桥梁工程2第二篇第一四章 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥

《桥梁工程》彭天波办公室：桥梁馆413室电话：65983116-2412邮箱：ptb@2023/4/20.2第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥第一章概论第二章桥面构造第三章板桥的设计与构造第四章装配式简支梁桥的设计与构造第五章简支梁桥的计算第六章梁式桥的支座第七章简支梁桥的施工2023/4/20.3第一章概论梁桥的定义：以梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。力学特点：其上部结构在竖向荷载作用下，支点只产生竖向反力。2023/4/20.4梁桥的主要承重结构是以受弯为主的梁。钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥都是采用抗压性能好的混凝土和抗拉能力好的钢筋（或预应力钢材）结合在一起建成的。2023/4/20.51.1根据预应力度不同根据受预压程度（预应力度）的不同，混凝土梁桥可分为钢筋混凝土梁桥、部分预应力混凝土梁桥、全预应力混凝土梁桥三类。预应力度λ=M0/Ms消压弯矩M0对应于引起截面受拉边缘的拉应力恰好抵消该处混凝土的预压应力的弯矩。外荷载产生的弯矩Ms在《公桥规》定义为作用效应组合下的弯矩值。几种简支梁桥的分类方法2023/4/20.6λ=0，钢筋混凝土梁桥。1>λ>0，部分预应力混凝土梁桥：沿预应力筋正截面容许出现拉应力，但拉应力值或裂缝宽度应小于容许值。又分为A类和B类。A类预应力混凝土梁对拉应力加以限制（作用短期效应组合下拉应力小于混凝土抗拉强度标准值的0.7倍，作用长期效应组合下拉应力小于0）；B类预应力混凝土梁对裂缝宽度加以限制。λ≥1，全预应力混凝土梁桥：沿预应力筋方向的正截面在作用短期效应组合下，混凝土不出现任何拉应力。2023/4/钢筋混凝土梁桥的一般特点钢筋混凝土梁桥的优点：就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性好、整体性好、美观，结构刚度大，变形小，噪声小。2023/4/20.8钢筋混凝土梁桥的缺点：混凝土的极限弹性变形很小，受拉时易发生脆性断裂。裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制。钢筋混凝土结构无法利用高强度材料减轻结构自重，增大跨越能力。自重大，约占全部设计荷载的30～60%，由于材料强度不高而容重较大，承载能力大部分用于承担结构自重。当结构跨径增大时，其自重也相应显著增大，因而限制了它的跨越能力。就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥，由于施工工期长，消耗的支架和模板多，而且施工受季节的影响很大，往往使施工费用增加。2023/4/预应力混凝土梁桥的一般特点预应力混凝土可以看作是一种预先储存了压应力的新型混凝土材料。高强度的预压力钢筋，既是加力工具又是抵抗构件内力的受力钢筋。预应力混凝土梁桥的特点：能最有效地利用现代高强度材料，增大跨越能力。与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30%～40%，跨径愈大，节省愈多。无裂缝，能全截面参与工作。预应力技术为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段，可以使装配式结构集整成理想的整体，就扩大了装配式桥梁的使用范围，提高了运营质量。2023/4/20.10优先采用预应力混凝土的结构：要求裂缝控制等级较高的构件；大跨度或受力很大的构件；对构件刚度和变形控制要求较高的结构构件。预应力混凝土简支梁桥的最大跨径已达76m。缺点：工艺较复杂，对质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。需要有专门设备，如张拉机具、灌浆设备等。预应力混凝土结构的开工费用较大，如果构件数量少的话，工程成本较高。2023/4/20.111.2根据施工方法不同混凝土梁桥可分为整体式梁桥和装配式梁桥两类。整体式梁桥采用就地浇筑法施工，它是通过直接在桥跨下面搭设的支架作为工作平台，然后在其上面制造梁体结构。适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边水不太深且无通航要求的小跨径桥梁。装配式梁桥采用预制装配法施工，将桥跨结构用划分成若干根独立的构件，放在桥位附近专门的预制场地或者工厂进行成批的制作，然后将这些构件适时地运到桥孔处进行安装就位。适用于同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深或有通航要求的情况。