桥梁工程第二篇人民交通出版社ppt课件

第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥 第一章概论第二章桥面构造第三章板桥的设计与构造第四章装配式简支梁桥的设计与构造第五章简支梁桥的计算第六章梁式桥的支座第七章简支梁桥的施工 第二篇第一章概论 第一节钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点第二节简支梁桥的主要类型及其适用情况 装配式梁桥的特点 优 标准化 缺 第一节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 优耐久性好 适应性强缺自重大适用范围 简支经济上合理的最大跨径约为20m左右 悬臂和连续60 70m 二 预应力混凝土梁桥的一般特点预应力混凝土梁桥重要特点 1 有效地利用现代的高强度材料 高强混凝土 高强钢材缺点 1 施工复杂2 造价高 高强砼 高强钢 第二节简支梁桥的主要类型及其适用情况 一 板桥构造简单 施工方便 而建筑高度较小 跨径较小 一般在10m左右整体式板桥 矩形板 矮肋式板装配式板桥 实心板 空心板装配 整体组合式 先装配板 再整体式板 二 肋板式梁桥中等跨径 一般在13 40m左右整体式肋梁桥 净 7 双主梁桥装配式肋梁桥 装配式T型梁桥 三 箱形梁桥梁肋 翼缘板 底板 承受正负弯矩箱形截面 抗弯惯矩大 抗扭刚度大适用于跨径较大的悬臂梁 连续梁及刚构结构 第二篇第二章桥面构造 第一节桥面铺装第二节桥面排水设施第三节桥面伸缩缝第四节人行道 栏杆与灯柱 第一节桥面铺装 作用 防磨耗 防水浸 分布荷载要求 要求有抗车辙 行车舒适 低温抗裂 抗滑耐磨 不透水 刚度好等性能 轻质 结合良好 桥面铺装应有完善的防水 排水系统 主要类型有水泥混凝土和沥青混凝土等 一 桥面横坡的设置 1 设置纵横坡的目的 利于排水 保护桥面板 延长寿命 2 横坡度 行车道 1 5 2 0 抛物线型 人行道 1 2 直线型3 实现方式 二 桥面铺装的类型应与所在位置的公路路面协调常用 碎 砾 石 沥青表面处理 水泥混凝土和沥青混凝土等各种类型 普通水泥混凝土1 混凝土强度等级 C40 厚度 80mm 2 密实度较好 避免二次成型 3 应配置直径 8mm 间距 100mm双向钢筋网 截面面积 500mm2 m 4 伸缩缝 纵向每车道设一道 横向每3 5m设一道 5 特点 耐磨性好 适合重载交通 但养生期长 日后修补较麻烦 沥青砼铺装1 厚度 高速 一级70 80mm 必要时可增至100mm 二级及二级以下公路为50 80mm 2 特点 重量较小 维修养护方便 铺筑后几小时就能通车运营 行车舒适 但易老化和变形 受温度影响较大 防水砼铺装非冰冻地区需防水时用 厚8 10cm 上面可铺2cm沥青磨耗层 具有贴式防水层的铺装防水程度高 桥面板位于受拉区时 三油二毡 厚1 2cm砼保护层厚4cm 说明 一般不考虑桥面铺装参与主梁受力 或可以计算在行车道的厚度内与行车道板共同受力 第二节桥面排水设施 金属泄水管 具有贴式防水层铺装 内径10 15cm 管下端伸出行车道板底面15 20cm以上 钢筋砼泄水管 不设防水层 采用防水砼铺装 设置完整的落水管道 第三节桥面伸缩缝 伸缩量的计算 一般中小跨径桥取2 5cm 一 U形锌铁皮式伸缩缝 二 跨搭钢板式伸缩缝 三 橡胶伸缩缝 3 橡胶和钢板组合模数式伸缩缝 伸缩缝 实物图片 伸缩缝 安装现场1 现场伸缩缝 现场伸缩缝 人多 人行道0 75米 0 5米的倍数人少 安全带 0 25 0 35米高度 0 25 0 35米做法 现浇 与桥面连成整体预制 做成配件 现场组合安装 第四节人行道 栏杆与灯柱 一 人行道及安全带 二 栏杆 防撞护栏和灯柱 3 灯柱 第二篇第三章板式的设计与构造 第一节简支板桥的构造及其特点第二节斜交板桥的受力特点与构造 板桥的特点 建筑高度小 简单 制作 施工方便可工厂生产 