钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥.ppt

第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥,1 概述 一、材料 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥都采用 抗压性能好和抗拉强度高的钢筋建造的。 二、施工方式 1.装配式 先预制主梁，安装后连成整体。,2.整体现浇 在缺少起吊、运输和架设设备的情况下 才采用，弯桥和有的连续梁桥也采用。 3.悬臂施工法 从桥墩开始两侧对称进行现浇梁段或 预制节段对称进行拼装。连续梁桥常 采用。 4.转体施工法 5.顶推施工法,6.逐孔施工法 7.横移施工法 8.提升与浮运施工法 三、装配式梁桥的特点 1.向标准化发展，有利于大规模工业化生产； 2.工业化生产，提高工程质量，降低劳动强度，提高劳动生产率； 3.不受季节影响，上下部可同时施工，平行作业，缩短工期； 4.节省支架、模板；,5.有利于战备抢修； 6.需要起吊、运输和架设等设备； 7.接头； 8.因构件预制后存放一段时间，安装时有一定龄期可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。,四、现浇梁桥的特点 1. 可按需要浇筑成各种复杂的形状； 2. 不用起吊、运输和架设等设备； 3. 整体性好，刚度大； 4. 工业化程度低； 5. 受季节性影响大，工期长； 6. 支架模板耗费木材多。,五、梁桥上部结构的组成及作用 1. 主梁 承重构件 2. 横梁 连接主梁，增强桥跨结构的整体性。 3. 行车道板 既是行车道板，又是主梁的翼缘板。 4. 桥面部分 （1）桥面铺装 （2）排水设施 （3）伸缩缝 （4）人行道、栏杆,1-1 钢筋混凝土和预应力混凝土梁 桥的一般特点,一、 钢筋混凝土梁桥的一般特点 1.耐久性好，维修、养护费用少； 2.可做成各种形状； 3.可就地取材，省钢； 4.与拱桥相比，可工业化生产； 5.整体性好； 6.美观； 7.现浇时，受季节影响大，模板支架耗费大； 8.自重大，跨越能力受限。,二、预应力混凝土梁桥的一般特点 1.除了具有钢筋混凝土梁桥的特点外，还有以下特点： 2.充分利用高强材料，减轻自重，增大跨越能力，扩大使用范围； 3.与钢筋混凝土梁桥比，可节省钢材3040% 4.不开裂，刚度大，截面高度可小些； 5.为装配式桥梁提供了良好的手段； 6.需要张拉设备； 7.施工工艺复杂。,1-2 梁桥的主要类型及适用情况,一、按承重结构的截面形式分 （一）板桥 1.特点 （1）构造简单，施工方便； （2）建筑高度小； （3）跨越能力小。,2.截面形式 （1）实心板 （2）空心板 板较薄时挖圆孔；较厚时挖椭圆孔或折线型孔。 3.整体式 现浇或整孔预制。受力为双向板。 4.装配式 预制板条间用企口缝砼连接，企口缝只 传递剪力，受力为单向板。,5.适用范围 中小跨径的桥梁。 （二）T梁桥 1.特点 (1)受拉区砼大部分被挖空，减轻结构 自重； (2)截面惯矩较大，抵抗弯矩的能力增 大，跨越能力比板桥大； (3)一般采用预制的T梁装配而成,2. 适用范围 适用于中等跨径桥梁。 （三）箱梁桥 1.特点 （1）承受正负弯矩时有足够的受压区，适用于连续梁桥； （2）抗弯、抗扭刚度大，跨越能力大； （3）不适合于钢筋砼简支梁桥。,2.截面形式 （1）单箱单室 （2）单箱多室 （3）分离式箱 3. 