×b1

荷载在铺装层内按45°扩散。沿纵向：a1＝a2+2H沿横向：b1=b2+2H桥面板的轮压局部分布荷载：3桥面板有效工作宽度

板有效工作宽度（荷载有效分布宽度）：除轮压局部分布荷载直接作用板带外，其邻近板也参与共同分担荷载。

板有效工作宽度影响因素：板支承条件、荷载性质、荷载位置公路《桥规》规定：（1）单向板

①荷载在跨中单个荷载多个荷载l-板的跨径（梁肋不宽时取梁肋中心距，梁肋宽时为梁肋净距加板厚）d-最外两个荷载中心距离②荷载在板支承处③荷载靠近板支承处（2）悬臂板注：对履带荷载，因其着地面较长，不考虑压力面以外板参加工作。

4行车道板的内力计算

行车道板通常由弯矩控制设计，常取沿桥长方向1m宽板条，按梁式板计算。根据板的有效宽度可得梁式板计算荷载，即荷载除以相应的板有效工作宽度便得每米板宽荷载。（1）多跨连续单向板：先计算同跨简支板跨中弯矩，再修正。

1m宽简支板的跨中活载弯矩1m宽简支板的跨中恒载弯矩（2）铰接悬臂板内力根部弯矩

（3）悬臂板内力（时）或（时）恒载弯矩

1m宽板条的最大设计弯矩

*注

①以上按轮重为P/2的汽车荷载推算

②挂车可将轮重换为P/4来计算

③履带车可将P/2a置换为每条履带每延米的荷载强度三、荷载横向分布计算

（其实质是“内力”横向分布）（一）概述

公路桥梁一般由多片主梁组成,并通过一定的横向联结连成一个整体。当一片主梁受到荷载作用后，除了这片主梁承担一部分荷载外，还通过主梁间的横向联结把另一部分荷载传到其他各片主梁上去，因此对每个集中荷载而言，梁是空间受力结构，实用计算中把结构空间力学分析简化为平面梁元。需求出任一位置集中力沿桥横向分布给某梁的荷载力，然后按平面问题求某梁某截面内力。荷载横向分布影响线：P=1在梁上横向移动时，某主梁所相应分配到的不同的荷载作用力。对荷载横向分布影响线进行最不利加载Pi，可求得某主梁可行最大荷载力荷载横向分布系数：将Pi除以车辆轴重。（二）杠杆分配法荷载横向分布影响线为三角形适用情况

①只有两根主梁

②虽为多主梁，但计算梁端支承处荷载

③无中间横隔梁（三）偏心受压法假定

①横梁是刚性的

②忽略主梁抗扭刚度将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe通过扭转中心的P作用下，各片主梁挠度相等，可求得中心荷载P在各片主梁间的荷载分布为：在偏心力矩M=Pe作用下，桁梁绕扭转中心O有一个微小的转动角φ，因此各片主梁所分配的荷载为：则偏心力P作用下，每片主梁分配的荷载为：

令P=1依次变化e，则可求出第i根主梁荷载横向分布影响线纵标η。偏心受压法适用情况：横隔板刚度相当大，且桥宽与跨度之比≤1/2时。图2－19(e)为第1根主梁荷载分布影响线。

（四）考虑主梁抗扭刚度的修正偏心受压法

1.T形截面梁

偏心受压法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。然而其在推演过程中由于作了横隔板近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两相假定，导致了边梁的计算结果偏大。

若考虑主梁抗扭刚度，可进行修正。这一方法即不失偏压法之优点，又避免了结果偏大的缺陷，因此修正偏心受压法是一个具有较高应用价值的近似法。k号梁横向影响线竖标：修正系数：对于简支梁，主梁的截面相同。则得1号梁横向影响线的两个坐标值为：对于简支梁，主梁的截面相同，且主梁的间距相同时。有ξ—与主梁根数有关的系数，如表2－3所示。则修正系数在计算时，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，对于由矩形组合而成的梁截面，如T形或工字形梁，其抗扭惯矩IT近似等于多个矩形截面的抗扭惯矩之和2.箱形截面梁

鉴于箱梁截面横向刚度和抗扭刚度大，则荷载作用下梁发生变形时可以认为横截面保持原来形状不变，即箱梁各个腹板的挠度也呈直线规律。因此，通常可以将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，先按修正偏压法求出活载偏心作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，这样就得到箱梁截面活载内力的增大系数。（五）比拟板法（G-M法）适用情况：对于由主梁、连续桥面板及多根横隔板组成的钢筋混凝土桥中，当其宽跨比＞1/2。每根主梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为Ix、ITx，横隔梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为Iy、ITy。比拟正交异性板法就是把Ix和ITx均匀分摊于b宽度上，Iy和ITy均匀分摊于a上。得到了在x、y方向截面单宽抗弯刚度EJx、EJy和抗扭刚度GJTx、GJTy的正交异性板，求解在单位荷载下的板挠度曲线，据荷载与挠度关系求各根主梁处荷载横向分布影响线。

