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2011年春季桥梁工程第三次语音答疑 简支梁桥介绍,2011年5月23日,简支梁桥,简支梁桥的构造: 简支梁桥的常用施工方法: 简支梁桥计算概述: 简支梁桥桥面板计算: 简支梁桥主梁内力计算:,1 简支梁桥的构造,1.1 简支板桥 1.1.1 优缺点 板桥是小跨径桥梁最常用的桥型之一。由于它在建成后外形上像一块薄板,故习惯称之为板桥。 优点: 建筑高度小,适用于桥下净空受限制的桥梁。与其它类型的桥梁相比,可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度。 外形简单,制作方便,既便于现场整体浇筑,又便于进行工厂化成批生产。 做成装配式板桥的预制构件时,重量不大,架设方便。 缺点: 跨径不宜过大。跨径超过一定限制时,截面便要显著加高,从而导致自重过大,截面材料使用上的不经济; 装配式板桥是通过铰缝传递横向荷载,整体性差,因而,在通过特殊重载车时无超载挖潜能力。,1.1.2 整体式简支板桥 1 截面形式 整体式矩形实心板(如图a): 具有形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大等优点;但施工时需现浇混凝土,受季节气候影响,又需模板与支架。从受力要求看,截面材料不经济、自重大,所以只在小跨板桥使用。 矮肋板(如图b): 有时为了减轻自重,也可将截面受拉区稍加挖空做成矮肋式的板截面。,2 配筋特点 主钢筋: 即纵向受力钢筋,一般布置在截面受拉区,主要作用是承受荷载引起的拉应力。 在整体式钢筋混凝土简支板中,靠两侧边缘约1/6板宽的范围内的 主钢筋,通常要比中间板带部分密一些,一般增加15%。这是因为当车辆荷载偏近板边时,参与受力的板宽(荷载有效分布宽度)要小一些,板边受力要比中间板带受力不利一些。 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定,钢筋混凝土板的主筋直径不应小于10mm,主筋间距不大于20cm。 横向钢筋: 对于承受重荷的宽桥。当荷载作用在板的两侧边缘时,板中部将产生负弯矩,因此还必须在板的顶部配置适量的横向钢筋。 分布钢筋: 在垂直于主筋方向,还布置有一定数量的分布钢筋。这是因为板在车辆荷载作用下垂直主跨方向将产生弯曲(双向受力)。 主筋与分布钢筋构成的纵横钢筋网尚可防止由于混凝土收缩、温度变化等引起的裂纹。 对于分布钢筋,应采用直径不小于6mm,且间距不大于25cm,同时分布钢筋在单位长度板内的截面积应不少于主筋截面积的15%。 弯起钢筋: 板内主筋一部分可以弯起外,通过支点的主筋每米板宽内不少于3根,截面积不少于主筋截面积的1/4。 整体式板内主拉应力较小,按计算不须设置弯起的斜钢筋,但习惯上还是将一部分主筋按300或450方向,在跨径1/41/6处弯起。,1.1.3 装配式简支板桥 1 构造布置 板厚: 采用低预应力钢筋或钢铰线的装配式板桥,板厚可取(1/161/22) L。 立面布置尺寸: 装配式板桥的立面布置尺寸可参见下表。,2 截面形式 装配式实心板截面(如右图a): 为了避免现场浇筑混凝土的缺点,我国交通部制定的跨径从1.58.0m八种跨径的钢筋混凝土板桥标准图中,采用装配式实心板截面,每块预制板的宽度为1m,板厚为0.160.36m。,装配式空心板截面(如右图b): 为减轻自重,在跨径613m三种钢筋混凝土板桥标准图中,采用空心板截面,相应板厚为0.40.8m。在跨径816m四种预应力混凝土板桥(先张法)标准图中,也采用空心板截面,相应板厚为0.40.7m。 装配式预制空心板截面中间挖空型式很多,如右图所示,为几 种常用的空心板截面型式。挖成单个较宽的孔洞,其挖空体积最大,块件重量也最轻,但在顶板内要布置一定数量的横向受力钢筋。图a的顶板略呈微弯形,可以节省一些钢筋,但模板较图b式复杂些。图c挖成两个正圆孔,当用无缝钢管作心模时施工方便,但其挖空体积较小。图d的心模由两个半圆及两块侧模板组成,对不同厚度的板只要更换两块侧模板就能形成空形,它挖空体积较大,适用性也较好。