适用范围 适用于大、中跨径桥梁。 二、按承重结构的静力体系分 （一）简支梁桥,1.特点 （1）静定结构，对地基要求不高； （2）等跨施工方便； （3）跨越能力较小。 2.适用范围 跨径一般不超过50m。,（二）连续梁桥 1.特点 （1）超静定结构，对基础要求高； （2）支点截面的负弯矩使跨中正弯矩明 显减少，跨越能力增大； （3）在荷载作用下，变形曲线平顺，有 利于行车； （4）基础沉降、非线性温度作用下产生附加力。,2.适用范围 跨径一般不超过300m。 （三）、悬臂梁桥 1.静定结构； 2.悬臂的负弯矩使跨中正弯矩减少； 3.基础沉降不产生附加力； 4.牛腿处薄弱。,1-2 桥面构造,1.2.1 桥面铺装 一、作用 1.防止车轮直接磨耗行车道板； 2.保护主梁免遭雨水侵蚀； 3.对轮重起扩散作用。,二、要求 1.足够的强度； 2.防止开裂； 3.耐磨。 三、桥面横坡的设置 1.行车道 5，单幅用抛物线，双幅用直线。 2.人行道 1%，直线。,3.设置方式 （1）三角垫层，适用于窄桥； （2）横坡设在墩台顶部，宽桥常用。 四、桥面铺装的类型 1.普通砼或防水砼： 510cm 2.普通砼或防水砼+沥青砼 810cm普通砼或防水砼+810cm沥青砼 3.沥青砼：810cm 4.具有防水层的铺装：极少用。,1.2.2 桥面排水设施,一、泄水管 铸铁管或塑料管。书上所介绍的钢筋混 凝土泄水管根本不用。 二、设置泄水管的情况 1.桥梁纵坡i2%，且桥长L2%，L50m，1215m设一个泄水管； 3.i2%，68m设一个泄水管。,三、泄水管的面积 每平方米桥面23cm2。 四、布置 1.两侧对称排列； 2.交错； 3.离缘石2050cm。,1.2.3 桥面伸缩缝,一、作用 保证梁体在气温、活载、砼收缩、徐变 等因素作用下，能够自由变形。 二、位置 1.两梁端之间； 2.梁端与桥台之间； 3.在伸缩缝处的人行道、栏杆也应断开。,三、要求 1.足够的强度； 2.与桥面结合牢固。 四、伸缩量计算 1.升温 2.降温 3.砼收缩、徐变 4.制造误差,五、QF-MZL型、GQF-C型伸缩缝 六、毛勒缝 1.2.4 人行道、栏杆与灯柱 有可现成的设计可套用。自己看。,第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点,2-1 板桥的设计与构造 2.1.1 板桥的类型及其特点 一、简支板桥 1.实心板：1.58m 2.钢筋砼空心板：613m 3.预应力砼空心板：1020m 二、悬臂板桥,三、连续板桥 .跨径35m .板厚 .整体连续板桥 支点截面板厚加大至跨中的1.21.5倍。 .装配式连续板桥 等截面。,（1）先简支后连续 等跨； 大部分恒载不能产生负弯矩，跨中正弯矩大，受力不合理，接头处受力大。 （2）先悬臂后连续 跨径布置：边：中=0.60.65 悬臂部分恒载产生负弯矩，跨中正弯矩 小，接头处受力小。,2.1.2 简支板桥的构造,一、整体式板桥的构造 .板厚 ，等厚，L大时取小值，L小时取大值。行车道板厚10cm, 人行道板厚8cm。,2.配筋 主筋、分布钢筋、斜筋 （）主筋 根据计算确定，同时还要满足构造要求。 在两侧B/6范围内加密15； 每米板宽范围内伸入支座的主筋不少于3根，且跨中主筋面积的25%； 主筋间距20cm； 主筋直径10mm，人行道板6mm； 保护层2cm。,（2）分布钢筋 根据计算确定，单向板可按构造配筋。 