（六）横向铰结板（梁）法和刚结板（梁）法1．铰结板（梁）法块件之间连接采用

砼铰式键计算假设：①铰式键只传递竖

向剪力；②桥上荷载近似作为一个沿桥连续分布的正弦荷载，且作用于梁轴上。则求出各铰处，即可求出横向分布影响线关键在于求出铰结力g1、g2、g3。变形协调方程扭转位移与主梁挠度之比悬臂板挠度与主梁挠度之比变形协调方程改写为在实际的铰结桥梁中，系数β一般可以略去不计。计算出γ值后，再根据梁数和所计算的梁号，便可以从现成计算用表中查出各梁轴线处荷载横向分布影响线的纵坐标。2．刚结板（梁）法对于翼缘板刚性连接的肋梁桥，只要在铰结板（梁）计算理论的基础上，在接缝处补充引入赘余弯矩m，就可建立计及横向刚性连结特点的赘余力正则方程。详见相关书籍。（七）荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化荷载横向分布系数与荷载沿桥跨方向的位置有关：当荷载在梁端时，按杠杆分配法计算m0,

当荷载在跨中时，按挠度分配法计算mc,

当荷载在跨中与梁端之间时，荷载横向分布系数在m0与mc之间变化。求主梁最大弯矩时：沿全桥都按跨中的mc求主梁最大剪力时：按下图所示四、主梁的计算1荷载计算主梁所承受的荷载包括恒载和活载。2主梁内力

绘制梁的弯矩，剪力包络图，故一般需求跨中、1/4截面等的最大弯矩和支座、腹板变厚度及跨中的最大剪力。主梁内力计算可利用影响线和换算均布荷载并考虑动力系数（冲击系数）及横向分布系数。铁路：-计算截面的弯矩或剪力

冲击作用

多车道的折减

沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数

车辆荷载的轴重

沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值公路：3公路T梁横隔板的计算力学计算模型：支承在主梁上的多跨梁计算思路：先利用前述荷载横向分布的方法求出各主梁分配到的荷载，这就是主梁对隔板的支承反力，据支承反力和直接作用在隔板上的荷载，可按一般方法求出最大内力。为了求得横隔板的最大内力，可先绘横隔板内力影响线，然后按照这些影响线加载，求出内力最大值。钢与混凝土的连接

**钢与混凝土的连接—主要内容

钢与混凝土连接◆连接形式的分类与特点◆连接件按照应用形式分类◆连接件按照刚度分类◆圆柱头焊钉连接件◆开孔钢板连接件◆组合连接件钢与混凝土的连接—连接形式的分类及其特点*◆粘结型连接--依靠水泥砂浆的自然粘结作用

连接形式◆粘结型连接◆胶结型连接◆摩擦型连接◆连接件使用型钢与混凝土的连接—连接形式的分类及其特点*◆胶结型连接—利用环氧树脂等有机材料

*环氧树脂相对于砂浆粘结力大。

*环氧树脂不浸透混凝土内部，抗分离能力弱。胶结剂粘结力钢与混凝土的连接—连接形式的分类及其特点*◆摩擦型连接—利用高强螺栓增大压力，从而提高摩擦力

*抗剪强度增大的同时，抗拉拔力也增强。

*伴随着高轴力，轴力会因徐变降低。摩擦力拉拔力高强螺栓钢与混凝土的连接—连接形式的分类及其特点◆连接件使用型—利用圆柱头焊钉等*◆剪力钉◆剪力键◆剪力连接件◆栓钉◆焊钉通称为连接件钢与混凝土的连接—连接件按照应用形式分类*◆钢筋连接件—弯起钢筋、轮形钢筋、螺旋钢筋

连接件◆钢筋连接件◆型钢连接件◆圆柱头焊钉连接件◆开孔钢板连接件◆钢与有机材料组合连接件钢与混凝土的连接—连接件按照应用形式分类*◆型钢连接件—角钢、T形钢、槽钢、工字钢

*抗剪强度大

*抗分离能力稍差

*用贴角焊缝，焊接量大钢与混凝土的连接—连接件按照应用形式分类*◆焊钉连接件—圆柱头型、螺纹型、螺丝型

*力学性能不依存方向

*抗分离能力强

*使用专用焊接机，质量容易保证钢与混凝土的连接—连接件按照应用形式分类*◆开孔钢板连接件—受力方向焊接的开孔钢板

*抗剪刚度大，抗疲劳性能好

*圆孔中贯通钢筋，抗剪强度增大

*焊接容易钢与混凝土的连接—连接件按照应用形式分类*◆钢与有机材料组合连接件—焊钉根部或型钢腹板等处设置泡沫塑料、环氧树脂等，刚度容易调节。泡沫塑料钢与混凝土的连接—连接件按照刚度分类*◆刚性连接件—型钢连接件、开孔钢板连接件等