2023/4/20.12装配式梁桥的优点桥梁构件的型式和尺寸趋于标准化，有利于大规模工业化制造。在工厂或预制场内集中管理进行工业化预制生产，可充分采用先进的半自动或自动化、机械化的施工技术，以节省劳动力和降低劳动强度，提高工程质量和劳动生产率，从而显著降低工程造价。构件的制造不受季节性影响，并且上、下部构造也可同时施工，大大加快桥梁的建造速度，缩短工期。能节省大量支架模板等的材料消耗。2023/4/20.13装配式简支梁桥的上部构造概貌2023/4/20.141.3根据截面形式不同可分为简支板桥、简支肋板式梁桥和简支箱形梁桥。简支板桥是最简单的构造形式，施工方便，建筑高度较小；跨径只在十几米以下。简支肋板式梁桥是在板桥截面的基础上，将梁下缘受拉区混凝土很大程度的挖空，从而显著减轻了结构自重，跨越能力得到提高；简支箱形梁桥的箱形截面提供了能承受正、负弯矩的足够的混凝土受压区，抗弯、抗扭能力强。2023/4/简支肋板式梁桥（简支肋梁桥）在横截面内形成明显肋形结构的简支梁桥称为简支肋板式梁桥，或简称简支肋梁桥。特点：在横截面内形成明显肋形结构，梁肋与顶部的桥面板结合在一起作为承重结构。肋与肋之间的混凝土得到了很大程度的挖空，显著减小了结构自重。力学性能：有利于承受单向正弯距，不利于承受双向弯距。对于简支梁，既充分利用了混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部的钢筋的抗拉能力。与简支板桥相比，具有更大的抵抗弯矩的能力。2023/4/20.16简支肋梁桥又分为整体式简支肋梁桥和装配式简支肋梁桥。整体式简支肋梁桥：可以根据钢筋混凝土体积最小的经济原则来确定截面尺寸。装配式简支肋梁桥：需要考虑到起重设备的能力，以及预制和安装的方便。中等跨径（20～25m以上）的简支梁桥通常采用简支肋梁桥。2023/4/简支箱形梁桥（简支箱梁桥）横截面呈一个或几个封闭箱形的简支梁桥简称为简支箱形梁桥，或简称简支箱梁桥。特点：截面除梁肋和上部翼缘板外，在底部还有扩展的底板，提供了能承受正、负弯距的足够的混凝土受压区。在一定的截面积下能获得较大的抗弯惯矩，抗扭刚度也特别大，在偏心的活载作用下各腹板的受力较均匀。2023/4/20.18应用适用于较大跨度的悬臂和连续梁桥，也可用来修建全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥。但钢筋混凝土简支梁桥不宜采用箱形截面。整体现浇的简支箱梁桥具有整体性好、刚度大、易于做成复杂形状等优点，但其施工速度慢，且耗费大量支架模板材料。装配式的多室箱形截面，腹板和底板的一部分构成L形和倒T形的预制构件，在底板上留出纵向的现浇接头，顶板采用微弯板形式以节省钢材和混凝土材料。2023/4/20.19第二章桥面构造2.1桥面铺装2.2排水系统2.3伸缩装置2.4人行道、安全带、栏杆、防撞护栏2.5灯柱2023/4/20.20桥梁五个“大部件”五个“小部件”桥跨结构支座系统桥墩桥台墩台基础桥面铺装排水系统伸缩装置人行道、安全带、栏杆、防撞护栏灯柱（灯光照明）主要受力部件服务功能有关部件桥面构造2023/4/20.21桥面构造的横截面图2023/4/20.222.1桥面铺装桥面铺装是车轮直接作用的部分。桥面铺装的主要功能：保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆的直接磨耗；防止主梁遭受雨水的侵蚀；对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。要求：抗车辙、行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好，轻质，与桥面板结合良好。桥面铺装一般不作受力计算，但如果桥面铺装采用水泥混凝土，其标号不低于桥面板混凝土的标号，且能确保铺装层与桥面板结合成整体，则铺装层混凝土可参与受力计算。不过需要扣除车轮磨损部分，减去1~2cm厚度。2023/4/桥面横坡的设置桥面应设置纵横坡，以利雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护桥面板，延长桥梁使用寿命。桥面的横坡通常设置为双向的（当设置上下行两座独立的桥时，也可设成单向坡）。桥面的横坡坡度可按路面横坡取用或比其增加0.5%。对于沥青混凝土或水泥混凝土铺装，横坡为1.5～2%。行车道桥面一般采用抛物线形横坡（还有直线形和折线形），人行道则用直线形。2023/4/20.24桥面横坡通常有三种设置形式墩台顶设横坡：对于板桥或就地浇筑的肋梁桥，可以将横坡直接设在盖梁或墩台顶部。三角垫层：在装配式肋梁桥中，先铺设一层厚度变化的砼三角形垫层形成双向倾斜，再铺设等厚的砼铺装层。结构设横坡：在比较宽的桥梁(或城市桥梁)中，可将行车道板做成倾斜面而形成横坡。2023/4/桥面铺装的类型根据材料不同，可分为碎石、沥青表面处治、水泥混凝土和沥青混凝土等类型。