面积15； 间距25cm； 直径6mm 主筋弯起处均设分布钢筋 （3） 斜筋 ，将主筋按3045弯起，也可不弯起。,二、装配式板桥的构造 （一）、实心矩形板 .预制板宽 99cm124cm，留1cm。 2.标准跨径及板厚,预制板长比标准跨径小2 cm。,3.配筋 主筋、箍筋、架立筋。,（二）、空心矩形板 1.预制板宽：99124cm，留1cm。 2.标准跨径及板厚 （）钢筋砼,挖圆孔，理论支承线距梁端的距离18 cm。,（）预应力砼,3. 开孔形式 圆、椭圆、折线。,4.配筋 主筋、箍筋、架立筋。预应力砼板桥通常采用 先张法施工，主筋采用钢绞线。为了减小预加 力在支点附近产生太大的负弯矩，应使部分主 筋在支点附近失效。 （三）、装配式板桥的横向联结 1.企口缝砼联结 为了加强联结，可布置一些加强钢筋。 2.钢板联结。一般不用。 三、简支板桥的施工顺序,2.1.2 斜交板桥,斜桥受力复杂，只能用有限元法或样条有 限元法等求得数值解。 一、斜交角 斜桥的桥轴线与支承边垂线之间的夹角称 为斜交角。用表示。,二、斜交板桥的受力特性 1.荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势； 2.各角点的受力可用三跨连续梁来比拟； 3.在荷载作用下，斜桥的最大弯矩比直桥小，最大弯矩M随的增大，自跨中向钝角方向移动； 4.钝角处反力较大，锐角处反力较小，斜交角越大，锐角处越上翘； 5.斜桥的横向弯矩、扭矩均比直桥大。,三、斜板桥的构造 （一）、整体式斜板桥的配筋 方案 .主筋按主弯矩方向的变化配置； .分布钢筋与支承边平行； .铺装层中设钢筋网。 方案 .在钝角范围内，主筋与支承边垂直，自由边附近，主筋与自由边平行； .分布钢筋与支承边平行； .铺装层中设钢筋网。,（二）、装配式斜板桥的配筋 .主筋沿跨径方向布置； .箍筋在钝角范围内与主筋垂直，支承边 附近，平行于支承边； .铺装层中设钢筋网。,2-2 简支梁桥的构造,2.2.1 装配式简支梁桥的构造类型 一、装配式简支梁桥的截面形式 1.T型梁桥 (1)钢筋砼T型梁桥，采用如图所示的截面形式，适用于l=1020m； (2)预应力砼T型梁桥，采用如图所示的截面形式, 适用于l=2050m。由于布置预应力钢束的需要，将梁肋下部加宽，做成马蹄形。横梁高度大时，为了减轻自重可挖空。,（3）当主梁间距较大时，为了减轻吊装重量和改善T梁翼缘板的受力，现浇一部分翼缘板； （4）吊装、运输时不太稳定； （5）与箱梁相比，梁高较大。 3.箱型梁桥 （1）抗扭刚度大，荷载横向分配好，设计控制内力小； （2）壁薄自重小，跨越能力大； （3）稳定； （4）吊装重量较大； （5）工工艺复杂。,板桥与梁桥在外观上的区别,2.2.2 装配式钢筋砼简支T梁桥,一、构造布置 （一）、主梁布置 、影响主梁间距的因素 （1）梁高不受限时，间距大些，片数少些，经济； （2）片数少些，施工快速； （3）起重能力有限，片数不能太少； （4）间距大，翼板端部挠度大，易出现裂缝； （5）梁高受限时，减少主梁间距，增加片数。 综上所述1.52.2m合适。,1.标准图 （1）旧标准图1.6m （2）新标准图2.2m，预制1.6m，现浇0.6m湿接头。 （二）、横梁布置 （1）端横梁对T梁的稳定性及整体性有利，必须设； （2）中横梁对的整体性及跨内荷载横向分布起决定性作用，必须设； （3）l/4,3l/4处横梁，较大跨径设，小跨可不设。,二、截面尺寸 （一）、主梁尺寸 1.梁高 与主梁间距、跨径、活载有关。