连接件◆刚性连接件◆弹性连接件◆柔性连接件◆刚度滞后连接件支压力钢与混凝土的连接—连接件按照刚度分类*◆弹性连接件—钢筋连接件、焊钉连接件焊钉连接件：随着杆部弯曲变形，产生一定相对滑移。支压力◆柔性连接件—钢与有机材料组合连接件◆刚度滞后型连接件—钢与有机材料组合连接件钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉应用形式—按头部朝向分为正立、倒立、侧立、面立◆随着焊钉所处位置的不同，根部的混凝土密实度不同，而焊钉根部附近受到的支压应力在高度方向上最大，根部周围混凝土的密实度极大地影响着其力学性能。钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

抗剪性能试验方法：◆片侧加载：是H型钢片侧用焊钉连接混凝土块，这是美国在进行疲劳剪切强度试验时较采用的形式之一，比较接近组合梁的力学状态，但是作用在混凝土块上的荷载容易产生偏心，并不常用。钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

抗剪性能试验方法：◆两侧加载：是H型钢两侧都用焊钉连接混凝土块，两侧焊钉基本上可以保持纯剪切状态，是许多国家的相关规范推荐使用的方法之一。砂浆球支座钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

抗剪性能试验—需要测试的连接件力学参数◆最大剪切作用力：是指每根连接件抗剪承载力。◆最大滑移量：是指最大剪切作用力所对应的滑移量。◆剪切刚度：依据剪切作用力与滑移量关系曲线，把通过最大剪切作用力1/3大小处的割线倾斜度设为剪切刚度。◆残余滑移量：是指当荷载卸载为零时的滑移量。◆屈服剪切作用力：是指剪切作用力与滑移量的变化曲线开始显著倾斜时所对应的剪切作用力。钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*研究代表者表现形式计算式Slutter,R.G.公式Menzies,J.B.图表Ollgaard,J.G.公式Hawkins,N.M.公式Roik,K.公式图表Hiragi,H.公式

焊钉连接件的力学性能

--抗剪承载力的计算钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能

--抗剪承载力的影响因素

◆焊钉的杆部直径ds

◆包括头部的高度hs

◆焊钉屈服强度fy

◆混凝土的抗压强度fc

◆弹性模量Ec

◆焊钉杆部的截面积As

钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能

--抗剪承载力回归计算式◆主要影响因素，有焊钉杆部直径ds、高度hs及其混凝土抗压强度fc◆通过回归分析179个试件的试验数据，得出的抗剪承载力计算式：

钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能

--拉拔破坏模式◆焊钉拉断：当埋设较深、混凝土强度较高时焊钉拉断。◆焊钉拔出：当埋设较浅、头部直径小时焊钉从混凝土中拔出。◆混凝土圆锥形破坏：当埋设较浅、头部直径大时，形成圆锥形破坏面。◆混凝土压裂破坏:当埋设较深、并位于构件边缘时，混凝土被挤压破坏。◆混凝土割裂破坏：当混凝土构件较薄时，混凝土发生割裂破坏。(b)焊钉拔出(a)焊钉拉断(c)混凝土圆锥形破坏(d)混凝土割裂(d)混凝土压裂钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能--抗拉拔承载力的计算表2.2.2抗拉拔承载力的既往研究研究代表者计算式系数k0值Leigh-University1.207Sattler,K.0.953Utescher,G.0.964CEB-ECCS1.283PCIDsignDataBook1.207Bode,H.11.3McMackin,P.J.0.272Otani,Y.11.3Hiragi,H.0.227钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能

–拉拔力与剪力共同作用的试验结果◆焊钉直径19mm、全长80mm。◆每根焊钉所施加的拉应力为0.965MPa。◆当有拉力时，剪切刚度与残余滑移量减少，抗剪承载力降低。

(b)有拉应力(a)无拉应力剪力(kN)滑移量(mm)滑移量(mm)剪力(kN)钢与混凝土的连接—圆柱头焊钉连接件*

焊钉连接件的力学性能

–焊钉群的使用背景

◆把几个焊钉以较小的间距集中设置即形成群体，再以较大的间距把焊钉群设置在翼缘长度方向上，施加预应力后，再用无收缩砂浆填充预留孔。◆在桥面板纵橫向上能够有效地施加预应力◆钢梁不会因预应力的施加而产生附加应力◆可应用于现场浇灌或预制的桥面板◆减轻干燥收缩对混凝土桥面板的影响◆可以用于组合桁架梁的节点附近钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件

开孔钢板连接件的力学性能--作用机理*

◆作用机理主要有三个方面：一、依据孔中混凝土的抗剪作用承担沿钢板的纵向剪力；二、依据孔中混凝土的抗剪作用承担钢与混凝土间的掀起力；三、与型钢连接件相同、依据钢板受压承担面外的横向剪力。面内方向滑移面内方向掀起面外方向滑移开孔钢板连接件钢板钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件*

开孔钢板连接件的力学性能

–破坏模式

◆两孔之间的钢板发生剪切破坏；◆圆孔中的混凝土发生割裂破坏；◆圆孔中的混凝土发生剪切破坏；◆圆孔中的混凝土发生压缩破坏。

圆孔中混凝土的破坏模式(c)压缩破坏(a)割裂破坏(b)剪切破坏钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件*

