板桥与T梁桥的构造特点[详细]

1、板桥与T梁桥的构造特点,主讲人：焦驰宇,提 纲,1,2,3,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

2、 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0.20.3mm,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,预应力混凝土梁桥的特点,预先储存了压应力的新型混凝土材料,基本原理：以混凝土为支承而张拉钢筋，从而使钢

3、筋在预先受拉的同时使混凝土预先受压，以抵消外荷载所产生的拉应力，延缓或避免出现裂缝。,概述,1,预应力砼构件,施工工艺,预应力度,先张法,后张法,全预应力,部分预应力,A类构件,B类构件,概述,1,先张法工艺： 张拉预应力筋 、 立模浇筑混凝土、 放松切断力筋,设备：台座 、 锚具、 张拉千斤顶,应用：直束，工厂长线预制,概述,1,先张法,后张法工艺： 1.立模浇筑混凝土、预埋波纹管； 2.穿束、张拉 3.锚固压浆,设备：锚具、管道、 张拉千斤顶,用途广泛：曲线束，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A类,部分预应力B类,高强度高性能混凝土,高强度 预应力钢筋,

4、一般不低于40号， 收缩量小，易于浇筑施工（添加外加剂）,预应力钢筋和管道壁之间的摩擦 锚具变形、钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩 混凝土养护时预应力钢筋与台座间的温度差 混凝土弹性压缩 预应力钢筋的应力松弛 混凝土的收缩和徐变,相当可观的预应力损失,预应力混凝土的基本材料,高强度钢丝 钢铰线 热轧低合金钢筋,概述,1,二、预应力砼结构的优缺点,优点：,（1）构件抗裂性好，刚度大。,在使用荷载作用下，构件不出现裂缝或推迟出现，刚度提高，耐久性增强。,（2）节省材料，减少自重。,采用高强度材料，钢筋用量少，截面尺寸小。,（3）剪力、主拉应力小,曲线束减小剪力，预压应力减小主拉应力 。,（4）结构安全

5、，质量可靠,施加预应力，钢束及砼都将经历一次强度检验。,（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，质量要求高，需配备专业队伍；,（2）需专门设备，如张拉机具、灌浆设备；,（3）预应力反拱不易控制，随砼徐变增大，影响使用效果；,（4）开工费用大，跨径小、构件数量少，成本高。,但是，以上缺点是可以设法克服的。例如，在用于跨径较大的结构，或跨径不大但构件数量很大时，采用预应力砼就比较经济。,概述,1,一、按截面类型划分 板桥 优点：施工方便、建筑高度小 缺点：自重大 分类：空心板、实心板 用途：适合于小跨径桥梁,概述,1,肋梁式截面 形、I形、T形 截面效率指标

6、 多用于纵向分缝装配式桥梁 适合于中等跨径简支桥梁,概述,1,箱形截面 单箱单室、单箱多室 分离多箱 整体性能好，抗扭惯矩大 上下缘均可受压、 适合于连续桥梁 适合中等以上跨径桥梁 施工模板复杂,概述,1,二、按体系划分 简支梁 优点： 施工方便 静定体系对地基要求不高 弯矩最大 缺点： 适合于小跨径桥梁,概述,1,概述,1,悬臂梁桥 单悬臂、双悬臂 卸载弯矩使跨中弯矩大大减小 静定体系对地基要求不高 跨中有接缝，行车条件不好 跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏 适合于中等以上跨径桥梁 施工不方便,概述,1,概述,1,概述,1,概述,1,连续梁桥 恒载、活载均有卸载弯矩 行车条件好 超静定体系对地基要

7、求高 适合于中等以上跨径桥梁,概述,1,概述,1,概述,1,T形刚构桥 卸载弯矩类似于悬臂梁 适合于悬臂施工、节省支座 静定体系对地基要求不高 跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏 行车条件不好 适合于中等以上跨径桥梁,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 超静定体系对地基要求高 适合于中等以上跨径的高墩桥梁,概述,1,概述,1,引言,1,简支梁桥的施工方法及适用的环境,简支梁桥最直接的想到的施工方法 建造桥墩 吊装大梁 困难: 对于全宽的桥梁：自重大、体积大、整体吊装很困难 解决的途径: 发展超大型设备 分块吊装 满堂支架现场制作.,简支梁桥的跨径布置及控制因素,提 纲,1

8、,2,3,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,一、概述 定义：矩形截面的钢筋砼或预应力砼板。 特点：建筑高度低、施工方便 按施工分类：整体现浇板（整体式板） 装配式预制板（装配式板） 装配整体式板,简支板桥构造特点,2,一、整体式板 适用范围 常用在48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,简支板桥构造特点,2,简支板桥构造特点,2,整体式简支板桥具有整体性好、横向刚度大、易于浇筑成形等优点，在10以下跨径的桥梁上得到广泛的应用。,整体式简支板桥构造图（25） ： 标准跨径6m，行车道宽7m，两边设0.