装配式构件重量小 但跨径受到限制 一般钢筋混凝土简支板桥不超过13米 预应力混凝土板桥不超过30米 1 特点 整体性能好 横向刚度较大 施工较简便 2 适用 常用跨径4 8m 不规则桥梁3 横截面 高跨比一般为1 16 1 23 实心板 矮肋板 空心板 城市高架桥 单波或双波 一 整体式板桥的构造 第一节简支板桥的构造及其特点 4 配筋 双向板 1 纵筋 计算 a 布置 中间2 3范围按计算 两侧各1 6范围增加15 d 10mm 70mm l间 200mmb 弯起 习惯 1 4 1 6 L0弯起 角度30 45 通过支点的不弯起的主钢筋 每米板宽内不少于三根 且不少于主钢筋截面面积的1 4 2 横向 分布钢筋 布于纵向主筋内侧 d 8mm l间 20cm 截面面积不宜小于板的截面面积的0 1 5 保护层 主钢筋 20mm 钢筋网 15mm 标准跨径6m 桥面净宽 7m 2x0 2m 汽车 20级 挂车 100 二 装配式板桥的构造 装配式板桥分实心板和空心板 一 矩形实心板桥 标准图实心铰接板适应跨径 1 5 8m跨径 1 5 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0 6 0 8 0m板高 0 16 0 36m桥面净空 按照老规范 净 7 净 9两种 钢筋 HRB335 级或 级预应力筋 荷载 汽 15 挂 80 汽 20 挂 100特点 缩短工期 并获得较高的施工质量 标准图实心铰接板实例 特点 重量小 运输安装方便 建筑高度较T梁小适应跨径 钢筋砼空心板桥 6 13m预应力砼空心板桥 8 20m标准图 钢筋砼简支板桥标准图主要有 跨径 6 0 8 0 10 0 13 0m 板厚 0 4 0 8m预应力砼简支板桥标准图 跨径 8 0 10 0 13 0 16 0m 板厚 0 5 1 2m 二 空心矩形板桥 青海省道湟贵公路 设计荷载 公路 级 桥面宽度 净9 00 2 0 5 米 混凝土 预制板 铰缝 现浇桥面板采用30号混凝土 桥面铺装 9cm沥青混凝土 桥面横坡 双向横坡1 5 L 16米上部构造拼宽横断面图 公路 荷载 L 20米上部构造拼宽横断面图 公路 荷载 18m的空心板 三 装配式板的横向连接常用的联结方法1 企口混凝土铰联结 有圆形 棱形 漏斗形等型式2 钢板焊接联结 三 装配 整体式组合板桥的构造 不通航河流可用 目的 减小预制构件的安装重量 四 漫水桥的构造 不通航河流可用 特殊要求 1 阻水面积变小 做圆端形2 防止水流冲走 设置拴钉与墩台锚固 第二节斜板桥的受力特点与构造 一 斜板桥的受力性能由于地形或路线线型要求斜交角为桥轴线与支承线的垂线的夹角 正交简支板 斜交简支板 受力特点 二 斜板桥构造特点 一 整体式板桥 l b 1 3 二 装配式斜板桥 第二篇第一章概述 第二篇第二章桥面构造 1 桥面构造包括哪些部分 2 桥梁铺装的功能是什么 有哪些类型 桥面铺装钢筋网如何布置 3 桥面防水层如何设置 4 桥梁设计时如何解决桥面排水问题 5 桥面泄水管和排水管如何设置 6 桥面横坡的设置方式有哪些 各自优缺点如何 7 桥面伸缩装置的作用和工作原理是什么 8 人行道宽度如何设置 第二篇第三章板桥的设计与构造 第二篇第四章装配式简支梁桥的设计与构造 第一节装配式简支梁桥的构造类型第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥第三节装配式预应力混凝土简支梁桥第四节组合梁桥 第一节装配式简支梁桥的构造类型 使用最广泛的一种桥型 受力简单 设计计算方便 国内目前常采用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥 一 装配式简支梁桥的截面形式 二 块件的划分方式 装配式梁桥块件的划分遵循一般原则重量符合现有运输工具和起吊设备的承载能力 结构构造简单 尽可能少用接头 接头耐久可靠 具有足够刚度保证结构整体性 