开孔钢板连接件的力学性能

–抗剪强度影响因素

◆开孔钢板的厚度◆开孔钢板的孔径◆开孔钢板的圆孔间距◆多块开孔钢板的间距◆混凝土强度◆贯通钢筋的有无◆贯通钢筋的直径钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件*

开孔钢板连接件的力学性能

--抗剪强度的计算

◆开孔钢板连接件属于刚性连接，一般在设计时需要先验算板厚及其孔距，保证在孔中混凝土发生剪切破坏前，圆孔间钢板不会发生剪切破坏◆

最早基于试验结果，贯通钢筋的影响不直接反映在抗剪强度计算中，提出的抗剪强度与孔径、混凝土强度有关的计算式为：

◆

认为贯通钢筋的影响较大，应该加以直接考虑，并通过试验数据的回归分析，提出的计算式为：

钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件*

开孔钢板连接件的力学性能

--技术特点

◆仅仅是普通的钢板上设置园孔，不需要特别进行加工；◆沿钢板两面用角焊缝焊接，不需要专用的焊接设备；◆圆孔中可以贯通主钢筋，改善了钢筋布置的施工性；◆开孔钢板沿着翼缘纵向布置，可以起到加劲板的作用；◆抗剪刚度、强度较大，当设置贯通钢筋后进一步增大；◆破坏是孔中混凝土剪切破坏、不受疲劳的影响。钢与混凝土的连接—开孔钢板连接件*

开孔钢板连接件

–应用实例

◆日本高速铁路上的高架桥◆钢管混凝土主梁与混凝土顶板的组合梁◆跨径：34.95m+36.0m+34m◆钢管内填充轻质混凝土钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

柔性连接件—使用底硬度环氧树脂、或泡沫塑料包裹根部

◆使用背景：在非组合梁或非组合段设置的连接件仅仅起到固定桥面板的作用，设计时并不加以考虑，但是，剪力的作用是不可避免的，连接件时常发生疲劳断裂等现象。这种情况下就要求使用刚度较小、而且又可以起到固定作用的连接件。◆力学特点：

达到降低剪切刚度的目的，同时焊钉的头部或型钢的翼缘所承担的抗拉拔作用又可以保持。钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

柔性连接件—剪力与相对滑移曲线的试验结果

◆焊钉为直径19mm、高度120mm，其中一根在高度30mm范围内沿圆周方向涂抹厚度9mm的树脂。◆柔性焊钉初期刚度小，剪力维持在强度的1/3左右持续滑移变形，然后上升。◆对应于最大剪切作用力时的滑移量增加了大约3倍，抗剪强度略有提高。◆设置与否，最终焊钉都是杆部剪断，所以抗剪强度的增加极其有限。◆焊钉根部不予混凝土直接接触，靠杆部弯曲性能承担剪力，抗疲劳性能较好。(b)柔性焊钉(a)普通焊钉剪力(kN)剪力(kN)滑移量(mm)滑移量(mm)剪力(kN)钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

刚度滞后连接件—使用高硬度环氧树脂、并配合硅砂

◆构造特点：

1.使用树脂砂浆为高硬度；

2.包裹高度大约需要焊钉杆部高度的2/3；

3.厚度要依据对焊钉自由滑移量的要求来决定；

4.要求涂抹在钢板表面上的粘度要低；

5.包裹在焊钉杆部的粘度要高。圆柱头焊钉包裹树脂涂抹树脂钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

刚度滞后连接件—树脂试件的压缩试验结果

◆硬化后树脂砂浆的压缩强度远远高于混凝土的强度，与硅砂的配合无关。◆包裹焊钉杆部、粘度高的树脂砂浆的弹性模量，当硅砂配合比为0.8时大约是混凝土的1/2。◆涂抹钢板表面、粘度低的树脂砂浆的弹性模量，当硅砂配合比为0.3时大约是混凝土的1/5。◆所有的树脂砂浆的泊松比与硅砂的配合无关，大约为0.35。粘度高低硅砂配合比压缩强度(MPa)弹性模量(GPa)泊松比ν高粘度0.01036.80.370.712113.00.290.813415.30.32低粘度0.01304.10.380.31316.50.35钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

刚度滞后连接件—剪力与相对滑移曲线的试验结果

◆不管是否配合硅砂、硬化前还是硬化后，抗剪承载力最终都与无树脂包裹的焊钉非常接近。

◆硬化前，连接件的作用力在滑移量，一直到8mm左右都保持着抗剪承载力的约1/5，然后开始上升，这个滑移量与树脂砂浆包裹厚度相对应。

◆与无树脂包裹焊钉相比较，硬化后，硅砂配合比为0.8的包裹焊钉的剪切刚度几乎相同，抗剪承载力稍大；而不添加硅砂时剪切刚度降低许多。滑移量(mm)剪力(kN)滑移量(mm)硬化前硬化后硬化前硬化后滑移量(mm)(a)无包裹焊钉(b)含硅砂焊钉(c)无硅砂焊钉剪力(kN)剪力(kN)钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

