兰州交通大学【桥梁工程】课件 郭健 第五部分.ppt

第五章混凝土简支梁桥上部结构 第二节混凝土简支梁桥的预制和施工方法 第三节混凝土简支梁桥的设计计算 第一节混凝土简支梁桥的设计与构造特点 第一节混凝土简支梁桥的设计与构造特点 主要内容 一 公路混凝土简支板桥梁 二 公路混凝土简支肋桥梁 三 公路混凝土箱形简支桥梁 四 铁路混凝土简支桥梁 五 其他类型简支桥梁 目录 返回 一 公路混凝土简支板桥梁 1 整体式简支板桥梁 2 装配式简支板桥梁 目录 返回 1 整体式简支板桥梁 1 整体式板桥的特点 2 整体式简支板桥的构造 目录 返回 1 整体式板桥的特点 整体式板桥的横截面一般都设计成等厚度的矩形截面 有时为了减轻自重 可将受拉区稍加挖空而形成矮肋式板桥 对于较宽的桥为了防止温度变化和混凝土收缩而引起的纵向裂缝以及由于活载在板的上缘产生较大的横向负弯矩 可使板沿桥中线断开 将一桥设计为并列的两桥 目录 返回 2 整体式简支板桥的构造 1 截面形式 2 钢筋构造 目录 返回 图5 1 1 图5 1 2 板桥 1 截面形式 A 板桥的特点 B 板桥常用截面形式 肋板式梁桥 A 肋板式桥特点 目录 返回 承重结构为矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板 优点为 构造简单 施工方便 建筑高度小 A 板桥的特点 缺点为 从力学性能分析 位于受拉区的混凝土材料不但不能发挥作用 反而增大了结构的自重 当跨度稍大时就显得笨重而不经济 目录 返回 B 板桥常用截面形式 1 整体式板桥 2 矮肋式板桥 3 波形截面板桥 目录 返回 图5 1 1 a 图5 1 1 b 4 空心式板桥 图5 1 1 c d 图5 1 1 目录 返回 图5 1 2 目录 返回 1 截面形式 2 钢筋构造 2 装配式简支板桥梁 3 板间横向连接构造 目录 返回 图5 1 5 装配式板桥的截面形式主要有1 实心板2 空心板 1 截面形式 图5 1 4 a 图5 1 3 目录 返回 图5 1 4 b 图5 1 4 c 图5 1 4 d 图5 1 4 e 图5 1 4 f 图5 1 3跨径6 5m装配式实心板桥的构造图 目录 返回 1 实心板 图5 1 4 a 空心板截面 目录 返回 图5 1 4 b 目录 返回 图5 1 4 c 目录 返回 图5 1 4 d 目录 返回 图5 1 4 e 目录 返回 下页 下页 返回 目录 图5 1 5跨径8m装配式空心板桥的构造图 目录 返回 常用的横向联接方式有 1 企口混凝土铰联接2 钢板焊接联接 3 板间横向连接构造 目录 返回 企口混凝土铰接型式有圆形 菱形和漏斗形三种 1 企口混凝土铰联接 实践证明 企口式混凝土铰能保证传递横向剪力 使各块板共同受力 图5 1 6 目录 返回 如果要使桥面铺装层也参与受力 也可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋互相绑扎 再浇筑在铺装层内 2 钢板焊接联接 图5 1 7 目录 返回 3 板间横向连接构造 图5 1 6 企口混凝土铰接型式 目录 返回 钢板焊接联接 图5 1 7 目录 返回 二 公路混凝土简支肋桥梁 1 T形梁桥 2 工字形梁桥 目录 返回 1 整体式简支T形梁桥 2 预制装配式简支肋形梁桥 3 公路混凝土组合梁桥 1 T形梁桥 目录 返回 1 整体式简支T形梁桥 1 整体式简支T形梁桥的特点 3 整体式简支T形梁桥的截面形式 2 整体式简支T形梁桥的构造 目录 返回 整体式梁桥在城市立交桥中应用较广泛 具有整体性好 刚度大 易于做成复杂形状等优点 多数在桥孔支架模板上现场浇筑 个别也有整体预制 整孔架设的情况 1 整体式简支T形梁桥的特点 目录 返回 在保证抗剪 稳定的条件下 主梁的肋宽约为梁高的1 6 1 7 但不宜小于14cm 以利于浇筑混凝土 当肋宽有变化时 其过渡段长度不小于12倍肋宽差 主梁高度通常为跨径的1 