块件形状和尺寸标准化 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式纵向竖缝划分纵向水平缝划分纵横向竖缝划分 一 纵向竖缝划分主梁 行车道板整体预制接头 接缝仅布置在次要构件 横隔梁 板 和行车道板内缺点 重量大 二 纵向水平缝划分组合式梁桥横截面 g 恒载应力 Mg p 活载应力 Mp g p 应力总和 延纵向的竖缝 g 恒载应力 Mg 延纵向的水平缝 p 活载应力 Mp p g p 应力总和 p 三 纵横向竖缝划分横向分段装配式梁 横向分段块件 第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥 1 一般构造 2 主要截面尺寸 3 配筋特点 4 联结 局部构造 一 主梁布置 一 构造布置 二 横梁布置 刚接 l间 10m 铰接 l间 5m 二 截面尺寸 一 主梁梁肋尺寸1 高度 1 11 1 16L 2 宽度 15 18cm 一般 14cm 且1 15h 二 横隔梁尺寸1 高度 中横隔梁 3 4h 端横隔梁 与 同高 或与主梁同高 2 宽度 15 18cm 上宽下窄 内宽外窄 三 主梁翼板尺寸1 宽度 一般比主梁中距小2cm2 厚度 H根 l 10hH端 10cm 仅翼板受力 8cm 翼板和铺装层共同受力 三 主梁钢筋构造 一 一般构造 纵向主钢筋 架立钢筋 斜钢筋 箍筋和分布钢筋等主筋 通长 2根 且 20 d 14 32mm 且 40mm通过支承截面长度 圆钢筋15d 螺纹钢筋10d 斜钢筋 起角45度 圆弧半径 10d 钢筋最小锚固长度 箍筋 直径 d 8mm 且 1 4d主筋 间距 1 2倍梁高 或间距 400mm近支座 一倍梁高范围内 间距 100mm 配筋率 R235钢筋不小于0 18 HRB335钢筋不小于0 12 纵向分布钢筋 直径 d 8mm间距 近上缘 间距 200mm 近下缘 间距 300mm近支座 间距 100 150mm 配筋率 0 001 0 002 bh 架立钢筋 布置在上缘 焊接钢筋骨架 双面焊缝 单面焊缝 焊接钢筋骨架 按规范焊缝强度不低于钢筋本身强度 翼缘板配筋 受力钢筋 横向 上缘 d 10mm 5根 m或间距 200mm 分布钢筋 沿主梁跨径向 d 6mm 间距 250mm 单位板宽分布钢筋截面积 15 主筋截面积 混凝土保护层厚度 其他 二 主梁钢筋构造实例 四 装配式主梁的连接构造 接头要求 1 足够的强度 2 不因反复冲击作用发生松动 横隔梁钢筋 接头类型 1 焊接钢板接头特点 强度可靠 焊后立即承载 施工较困难 接头类型 2 扣环接头横隔梁扣环接头做法 伸出钢筋扣环A 按腰圆接头扣环C 插短分布钢筋 d 6mm 浇砼 0 2 0 5m 湿接头实例 连接前连接后 3 桥面板的企口铰连接做法 伸出连结钢筋交叉弯制 或弯转套一根钢筋上 局部钢筋网浇砼铺装层 第三节装配式预应力混凝土简支梁桥 跨径大于20米 目前可到60米 一 构造布置 标准设计 l间 1 6m l间 2 2m l间一般在1 8m 2 5m 二 截面尺寸 14cm 一般18 20cm B马 2 4 B肋D保护 6cmH马 0 15 0 20 H肋 三 装配式预应力混凝土梁的配筋特点 3 减余剪力图 四 装配式预应力混凝土梁的构造实例 第四节组合梁桥 常用型式 1 工形组合梁桥 适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥2 箱形组合梁桥 只适用于预应力混凝土梁桥特点及设计时的注意事项 1 结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位 注意加强结合面的强度2 分阶段受力 一 钢筋混凝土组合梁桥 少筋微弯板 1 16 1 20L L 8 16mh 50 80cm 少筋微弯板 弧形薄板与箱形主梁组合 3 6cm 二 预应力混凝土组合梁桥 混凝土强度 R 0 8R 蒸汽养护 