沥青表面处治指的是用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青面层。碎石桥面铺装和沥青表面处治桥面铺装耐久性较差，仅在中级和低级公路桥梁上使用。水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装能满足各项要求，应用广泛。特别是高速公路和一级公路上的特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土。2023/4/20.26水泥混凝土铺装造价低，耐磨性能好，适合重载交通，但养生期长，日后修补较麻烦。铺装层的混凝土强度等级不应低于C40，铺装厚度（不含整平层和垫层）不宜小于80mm。铺设时要求有较好的密实度，避免二次成型。水泥混凝土桥面铺装应设伸缩缝以避免产生开裂，纵向每个车道设置一道，横向每3～5m设置一道。2023/4/20.27沥青混凝土铺装沥青混凝土桥面铺装应由粘结层、防水层、保护层及沥青表面层组成。高速公路、一级公路的沥青混凝土铺装层厚度为70～80mm，必要时可增至100mm；二级及二级以下公路为50～80mm。沥青混凝土铺装的重量较小，维修养护方便，铺筑后几小时就能通车运营，行车舒适，但容易老化和变形，受温度影响较大。2023/4/20.28根据防水性能不同水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装还可以分为三类：普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装用于非严寒区域的小跨径桥梁，不需要做专门的防水层，直接在桥面上铺筑5～8cm的普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装层。铺装层混凝土的强度应该与桥面板混凝土相同或略高一级，要求有较好的密实度。2023/4/20.29防水混凝土铺装对于位于非冰冻地区的桥梁需要做适当的防水时，可在桥面板铺筑8～10cm厚的防水混凝土作为铺装层。防水混凝土的强度应该不低于桥面板混凝土。一般不设面层，也可以铺筑一层2cm厚的沥青表面处治作为可修补的磨耗层，可以延长桥面的使用年限。2023/4/20.30具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装在防水要求高，或在桥面板位于结构受拉区而可能出现裂缝的桥梁上，往往采用柔性贴式或涂料防水层。防水层设置在桥面铺装层下面。其作用是将透过铺装层渗下的雨水汇集于排水系统(泄水管)排出。防水层应采用便于施工、坚固耐久、质量稳定的防水材料。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性，铺装层内或保护层内还应配置直径不小于8mm，间距不大于100mm的双向钢筋网。2023/4/20.312.2桥面排水系统排水系统主要由设置桥面纵横坡及一定数量的泄水管等组成。泄水管的设置应依据设计径流量计算确定。泄水管的内径一般为100～150mm。高速公路和一级公路，一般采用直径为150mm的泄水管。泄水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列。2023/4/20.32泄水管设置分3种情况：通常当桥面纵坡大于2%，而桥长小于50m时，一般雨水可流至桥头从引道上排除，桥上就可以不设专门的泄水管。此时，为避免雨水冲刷引道路基，可在桥头引道的两侧设置流水槽。当桥面纵坡大于2%，但桥长超过50m时，为防止雨水积滞，桥面上宜每隔12~15m设置一个泄水管。当桥面纵坡小于2%时，一般则宜每隔6~8m设置一个泄水管。泄水管布置形式梁式桥上常用的泄水管设置在行车道的边缘处，离缘石的距离为20~50cm，桥面水流入泄水管后直接向下排放。将泄水管布置在人行道下面，桥面水通过设在缘石或人行道构件侧面的进水孔流入泄水孔。2023/4/20.332023/4/20.34对于不设人行道的小桥，可以直接在行车道两侧的安全带或缘石上预留横向孔道，用铁管或竹管将水排出桥外。对于跨越公路、铁路、通航河流的桥梁以及城市桥梁，为保证桥下行车行人安全及公共卫生的需要，应像建筑物那样设置封闭式的排水系统。2023/4/20.352.3桥面伸缩装置桥跨结构在气温变化、混凝土收缩与徐变，以及荷载作用等因素影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面能够按照设计的计算图式而自由变形，同时又保证车辆能平顺通过，就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预留断缝，即伸缩缝。在伸缩缝上方的桥面处应设置伸缩装置。伸缩缝——为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构的两端设置的间隙。