刚度滞后连接件—应用背景

◆用于组合梁使用普通焊钉连接件时，部分预应力被钢梁分担；使用刚度滞后型连接件时，预应力就能够有效地施加给混凝土。(a)无包裹焊钉(b)有包裹焊钉组合梁上施加预应力时钢与混凝土的连接—钢与有机材料组合连接件*

刚度滞后连接件—应用背景

(a)无包裹焊钉(b)有包裹焊钉连续组合梁的负弯矩区◆降低收缩变形的影响在负弯矩区用普通焊钉连接件时，混凝土桥面板硬化后，钢与混凝土就完全组合，这时由于混凝土桥面板的收缩变形受到钢梁的约束而时常出现裂缝。使用刚度滞后型连接件时，可以确保一直到桥梁开始使用为止，混凝土桥面板不受钢梁的约束，具有较长的自由收缩时间。混凝土刚构桥的设计与计算第一节刚构桥的体系

与构造特点一、体系特点恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小弯矩图面积的小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感二、刚构桥的主要类型单跨刚构桥——主要用于中小跨度的跨线桥，建筑高度小ROSENSTEINBRIDGE跨度68m，跨中梁高1.65m斜腿刚构桥——受力形式接近拱桥，可获得较大跨度或较小的梁高NECKARVALLEYVIADUCTspansof234-134-134-134-264meters安康汉江桥主跨为176m，中孔跨中64m连续刚构桥——用于柔性墩或大跨度高墩桥梁辅航道桥桥跨径：150+270+150mRaftsundetBridgeSpanof86+202+298+125mV型墩刚构——内部高次超静定，外部接近连续梁MAINRIVERBRIDGE82-135-82mmainspan,depthof6.5m我国已建成的预应力混凝土连续刚构桥三、常用计算图式单跨刚构桥斜腿刚构桥连续刚构桥V型墩刚构四、构造特点1、截面形式单跨刚构桥——矩形截面斜腿刚构——箱型截面、多肋式连续刚构——大跨度：变高度箱梁 小跨度：多室扁箱梁V型墩刚构——箱型截面、多肋式2、节点构造角点受力特点箱型截面直角点构造箱型截面斜腿与主梁交点构造连续刚构墩柱与主梁交点构造2、铰的构造钢铰铅板铰混凝土铰五、减小墩柱抗推刚度的措施1、合理选择桥型，避免矮墩桥梁采用连续刚构2、减小墩柱的纵桥向尺寸3、采用双臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚度4、对于长大桥梁，中间桥墩采用刚构，边墩采用连续梁体系六、预应力配索特点1、三向预应力体系 腹板、顶底板——纵向预应力 顶板——横向预应力 腹板——竖向预应力2、纵向预应力束配置的争论 是否需要弯起束和连续束第二节连续刚构桥的主要尺寸一、主梁主梁的结构尺寸基本与连续梁相同

跨中梁高：

支点梁高：二、立柱墩身尺寸根据连续刚构的抗推刚度确定

立柱厚度：~

立柱间距：8~10米第三节刚架桥计算简介一、基本原则和假定计算按轴线进行惯矩相差悬殊的节点必须模拟成刚臂计算变形时考虑轴力的影响考虑弹性模量的折减 截面刚度按0.8EhI计二、恒载内力计算按施工过程叠加自重内力 考虑不同体系、不同截面三、活载内力计算影响线加载计算最不利内力小跨度按照等刚度法计算横向分布系数大跨度箱梁应作专门横向应力分析四、次内力计算长年温差次内力 以结构合拢时的温度为初始值 计算最高计算温度和最低计算温度 温度变化有升温和降温两种情况日照温差次内力主梁与连续梁相同高桥墩必须考虑墩身左右侧的日照温差混凝土收缩次内力如不考虑徐变可作为降温计算终结值相当于降温15~20度徐变对收缩次内力有释放作用预应力次内力——与连续梁相同，超静定次数更高徐变次内力——与连续梁基本相同，手算很困难基础不均匀沉降次内力小跨度时比较明显大跨度时是次要因素第四节刚架桥桥例一、洛溪大桥跨径：65+125+180+110米荷载：汽——超20级，挂——120梁高：墩顶10米，跨中3米下部结构：主跨双薄壁墩，边跨单薄壁墩施工方法：悬臂浇筑二、虎门大桥辅助航道桥跨径：150+270+150米荷载：汽——超20级，挂——120桥宽：30米，6车道+分隔带+紧急停车带 分两幅桥建设梁高：墩顶14.8m，跨中5.0m下部结构：双薄壁墩施工方法：悬臂浇筑

混凝土拱桥

第一章拱桥的现状和发展1、拱桥的发展

拱桥国外：石拱，木拱十八世纪铸铁拱十九世纪

钢拱钢筋混凝土拱国内：石拱，木拱双曲拱桁架拱钢筋混凝土拱

刚架拱桁式组合拱

钢管拱新型组合体系拱1964年70年代80年代80年代中古代拱桥:拱轴曲线造型的千变万化，其中最具有代表意义的是建于公元595-605年的赵州桥（如图1所示，跨径L=37m）图1赵州桥当代拱桥：结构型式与施工方法的丰富多彩如，97年建成的重庆万县长江大桥（图2所示，L=420m），广州丫髻沙特大桥（图3，L＝360m），

