第五章 混凝土简支梁桥1构造与设计

5 1概述 5 2混凝土简支板桥的构造与设计 5 4桥面板的计算 5 5荷载横向分布计算 5 混凝土简支梁桥 5 3混凝土简支梁桥的构造与设计 5 7横隔梁内力计算 5 8挠度 预拱度计算 5 9混凝土简支梁桥的制造和架设 5 6主梁内力计算 1 从受力特点 1 简支梁 板 桥 2 连续梁 板 桥 3 悬臂梁 板 桥 2 从施工方法 1 整体浇筑式梁桥 2 预制装配式梁桥 5 1概述 3 按建筑材料 1 钢筋混凝土梁桥 2 全预应力混凝土梁桥 3 部分预应力混凝土梁桥 4 从承重结构横截面形式 1 板桥 2 肋梁桥 3 箱形梁桥 5 2混凝土简支板桥的构造与设计 5 2 1整体式简支板桥 1 截面形式 1 总体构造 图5 1整体式板桥横截面 图5 2钢筋混凝土整体式简支板桥构造 2 跨径 跨径在4 10m 3 钢筋构造 1 行车道板主筋直径应不小于12mm 7cm 间距 20cm 分布钢筋 6mm 间距 25cm 2 两侧边缘板带的主钢筋数量宜较中间板带 板宽2 3范围内 增加15 3 分布筋在单位板长的截面面积一般不应小于主钢筋面积的15 4 受力特点 桥面板实际上是处于双向受力状态 5 2混凝土简支板桥的构造与设计 图5 3空心板截面形式 2 空心板桥 1 总体构造 1 实心板桥 5 2 2装配式简支板桥的构造 1 截面形式 图5 4空心板 图5 5空心板 图5 6空心板 图5 7空心板 图5 8企口式混凝土铰 2 板间横向连接构造 横向连接方式有企口混凝土铰联接和钢板焊接联接 图5 9钢板焊接联接 5 2 3斜交板桥的构造 桥梁纵轴线与支承线垂线呈某一夹角的板桥 叫斜交板桥 其夹角习惯上称为斜交角 图5 10斜交板 1 斜交板桥定义 图5 11斜交板的受力特点 2 斜交板桥的受力特点 1 荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势 2 各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作来描述 3 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板桥要小 跨中横向弯矩比正桥的要大 1 整体式斜交板桥 图5 12整体式斜交板钢筋布置 a 底层钢筋 一 b 上层钢筋 c 底层钢筋 二 3 斜交板桥的配筋 2 装配式斜交板桥 图5 13装配式斜交板钢筋布置 25 35 40 60 40 50 55 60 图5 14装配式T形简支梁桥概貌 3 桥面构造 对桥梁功能的正常发挥 对主要承重构件的保护 对车辆行人的安全以及桥梁的美观都十分重要 2 横隔梁 使各根主梁相互联成整体 以提高桥梁的整体刚度 1 主梁 主要承重结构 1 简支肋梁桥上部结构及作用 5 3混凝土简支梁桥的构造与设计 5 3 1整体式简支肋梁桥 图5 15整体式梁桥横截面 5 3 2装配式简支肋梁桥 1 主梁跨径 钢筋混凝土T形 I形简支梁标准跨径不宜大于16m 预应力混凝土T形 I形简支梁 标准跨径不宜大于50m 表5 1简支梁桥主梁尺寸 2 主梁构造 1 主梁间距 1 5 2 5m 2 主梁肋宽 0 15 0 20m 图5 16装配式T形梁横截面 3 桥面板及横向连接构造 预制T形截面梁翼缘根部的厚度应不小于梁高的1 10 边缘厚度不宜小于10cm 1 桥面板构造 图5 17装配式桥面板刚性接头钢筋布置 图5 18装配式桥面板铰接接头 2 桥面板横向联接构造 桥面板常用的横向连接有刚性接头和铰接接头 4 横隔梁及横向联接构造 图5 19装配式梁简支T梁横隔板构造 1 横隔梁构造 图5 20装配式梁简支T梁实例 横隔梁常用的横向连接有钢板焊接联接和扣环联接 图5 21装配式横隔板横向联接构造 2 横隔梁横向连接构造 5 3 3混凝土简支箱形梁桥 图5 22箱形横截面 2 箱形截面梁抗扭能力比较大 1 箱形梁不适用于钢筋混凝土简支梁桥 但适用于全截面参与受力的预应力混凝土梁桥 1 箱形梁的特点 3 箱梁横向抗弯刚度大 对预施应力 运输 安装阶段单梁的稳定性要比T梁好得多 4 箱梁薄壁构件预制 施工比较复杂 单根箱梁安装重量通常比T梁大 5 中性轴上下部均有足够混凝土 可抵抗正负弯矩 适用连续梁桥和悬臂结构 5 3 4混凝土组合梁桥 目前国内外采用的组合梁桥主要有I形和箱形两种组合梁桥形式 I形组合梁桥适用于混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥适用于预应力混凝土梁桥 图5 23组合式梁桥横截面 图5 24装配式与组合式梁应力图比较 图5 25梁格构造和桥面板支承方式 5 4 1计算模型 5 4桥面板的计算 1 整体现浇的T梁 2 双向板 1 单向板 2 2 计算模型的采用 2 装配式T梁 对于 2的装配式T形梁桥 1 悬臂板 2 铰接悬臂板 作用在桥面板顶面矩形荷载压力面边长为 图5 26车辆荷载在板面上的分布 沿行车方向 沿横向 5 4 2车辆荷载在板上的分布 当汽车荷载作用于桥面板上时 作用于板面上的局部分布荷载为 汽车的轮重 为轴重的1 2 图5 27行车道板的受力状态 5 4 3有效工作宽度 若设想以的矩形来代替此曲线图形 弯矩图形的换算宽度为 M 车轮荷载产生的跨中总弯矩 荷载中心处的最大弯矩值 可以按弹性薄板理论分析求解 a 板的有效工作宽度或荷载有效分布宽度 1 板的有效工作宽度的含义 1 对于荷载在跨径中间 图5 28单独一个荷载在跨中 计算剪力时 计算弯矩时 l l0 t l0 b l l0 l0 板的净跨径 t 板的厚度 b 梁肋宽度 2 单向板的荷载有效工作宽度 如有效分布宽度发生重叠时 应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度 对几个靠近的相同荷载 图5 29几个靠近的相同荷载在跨中 2 荷载位于支承处 3 荷载靠近板的支承处 x 荷载离支承边缘的距离 图5 30荷载有效分布宽度 图5 31悬臂板的有效工作宽度 承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离 3 悬臂板的荷载有效工作宽度 最不利情况 图5 32悬臂板的有效工作宽度 固端梁 多跨连续梁体系 弹性固接 1 概述 图5 33主梁扭转对行车道板受力的影响 1 多跨连续单向板的内力计算 5 4 4内力计算 2 弯矩的计算 当t h 1 4时 即主梁抗扭刚度较大 对于弯矩 先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩M0 然后再根据实验及理论分析的数据加以修正 跨中弯矩 支点弯矩 M中 0 5M0 M支 0 7M0 式中 M0 M0p M0g M0p M0g 1m宽简支板条的跨中活载弯矩 1m宽简支板条的跨中恒载弯矩 当t h 1 4时 即主