9、25m安全带，汽车10级，履带50级。,主筋 10mm 20cm,30or 45 ,L/4 L/6,分布钢筋 6mm 25cm 单位长度内截面积应不少于单位宽度内主筋面积的15%,简支板桥构造特点,2,二、装配式简支板 1.一般构造 适用范围,装配式板桥梁高与跨径,简支板桥构造特点,2,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：-,简支板桥构造特点,2,a. 矩形实心板桥(L8m),形状简单，施工方便，建筑高度小，施工质量易于保证,简支板桥构造特点,2,装配式简支实心板桥行车道板构造: 标准跨径6m，行车道宽7m，两边设0.25m护轮带，汽-20，挂-1

10、00,简支板桥构造特点,2,预制板安装就位后，将板中的箍筋伸出预制板顶面，并与相邻预制板中的箍筋相互搭接，以铁丝绑扎。在企口缝内填筑30小石子混凝土，并浇筑厚6cm的30防水混凝土铺装层使之连成整体。,简支板桥构造特点,2,b. 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。,空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的T梁小，因而目前使用较广。,简支板桥构造特点,2,空心板截面形式,挖空率最大，但板顶需配置横向受力钢筋以承担车轮荷载,挖空率较小,简支板桥构造特点,2,简支板桥构造特点,2,铰缝连接：（保证传递横向剪力、各块板共

11、同受力； 浅铰构造： 深铰构造：槽深度宜为预制板高的2/3）,铰缝连接：,简支板桥构造特点,2,钢板连接,（保证传递横向剪力、各块板共同受力； （加快工程进度间距：80150cm，中密边疏）,施工方法 先张法长线预制,简支板桥构造特点,2,施工方法 后张法扁锚,简支板桥构造特点,2,装配式钢筋混凝土实心板桥（6m跨）,简支板桥构造特点,2,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 预应力筋在底板直线布置 梁端顶板设抗拉钢筋,简支板桥构造特点,2,装配式普通钢砼空心板桥（8m跨）,简支板桥构造特点,2,装配式预砼板桥-（16m跨）,简支板桥构造特点,2,装配式预应力混凝土板桥,简

12、支板桥构造特点,2,提 纲,1,2,3,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,斜交桥梁的定义 桥梁上部结构的轴线与桥台 、 桥墩的支承线不垂直的桥梁。,斜交板桥受力与构造特点,3,正桥,斜桥正做,斜桥,斜交板桥可分为：斜板桥、斜肋梁桥和斜箱梁桥,斜交板桥能改善线形，但受力比正交板桥复杂得多。,a. 影响斜板桥受力的因素,斜交角： 越大，斜桥的特点越明显 15时，可取板的斜长为计算跨径，按正桥计算 宽跨比b/l： 越大，斜桥的特点越明显 支承形式： 支座个数、支承形式,斜交板桥受力与构造特点,3,（1）反力特点 支撑边上反力分布不均，钝角B

13、、C处反力最大、锐角A、D处反力最小，可能出现负反力的情况。,斜板桥受力原理,斜交板桥的受力特点,斜交板桥受力及构造特点,3,（2）跨中主弯矩 荷载有向支承板的最短距离方向传递的趋势。宽跨比较小时，主弯矩方向朝支撑边的垂直方向偏转；宽跨比较大时，板中央的主弯矩垂直于支撑边，边缘的主弯矩平行于自由边。,斜板的最大主弯矩方向,斜交板桥的受力特点,斜交板桥受力及构造特点,3,（2）跨中主弯矩（续） 在均布荷载作用下，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，随着斜交角的变化而自中央向钝角方向移动。,斜交板桥受力及构造特点,3,（3）钝角负弯矩 荷载有

14、向反力两支承板之间最短距离方向传递的趋势各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作，在钝角其负主弯矩的方向接近与钝角的二等分线相正交。,比拟连续梁,斜交板桥受力及构造特点,3,（4）横向弯矩 斜板桥的跨中横向弯矩比正桥的要大，可以认为横向弯矩增大的量，相当于跨径方向弯矩减小的量。 （5）扭矩 因A、D点上翘，故固定AD点，会产生扭矩。,斜交板桥受力及构造特点,3,桥规规定： 1.当整体式斜板桥的斜交角（板的支撑轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角）不大于15o时，可按正交板计算，计算跨径为： 当l/b1.3时，按两支撑轴线的垂直距离的正跨径计算； 当l/b1.3时，按顺桥向纵轴线的斜跨径计算； 以上l为斜跨

15、径，b为垂直于桥纵轴线的板宽。 2.装配式铰接斜板桥的预制板块，可按宽为两板边垂直距离，计算跨径按斜跨径的正交板计算。,斜交板桥受力及构造特点,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。,斜交板桥受力及构造特点,3,底层主钢筋： 当l 1.3b 时，窄斜板桥（或预制装配斜板桥中的预制斜板），纵向钢筋平行于自由边布置；横向钢筋跨中垂直于自由边布置，两端平行于支承边布置。,斜交板桥受力及构造特点,3,为抵抗自由边的扭矩，可在距自由边一倍板厚的范围内设置加强箍筋,斜交板桥的配筋特点,1-桥纵轴