R 0 7R 不用蒸汽养护 第二篇第四章装配式简支梁桥的设计与构造 第二篇第五章简支梁桥的计算 第一节概述第二节行车道板的计算第三节荷载横向分布计算第四节主梁内力计算第五节横隔梁内力计算第六节挠度 预拱度的计算 第一节概述 主梁 横隔梁 支座 桥面板 简支梁桥的计算项目 简支梁桥的计算步骤 第二节行车道板计算 1 行车道板的类型2 车轮荷载在板上的分布3 板的有效工作宽度4 行车道板的内力计算5 行车道板的计算实例 桥面板 湿接头实例 连接前连接后 悬臂板 铰接悬臂板 单向板 双向板 行车道板的类型 行车道板的类型 二 车轮荷载在板上的分布 沿纵向a1 a2 2H沿横向b1 b2 2H 1 将轮压作为分布荷载处理2 将车轮与桥面的接触面看作矩形 3 将荷载偏安全地呈45度角扩散 三 板的有效工作宽度 一 单向板 二 悬臂板 铰接悬臂 一 单向板 跨中弯矩mx呈曲线 车轮荷载产生的跨中总弯矩为 则得弯矩图形的换算宽度 1 荷载在跨径中间 单独一个荷载 几个相邻荷载 2 荷载在板的支承处 3 荷载靠近板的支承处 二 悬臂板 有效工作宽度的规定 分布荷载靠近板边时 四 行车道板的内力计算 一 多跨连续单向板的内力 二 铰接悬臂板 悬臂板 的内力 一 多跨连续单向板的内力 构造上 行车道板与主梁梁肋整体连结 板与主梁共同作用 注意 1 l的取值 2 M0为M0p和M0g按极限状态设计法组合 铰接悬臂板的内力 T形梁翼缘板常用铰接方式连接 悬臂板的内力 b1 l0时 b1 l0时 二 铰接悬臂板 悬臂板 的内力 五 行车道板的计算示例 一 恒载及其内力 二 公路 级产生的内力 四 作用效应组合 1 按承载能力极限状态设计时的内力组合 基本组合 2 按正常使用极限状态设计时的内力组合 1 作用短期效应组合 2 作用长期效应组合 本节思考题 1 行车道板的类型 2 车轮荷载在板上的分布宽度 3 几个相邻荷载在单向板中央地带布置时板的有效工作宽度如何计算 4 车辆荷载在悬臂板上最不利布置时的有效工作宽度如何计算 5 多跨连续单向板的弯矩与具有相同跨径的简支板的跨中弯矩之间的换算关系是什么 主梁 横隔梁 桥面板 第三节荷载横向分布计算 荷载横向分布 一 概述 荷载横向分布系数 桥梁不同横向连接刚度对荷载横向分布系数的影响 杠杆原理法刚性横梁法铰接板 梁 法比拟正交异性板法 荷载横向分布的计算方法 二 杠杆原理法 杠杆原理法计算原理 杠杆原理法适用场合 1 荷载位于支点时2 双主梁桥3 无中横隔梁的桥梁 三 偏心压力法 刚性横梁法 适用范围 窄桥 L B 2荷载位于跨中 四 考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法 修正刚性横梁法 五 铰接板 梁 法 变形协调 变位系数 变位系数计算 刚度参数 刚度参数计算 IT计算 横向分布影响线 计算示例 六 比拟正交异性板法 1 计算几何特性 1 Ix Iy Jx Jy2 ITx ITy JTx JTy JTx JTy 2 计算 3 计算各主梁横向影响线坐标1 查表 K1 K02 求实际各梁位 必要时内插 处的K 1 K 03 求K 4 求4 绘影响线 最不利 布载 计算跨中mc G M法的实用计算步骤 杠杆原理法 把横向结构 桥面板和横隔梁 视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁 刚性横梁法 把横隔梁视作刚度极大的梁 也称偏心压力法 当计及主梁抗扭刚度影响时 此法又称为修正刚性横梁法 修正偏心压力法 铰接板 梁 法 把相邻板 梁 之间视为铰接 只传递剪力 刚接梁法 把相邻主梁之间视为刚性连接 即传递剪力和弯矩 比拟正交异性板法 将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解 并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算 