目前采用高压充气胶囊代替金属或木心模,尽管形成的内腔因胶囊变形不如模板好,但是它具有制作及脱模方便,预制台座有效利用率高等优点,故用得较为广泛。,3 配筋特点 (1) 装配式钢筋混凝土简支板桥 主钢筋: 即纵向受力钢筋,一般布置在截面受拉区,主要作用是承受荷载引起的拉应力。 在整体式钢筋混凝土简支板中,靠两侧边缘约1/6板宽的范围内的主钢筋,通常要比中间板带部分密一些,一般增加15%。这是因为当车辆荷载偏近板边时,参与受力的板宽(荷载有效分布宽度)要小一些,板边受力要比中间板带受力不利一些。 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定,钢筋混凝土板的主筋直径不应小于10mm,主筋间距不大于20cm。 横向钢筋: 对于承受重荷的宽桥。当荷载作用在板的两侧边缘时,板中部将产生负弯矩,因此还必须在板的顶部配置适量的横向钢筋。 分布钢筋: 在垂直于主筋方向,还布置有一定数量的分布钢筋。这是因为板在车辆荷载作用下垂直主跨方向将产生弯曲(双向受力)。 主筋与分布钢筋构成的纵横钢筋网尚可防止由于混凝土收缩、温度变化等引起的裂纹。 对于分布钢筋,应采用直径不小于6mm,且间距不大于25cm,同时分布钢筋在单位长度板内的截面积应不少于主筋截面积的15%。 弯起钢筋: 板内主筋一部分可以弯起外,通过支点的主筋每米板宽内不少于3根,截面积不少于主筋截面积的1/4。 整体式板内主拉应力较小,按计算不须设置弯起的斜钢筋,但习惯上还是将一部分主筋按300或450方向,在跨径1/41/6处弯起。,(2) 装配式预应力混凝土简支板桥 预应力筋在底板直线布置; 板端顶面加倍配置非预应力筋,以承受因预应力钢筋的张拉而在板上缘产生的拉应力。 对更大跨径的先张法预应力混凝土空心板,为避免预应力在板端部出现过大负弯距,对板端部的部分纵向束筋用套管包裹,不使其与混凝土粘着,达到预应力在此区段失效,预应力的失效长度须根据弯矩图确定。 支点附近剪力较大,箍筋须加密加粗。,4 横向联接 (1)企口混凝土铰联结 如图所示为常用的两种铰的形式圆形、棱形。铰缝的构造处理有两种:装配式板梁安装就位后,用30号以上的细骨料混凝土填入铰内,捣实后即形成混凝土铰。在板梁跨中左右各一定长度内,设置铰缝内钢筋骨架,并与预制板内的伸出钢筋绑扎在一起,再经混凝土浇筑捣实后成铰。采用何种形式的铰,主要取决于所受荷载的大小,实践证明,一般混凝土铰已能保证传递横向剪力,使各块共同参与受力。 对于桥面铺装也参加受力的装配式板桥,可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋绑扎,即可作为纵向铰缝的加强钢筋,也可作为与铺装层的联结钢筋。,(2)钢板焊接联结 由于企口混凝土铰需要现场浇筑混凝土,并需待混凝土达到设计强度后才能通车,为了加快工程进度,亦可采用钢板联结(如图所示)。它的构造是,用一块钢盖板N1焊在相邻两块板的预埋钢板N2上。联结构造的纵向中距通常为0.801.50m,跨中部分布置较密,向两端支点处逐渐减疏。,1.2 简支梁桥 1.2.1 优缺点 优点: 桥梁跨径增大时,对于中、小跨径的桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁经济合理,因此,被广泛应用。 采用装配式的施工方法,可以节约大量模板支架,缩短施工期限,加快建桥速度。 主梁高度如不受建筑高度限制,高跨比宜取偏大值。增大梁高,只增加腹板高度,混凝土数量增加不多,但可以节省钢筋用量,往往比较经济。 缺点: 整体浇筑的简支梁,由于费工、费时、费料,只在少数如异形变宽截面等场合下采用。 1.2.2 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。,1.2.3 装配式钢筋混凝土简支T梁桥 1 构造布置 装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径8.020m。我国标准设计为10,13,16,20m等四种。 主梁梁距通常在1.52.2m之间。 横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性愈好,在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。