16、线；2-支轴线； 3-顺桥纵轴线钢筋；4-与支撑轴线正交钢筋；5-自由边钢筋带； 6-垂至于钝角平分线的钢筋； 7-平行于于钝角平分线的钝角钢筋,斜交板桥受力及构造特点,3,在板的钝角上层处应设置垂直于钝角平分线的附加钢筋。 板的钝角底层应增设平行于钝角平分线的附加钢筋；,斜交板桥受力及构造特点,3,斜交板桥受力及构造特点,3,在钝角顶面范围内，应在角平 分线的垂直方向设置抵抗负弯 矩的钢筋。,为承担很大的支反力，应在 钝角底面平行于角平分线方 向上设置附加钢筋,钝角部位的加强钢筋,斜板桥在使用过程中，板块有向锐角方向转动的趋势，如果板的支座没有锚固，应在板锐角处的墩台帽上设置防爬设备。,斜交

17、板桥受力及构造特点,3,提 纲,1,2,3,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,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,1.梁长度远大于横截面尺寸的一维线形体。 2.板-二维平面结构 3.宽度和高度尺寸相差不太大。,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,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支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），普通钢筋混凝土T梁。 c）,d）,e）。预应力混凝土梁 截面f），g）组合梁，吊装重

18、量轻，截面整体性差。 截面(h,I)。吊装重量大，亦可现场浇筑,纵缝 、横缝,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,横向块件联结,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,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,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,1、构造布置 常用跨径8.020m 主梁布置 梁距通常在1.52.2米之间 横梁布置 端横梁 中横梁布置在跨中及4分点,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,2、主要尺寸 主梁高L/11L/18，宽1518cm 公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范规定:“T形、I形或箱形截面梁的肋板宽度不应小于140mm；其上下承

19、托之间的腹板高度，当腹板内设有竖向预应力钢筋时，不应大于腹板宽度的15倍。当腹板宽度有变化时，其过渡段长度不宜小于12倍腹板宽度差。”,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,2、主要尺寸 主梁翼板: 1/12h，一般为变厚度 公桥规规定 “预制T形截面梁和箱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，或箱形截面梁设有桥面横向预应力钢筋时，其悬臂端厚度不应小于140mm。T形和I形截面梁，在与腹板相连处的翼缘厚度，不应小于梁高的1/10，当该处设有承托时，翼缘厚度可计入承托加厚部分厚度；当承托底坡的tan大于1/3时，取1/3。箱

20、形截面梁顶板与腹板相连处应设置承托；底板与腹板相连处应设置倒角，必要时也可以设置承托。箱形截面梁顶底板的中部厚度，不应小于板净跨径的1/30,且不应小于200mm。”,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,横隔梁 横隔梁的作用是将主梁联结为整体，使各根主梁共同受力。因此，应保证横隔梁具有足够的抗弯刚度，以确保主梁之间的联结效果。横隔梁的高度一般取主梁高度的3/4左右，横隔梁的肋宽通常采用120160mm。梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处。,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,3、钢筋构造 主钢筋 斜筋 箍筋 翼板横向钢筋 横梁钢筋

21、架立钢筋 分布钢筋 支座下局部加强钢筋,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,公桥规规定： 钢筋混凝土梁内纵向受拉钢筋不易在受拉区截断；如需截断时，应从按正截面抗弯承载能力计算充分利用该钢筋强度的截面至少延伸（La+ho）长度,此处La为受拉钢筋最小锚固长度，h0为梁截面有效高度；同时应考虑从正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面至少延伸20d（环养树脂涂层钢筋25d），此处d为钢筋直径。纵向受压钢筋如在跨间截断时，应延伸至按计算不需要该钢筋的截面以外至少15d（环养树脂涂层钢筋20d）。,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,图中A-A：钢筋强度充分利用截面 B-B：按计算不需要钢筋1 的截面； 钢筋批号；

22、1弯矩图,装配式钢筋混凝土简支T梁,4, 钢筋混凝土梁的支点处，应至少有2根且不少于总数的1/5的下层受拉主钢筋通过，两外侧钢筋，应延伸出端支点以外，并弯成直角，顺梁高延伸至顶部，与顶层纵向架立钢筋相连。两侧之间的其它未弯起钢筋，伸出支点截面以外的长度不应小于10倍钢筋直径（环养树脂涂层钢筋为12.5倍钢筋直径）；R235钢筋应带半圆钩。,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,斜筋,公桥规规定： 钢筋混凝土梁当设置弯起钢筋时，其弯起角宜取45o。受拉区弯起钢筋的弯起点，应设在按正截面抗弯承载力计算充分利用该钢筋强度的截面以外不小于h0/2处，此处h0为梁的有效高度；,装配

23、式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,箍筋,公桥规规定：钢筋混凝土梁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%。箍筋间距应不大于梁高的1/2且不大于400mm；,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,翼板横向钢筋、架立钢筋、分布钢筋,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,保护层厚度,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,横隔梁钢筋,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,4、横向连接 钢板连接 螺栓连接 现浇接缝 企口铰 扣环式接头,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,钢板连接,装配式钢筋混凝土简支T梁,4,螺栓连接,装配式钢筋混凝土