荷载横向分布的计算方法 mc m0 m0 mc m0 m0 mc m0 m0 mc m0 m0 Q0影响线 Mc影响线 Mc影响线 m0 mc mc m0 边梁 中梁 七 荷载横向分布系数m沿桥跨的变化 荷载横向分布系数沿桥跨的变化的几种情况 第四节主梁内力计算 一 恒载内力计算 二 活载内力计算 m0 mc y1 Mc影响线 荷载横向分布系数 Pk qk y2 Q0影响线 荷载横向分布系数 m0 mc Pk qk a y1 y2 三 主梁内力组合和包络图 第五节横隔梁内力计算 说明 中横隔梁受力最大 故可偏安全地依据中横隔梁的弯矩和剪力进行配筋和强度验算横隔梁内力计算方法应与主梁计算方法一致偏压法 或刚性横梁法 计算横隔梁内力 一 横隔梁内力影响线 力学模型 将桥梁的中横隔梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹性支承连续梁 计算原理 在跨中单位荷载P 1作用下 各主梁反作用于横隔梁上的力为Ri 由平衡条件得横隔梁任意截面r的内力为 二 作用在横梁上的计算荷载 按杠杆原理在两根横梁间分布 人群 r la la r 汽车 三 横隔梁的内力计算 说明 1 汽车荷载计冲击和车道折减 2 横梁的自重与活载相比较小 一般可忽略 第六节挠度 预拱度的计算 1 永久作用产生的挠度 不表征刚度特性 设预拱度抵消 2 可变作用产生的挠度 体现刚度特性 设计中需验算 活载挠度 或 活载短期效应组合产生的挠度 桥规 规定 对于钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件 梁式桥主梁的最大挠度 1 600L 梁式桥主梁的悬臂端 1 300L 此挠度为不计冲击力时的值 受弯构件预拱度 钢筋混凝土受弯构件 不设的条件 长期挠度系数 短期效应组合产生的挠度 1 1600计算跨径预拱度 长期挠度系数 自重 1 2可变荷载频遇值 产生的挠度预应力混凝土受弯构件 不设的条件 长期挠度系数 短期效应组合产生的挠度 2 0 扣除预应力损失的预加应力预拱度 2 0 扣除预应力损失的预加应力 长期挠度系数 短期效应组合挠度 第一节概述第二节支座的类型和构造第三节支座的设计与计算 第二篇第六章梁式桥的支座 第一节概述 作用 传力 适应变位 位移和转角 分类 固定支座 活动支座 支座的布置 简支梁桥支座的布置 连续梁桥支座的布置 第二节支座的类型和构造 简易垫层支座橡胶支座弧型钢板支座钢筋混凝土摆柱式支座 一 简易垫层支座 垫层 油毛毡 石棉板 铅板公路桥 10m 铁路板桥 4m 布设钢筋网加强 二 橡胶支座 容许压应力 3000KPa GJZ300 400 47 CR GYZF4300 54 NR GPZ35DX GPZ系列GPZ50GD GPZ系列 三 弧型钢板支座 四 钢筋混凝土摆柱式支座 PinBearing钢钉 SteelPin RotationalMovementisallowedLateralandTranslationalMovementsareRestricted MultipleRollerBearing SingleRollerBearing RollerTypeBearings RollerTypeBearingwithGearArrangement LongitudinalmovementsareallowedLateralMovementsandRotationsareRestricted RollerTypeBearings RockerTypeBearing摇杆 Arockerbearingisatypeofexpansionbearingthatcomesinagreatvariety Rockerandpinbearingsareprimarilyusedinsteelbridges 第三节支座的设计与计算 为防止脱空 第二篇第七章简支梁桥的施工 第一节钢筋混凝土简支梁桥的制造工艺第二节预应力混凝土