然而,设置横隔梁使主梁模板工作稍趋复杂,横隔梁的焊接接头又往往要在设于桥下专门的工作架上进行,施工比较麻烦。实践证明,对于简支梁桥,一般在跨中,四分点,支点处各设一道横隔梁就可满足要求。,2 主要尺寸 (1)主梁 梁高:装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径8.020m。我国标准设计为10,13,16,20m等四种,其梁高分别为0.80.9,0.91.0,1.01.1,1.11.3m。经分析比较,表明高跨比(梁高与跨径之比)的经济范围约在1/111/18,跨径大取用偏小的值。主梁高度如不受建筑高度限制,高跨比宜取偏大值。增大梁高,只增加腹板高度,混凝土数量增加不多,但可以节省钢筋用量,往往比较经济。 肋厚:满足主拉应力强度和抗剪强度需要的前提下,主梁梁肋的厚度,一般都做得较薄,以减轻构件的重量,但还要注意满足梁肋的屈曲稳定性和不致使浇筑混凝土发生困难。以往常用的装配式钢筋混凝土简支梁梁肋厚度为150180mm,其上、下限的取法,取决于主钢筋的直径和钢筋骨架的片数。目前,焊接钢筋骨架已较少采用,其次,为了提高结构的耐久性,适当增加保护层的厚度,梁肋厚度已增至160240mm。,(2) 横梁 横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右。在支点处可与主梁同高,以利于梁体在运输和安装中的稳定性。但如果端横隔梁高度比主梁略小一些,则对安装和维修支座是有利的。 横隔梁的肋宽常用1220cm。预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形,以便脱模。 箱梁横隔梁的基本作用是增加截面的横向刚度,限制畸变应力。在支承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。箱形截面由于具有很大的抗扭刚度,所以横隔板的布置可以比一般肋形的桥梁少一些。目前许多国家认为可以减少或不设置中间横隔板。从受力角度来分析,中间横隔板对纵向应力和横向弯矩的分布影响很小,活载横向弯矩的增加很少超过8%,而恒载应力又不受横隔板的影响,因此,单从结构上来考虑,中间横隔板的作用可以用局部加强腹板或采取特殊的横向框架的办法来代替。,(3)翼板 T梁翼板的厚度,钢筋混凝土梁中,主要满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。根据受力特点,翼缘板一般都做成变厚度的,即端部较薄,至根部(与梁肋衔接处)加厚,并不小于主梁高度的1/12。翼缘板厚度的具体尺寸,有两种处理方法:一种是考虑翼缘板承担全部桥面上的恒载与活载,板的受力钢筋设在翼缘板内,在铺装层内只有局部的加强钢筋网,这时翼缘板做得较厚一些,端部一般取80mm;另一种是翼缘板只承担桥面铺装层的荷载、施工临时荷载以及自重,活载则由翼缘板和布置有受力钢筋的钢筋混凝土铺装层共同承担(例如:在小跨径无中横隔板的桥上),在此情况下,端部厚度采用60mm就够了。目前高速公路上的桥梁及城市高架桥梁均设置防撞栏杆,根据防冲撞的要求,翼缘板端部厚度不小于200mm。为使翼缘板和梁肋连接平顺,在截面转角处一般均应设置钝角式承托或圆角,以减少局部应力和便于脱模。,3 配筋特点 受力钢筋: 主钢筋(纵向受力钢筋)-一般布置在截面受拉区,主要作用是承受荷载引起的拉应力,其截面积大小由计算决定。 斜筋(弯起钢筋)-主要承受主拉应力,通常在近梁端区域由纵向受力钢筋弯起而成,不足时,需增设专门的斜筋,其截面积大小由计算决定。 箍筋-通常垂直于梁轴线布置,其作用为:承受部分主拉应力;固定纵向受力钢筋位置以形成钢筋骨架;保证梁截面内受拉区和受压区的良好联系及受压钢筋的稳定性等,一般根据计算确定用量,但有构造要求的规定。 翼缘板横向钢筋 横梁钢筋 分力钢筋: 架立钢筋-根据构造要求布置,用来架设箍筋,以便将各种钢筋扎成骨架。其直径依梁截面尺寸大小而定,通常采用1014mm。 水平分布钢筋-在梁高大于1m时,沿梁高侧面呈水平方向布置,以防止因混凝土收缩及产生竖向裂缝,其直径一般采用810mm,其间距一般取100150mm。 