伸缩装置——为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩缝处设置的各种装置的总称。作用：2023/4/20.36构造要求在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，并保证有足够的伸缩量；牢固可靠，与桥梁结构连为整体，抗冲击，经久耐用；桥面平坦，行驶性良好，车辆驶过时应平顺、无突跳与噪声；具有能够安全防水和排水的构造，可防止雨水渗入；能有效防止垃圾渗入阻塞。对于敞露式的伸缩装置要便于检查和清除缝下沟槽的污物；在伸缩缝附近的栏杆、人行道等结构也要能相应地自由变形。2023/4/20.37伸缩量的计算伸缩装置类型的选用，主要取决于桥梁的伸缩量，可按下式计算总的伸缩装置变形量：其中：注意：上式各量取绝对值之和。对大跨度桥梁，还应计入因荷载作用及梁体上、下温差等引起的梁端转角产生的伸缩装置变形量。——温度变化引起的伸长量和缩短量——混凝土收缩引起的收缩量——安全富裕量。可按计算变形量的30%计算——混凝土徐变引起的收缩量2023/4/20.38常用的几种伸缩装置1）U形锌铁皮伸缩装置：一种简易的伸缩装置。一般用于中、小跨径的桥梁，所能适应的变形量在20～40mm以内。人行道部分的伸缩装置，通常就用一层U形锌铁皮跨搭，其上再填充沥青膏即可。2023/4/20.392）钢板伸缩装置简单的搭板式钢板伸缩装置：它是用一块厚度约为10mm的钢板搭在断缝上，钢板的一侧焊在锚固于铺装层混凝土内的角钢1上，另一侧可沿着对面的角钢2自由滑动。这种伸缩装置所能适应的变形量在40～60mm以上。2023/4/20.40梳齿形钢板伸缩装置：行驶性好，伸缩量大（可达400mm以上），在大、中型桥梁中得到普遍采用。梳齿形钢板伸缩装置的缺点在于造价较高，制造加工困难。防水能力弱，清洁工作复杂。在施工中应特别注意护缘角钢与混凝土的锚固要牢靠，角钢下混凝土的灌筑要密实。2023/4/20.413）橡胶伸缩装置橡胶伸缩装置根据橡胶带（或板）传力和变形机理的不同可分为嵌固对接式和剪切式两类。嵌固对接式橡胶伸缩装置以橡胶带的拉压变形来适应梁体的变形，用于伸缩量在80mm及其以下的桥梁工程上。通常将梁架好后，在梁端焊上角钢，涂上胶后，再将橡胶嵌条强行嵌入，或用不同形状的钢构件将不同形状的橡胶条嵌牢固定即可。橡胶带的断面有3节型、2孔条型、3孔条型、M型、W型和倒U型等多种形式。2023/4/20.422023/4/20.432023/4/20.44剪切式（板式）橡胶伸缩装置利用橡胶伸缩体上下凹槽之间的剪切变形来适应梁体结构的相对位移。板式橡胶伸缩装置是一种刚柔结合的装置，具有一定的竖向刚度，跨越间隙的能力大（变形范围可达30～300mm），连接牢固可靠，行车平稳舒适，并具有良好的吸振作用。2023/4/20.452023/4/20.464）模数式伸缩装置主要部分是异型钢和密封橡胶带组成的伸缩体，加上支承横梁、位移控制系统以及弹簧支承系统。每个伸缩体的伸缩量为60~100mm，伸缩量更大时，可以用多个伸缩体，中间用若干根中梁隔开，总的伸缩量可达1040mm。特点：伸缩量大，结构较为复杂，功能比较完善。2023/4/20.472023/4/20.485）无缝式（暗缝式）伸缩装置在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料，使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一个连续体，以连接缝材料的变形承受伸缩的一种构造。这种接缝仅适用于较小的接缝部位，伸缩量不超过50mm，适用范围有限。2023/4/20.49这类伸缩装置的主要特点为：能适应桥梁上部构造的伸缩变形和小量转动变形；将使桥面铺装形成连续体，行车时不至产生冲击、振动等，舒适性较好；形成多重防水构造，防水性也较好；在寒冷地区，若机械化除雪养护，不至破坏接缝；施工简单，一般易于维修和更换。2023/4/20.50桥面简易连续对于多跨简支梁桥，为了提高行车的舒适性，减轻桥梁的养护工作和延长桥梁的使用寿命，桥面应尽量连续，使得多孔简支梁桥在竖直荷载作用下为简支体系，水平力作用下具有一定连续功能的结构。桥面连续措施的实质：将简支上部构造在其伸缩缝处施行铰接。2023/4/20.512.4人行道、安全带、栏杆、防撞护栏2.4.1人行道位于城镇和近郊的桥梁，均应在桥梁两侧设置人行道。人行道是位于行车道两侧，专供行人行走的路幅或桥面部分。其宽度等于一条行人带宽度乘以带数。我国每条行人带宽度取用0.75～1.00m，其通行能力均为800～1000人/h；带数由人流大小决定。桥梁上人行道宽度宜为0.75m或1.00m，大于1.00m时，按0.50m的倍数增加。其高度至少高出行车道0.20～0.25m，以保证行人和行车的安全。2023/4/20.52人行道一般构造2023/4/20.532.4.2安全带行人稀少地区的桥梁上也可不设人行道，这时应在行车道两侧设置护轮安全带。