1932建成的澳大利亚悉尼钢拱桥（图4，L＝503m）及正在建设的鲁浦大桥（L=550m）。图21997建成的四川万县长江大桥（L=420m)图3360m广州丫髻沙特大桥。2、拱桥的受力特点图41932澳大利亚503m悉尼钢拱桥

承重结构：主拱拱桥的基本图示

支承处不仅产生竖向反力，还产生水平推力，从而使拱主要受压同济大学桥梁系桥梁与道路结构拱式桥3、主要优缺点：

主要优点跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，养护、维修费用小；外形美观；构造较简单，有利于广泛采用。

主要缺点：1）是有推力的结构，而且自重较大，因而水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基要求也高；3）由于水平推力较大，在连续多孔的大、中桥中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价；4）上承式拱桥的建筑高度较高。

拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：200~600m范围内，拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手

第二节拱桥的结构体系及总体布置一、拱桥的基本组成根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承式、下承式和中承式三种类型如下图所示：一般上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。拱桥的基本图示同济大学桥梁系桥梁与道路结构拱式桥上承式拱桥的基本组成1-主拱圈2-拱顶3-拱脚4-拱轴线5-拱腹6-拱背7-起拱线11-拱上建筑L0-净跨径L-计算跨径f0-净矢高f-计算矢高f/L-矢跨比同济大学桥梁系桥梁与道路结构拱式桥三、拱桥的主要类型及其特点拱桥建桥材料圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥拱轴线型式圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥桥面位置上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥结构体系分简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱组合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥主拱圈截面形式形式拱上建筑形式实腹式拱桥，空腹式拱桥板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥1、简单体系拱桥和组合体系拱桥拱桥按受力图式的分类简单体系拱桥：可以做成上承式，中承式，下承式，均为有推力拱。三铰拱：静定结构，在地基差的地区可采用。但构造复杂，施工困难，整体刚度小，主拱圈一般不采用。无铰拱：三次超静定结构。拱的内力分布较均匀，材料用量较三铰拱省；构造简单，施工方便，整体刚度大，实际中使用广泛。但超静定次数高，会产生附加内力，一般希望修建在地基良好处。跨径增大，附加力影响变小，故钢筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一。两铰拱：一次超静定结构，介于三铰拱和无铰拱之间。（一）按照结构体系分类2、组合体系拱桥组合体系拱桥：在拱式桥跨中，行车系与拱组合，共同受力。同样，组合拱可以做成上承式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式：无推力拱（使用较广泛）：拱的推力由系杆承受，墩台不受水平推力有推力拱：此种组合体系拱没有系杆，有单独的梁和拱共同受力，拱的水平推力任由墩台承受。3、拱片桥同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥1、板拱桥：主拱圈采用矩形实体截面。构造简单、施工方便，使用广泛。自重较大，不经济，通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用。2、肋拱桥：肋拱桥由两条或两条以上分离式拱肋组成承重结构的拱桥，拱肋之间靠横向联系梁连接成整体而共同受力.这种桥横截面面积较小，节省材料,自重轻,跨越能力大，多用于较大跨径的拱桥。可以用圬工、钢筋混凝土、钢材建造。（二）按照主拱的截面型式分类同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥3、双曲拱桥：主拱圈横截面由一个或数个小拱组成，其主拱圈在纵向和横向均呈曲线形。通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。公路双曲拱桥采用最多的是多肋波的截面形式；对于跨径和荷载较小的单车道桥可采用单波的形式。双曲拱桥施工工序多，组合截面的整体性差，易开裂，因此，只宜在中小跨径桥梁中采用。同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥4、箱形拱桥：箱形拱桥拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大，可达全截面的50%-70%，较实体板拱桥可减少圬工用料与自重，适用于大跨度拱桥。截面抗扭刚度大，横向整体性和稳定性好，特别适用于无支架施工。箱形拱闭合箱的构造

三、拱桥的总体布置

总体布置确定桥梁长度及分孔确定桥梁的设计标高和矢跨比正确处理不等分孔问题桥面标高，拱定底面标高，起拱线标高，基础标高混凝土拱桥矢跨比1/4～1/8箱型拱桥矢跨比1/6～1/10采用不同的矢跨比采用不同的拱脚标高调整拱上建筑的重力采用不同的拱跨结构同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥四、拱桥实例介绍我国公路桥中70%为拱桥。我国多山，石料资源丰富，拱桥取材以石料为主。1）圬工拱桥（石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小）主拱圈为等截面悬链线。拱矢度为1/5，拱圈厚1.7m，拱上建筑对称布置5个空腹拱，两边设岸孔37m，拱圈厚1.1m。下部结构为重力式石砌墩台。该桥施工在主孔范围内设3个临时墩，上立钢支架、拱架等，其上砌筑主拱圈。1965广西南宁都安红渡桥（L:100m)世界上跨径最大的石拱桥。桥宽8m，双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。拱轴线为悬链线（m=1.543），拱矢度1/5，拱肋为等高变宽度。1990湖南凤凰县的乌巢河桥（L=120m）同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥2）双曲拱桥（中国首创的一种拱桥型式）结构纤细轻盈，适宜于软土地基上建造。1969江苏无锡卫东桥