h(1/111/16)L 跨径10、13、16、20m 新标准图对应的梁高为0.9、1.1、1.3、1.5m, (1/111/13)L 旧标准图对应的梁高为0.9、1.0、1.1、1.3m。 (1/111/16)L 2.梁肋宽度 满足抗剪、屈曲稳定、浇砼要求。一般为1518cm，支点附近加宽至3035cm。,（二）、横梁尺寸 1.横梁高 一般取主梁高的3/4倍。 2.肋宽 一般为1518cm，上宽下窄，内宽外窄。 （三）、主梁翼板尺寸 1.翼板宽度 无现浇段时，比主梁间距小2cm。,2.翼板的厚度 变厚度，端部6cm，根部h/12，随着翼板跨度的增大，厚度也随之增大。新标准图主梁间距2.2m时，翼板厚度1520cm。旧标准图为814cm。 三、主梁钢筋构造 （一）、一般构造 采用两片焊接钢筋骨架。,1.主筋 （1）受弯矩产生的拉应力，布在梁肋下侧； （2）根据弯矩包络图的变化，可在适当的位置弯起或截断； （3）伸入支座截面的主筋不少于2根，且不少于主筋的20%。 2. 架立筋 起骨架作用，布在梁肋上侧，2根。 3. 斜筋 抗剪，承受主拉应力，与梁轴成45角，至少要首尾相接。,4.箍筋 抗剪，承受主拉应力，也起形成整体骨架的作用。 5.分布钢筋 （1）防止砼收缩引起裂缝 （2）面积 （3）直径,6. 翼板钢筋 （1）垂直于梁轴线 （2）直径d10mm （3）间距20cm 7. 翼板分布钢筋 (二)、构造实例 自己看书。,四、装配式主梁的联结构造 （一）、无现浇段T梁 通过横梁上、下缘的预埋钢板焊接。 （二）、有现浇段T梁 1.通过横梁上、下缘的预埋钢板焊接； 2.行车道板钢筋扣环式联结。,2.2.3 预应力砼简支T梁桥,钢筋砼梁桥不能利用高强材料，当跨径超过20m时就不适用。标准图的跨径有25、30、35、40m。 一、构造布置 1.主梁间距 与钢筋砼T梁类似，1.82.3m合适。旧标准图1.6m；新标准图2.2m，预制1.6m，现浇0.6m湿接头。,2.马蹄 为了布置预应力钢束的需要，将梁肋下部加宽。为了配合预应力钢束的弯起，马蹄从跨中向支点逐渐抬高。 3.梁端腹板加宽 为了布置锚具以及承受很大的压力，在一倍梁高范围内将梁肋增至与马蹄同宽。 4.横梁 布置与钢筋砼T梁桥基本相同，将横梁延伸至马蹄处，梁高较大时，为了减轻自重，将横梁挖空。,二、截面尺寸 （一）、截面效率指标 1.张拉阶段 在预加力及一期恒载的作用下，截面上缘 不出现拉应力，既合力作用在下核点上。 所以偏心距大些有利，如T梁。,2.使用阶段 在二期恒载及活载的作用下，截面下缘 不出现拉应力，既合力作用在上核点上。 所以 核心距k大有利，如箱梁。 3. 截面效率指标,4.结论 （1）自重较大时，采用T梁有利； （2）二期恒载和活载大时，采用箱梁有利 （二）、主梁高度与细部尺寸 1.主梁高度 标准图对应的,1.翼板厚度 与钢筋砼T梁桥相同，再加承托。 2.腹板厚度 有预剪力作用，全截面工作，可做得些。1416cm。标准图为16cm。 3.马蹄 （1）满足布置预应力钢束的要求； （2）预加应力时的强度； （3）保护层厚度6cm。,三、装配式预应力砼梁的配筋特点 预应力砼梁的主筋采用钢丝束或钢绞线，预加力小时采用钢丝束，预加力大时采用钢绞线。同时，还配有非预应力钢筋，如箍筋、水平分布钢筋、架立筋、梁端加强钢筋网、定位筋、垫板下的螺旋筋。 （一）、纵向预应力筋的布置 1. 直线配筋 只适用于跨度较小的先张法施工的预应力砼板梁。,2.曲线配筋 （1）常用的配筋方式如图2-4-26c； （2）线型 圆弧和直线配合；常用。 