安全带是指为保证车辆在桥上靠边行驶时的安全而设置的带状构造物。车道边缘至栏杆内边缘之间安全距离一般不小于0.25m，高度0.25~0.4m。矩形截面肋板式截面2023/4/20.542.4.3栏杆桥梁栏杆设置在人行道上，其功能主要在于防止行人和非机动车辆坠入桥下。高度通常为0.8～1.20m。栏杆柱的间距一般为1.6～2.7m，标准设计取用2.5m。栏杆的设计首先要满足结构的受力要求，还要考虑经济实用，施工方便，养护维修省力。城郊的公路桥、城市桥梁及重要的大桥应考虑栏杆的美观性。设计和施工时还应当注意，在靠近桥面伸缩缝处的所有栏杆，均应能自由变形。2023/4/20.55节间式：由立柱、扶手和横档（或栏杆板）组成。连续式：由连续扶手、栏杆板（柱）及底座组成。2023/4/20.56钢制栏杆2023/4/20.57铸铁栏杆2023/4/20.58混合栏杆2.4.4防撞护栏高速公路、一级汽车专用公路、城市快速干道、主干道路、立交工程等应设护拦。护拦的主要作用：封闭沿线两侧，不使人畜与非机动车辆闯入公路；诱导视线，起到一些轮廓标的作用，使车辆尽量在路幅之内行驶，并给驾驶员以安全感；吸收碰撞能量、迫使失控车辆改变方向并恢复到原有行驶方向，防止其越出路外或跌落桥下。2023/4/20.592023/4/20.60护栏形式按防撞性能分：刚性护栏——混凝土护栏半刚性护栏——波形横梁护栏（波纹状钢护栏板+立柱）柔性护栏——缆索护栏（张紧缆索+立柱）按设置部位可分为桥侧护栏、桥梁中央分隔带护栏和人行、车行道分界处护栏。按构造特征可分为钢筋混凝土墙式护栏、梁柱式护栏、组合式护栏和缆索护栏等。2023/4/20.61缆索护栏2023/4/20.622.5灯柱在城市桥上及城郊行人和车辆较多的公路桥上，均应设置照明设施，一般采用灯柱在桥面上照明（立交桥上也有采用高杆照明的）。照明灯柱可以利用栏杆柱，也可单独设在人行道内侧，如在较宽的人行道上可设在靠近缘石处。照明用灯一般高出车道5m左右。灯柱的设计要满足照明的使用要求，力求经济合理，同时也要符合全桥在立面上具有统一协调的艺术造型。2023/4/20.63第三章板桥的设计与构造3.1

板桥的特点板桥是小跨径钢筋混凝土桥中最常用的桥型之一。由于它建成以后外形像一块薄板，故习惯称之为板桥。承重结构：就是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板。2023/4/20.64板桥的主要优点：建筑高度小，适用于桥下净空受到限制的桥梁。外形简单，制作方便。装配式板桥的预制构件，构件质量较轻，便于安装。整体式板桥，由于是双向受力结构，因而比一般板桥有更高的承载能力和更大的刚度，而且可以制作成需要的平面形状。2023/4/20.65力学性能：位于受拉区的混凝土材料不能发挥作用，反而白白增加了结构自重，跨度稍大时就显得笨重而不经济。板桥的主要缺点：跨径不宜过大。板桥跨径：钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜大于13m；钢筋混凝土连续板桥的标准跨径不宜大于16m；预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜大于25m；预应力混凝土连续板桥的标准跨径不宜超过30m。2023/4/20.66整体式矩形实心板矮肋式实心板装配式实心板装配式空心板装配－整体组合式板2023/4/20.673.2简支板桥的构造及其特点3.2.1整体式板桥的构造是采用现场整体浇筑一次成型方法施工的板桥。优点整体性能好，横向刚度较大，施工也较简便，缺点是要消耗一些支架和模板材料。通常用于跨径为4～8m的小桥。横截面一般设计成等厚度的矩形实心截面，为了减小自重，也可将受拉区稍加挖空的矮肋式板桥。2023/4/20.68整体式简支板桥的板厚与跨径之比（即高跨比）一般为1/16~1/23，随跨径增大取用较小值。对于较宽的板桥，也可以沿桥中线分为并列的两桥，以防止因温度变化及混凝土收缩而引起的纵向开裂，并减小由汽车荷载等所产生的横向负弯矩。为了缩短墩台长度，可以将人行道做成悬臂形式从板的两侧挑出，但会带来施工的不便。挑出的人行道2023/4/20.69整体式板桥的跨径与板宽相比通常相差不大，在荷载作用下实际上处于双向受力状态。所以，除了配置纵向受力钢筋以外，还要在板内设置垂直于主钢筋的横向分布钢筋。因为当车辆荷载靠板边行驶时，板边处的受力更为不利，所以纵向主筋除中间2/3板宽范围内按计算配置以外，在两侧各1/6的范围内应比中间增加15%。整体式板的主拉应力较小，按计算可以不设弯起的斜钢筋，但习惯上还是将一部分主钢筋在1/4~1/6计算跨径处按30˚~45˚的角度弯起。2023/4/20.703.2.2装配式板桥的构造装配式板桥通过铰缝传递横向荷载，整体性差。按截面形式分为：实心板和空心板。1）矩形实心板桥矩形实心板通常为钢筋混凝土铰接板，有1.5～8m的标准图，板高0.16～0.36m；形状简单、施工方便、建筑高度小；施工质量易于保证。