8 1 15 为了减小桥面板的跨径 一般限制在2 3m之内 还可以在两根主梁之间设置次纵梁 如图5 1 8 为了合理布置主钢筋 梁肋底部可做成马蹄形 整体式简支梁桥桥面板的跨中板厚不应小于10cm 桥面板与梁肋衔接处一般都设置承托结构 承托长高比一般不大于1 2 整体式简支T形梁桥的构造 目录 返回 3 整体式简支T形梁桥的截面形式 目录 返回 整体式梁桥横截面 图5 1 8 2 预制装配式简支肋形梁桥 2 截面形式和主梁构造 4 桥面板和横向连接构造 5 横隔梁和横向连接构造 1 预制装配式式简支肋形梁桥的特点 目录 返回 3 钢筋构造 1 预制装配式式简支T形梁桥的特点 装配式T形梁桥是使用最为普遍的结构形式 其优点是制造简单 整体性好 接头也方便 目录 返回 2 截面形式和主梁构造 装配式简支梁主梁的横截面形式可分为 形如图5 1 9 a T形如图5 1 9 b c 箱形如图5 1 9 e 目录 返回 返回 装配式梁简支T梁横截面 图5 1 9 下页 目录 下页 返回 目录 下页 目录 返回 下页 目录 返回 下页 目录 返回 下页 目录 返回 下页 目录 返回 目录 返回 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 3 钢筋构造 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 装配式梁简支T梁钢筋图 图5 1 10 目录 返回 4 桥面板和横向连接构造 桥面板构造 桥面板横向连接构造 目录 返回 目录 返回 装配式梁简支T梁概貌 图5 1 11 桥面板横向连接构造 a 刚性接头 b 铰接接头 刚性接头既可承受弯矩 也可承受剪力 铰接接头 只能承受剪力 a 钢板铰接接头b 混凝土企口式接头 目录 返回 目录 返回 图5 1 12 钢板铰接接头 目录 返回 图5 1 13 混凝土企口式接头 5 横隔梁和横向连接构造 横隔梁构造 横隔梁横向连接构造 a 钢板焊接联接 b 钢筋扣环联接 目录 返回 装配式梁简支T梁横隔板构造 目录 返回 下页 目录 返回 下页 装配式梁简支T梁横隔板构造 目录 返回 下页 装配式梁简支T梁横隔板构造 目录 返回 下页 装配式梁简支T梁横隔板构造 目录 返回 下页 装配式梁简支T梁横隔板构造 目录 返回 装配式梁简支T梁横隔板钢筋布置 图5 1 14 目录 返回 装配式梁简支T梁横隔板钢板联结 图5 1 15 装配式梁简支T梁横隔板钢板联结 图5 1 16 目录 返回 目录 返回 装配式梁简支T梁横隔板扣环联结 图5 1 17 3 公路混凝土组合梁桥 1 公路混凝土组合梁桥的特点 3 公路混凝土组合梁桥的截面形式 2 公路混凝土组合梁桥的构造 目录 返回 1 公路混凝土组合梁桥的特点 优点 可以显著减轻预制构件的重量 便于集中制造和运输吊装 组合梁桥也是一种装配式的桥跨结构 即用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板 翼板 分隔开来 使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面 施工时先架设梁肋 再安装预制板 有时采用微弯板以节省钢筋 最后在接缝内或连同在板上现统一部分混凝土使结构连成整体 组合梁是分阶段受力的 在梁肋架设后 所有嗣后安装的预制板和现浇桥面混凝土都要由尺寸较小的预制梁肋来承受 这与装配式T梁由主梁全截面来承受全部恒载不同 因而组合梁梁肋的上下缘应力远大于了梁上下缘的应力 图5 1 16 目录 返回 目前国内外采用的组合式梁桥有两种型式 I形组合梁桥图5 1 15 a 适用于混凝土简支梁桥箱形组合梁桥图5 1 15 c 只适用于预应力混凝土梁桥 3 公路混凝土组合梁桥的截面形式 目录 返回 下页 返回 组合式梁桥横截面 图5 1 18 目录 目录 返回 装配式梁简支T梁与组合梁的应力图比较 图5 1 