桥梁理论 PPT课件

第七章装配式简支梁桥的构造 主要内容 主要截面型式 构造特点 钢筋混凝土简支梁桥 预应力混凝土简支梁桥 组合梁桥 1 综述 简支梁桥是梁式桥中应用最早 使用最广泛的一种桥型 它受力简单 梁中只有正弯矩 常用T型截面梁这种构造简单的截面形式 体系温变 混凝土收缩徐变 张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力 设计计算方便 最易设计成各种标准跨径的装配式结构 由于简支梁是静定结构 结构内力不受地基变形的影响 对基础要求较低 能适用于地基较差的桥址上建桥 在多孔简支梁桥中 相邻桥孔各自单独受力 便于予制 架设 简化施工管理 施工费用低 因此在城市高架 跨河大桥的引桥上被广泛采用 为减少伸缩缝装置 改善行车平整舒适 国内目前常采用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥 2 开封黄河公路大桥 开封黄河公路大桥 共108孔 77孔为50米预应力T梁 31孔为20米钢筋混凝土T梁 450米一连桥面连续 3 7 1装配式简支梁桥的类型 模板化生产 易于系列化 标准化 T型 箱型 TT型截面 高宽比例适当 优化 以增大抗弯惯距 增大刚度 20 60米有标准图 跨度增大 梁重增加快 措施 纵向分块 横向分块 少用 4 构件划分 减轻块重的措施 桥梁施工方法的不同导致构件内力的分配 应力分布的不同 5 最常用装配式简支梁桥 T型截面 采用整体预制 纵向竖接缝 湿接头 横隔梁4 5道 预应力T型截面腹板底部作成马蹄形 利于布置预应力 端部支承附近腹板加厚 6 其它了解问题 梁肋与桥面板分离做法较少采用 预制方法 施工安装顺序 加载过程不同时 应注意恒载内力的叠加 预应力布置一般在腹板内 7 7 2装配式钢筋混凝土简支梁桥 8 主要问题 1 一般构造 2 主要截面尺寸 3 配筋特点4 联结 局部构造 9 一般构造 截面尺寸 20米以下跨径 高跨比的经济范围1 11 1 1610米跨 梁高0 9米 13米跨 梁高 1 0米 16米跨 梁高 1 1米 20米跨 梁高 1 3米腹板厚度15 18厘米横隔梁比主梁稍矮 约3 4主梁高 肋宽12 16厘米 翼板比梁宽小2厘米 根部厚度不小于主梁高1 12端部不小于8厘米 10 钢筋砼铺装层构造 11 T梁受力特点 弯距包络图 12 主梁配筋特点 包括纵向受力钢筋 弯起 斜 钢筋 箍筋 防裂钢筋 架立钢筋 分布钢筋 构造 局部加强钢筋 受力特点抛物线正弯距 可弯起部分主筋 但至少2根不小于20 主筋通过支承截面 抗剪要求斜筋 起角45度 箍筋间距不大于梁高3 4及50厘米 一般10 20厘米 第一根箍筋距支承边缘5厘米处 箍筋与混凝土承担60 斜筋40 最大剪力距支座中心h 2处 13 通过支承截面不弯起的主拉钢筋 长度圆钢筋15d 螺纹钢筋10d保护层厚度 主钢筋离底部净距不小于3厘米 不大于5厘米 与侧面净距不小与2 5厘米 箍筋不小于1 5厘米 14 钢筋联接 焊接钢筋骨架 按规范焊缝强度不低于钢筋本身强度 15 配筋特点 翼板钢筋 梁端加强钢筋 16 钢筋最小锚固长度 17 T梁配筋图 18 中主梁横隔梁构造 19 7 3装配式预应力混凝土梁桥 比较广泛的桥梁结构形式 跨径大于20米 目前可到65米 其发展依赖于基本材料指标 如使用高强轻质混凝土 高强预应力 预应力工艺 大吨位的张拉设备 大型安装设备 20 T梁构造 立面 断面 21 截面尺寸 梁高一般取高跨比1 15 1 25 跨径大取小 梁宽一般1 6 2 5M 跨径大取大 