桥梁截面设计

1、一、设计原则一、设计原则 主梁既要保证抗弯，又要保证抗剪主梁既要保证抗弯，又要保证抗剪 截面尺寸尽可能小，以减轻自重截面尺寸尽可能小，以减轻自重 桥宽及建筑高度影响横截面布置桥宽及建筑高度影响横截面布置 应有利于主梁的施工、安装应有利于主梁的施工、安装 横向联系应简单、可靠横向联系应简单、可靠 2021-6-232021-6-231 1 二、板式截面二、板式截面 2021-6-232 2021-6-23 ( b ) ( a ) (d )( c ) 特点：特点： 建筑高度小，适于桥高受限场合建筑高度小，适于桥高受限场合 构造简单、易于工厂化预制构造简单、易于工厂化预制 预制构件重量轻，易于架设预

2、制构件重量轻，易于架设 开口截面，抗弯抗扭刚度小开口截面，抗弯抗扭刚度小 空心板：空心板： 截面挖空，减轻自重，减小拉区面截面挖空，减轻自重，减小拉区面 积及重量，挖空形式多样积及重量，挖空形式多样 为保证截面抗剪强度，最薄壁厚应为保证截面抗剪强度，最薄壁厚应 8cm。 2021-6-233 内衬气囊内衬气囊 要注意混凝土浇要注意混凝土浇 筑时，气囊上浮筑时，气囊上浮 安放气囊的安放气囊的 位置位置 2021-6-234 2021-6-235 三、肋形截面 2021-6-236 (d) (b) (a) (c) (e) 肋形（肋形（T形）截面抵抗正弯矩特别有利形）截面抵抗正弯矩特别有利 ，但抵抗

3、负弯矩则不够方便，需加设，但抵抗负弯矩则不够方便，需加设 下翼缘，形成工形截面下翼缘，形成工形截面 2021-6-237 为适应向支点逐渐增为适应向支点逐渐增 大的负弯矩和剪力要大的负弯矩和剪力要 求求, ,可采取以下可采取以下3 3种措种措 施施: : 增大梁高；增大梁高； 加厚梁肋；加厚梁肋； 增设逐渐拓宽的下增设逐渐拓宽的下 缘翼板。缘翼板。 肋形截面承受负弯矩 2021-6-238 组合梁桥组合梁桥 定义：定义：用纵向水平缝将单梁的梁肋部分与桥面板（翼板）分隔开来用纵向水平缝将单梁的梁肋部分与桥面板（翼板）分隔开来 的装配桥跨结构，使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。的装配桥跨结构，

4、使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。 1.1.优点：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。可以显著减轻预制构件的重量，便于集中制造和运输吊装。 2.2.型式：型式： I I形组合梁桥：形组合梁桥： 适用于适用于混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥：箱形组合梁桥： 适用于适用于预应力混凝土梁桥预应力混凝土梁桥 (a)(b) (c) 3.3.构造：构造：在组合梁中，梁与现浇板的结合面处，板的厚度不应小于在组合梁中，梁与现浇板的结合面处，板的厚度不应小于15cm15cm； 当梁顶伸入板中时，梁顶以上板的厚度不应小于当梁顶伸入板中时，梁顶以上板的厚度不应小于10cm10cm

5、。 4.4.受力特点：受力特点：分阶段受力（拦腰截断）分阶段受力（拦腰截断） 组合梁梁肋的上下缘应力远大于组合梁梁肋的上下缘应力远大于T T梁上下缘的应力。梁上下缘的应力。 二期恒载+活载应力 (b) +Mg 板的恒载 g (a) 一期恒载应力 g+M g p p =Mp +pg p 应力总和 Mp= p g+p 装配式装配式T T梁与组合梁的应力图比较梁与组合梁的应力图比较 （1 1）截面效率指标）截面效率指标 T 梁截面特征梁截面特征 为了确保预应力混为了确保预应力混 凝土梁截面受力的凝土梁截面受力的 合理性，截面设计合理性，截面设计 时应考虑截面的效时应考虑截面的效 率指标。率指标。 T