支座下局部加强钢筋-提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。,4 横向联结 (1)钢板式接头 如图所示是采用钢板连接的接头构造。上缘接头钢板设在T梁翼板上,下缘接头钢板设在横梁梁肋的两侧。焊接钢板预先与横隔梁的受力钢筋焊接在一起做成安装骨架。当T梁安装就位后,即可在横隔梁的预埋钢板上再加焊接钢盖板使联成整体。端横隔梁的焊接钢板接头构造与中横隔梁相同,但由于其外侧(近墩台一侧)不好施焊,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沙浆填满,所有外露钢板也应借水泥灰浆封盖。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。,(2)扣环式接头 在缺乏焊接设备时,横隔梁亦可采用现浇混凝土联结,即扣环式接合。将横隔梁中伸出的环状钢筋相互搭接,并用叉状短筋销住,在相距0.450.60m的接头部位,就地浇筑混凝土连成整体。这种做法也可用于主梁间距较大的场合,为减小翼板挑出长度,翼板与横隔梁一起用扣环式筋联结,然后现浇混凝土连成整体。这种形式构造与钢板式接头比较,施工复杂一些,但整体性及耐久性好。目前正逐步取代前种连接形式。,(3)企口铰联结 采用上面两种连接构造的装配式T梁的翼板均当作悬臂板来处理,为了改善挑出翼板的受力状态,往往将悬臂板也连结起来,通常采用桥面板的企口铰联接。 如图所示为装配式T梁设计中所采用的联结方式。主要翼板内伸出连接钢筋,交叉弯制后在接缝处再放局部的F6钢筋网,并将它们浇筑在桥面混凝土铺装层内。或者可将翼板的顶层钢筋伸出,并弯转套在一根长的钢筋上,以形成纵向铰,如图b所示。显然,此种接头构造由于连接钢筋甚多,使施工增添了一些困难。,1.2.4 装配式预应力混凝土简支T梁桥 1 构造布置 当跨径超过20m时,一般采用预应力混凝土梁。我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25,30,35,40 m四种。 主梁梁距通常在1.52.2m之间。 横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性愈好,在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。然而,设置横隔梁使主梁模板工作稍趋复杂,横隔梁的焊接接头又往往要在设于桥下专门的工作架上进行,施工比较麻烦。实践证明,对于简支梁桥,一般在跨中,四分点,支点处各设一道横隔梁就可满足要求。,2 主要尺寸 (1) 主梁 梁高: 我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25,30,35,40m四种,其梁高分别为1.251.45,1.651.75,2.00,2.30m。标准设计中高跨比值约为1/171/20,其主梁高度主要取决于活载标准,主梁间距可在较大范围内变化,通常其高跨比在1/151/25左右。主梁高度如不受建筑高度限制,高跨比宜取偏大值。增大梁高,只增加腹板高度,混凝土数量增加不多,但可以节省钢筋用量,往往比较经济。 肋厚: 预应力混凝土,由于预应力和弯起束筋的作用,肋中的主拉应力较小,肋板厚度一般都由构造决定。原则上应满足束筋保护层的要求,并力求模板简单便于浇筑。国外对现浇梁的腹板没有预应力管道时最小厚度为200mm,仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm,既有纵向又有竖向管道的腹板需要380mm。对于高度超过2400mm的梁,这些尺寸尚应增加,以减少混凝土浇筑困难,装配式梁的腹板厚度可适当减少,但不能小于165mm。如为先张法结构,最低值可达125mm。我国目前所采用的值偏低,一般采用160mm,标准设计中为140160mm,在接近梁的两端的区段内,为满足抗剪强度和预应力束筋布置锚具的需要,将肋厚逐渐扩展加厚。,(2) 横梁 横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右。在支点处可与主梁同高,以利于梁体在运输和安装中的稳定性。