19 图5 1 20 I形组合梁的构造图 目录 返回 三 公路混凝土箱形简支桥梁 1 公路混凝土箱形简支桥梁的特点 2 公路混凝土箱形简支桥梁的截面形式 目录 返回 特点 截面形状为一个或几个封闭的箱形 这种结构除了有梁肋和翼缘板外 在底部还有底板 提供了能承受正 负弯矩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性矩 而且抗扭刚度也很大 在偏心荷载作用下各梁肋受力比较均匀 图5 1 21公路箱形梁截面 图5 1 22公路箱形梁截面 适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥 也可用于修建全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥 1 公路混凝土箱形简支桥梁的特点 目录 返回 图5 1 21 箱形梁横截面 目录 返回 重庆长江大桥横截面 图5 1 22 目录 返回 四 铁路混凝土简支桥梁 1 钢筋混凝土简支梁 2 后张法预应力混凝土简支梁 3 先张法预应力混凝土简支梁 4 其他形式预应力混凝土简支梁 目录 返回 1 钢筋混凝土简支梁 1 钢筋混凝土简支板桥 2 钢筋混凝土简支肋梁桥 目录 返回 目录 返回 铁路板桥横截面 图5 1 23 下页 返回 铁路T梁桥横截面 图5 1 24 目录 目录 返回 铁路T梁概图 图5 1 25 空心板模板 图5 1 26 目录 返回 铁路T梁模板 图5 1 27 目录 返回 2 后张法预应力混凝土简支梁 下页 返回 目录 目录 返回 目录 返回 3 先张法预应力混凝土简支梁 目录 返回 4 其他形式预应力混凝土简支梁 1 整孔式无碴无枕预应力混凝土简支梁 2 槽形预应力混凝土梁 目录 返回 五 其他类型简支桥梁 1 部分预应力混凝土简支桥梁桥 2 双预应力混凝土简支桥梁桥 3 预弯预应力混凝土简支桥梁桥 目录 返回 第二节混凝土简支梁桥的制造和架设 一 概述 主要内容 二 混凝土简支梁桥的制造工艺 目录 返回 三 装配式简支梁构件的运输和安装 一 概述 1 混凝土简支梁桥的施工方法的分类 1 就地浇注法 2 预制安装法 目录 返回 1 就地浇注法 a 优点它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地 梁体结构中横桥向的主筋不用中断 故其结构的整体性能好 b 缺点支架需要多次转移 使工期加长 如全桥多跨一次性支架 则投入的支架费用又将大大增高 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 这种方法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 其主要优缺点是 目录 返回 2 预制安装法 它的优缺点恰与上一种方法相反 即 1 优点桥梁的上 下部结构可以平行施工 使工期大大缩短 无需在高空进行构件制作 质量容易控制 可以集中在一处成批生产 从而降低工程成本 2 缺点需要大型的起吊运输设备 由于在构件与构件之间存在拼接纵缝 例如简支T形梁之间的横隔板接头 施工时需搭设吊架才能操作 故比较麻烦 显然 结构的整体工作性能就不如就地浇筑法 目录 返回 成桥过程 二 混凝土简支梁桥的制造工艺 一 钢筋混凝土梁桥的基本施工工艺 二 就地浇注法的施工工艺 目录 返回 三 后张法预应力混凝土简支梁的制造工艺特点 四 先张法预应力混凝土简支梁的制造工艺特点 2 支立模板 4 浇注及振捣混凝土 3 钢筋骨架成型 1 工艺流程 5 养护及拆除模板 一 钢筋混凝土梁桥的基本施工工艺 目录 返回 支立模板 浇注及振捣混凝土 钢筋骨架成型 养护及拆除模板 1 工艺流程 目录 返回 模板是用于浇注混凝土 形成结构形状和尺寸的临时性结构 而支架是用于在施工过程中临时支撑梁体的临时性结构 模板和支架不仅控制梁体尺寸的精度 