也可作成鱼腹形主梁腹板下端做成马蹄形 做法 宽度约为肋宽的2 4倍 管道保护层不小于6厘米 配合预应力布置腹板在梁端加厚 与马蹄同厚 并有过渡段 45 肋宽一般构造决定 0 14 0 20m 梁端部预留预应力锚固张拉位置 22 一般构造 23 横断面 24 主梁预应力索布置 25 T梁梁肋钢筋构造 26 横隔板细部构造 接头构造 27 行车道板钢筋构造图 28 预应力混凝土工作原理 未开裂预应力混凝土构件 预应力产生的混凝土法向应力 Ny 预应力 ey 预加力的合力至截面重心的距离 y 计算的点至截面重心轴的距离 29 截面特征 形心轴 核心距1 截面核心概念2 轴向压力在上 下核心之间移动 截面不产生拉应力 30 普通钢筋砼T梁与预应力砼T梁的抗力效应比较 普通钢筋砼T梁 钢筋合力 拉应力 中心与砼合力 压应力 中心为 内力偶距 钢筋合力 拉应力合力 或砼的压应力合力 二者为一对平衡力 为 内力 内力偶距 内力 的乘积构成抵抗弯矩 内力偶距 基本不变 内力 变化 不同截面纵筋数量不同 以变化的 抵抗弯矩 来抵抗荷载效应 预应力砼T梁 预应力筋合力 压应力 中心的 偏心距 内力偶距 预应力筋合力 压应力合力 为 偏心力 偏心距 偏心力 的乘积构成 预加弯矩 偏心距 变化 预应力筋弯起 偏心力 基本不变 弯起角不同 有少量变化 以变化的 预加弯矩 来抵抗荷载效应 预加弯矩 在不同的阶段 或截面 其效应不同 在施工阶段 梁端 一部分是负效应 预加弯矩 要获得更大的正效应 避免过大的负效应 必须使 偏心距 的允许变化范围尽可能的大 使上 下缘都不出现拉应力 偏心距 只能在上 下核心之内变化 即 上 下核心距越大 预应力筋越好布置 效果越好 31 预应力T梁截面受力特点 预加力阶段 上缘达到0应力 运营阶段 截面下缘应力为0 Ny e Mg1 偏距e 抵消主梁自重 应在设计中使截面形心高一些以增大偏距 Ny Ny Ku Ko Mg2 Mp Ny 预应力损失 核心距K Ku Ko 反映运营阶段承载能力 K越大越节省预应力筋 截面效率指标 K h 一般在0 45 0 5以上较经济 32 配筋特点 纵向预应力钢筋 尽可能采用后张法曲线布置 对抵抗弯距 剪力有利 考虑预应力损失弯起角不能太大 在跨中截面 尽可能使预应力重心靠下 满足构造要求下 各束预应力筋互相靠近 减小马蹄尺寸 一般锚固在梁端腹板 特殊情况顶板可布置 33 预应力向梁端弯起原因 索界的概念 预应力向梁端起弯的原因 减少梁端负弯矩 提供部分抗剪能力 分散锚下集中力 便于布置锚具 34 预应力向梁端弯起原因 减余剪力图弯起预应力筋产生竖向分力 抵消梁内剪力 减低腹板内主拉应力 跨径的1 3 1 4点起弯 一般按圆弧 弯起半径对钢铰线 钢丝束不小于4米 钢筋束按钢筋直径范围12 d 25mm为4 15米 35 锚固与局部加强 先张法传递长度 36 锚固与局部加强 后张法锚固 见后 防止局部的劈裂锚具下设置钢垫板 加强钢筋网 螺旋筋 锚具的布置应符合净距要求 均匀布置 37 后张法锚固 端部构造示意 38 普通钢筋按构造要求配置 注意马蹄钢筋 管道布置 马蹄内应设闭合式箍筋 间距不大于15厘米 布置管道 橡胶抽拔管净距不小于4厘米 铁皮套管水平净距不小于4厘米 管道至构件顶面 侧面净距不小于3 5厘米 至底面不小于5厘米 管道内径比预应力筋外径至少大1厘米 39 构造图 1 40 构造图 2 41 全桥横断面 42 主梁横断面 43 预应力钢束布置图1 44 预应力钢束布置图2 45 预应力钢束在梁端的平面布置 46 普通钢筋配筋图1 47 普通钢筋配筋图2 48 横隔板构造 配筋 49 横隔板构造