6、梁截面细部尺寸梁截面细部尺寸 预加力阶段预加力阶段 1gy MeN pgouyy MMkkNN 2 )( 运营阶段：运营阶段： h K 截面效率指标：截面效率指标： （0.450.5以上，较大值为好）以上，较大值为好） 主梁高度主梁高度： 高跨比高跨比1/161/18左右（左右（1.32.5m） 梁肋厚度梁肋厚度： 16 24cm （屈曲稳定性、浇筑砼不致困难）（屈曲稳定性、浇筑砼不致困难） 支点梁肋支点梁肋：为保证预筋锚固和抗剪，梁端需加宽与马蹄同宽：为保证预筋锚固和抗剪，梁端需加宽与马蹄同宽 翼缘板翼缘板：梁距：梁距（主梁片数讨论、截面效率指标）（主梁片数讨论、截面效率指标） 力学图示力学

7、图示：弹性固结悬臂板，负弯矩，翼缘变厚：弹性固结悬臂板，负弯矩，翼缘变厚 板厚板厚：满足车辆荷载局部受力需要；：满足车辆荷载局部受力需要； 横向连接横向连接：为有足够砼连接厚度，端部至少：为有足够砼连接厚度，端部至少10cm，根部按计算取值，根部按计算取值 下马蹄下马蹄：a. 马蹄面积不少于全截面的马蹄面积不少于全截面的1020%； b.马蹄宽度为肋宽马蹄宽度为肋宽24倍；倍； c.马蹄平均高度约为马蹄平均高度约为0.15h0.2h，斜坡应陡于，斜坡应陡于45度度 30m预应力预应力T梁设计图（中梁横截面）梁设计图（中梁横截面） 2021-6-2316 高度高度：中主梁高度：中主梁高度3/4左

8、右。端横隔梁与主梁同高或略低左右。端横隔梁与主梁同高或略低 宽度宽度： 12 16cm，上宽下窄。，上宽下窄。 与马蹄关系与马蹄关系：从上至下延伸到马蹄加宽处。：从上至下延伸到马蹄加宽处。 吊装后吊装后T T梁桥仰视照片梁桥仰视照片 四、箱形截面四、箱形截面 v闭口截面，抗弯、抗扭惯性矩大；闭口截面，抗弯、抗扭惯性矩大； v顶板、底板面积大，能满足正负弯矩配筋需要顶板、底板面积大，能满足正负弯矩配筋需要 v偏心荷载作用下，内力分布较均匀偏心荷载作用下，内力分布较均匀 2021-6-2318 2021-6-2319 v单箱单室：受力明确，施工方便，用料节省，适于单箱单室：受力明确，施工方便，用料

9、节省，适于 桥宽桥宽14m14m的桥梁；的桥梁； v单箱双室：有效减小顶板跨度，利于顶底板钢束布单箱双室：有效减小顶板跨度，利于顶底板钢束布 置，但施工复杂，自重增加较多置，但施工复杂，自重增加较多 (b) b (a) baabb (c) 顶板顶板宽宽20m 顶板顶板宽宽25m 顶板顶板宽宽 40m40m 单箱单箱 单室单室 单箱单箱 双室双室 分离式分离式 双箱单双箱单 室室 v造型美观造型美观 v减少底板宽度，缩小墩台尺寸减少底板宽度，缩小墩台尺寸 v减少正弯矩区混凝土用量减少正弯矩区混凝土用量 v底板束的锚固和弯起复杂底板束的锚固和弯起复杂 v支点负弯矩区，底板厚度需增厚支点负弯矩区，底

10、板厚度需增厚 v截面形心轴位置偏高，不利预筋力臂截面形心轴位置偏高，不利预筋力臂 v浇筑模板需设置侧向支撑，耗用支架多浇筑模板需设置侧向支撑，耗用支架多 2021-6-2320 斜腹板箱特点斜腹板箱特点 竖腹板多用竖腹板多用 2021-6-2321 2021-6-2322 箱型截面细部尺寸箱型截面细部尺寸 v顶板顶板：满足顶板布筋需要（纵向即横向预应：满足顶板布筋需要（纵向即横向预应 力钢筋），满足行车道板厚度要求；力钢筋），满足行车道板厚度要求； v底板底板：满足跨中底板预应力布束要求，根部：满足跨中底板预应力布束要求，根部 底板厚度须满足抗压要求，在破坏阶段还宜底板厚度须满足抗压要求，在破