容易推广应用。2023/4/20.712）矩形空心板桥将装配式板桥截面中部分挖空，做成空心板，不仅能减小自重，而且可充分利用材料。同跨径的实心板相比，重量小，运输安装方便，而建筑高度又比同跨径的T梁小，因而目前使用较广。钢筋混凝土空心板桥使用范围：6～13m；预应力混凝土空心板桥使用范围：10～30m。相应的板厚（梁的高度），对于钢筋混凝土空心板为0.4～0.8m，对于预应力混凝土为0.5～1.2m。2023/4/20.72挖空率较大，但板顶需配置横向受力钢筋以承担车轮荷载挖空率较小，自重大空心板截面形式2023/4/20.73企口混凝土铰联结装配式板桥的横向连接2023/4/20.74钢板焊接联结构造是：用—块钢盖板焊在相邻两构件的预埋钢板上。钢板连接的效果远不如企口混凝土铰连接，工程中较少采用。2023/4/20.753.2.3漫水桥的构造在次要的公路上，跨越常水位与洪水位高差较大而且河床宽浅的不通航河流，同时洪水时间较短，交通允许暂时中断时，桥梁标高可按常水位设计，洪水时允许水流从桥面漫过。这种桥梁称为漫水桥。漫水桥除了要满足承载能力外，还应尽量做到阻水面积小，结构的整体性和横向稳定性强，不致于被水冲毁。2023/4/20.76设计漫水桥应注意：1）板的上、下游边缘宜做成圆端形，以利水流顺畅通过。2）必须设置与主钢筋同粗的栓钉与墩台锚固，以防水流冲毁。漫水桥不设抬高的人行道和缘石，而在桥面净宽以外设置目标柱或活动栏杆。目标柱的间距一般取8～15m，高出桥面不小于60cm。2023/4/20.773.3斜交板桥的受力特点与构造桥梁轴线与水流方向的交角不是按90度布置的桥梁，称为斜交桥。3.3.1影响斜交板桥受力的因素斜交角：越大，斜桥的特点越明显。<15º时，可取板的斜长为计算跨径，按正桥计算。宽跨比b/l：越大，斜桥特点越明显。支承形式：支座个数、支承方向、是否抗拉，是否固结不设支座。2023/4/20.783.3.2斜交板桥的受力性能荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势：在宽跨比较大的斜板中部，其最大主弯矩方向几乎接近与支承边垂直。对宽斜板的边缘或窄的斜板，主弯矩方向虽接近平行于自由边，但仍有向支承边垂线方向偏转的趋势。2023/4/20.79各角点受力情况可以用Z字形连续梁来比拟：在钝角B、C处产生接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩，其方向垂直于钝角的二等分线；其值随的增大而增加，但分布范围较小，并迅速削减。斜板在支承边上的反力很不均匀。以钝角B、C处的反力最大，锐角A、D处的反力最小，甚至可能出现负反力，使锐角向上翘起。2023/4/20.80在均布荷载下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小，跨内纵向最大弯矩或最大应力的位置，随着斜交角的变大，而自中央向钝角方向移动。在同样情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥的却要大，可以认为横向弯矩增加的量，相当于跨径方向弯矩减少的量。2023/4/20.813.3.3斜交板桥的构造整体式斜交板桥的构造：整体式斜交板桥的跨宽比一般<1.3。2023/4/20.822023/4/20.83装配式斜交板桥的构造装配式斜交板桥的跨宽比一般>1.3。主钢筋沿斜跨径方向配置，分布钢筋在钝角角点之间的范围内与主钢筋垂直，在靠近支承边附近，其布置方向则与支承边平行。2023/4/20.84装配式斜板桥的钢筋布置2023/4/20.85第四章装配式简支梁桥的设计与构造装配式简支梁桥的特点：属于静定结构，它受力明确，构造简单，施工方便。简支梁桥易于系列化和标准化设计，有利于在工厂内或工地上进行工业化施工，组织大规模预制生产，并采用现代化的起重设备进行安装。采用装配式施工方法，可以大量节约模板、支架材料，降低劳动强度，缩短工期，加快建桥速度。2023/4/20.864.1装配式简支梁桥的构造类型构造类型：主梁的横截面形式（比如梁高、主梁间距、腹板宽度、翼缘板厚度等）沿纵桥向的横隔梁布置块件的划分方式块件的连接集整装配式简支梁桥，可根据跨径大小、是否施加预应力、运输和施工条件等的不同，而采用各种构造类型。2023/4/20.874.1.1装配式简支梁桥的截面形式从主梁的横截面形式来区分，可以分为三种基本类型：形梁桥、T形梁桥和箱形梁桥。形梁桥块件之间用穿过腹板的螺栓连接，施工简单。截面形状稳定，横向抗弯刚度大，块件堆放、移运和安装都方便。梁肋被分成二片薄的腹板，通常用钢筋网来配筋，难以做成刚度大的钢筋骨架。跨度较大时形梁桥的混凝土和钢筋用量都比T形梁桥的大，构件也重。一般只用于l=6~12m。2023/4/20.88T形梁桥目前我国用得最多的装配式简支梁形式是T形梁桥。