悬链线； 抛物线。 （3）弯起半径 高强钢丝、钢绞线4m。 3.曲线配筋的目的 （1）满足受力要求，配合弯矩包络图，钢束从跨中向支点逐渐弯起； （2）满足分散布置锚具要求； （3）提供预剪力,4.索界 知道这个概念就可以了，但不适用。 5.减余剪力图 也是不适用的。 （二）、纵向预应力筋的锚固 1.先张法的锚固 靠砼对钢筋（钢丝、钢绞线）的握裹力 和摩擦力进行锚固。锚固区内压应力和拉应力（劈裂力）较大，应设封闭箍筋或螺旋筋。,2.后张法的锚固 利用锚具进行锚固。锚固区内压应力和拉应力都很大，应采取加强措施。 （1）加宽梁端 （2）梁端设钢筋网:101010cm,d=8mm （3）锚具下钢垫板，厚度16mm （4）螺旋筋 （5）分散布置锚具 对称、分散、均匀，满足安放张拉设备。,（三）、其它钢筋的布置 1.翼缘板和横梁内的钢筋、箍筋、水平分布钢筋、架立筋和钢筋砼梁一样； 2.马蹄内设置间距15cm的闭合箍筋； 3.定位钢筋 4.部分预应力砼梁的非预应力主筋，应采用较小的直径和较小间距，布置在梁受拉区边缘。 四、装配式预应力砼梁的构造示例,2.2.4 预应力砼简支箱梁桥,与T型梁桥相比，建筑高度小，应用广泛。 一、构造布置 1.主梁间距 在梁高不受限制的情况下，采用较大的主梁间距比较经济。对于钢筋砼桥面板，主梁间距一般可采用1.64.5m，根据吊装能力而定。当桥面板采用预应力且吊装能力大时，甚至可以采用单箱单室截面。如虎门桥。,1.横梁 由于箱梁的抗扭刚度大，荷载横向分配好，横梁可少些。端横梁和跨中横梁对提高箱梁的抗扭性能作用很大，一般跨径在30m以下时，跨中、支点设三道横梁即可，30m以上时，可设五道横梁。将横梁延伸至底板。高度大时也可挖空。 二、截面尺寸 1.主梁高度,2.翼板厚度 变厚度，按行车道板计算，可参照T梁桥确定。 3.腹板厚度 为了满足抗剪的需要，腹板采用变厚度。跨中截面两肋总厚度 主梁间距的，支点 。 4.底板厚度 10cm,三、主梁间距1.6m小箱梁截面尺寸 箱宽1.0m，腹板厚度17cm，等厚。 40号砼，行车道板铰接，10 cm的砼铺装，考虑8cm受力。,四、主梁间距2.8m小箱梁截面尺寸 箱宽1.3m，腹板变厚度。 50号砼，行 车道板刚接，现浇段1.0m，8cm的砼铺 装，考虑6cm受力。 五、装配式预应力砼箱梁的构造示例,2-3 悬臂体系和连续体系梁桥的构造,2.1.1 悬臂体系梁桥简介 1.悬臂梁桥 1）结构类型：不带挂梁的单孔双悬臂梁, 带挂梁的多孔悬臂梁 单悬臂梁桥,带挂梁的多孔悬臂梁 双悬臂梁桥,2）力学特点：,1. 属于静定体系，其内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。 2. 支点存在较大负弯矩。 3. 跨中正弯矩较相同跨径简支梁明显减小,3）构造特点：, 截面形式（图2-2-25、图2-2-26） 1. 带马蹄形的T形截面，适用于跨径30m以内。 2. 底部加宽的T形截面，适用于跨径3050m。 3. 箱形形截面，适用于跨径50m以上,跨径布置和梁高尺寸(图2-2-27) ：,悬臂长度 1. T形梁下缘受压面积小，悬臂长度一般取中跨长度的0.30.4倍。 2. 箱形梁上下缘的受压面积均较大，悬臂长度可适当放大，一般不超过中跨长度的0.5倍。 梁高布置（表2-2-2） 跨径布置（表2-2-3）,2.1.1 悬臂体系梁桥简介 2.T形刚构桥 1）分类及力学特点 带挂梁的T构桥型, 带铰的T