但如果端横隔梁高度比主梁略小一些,则对安装和维修支座是有利的。 横隔梁的肋宽常用1220cm。预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形,以便脱模。 箱梁横隔梁的基本作用是增加截面的横向刚度,限制畸变应力。在支承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。箱形截面由于具有很大的抗扭刚度,所以横隔板的布置可以比一般肋形的桥梁少一些。目前许多国家认为可以减少或不设置中间横隔板。从受力角度来分析,中间横隔板对纵向应力和横向弯矩的分布影响很小,活载横向弯矩的增加很少超过8%,而恒载应力又不受横隔板的影响,因此,单从结构上来考虑,中间横隔板的作用可以用局部加强腹板或采取特殊的横向框架的办法来代替。,(3) 翼板 T梁翼板的厚度,在中小跨径的预应力简支梁中,主要满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。根据受力特点,翼缘板一般都做成变厚度的,即端部较薄,至根部(与梁肋衔接处)加厚,并不小于主梁高度的1/12。翼缘板厚度的具体尺寸,有两种处理方法:一种是考虑翼缘板承担全部桥面上的恒载与活载,板的受力钢筋设在翼缘板内,在铺装层内只有局部的加强钢筋网,这时翼缘板做得较厚一些,端部一般取80mm;另一种是翼缘板只承担桥面铺装层的荷载、施工临时荷载以及自重,活载则由翼缘板和布置有受力钢筋的钢筋混凝土铺装层共同承担(例如:在小跨径无中横隔板的桥上),在此情况下,端部厚度采用60mm就够了。目前高速公路上的桥梁及城市高架桥梁均设置防撞栏杆,根据防冲撞的要求,翼缘板端部厚度不小于200mm。为使翼缘板和梁肋连接平顺,在截面转角处一般均应设置钝角式承托或圆角,以减少局部应力和便于脱模。,(4)下马蹄 在预应力混凝土T梁的下缘,为了满足布置预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求,应扩大做成马蹄形。马蹄的尺寸大小应满足预施应力各个阶段的强度要求。个别桥由于马蹄尺寸过小,往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝,特别是在马蹄斜坡部分,因此马蹄面积不宜过小,一般应占截面总面积的1020,具体尺寸建议如下: 马蹄总宽度约为肋宽的24倍,并注意马蹄部分(特别是斜坡区),管道保护层不宜小于60mm。 下翼缘高度加1/2斜坡区,高度约为梁高的(0.150.20)倍,斜坡宜陡于45。 应注意的是:下翼缘也不宜过大、过高,这就要求将预应力束筋尽可能按二层或单层布置,将其余的束筋布置在肋板内,因为下马蹄过大,会降低截面形心,减小预应力筋的偏心距。,3 配筋特点 受力钢筋: 预应力筋-根据结构受力配置预应力束。 非预应力纵受力钢筋-在预应力混凝土简支梁中,有时为了补充局部梁段内强度的不足,有时为了满足极限强度的要求,有时为了更好地分布裂缝和提高梁的韧性,可以将非预应力钢筋与预应力钢筋协同配置,这样往往能达到经济合理的效果。 斜筋-一般不设斜筋。 箍筋-预应力混凝土梁中剪应力一般较小,故按计算仅需布置少量的箍筋,但为了防止混凝土受剪时的脆性破坏,常按构造要求配置必要的箍筋,规定如下:箍筋直径不小于6mm,箍筋间距不大于25mm;下马蹄中需设闭合箍筋,箍筋间距不大于150mm。 翼缘板横向钢筋 横梁钢筋 分力钢筋: 架立钢筋-根据构造要求布置,用来架设箍筋,以便将各种钢筋扎成骨架。其直径依梁截面尺寸大小而定,通常采用1014mm。 水平分布钢筋-由于梁的上下翼缘在横向都比腹板厚,阻碍着腹板的收缩变形,因而有可能在腹板上产生平行于轴线的裂缝,为此,需在腹板内设置防裂钢筋。这种钢筋宜用小直径钢筋组成网格放在混凝土表面,紧贴箍筋布置。 锚固区的加强钢筋-在梁端锚固区应力非常集中,在锚具附近不仅有很大的压应力,还有很大的拉应力,因此,为防止锚具附近混凝土裂缝,因此,必须配置足够的钢筋予以加强。 支座下局部加强钢筋-提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。