11、坏阶段还宜 使中性轴保持在底板内，并有适当富余。使中性轴保持在底板内，并有适当富余。 v腹板腹板：承受剪应力和主拉应力，满足预应力：承受剪应力和主拉应力，满足预应力 束布置和砼浇注。束布置和砼浇注。 翼缘板长度讨论翼缘板长度讨论 2021-6-2323 2021-6-2324 v梗腋梗腋： 提高箱梁抗弯、抗扭刚度，减小截面扭转提高箱梁抗弯、抗扭刚度，减小截面扭转 剪应力和畸变应力；剪应力和畸变应力； 力线过渡平稳、减小次应力；力线过渡平稳、减小次应力； 提供预应力束的布置和锚固空间，减小顶提供预应力束的布置和锚固空间，减小顶 底板厚度。底板厚度。 一般箱梁上的一般箱梁上的 常用形式常用形式 常

12、用于底板与腹常用于底板与腹 板之间的下梗腋板之间的下梗腋 常用于斜腹板常用于斜腹板 与顶板之间与顶板之间 常用于常用于箱梁箱梁截面较小的情形截面较小的情形 2021-6-2326 2021-6-2327 横隔板横隔板 v增加箱梁横向刚度，限制箱梁畸变；增加箱梁横向刚度，限制箱梁畸变； v设置过多，将增加施工难度；设置过多，将增加施工难度； v一般设置在支承处、梁端（如跨中），以承一般设置在支承处、梁端（如跨中），以承 受和分布强大的支承反力；受和分布强大的支承反力； v支点横隔板厚度一般较厚，其余则可较薄。支点横隔板厚度一般较厚，其余则可较薄。 2021-6-2328 主跨主跨174mT构每侧

13、悬臂净长构每侧悬臂净长65.75m，分为，分为20节段对称地采用挂篮悬臂浇筑，近根部使用托架节段对称地采用挂篮悬臂浇筑，近根部使用托架。 主梁采用双箱单室断面，梁底呈抛物线变化，牛主梁采用双箱单室断面，梁底呈抛物线变化，牛 腿支承处梁高腿支承处梁高3.2m，悬臂根部为，悬臂根部为11m(8m)。为了加。为了加 强箱梁的整体性和横向刚度，距根部强箱梁的整体性和横向刚度，距根部 6.65m范围内范围内 将量箱底板连通。采用三向预应力。将量箱底板连通。采用三向预应力。 桥墩采用空心薄壁结构结构桥墩采用空心薄壁结构结构 2021-6-2329 2021-6-2330 2021-6-2331 为适应向支

14、点逐渐增为适应向支点逐渐增 大的负弯矩和剪力要大的负弯矩和剪力要 求求, ,可采取以下可采取以下3 3种措种措 施施: : 增大梁高；增大梁高； 加厚梁肋；加厚梁肋； 增设逐渐拓宽的下增设逐渐拓宽的下 缘翼板。缘翼板。 肋形截面承受负弯矩 （1 1）截面效率指标）截面效率指标 T 梁截面特征梁截面特征 为了确保预应力混为了确保预应力混 凝土梁截面受力的凝土梁截面受力的 合理性，截面设计合理性，截面设计 时应考虑截面的效时应考虑截面的效 率指标。率指标。 T梁截面细部尺寸梁截面细部尺寸 吊装后吊装后T T梁桥仰视照片梁桥仰视照片 2021-6-2334 2021-6-2335 主跨主跨174mT构每侧悬臂净长构每侧悬臂净长65.75m，分为，分为20节段对称地采用挂篮悬臂浇筑，近根部使用托架节