构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形的双曲拱桥。1969江苏无锡民主桥上承式无铰空腹拱，是当时我国跨径最大的双曲拱桥。拱矢度1/10，拱轴线设计为悬链线。为提高横断面刚度、增强双曲拱在组合过程中裸肋的稳定性，断面设计成高低拱肋，全桥29道横隔板组成整体性好的拱肋格排，合拢后上面砌筑双层拱波。1968河南嵩县前河桥（L=150m）同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥3）肋拱桥

1988广东广州流溪桥（L=90m）钢筋混凝土箱肋中承式拱，拱矢度1/4.5，全桥采用喷塑装修工艺，建筑宏伟壮丽，已成为公园的重要景观。中承装配式铁路钢筋混凝土拱，矢高40m，两片拱肋中心距7.5m。拱轴线采用二次抛物线，拱肋为箱形截面，吊杆为预应力杆件。施工时先架设钢拱架，然后在拱架上由下而上分层施工，安装拱肋底板---腹板---顶板，使先安装的拱肋底板与钢拱架共同受力。在拱顶进行应力调整，改善了拱肋的受力状态。为保证结构的整体性，拱肋与桥面系相交处的一段拱肋在工地现浇。1966北京永定河七号桥（L=150m）1983台湾台北关渡桥（L=165m）中承式5孔连续系杆拱桥，中间孔跨度为165m，两侧孔跨度为143m及44m，拱圈为抛物线。

1990江苏丹阳云阳桥（L=70m）

跨越京杭大运河，无粘结预应力系杆拱，3根拱肋，矢度1/5，拱轴系数m=1.0，单箱高1.5m，行车道刚性纵梁和无粘结预应力柔性系杆分开。预制安装法施工.1992广东开平三埠桥（L=60m）单拱肋预应力混凝土系杆拱，单拱肋置于车行道中央分隔带上。

1994台湾台北碧潭桥（L=160m）

桥面由预制预应力混凝土单箱组成，并配以Y型悬臂拱圈，形成主跨为160m及2x100m无推力拱桥。引桥跨度分别为85m及57m，全桥以简洁明快的弧形曲线构成，与远山近水相协调。1990四川宜宾小南门桥(=240m)主桥系中承式钢筋混凝土肋拱桥，矢度1/5，是当时国内跨径最大的钢筋混凝土拱桥。该桥采用劲性钢骨架施工法，缆索吊装。同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥4）箱拱桥

1979四川省宜宾市金沙江大桥（L=150m）中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主拱圈箱高2.0m，箱宽7.60m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5个箱室；纵向分5段预制，缆索吊装就位后再组合成整体箱。1989四川涪陵乌江大桥（L=200m）桥高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室箱。涪陵乌江大桥采用转体法施工，先在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成3室箱。1997四川万县长江大桥L=420m)劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥5）刚架拱桥1989江苏无锡100米下甸桥

变截面，四分点附近截面高度最大，分别向拱脚、跨中减小。取消斜撑，拱上建筑采用23m预应力混凝土简支梁以过渡。1993江西德兴130米太白桥

采用转体施工。同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥6）桁架拱桥1976浙江宁海75米越溪桥

主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱，拱矢度1/9；边孔为净孔40m的双曲拱，1971浙江余杭50米里仁桥

钢筋混凝土斜拉杆式桁架拱桥。拱圈矢跨比为1/8。全桥布置4片拱片，在上弦杆覆盖微弯板混凝土桥面。预制拱片卧置叠浇，分段用浮吊起吊、翻身和吊装，在三分点处设临时支托，浇筑湿接头混凝土。同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥7）桁式组合拱桥中国首创的一种桥型，它除保持桁式拱结构用料省、竖向刚度大等特点外，更具有桁梁的特性和可以采用悬臂法施工、施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点。1990四川自贡160米牛佛沱桥

桁式组合拱为三室箱形截面，桁架片按节段分件预制，采用人字扒杆悬拼安装。主跨为组合预应力混凝土桁架拱。全宽13.4m，拱圈高2.7m，宽10.56m，矢跨比为1/6。采用起重量1200KN钢格构人字扒杆和直径32mm40Si2MnVⅣ级钢轧丝锚碇体系悬臂拼装。1995贵州省330米江界河桥同济大学桥梁系