,4 横向联结 与装配式钢筋混凝土简支T梁桥相同,不在叙述.,2 简支梁桥的常用施工方法,2.1 现场浇筑法 就地浇筑施工是一种古老的施工方法,它是在支架上安装模板、绑扎及安装钢筋骨架、预留孔道、并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架,一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁结构型式的发展,出现了一些变宽的异型桥跨、弯桥等复杂的混凝土结构,又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用,在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时,也有在中、大桥梁中采用就地浇筑的施工方法。目前,就地浇筑施工在简支梁中已经较少采用。 就地浇筑施工方法的优缺点: )桥梁的整体性好,施工平稳、可靠,不需大型起重设备; )施工中无体系转换; )预应力混凝土连续梁桥,可以采用强大预应力体系,使结构构造简化,方便施工; )需要使用大量施工支架,跨河桥梁搭设支架影响河道的通航与排洪,施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁; )施工工期长、费用高,需要有较大的施工场地,施工管理复杂。,2.2 预制安装法 2.2.1 联合架桥机法 联合架桥机法系以联合架桥机并配备若干滑车、千斤顶、绞车等辅助设备架设安装预制梁。 联合架桥机主要由龙门吊机、导梁和蝴蝶架组成。龙门架用工字型钢梁架设,在架上安放两台吊车,架的接头处和上、下缘用钢板加固,主柱为拐脚式,横梁的标高由二根预制梁的叠高加上平板车的高度和起吊设备的高度决定。蝴蝶架是专供托运龙门吊机在轨道上移走的支架,它形如蝴蝶,用角钢拼成,上设有供升降用的千斤顶。导梁用钢桁梁拼成,以横向框架连接,其上铺钢轨供运梁行走。 架梁时,先设导梁和轨道,用绞车将导梁拖移就位后,把蝴蝶架用平板小车推上轨道,将龙门吊机托运至墩上,再用千斤顶将吊机降落在墩顶,并用螺栓固定在墩的支承垫块上,用平车将梁运到两墩之间,由吊机起吊、横移、下落就位。待全跨梁就位后,向前铺设轨道,用蝴蝶架把吊机移至下一跨架梁。 其优点是可完全不设桥下支架,不受洪水威胁,架设过程中不影响桥下通车、通航。预制梁的纵移、起吊、横移、就位都比较便利。缺点是架设设备用钢材较多(可周转使用),较适用于多孔30米以下孔径的装配式桥。,2.2.2 双导梁安装法 用贝雷梁或万能构件组装的钢桁架导梁,其梁长大于两倍桥梁跨径,前方为引导部分,由前端钢支架与前方墩上的预埋螺栓联结,中段是承重部分,后段为平衡部分。横向由两组导梁构成,导梁顶面铺设小平车轨道,预制梁由平车在导梁上运至桥孔,由设在两根横梁上的卷扬机吊起,下落在两个桥墩上,之后在滑道垫板上进行横移就位。 2.2.3 扒杆吊装法 在桥跨两墩上各设置一套扒杆,预制梁的两端系在扒杆的起吊钢索上,后端设制动索以控制速度,使预制梁平稳地进入安装桥孔就位,其施工程序如图所示,此法宜用于起吊高度不大和水平移动范围较小的中、小跨径的桥梁。,2.2.4 跨墩龙门吊机安装法 跨墩龙门吊机安装适用于岸上和浅水滩以及不通航浅水区域安装预制梁。 两台跨墩龙门吊机分别设于待安装孔的前、后墩位置,预制梁由平车顺桥向运至安装孔的一侧,移动跨墩龙门吊机上的吊梁平车,对准梁的吊点放下吊架,将梁吊起。当梁底超过桥墩顶面后,停止提升,用卷扬机牵引吊梁平车慢慢横移,使梁对准桥墩上的支座,然后落梁就位,接着准备架设下一根梁。 在水深不超过5m、水流平缓、不通航的中小河流上的小桥孔,也可采用跨墩龙门吊机架梁。这时必须在水上桥墩的两侧架设龙门吊机轨道便桥,便桥基础可用木桩或钢筋混凝土桩。 在水浅流缓而无冲刷的河上,也可用木笼或草袋筑岛来作便桥的基础。便桥的梁可用贝雷组拼。,2.2.5 自行式吊车安装法 陆地桥梁、城市高架桥预制梁安装常采用自行吊车安装。一般先将梁运到桥位处,采用一台或两台自行式汽车吊机或履带吊机直接将梁片吊起就位,方法便捷,履带吊机的最大起吊能力达3MN。 2.2.6 浮吊架设法 在通航河道或水深河道上架桥,可采用浮吊安装预制梁。当预制梁分片预制安装时,浮船宜逆流而上,先远后近安装,如图所示。 