梁桥的构造与设计 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；2060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45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1/111/1610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1518厘米横隔梁比主梁稍矮，约3/4主梁高，肋宽1216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1020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1/151/25,跨径大取小；梁宽一般1.62.5M，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24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，0.140.20m,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0.450.5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1/31/4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12d25mm为415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