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桥梁与道路结构拱式桥8）钢管混凝土拱桥

1998浙江义乌80米宾王桥

单肋钢管混凝土系杆拱桥，中跨矢跨比1/5，矢高15.6m；边跨矢跨比1/4.5，矢高11.87m。1990四川旺苍115米东河桥

下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6。两片拱肋间用直径800mm横撑连接以保持其稳定性。活载作用下拱脚的水平推力由系杆及桥墩共同承担。钢管拱肋实际上是一种复合材料，在破坏荷载作用下，钢管不仅起纵筋的作用，而且对混凝土起螺旋箍筋的作用，以提高构件的承载能力。在施工阶段，钢管起着劲性骨架的作用。360m广州丫髻沙特大桥三跨连续自锚式中承式钢管混凝土拱桥。以高强预应力钢铰线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力。主拱采用中承式双肋悬链线无铰拱，矢跨比为1/4.5。每片拱肋由6750钢管混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架。边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单箱单室截面组成。转体施工法。同济大学桥梁系

叶爱君

桥梁与道路结构拱式桥1932澳大利亚503m悉尼钢拱桥1977美国518.2mNewRiver桥9）钢拱桥混凝土简支梁桥的构造第一节简支板桥的构造特点一、整体式简支板适用范围——常用在4~8米跨径、不规则 桥梁截面形式——实心板、矮肋板、空心板施工方法——整体现浇二、装配式简支板适用范围截面形式实心板空心板——单孔、双孔横向连接企口铰——圆形、棱形、漏斗形钢板连接施工方法先张法——长线预制后张法——扁锚配筋特点主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制，一般只设箍筋钢筋砼梁设可设弯起钢筋预应力筋在底板直线布置梁端顶板设抗拉钢筋第二节装配式简支梁桥的构造特点一、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划分原则：起吊能力接缝在应力最小处接头少、施工方便便于安装标准化二、装配式钢筋混凝土简支T梁桥1、构造布置常用跨径——8.0

20m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中及4分点2、主要尺寸主梁——高1/11

1/18L，宽1518cm横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高

宽1216cm，可挖空翼板——1/12h，一般为变厚度3、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钢筋4、横向连接钢板连接现浇接缝企口铰扣环式接头三、装配式预应力混凝土简支T梁桥1、构造布置常用跨径——2050m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间大跨度尽量增大梁距2、主要尺寸主梁——高1/15

1/25L，宽1518cm横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高

宽1216cm，可挖空翼板——1/12h，一般为变厚度下马蹄——占截面总面积的10

20％（1）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。（2）下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高的（0.15

0.20）倍，斜坡宜陡于45

。梁端，梁宽与下马蹄同宽3、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——剪余剪力图

混凝土简支梁桥的计算第一节概述桥梁工程计算的内容内力计算——桥梁工程、基础工程课解决截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝 土结构课程解决变形计算简支梁桥的计算构件上部结构——主梁、横梁、桥面板支座下部结构——桥墩、桥台计算过程内力计算截面配筋验算开始拟定尺寸是否通过计算结束否是第二节行车道板计算一、行车道板的类型行车道板的作用——直接承受车轮荷载、 把荷载传递给主梁分类单向板双向板悬臂板铰接板二、车轮荷载的分布车轮均布荷载——a2b2(纵、横)桥面铺装的分布作用轮压三、有效工作宽度1、计算原理外荷载产生的分布弯矩——mx外荷载产生的总弯矩——分布弯矩的最大值——mxmax设板的有效工作宽度为a假设可得有效工作宽度假设保证了两点：1）总体荷载与外荷载相同2）局部最大弯矩与实际分布相同通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布需要解决的问题：mxmax的计算影响mxmax的因素：1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用3）荷载到支承边的距离2、两端嵌古固单向板1）荷载位于板的中央地带 单个荷载作用 多个荷载作用

2）荷载位于支承边处 3）荷载靠近支承边处

ax=a’+2x3、悬臂板 荷载作用在板边时

mxmin

-0.465P

取a=2l0

规范规定

a=a1+2b’＝a2+2H+2b’4、履带车不计有效工作宽度四、桥面板内力计算1、多跨连续单向板的内力

1）弯矩计算模式假定

实际受力状态：弹性支承连续梁 简化计算公式： 当t/h<1/4时： 跨中弯矩Mc=+0.5M0

支点弯矩Ms=-0.7M0

当t/h

1/4时： 跨中弯矩Mc=+0.7M0

支点弯矩Ms=-0.7M0M0——按简支梁计算的跨中弯矩2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩 活载弯矩 恒载弯矩3）考虑有效工作宽度后的支点剪力 车轮布置在支承附近2、悬臂板的内力

1）计算模式假定 铰接悬臂板——车轮作用在铰缝上 悬臂板——车轮作用在悬臂端 2）铰接悬臂板 活载

恒载 2）悬臂板 活载

恒载第三节主梁内力计算一、恒载内力前期恒载内力SG1

（主要包括主梁自重） 计算与施工方法有密切关系， 分清荷载作用的结构后期恒载内力SG2

（桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱〕二、活载内力活载内力计算必须考虑最不利荷载位置 一般采用影响线加载计算计算汽车荷载时必须考虑各项折减系数及冲击系数通用计算公式三、内力组合承载能力极限状态正常使用极限状态四、内力包络图 沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线第四节主梁内力横向分布计算一、桥面板与主梁分离式桥梁挂车汽车人群横向分布系数——杠杆原理法二、横向分布计算原理1. 整体桥梁结构必须采用影