制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助横隔梁来连接，整体性好，接头方便。截面形状不稳定，运输和安装较复杂；构件正好在桥面板的跨中接头，对板的受力不利。标准图中，跨径10~20m采用钢筋混凝土T梁，跨径25~40m采用预应力混凝土T梁。2023/4/20.89箱形梁桥箱形梁一般不适用于钢筋混凝土的简支梁桥，然而预应力混凝土梁有必要采用箱形截面。抗扭能力大，各梁的受力要均匀得多。可以做成薄壁薄板结构，桥面板的跨径减小又能使板厚减薄，从而节省材料。横向抗弯刚度大，对预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要比T梁好得多。在同样跨径的情况下，梁高比T梁小，外观简洁，适用于城市桥梁和跨线桥梁。预制施工比较复杂，单根箱梁的安装重量比T梁的大。2023/4/20.904.1.2块件的划分方式块件划分应遵循的原则是：根据建桥现场实际的预制、运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和质量；划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处；拼装接头的数量要少，接头形式要牢固可靠，施工要方便；构件要便于预制、运输和安装；构件的形状和尺寸应力求标准化，增强互换性，构件的种类应尽量减少。2023/4/20.91纵向竖缝划分沿着纵桥向采用竖缝划分，在简支梁桥中应用最为普遍。这种划分方法使主梁受力可靠，施工也方便。缺点是构件的尺寸和重量往往都很大。2023/4/20.92纵向水平缝划分为了进一步减轻拼装构件的起吊质量和尺寸，便于集中预制和运输吊装，采用水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，使横截面变为板肋组合截面，通常称为组合式梁桥。施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后现浇部分混凝土使结构连成整体。2023/4/20.93纵、横向竖缝划分为了进一步减小预制构件的尺寸和重量，便于集中制造和运输吊装，尚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。横向分段预制的装配式梁也称串联梁。2023/4/20.94串联梁串联梁的主要优点是块件尺寸小，质量轻，可以工厂化成批预制后，比较方便地运至工地。不足之处是块件的预制精度要求很高，用环氧树脂作粘结剂时，块件端面互接的间隙不应厚于环氧树脂涂层的厚度。横向分段的简支梁桥目前在国内使用尚少。2023/4/20.954.2装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式T形简支梁桥概貌2023/4/20.964.2.1构造布置主梁布置对于一定的跨径和桥面宽度（包括行车道和人行道）的桥梁，确定出适当的主梁间距（或片数），是构造布置中首先需要解决的重要课题。应从材料用量经济，考虑构件的吊装重量及保证翼板的刚度等方面综合考虑确定。主梁间距一般均在1.5～2.2m之间。过去我国多采用1.6m的主梁间距。2023/4/20.97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。研究认为：T形梁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，而且能显著加强全桥的整体性。有中横隔梁的梁桥，荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象。一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于10m。对于钢筋砼简支梁桥，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。2023/4/20.98当横隔梁高度较大时，为了减轻自重，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，挖空也不宜过大，以免内角处裂缝和过多削弱其刚度。2023/4/20.994.2.2截面尺寸主梁梁肋尺寸：梁高：主梁的合理高度与梁的间距、活载的大小等有关。梁高常取0.9～1.5m间。通过对T梁的经济分析表明，梁高与跨径之比（俗称高跨比）的经济范围大约为1/11～1/16，跨径大的取用偏小的比值。梁肋宽：梁肋宽度多采用150～180mm，一般不应小于140mm。2023/4/20.100横隔梁尺寸跨中横隔梁的高度应保证具有足够的抗弯刚度，通常可做成主梁高度的3/4左右。为便于安装和检查支座，端横隔梁底部与主梁底缘之间宜留有一定的空隙，或可做成和中横隔梁同高；但从梁体在运输和安装阶段的稳定要求来看，端横隔梁又宜做成与主梁同高。横隔梁的肋宽通常采用12～16cm，且宜做成上宽下窄和内宽外窄的楔形，以便脱模。