影响施工进度和混凝土浇注质量和施工方法 1 模板的类型和构造 2 支立模板 2 模板的要求 目录 返回 1 模板的类型和构造 钢木结合模板 木模板 钢模板 土模和砖模 按制作材料分 按装拆方法分分 整体装拆式 零拼式 分片装拆式 目录 返回 1 具有足够的强度 刚度和稳定性 能可靠地承受施工过程中产生的各种荷载 2 保证结构的设计形状 尺寸以及各部分相对位置的正确性 3 构造和支座力求简单 装拆既要方便又要尽量减少对构件的损伤 以及提高装 拆 运的速度和增加周转使用次数 2 模板的要求 目录 返回 2 钢筋的加工流程 3 钢筋弯制成形和接头 3 钢筋骨架成型 1 钢筋骨架的构成 4 注意事项 目录 返回 实例1 实例2 钢筋的接头应按规定要求错开布置 钢筋的交叉点应用铁丝帮扎结实 必要时可用电焊焊接 除设计有特殊规定外 梁中箍筋应与主筋垂直 箍筋弯钩的迭合处 在梁中应沿纵向置于上面并交错布置 为了保证混凝土保护层的厚度 应在钢筋与模板间设置水泥块 混凝土垫块或钢筋头垫块 垫块应错开布置不应贯通截面全长 为了保证及固定钢筋相互间的横向净距 两排钢筋之间可使用混凝土分隔块 或用短钢筋扎结固定 为保证钢筋骨架有足够的刚度 必要时可增加装配钢筋 主筋 架立钢筋 箍筋 斜筋 分布钢筋 附加钢件 1 钢筋骨架的构成 目录 返回 2 钢筋的加工流程 整直 切断 除锈 弯曲 焊接或绑扎 目录 返回 下料后的钢筋要在工作平台上用手工或电动弯筋器按规定的弯曲半径弯制成型 钢筋的两端应按图纸弯制成所需的标准弯钩 如钢筋图中对弯曲半径未作规定时 以直径的15倍进行弯制 对较长钢筋 最好在接长后再弯制 钢筋的接头应采用电焊 并以闪光焊对焊 这种接头的传力性能好 且省料 焊接接头在构件内尽量错开布置 且受拉主筋的接头面积不得超过总截面的50 装配式构件连接处受力钢筋的接头不受此限制 3 钢筋弯制成形和接头 下页 返回 目录 返回 钢筋的准备工作应注意以下几点 注意 首先应对进场的钢筋通过抽样试验进行质量鉴定 合格后才可使用 试验内容有 抗拉极限强度 屈服点和冷弯试验 按图纸要求划线下料 为保证下料尺寸的准确性 在下料之前应计算图纸上所标明的折线尺寸与弯折处实际弧线尺寸之差 同时还应计算钢筋在冷弯过程中的伸长量 4 注意事项 目录 返回 1 混凝土的配制 2 混凝土的运送 3 混凝土的浇注 4 混凝土的养护和拆模 目录 返回 4 浇注及振捣混凝土 混凝土浇注完后应充分养护等达到设计强度的25 50 时 方可拆模 5 养护及拆除模板 目录 返回 二 就地浇注法的施工工艺 1 就地浇注法的施工工艺 2 支架的分类 3 支架的要求 目录 返回 实例1 实例2 实例3 实例4 就地浇筑法是在桥孔下面先搭设好支架 立模浇筑混凝土构件且达到设计强度后 便可拆除支架 即 搭设施工支架 完成基本施工工艺流程 拆除或转移施工支架 1 就地浇注法的施工工艺 目录 返回 1 支架按其构造分为立柱式支架 梁式支架和梁 柱式支架 2 按材料可分为木支架 钢支架 钢木混合结构和万能杆件拼装的支架 2 支架的分类 目录 返回 需要进行设计计算 以保证支架具有足够的强度 刚度 支架基础的牢固可靠 构件的结合紧密 具有足够的纵 横 斜三个方向的连接杆件 使支架形成整体 3 支架的要求 立在河中的支架耍充分考虑洪水和漂浮物的影响 支架必须设置预拱度 预拱度的设置需考虑施工中支架本身的沉降以及梁的设计预拱度两方面 以保证竣工后的结构外形符合设计要求 支架还要设置落架设备 保证落架时对称 均匀 不应使简支粱发生局部受力过大的状态 目录 返回 三 后张法预应力混凝土简支梁的制造工艺特点 1 预应力筋孔道的成型 2 预应力筋的张拉 3 张拉程序 目录 返回 张拉程序模拟 下页 返回 目录 目录 返回 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 下页 返回 目录 返回 目录 1预应力筋孔道的成型 在梁体内预留预应力筋孔道所用的制