用浮吊安装预制梁,施工速度快,高空作业较少,吊装能力强,是大跨多孔河道桥梁的有效施工方法。采用浮吊架设要配置运输驳船,岸边设置临时码头,同时在浮吊架设时应有牢固锚锭,要注意施工安全。,2.2.7 方法特点 预制装配施工的特点为: )桥梁构件的型式和尺寸可向标准化发展,有利于大规模工业化生产; )在预制厂(场)集中生产,可充分利用先进设备,提高施工机械化和自动化的程度,因此可提高工程质量、降低劳动强度、降低工程造价、提高生产效率; )能节省大量支架和模板材料,多跨桥梁施工只需一套施工设备,能多次周转使用; )构件预制不受季节的限制,上、下部构造可同时施工,预制梁安装速度快; )需要有一定起吊能力的吊装设备,施工时高空作业多; )预制梁安装后需进行横向联接,增加施工工序。,3 简支梁桥计算概述,桥梁工程的计算内容: 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; 变形计算桥梁工程解决。 简支梁桥的计算构件: 上部结构主梁、横梁、桥面板、主梁变形; 下部结构支座、墩台、基础。,4.1 简支梁桥桥面板计算 4.1.1 桥面板的作用 钢筋混凝土和预应力混凝土肋梁桥的桥面板(也称行车道板),是直接承受车辆轮压的承重结构,在构造上它通常与主梁的梁肋和横隔梁(或横隔板)整体相连,这样既能将车辆活载传给主梁,又能构成主梁截面的组成部分,并保证了主梁的整体作用。桥面板一般用钢筋混凝土制造,对于跨度较大的桥面板也可施加横向预应力,做成预应力混凝土板。 从结构形式上看,对于具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a)以及具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b),桥面板实际上都是周边支承的板。,4.1.2 桥面板的分类 1 桥面板的受力特性,2 单向板 根据板的上述受力特性,并考虑到钢筋混凝土结构计算本身所固有的近似性,通常就把长宽比等于和大于2的周边支承板视作单由短跨承受荷载的单向受力板(即单向板)来设计;而在长跨方向只要适当配置一些分布钢筋即可。 目前梁桥设计的趋势是横隔板稀疏布置,因此主梁的间距往往比横隔板的间距小得多,桥面板属单向板的居多。 3 双向板 仅对长宽比小于2的板,才需真正按周边支承板(或称双向板)来设计,在此情况下需按两个方向的内力分别配置相互垂直的受力钢筋。 目前梁桥设计的趋势是横隔板稀疏布置,因此主梁的间距往往比横隔板的间距小得多,桥面板属单向板的居多。有时也会遇到桥面板两个支承跨径之比小于2的情况,例如:在空心墩T形刚架桥墩顶0号块上的桥面板等,对此就必须按双向板进行设计。一般来说,双向桥面板的用钢量较大,构造也较复杂,宜尽量少用。,4 悬臂板 对于常见 的T形梁桥,当翼缘板的端边为自由边(如图所示)时,鉴于类似于前面所分析的原因,实际是三边支承的板可以作为沿短跨一端嵌固,而另一端为自由端的悬臂板来分析。,5 铰接悬臂板 对于常见 的T形梁桥,当相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝的构造(如图所示),在此情况下桥面板应按一端嵌固一端铰接的铰接悬臂板进行计算。,4.3 车轮荷载的分布,4.4 有效工作宽度 4.4.1 基本概念 板在局部分布荷载p的作用下,不仅直接承压部分(例如宽度为a1)的板带参加工作,与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。因此,在桥面板的计算中,就需要确定所谓板的有效工作宽度,或称荷载的有效分布宽度。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。 有效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。 影响有效分布宽度的因素: 1). 不同支承条件:两边固结的板的有效工作宽度要比简支的小3040左右 。 2). 不同荷载性质:全跨满布的条形荷载的有效分布宽度也比局部分布荷载的小些。 3). 不

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