2023/4/20.101主梁翼板尺寸翼板的宽度应比主梁中距小20mm，以便在安装过程中易于调整T梁的位置和制作上的误差。厚度：应满足强度和构造最小尺寸的要求。根据受力特点，翼板通常做成变厚度的，即端部较薄，向根部逐渐加厚。为了保证翼板与梁肋连接的整体性，翼板与梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的1/10。2023/4/20.1024.2.3主梁钢筋构造纵向主钢筋（受拉钢筋）、斜钢筋（弯起钢筋）、分布钢筋（纵向水平钢筋）、箍筋、架立钢筋（构造钢筋）2023/4/20.103混凝土保护层厚度和钢筋间距为了防止钢筋受到大气影响而锈蚀，并保证钢筋与混凝土之间的粘着力充分发挥作用，钢筋到混凝土边缘需要设置保护层。2023/4/20.104为了尽量地减小梁肋尺寸，通常将主筋叠置，并与斜筋、架立筋一起通过侧面焊缝焊接成钢筋骨架。焊接钢筋骨架整体性好，刚度大，能有效减小梁肋尺寸，钢筋重心位置较低，减少大量的绑扎工作。彼此焊接后的主筋与混凝土的粘结面积减小，削弱了其抗裂性。应限制焊接骨架的钢筋层数（≤6层），并选用较小直径的钢筋（≤32mm），有条件时还可将箍筋与主筋接触处点焊固结。为保证焊接质量，保证焊缝处强度不低于钢筋本身强度，焊缝的长度必须满足规定。2023/4/20.1052023/4/20.106T形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，在纵桥向还应设置少量的分布钢筋。《规范》要求，板内主筋的直径不小于10mm，每米板宽内不应小于5根。分布筋的直径不小于8mm，间距不大于200mm，截面面积不小于板的截面面积的0.1%。2023/4/20.1074.2.4装配式主梁的连接构造1）横隔梁横向连接构造钢板焊接这种接头强度可靠，焊接后立即就能承受荷载。但现场要有焊接设备，而且有时需要在桥下进行仰焊，施工较困难。2023/4/20.108钢板栓接盖接钢板不用电焊，而是用螺栓与预埋钢板连接，为此钢板上要预留螺栓孔。这种接头由于不用特殊机具而有拼装迅速的优点。缺点是在运营过程中螺栓易于松动。2023/4/20.109混凝土连接扣环接头是一种整体性及耐久性好的接头形式。在工地不需要特殊机具。但是现浇灌混凝土数量较多，接头施工后也不能立即承受荷载。这种连接构造往往用于主梁间距较大而需要缩减预制构件尺寸和质量的场合。2023/4/20.1102）桥面板（翼缘板）横向连接刚性接头既可承受弯矩，也可承受剪力。2023/4/20.111企口式铰接接头（只能承受剪力）主梁翼板内预埋连接钢筋，交叉弯制后在接缝处再放局部的φ6钢筋网，并将它们浇筑在桥面混凝土铺装层内。将主梁翼板顶层钢筋伸出，弯转套在一根长的纵桥向钢筋上，形成纵向铰。2023/4/20.1124.3装配式预应力混凝土简支梁桥当简支梁桥跨径大于20m，就往往采用预应力混凝土结构。我国已为25、30、35、40m跨径编制了后张法装配式预应力混凝土简支梁桥的设计标准图。预应力混凝土简支梁桥的横截面类型，基本上与钢筋混凝土梁桥的相似。装配式构件的划分方式，也与钢筋混凝土梁桥相同，最常采用的是以纵向竖缝划分的T形梁。2023/4/20.1134.3.1构造布置对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，主梁间距越大越经济。当吊装质量不受控制时，对于较大跨径的T形梁，宜推荐较大的主梁间距，可以提高截面效率指标。为了防止桥面和翼缘开裂，主梁间距也不宜过大。沿纵向的横隔梁布置，基本上与钢筋混凝土梁桥的相同。2023/4/20.114预应力混凝土简支T形梁的梁肋下部通常要加宽做成马蹄形，以便钢丝束的布置和满足承受很大预压力的需要。为了配合钢丝束的起弯，在梁端能布置钢丝束锚头和安放张拉千斤顶，在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽。这样就形成了沿纵向腹板厚度发生变化、马蹄部分也逐渐加高的变截面T梁。2023/4/20.115T梁截面特征e’4.3.2截面尺寸截面效率指标为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，要求：在预加力阶段：简支梁上缘拉应力为0，即合力Ny达到截面的下核点；在运营阶段：简支梁下缘拉应力为0，即合力Ny将从下核点移至上核点。截面的高度为h，截面的上、下核心距为k0，ku，核心距K，预应力筋的偏心距为e；预应力筋距下核心的偏心距为e’。2023/4/20.116预加力阶段2023/4/20.117运营阶段2023/4/20.118截面效率指标为值较大的截面，较为经济，通常希望值在0.45～0.5以上。在具体设计中，还要视荷载比值g1/(g2+p)和梁高是否受限制来考虑。2023/4/20.119主梁高度与细部尺寸主梁高度：按截面型式、主梁片数及建筑高度要求，可