2-4简支梁桥的构造解析

1、第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥 1 概论2 桥面构造3 板桥的设计与构造4 装配式简支梁桥的设计与构造5 简支梁桥的计算6 梁式桥的支座7 简支梁桥的施工4 装配式简支梁桥的设计与构造4-1 装配式简支梁桥的构造类型一、截面形式一、截面形式（1）T形梁桥（应用最广泛） 优点：构造简单；主梁之间靠横隔梁联结，整体性好，接头也较方便 缺点：截面形状不稳定，运装复杂；接头在桥面板跨中，对板的受力不利 适用范围：RC16m（实际已做到20m）；PC50m装配式简支梁桥的截面类型（2）箱形梁桥 优点：抗扭能力大；抗弯刚度大，单梁稳定性好；在横向偏心荷载在横向偏心荷载作用下，各梁受力均匀；作用下

2、，各梁受力均匀；薄壁箱梁，可减轻自重，节省配筋。，节省配筋。 缺点：箱梁薄壁构件的预制施工比较复杂。 适用范围：一般跨径50m对于简支箱梁，应采用预应力对于简支箱梁，应采用预应力结构，全截面参与受力。结构，全截面参与受力。不适用于钢砼简支梁桥，因拉不适用于钢砼简支梁桥，因拉区砼不参与工作，多余的箱梁区砼不参与工作，多余的箱梁底板徒然增大了自重底板徒然增大了自重。装配式简支梁桥的截面类型（3）形梁桥（应用较少） 优点：截面稳定，抗弯刚度大， 运装较方便 缺点：制造较复杂；两片梁肋较薄，通常用钢筋网配筋，难以做成大刚度钢骨；跨度较大时，自重也较大 适用范围：13m的小跨径桥梁横向联结：块件之间用穿

3、过腹板的螺栓来联结，以使施工简化横隔梁横隔梁 作用：将桥面板连成整体，使各主梁共同承受车辆荷载；对荷载分配起主要作用； 特点：抗弯刚度较大，自重较小（当横隔梁高度较大时，可将中部挖空以减轻自重）； 注意：箱形梁桥本身抗扭能力大，可以少设或不设跨中横隔梁，但端横隔梁通常是必要的。块件划分方式二、块件的划分方式二、块件的划分方式 桥梁应划分成几段以及相应方式，还涉及到很多固素，较大的构件虽然减少了拼装节点，但会带来运输成本的增加。（1）块件划分原则 装配式简支梁桥拼装单元的划分，通常应遵循的原则是：根据施工现场预制、运输和起重条件，确定拼装单元的尺寸和重量，使其便于施工；块件划分应满足受力要求，拼

4、装接头应尽量设置在内力较小处，接头数量尽可能少；块件的种类应尽可能少，其形状和尺寸力求标准化，增强互换性。纵向竖缝划分（2）块件划分方式纵向竖缝划分（应用最普遍）向竖缝划分（应用最普遍）优点：主梁受力可靠，施工方便，现浇数量少优点：主梁受力可靠，施工方便，现浇数量少缺点：构件尺寸和重量往往很大，运装较困难为减小构件，可缺点：构件尺寸和重量往往很大，运装较困难为减小构件，可缩小桥面板和横隔梁的预制尺寸。缩小桥面板和横隔梁的预制尺寸。纵向竖缝划分T形组合梁形组合梁箱形组合梁箱形组合梁纵向水平缝划分纵向水平缝划分（组合式结构）向水平缝划分（组合式结构）优点：优点：构件尺寸和重量都较小构件尺寸和重量都

5、较小，便于集中预制和运输吊装便于集中预制和运输吊装缺点：缺点： 现浇数量多，现浇数量多，整体性和稳定性较差整体性和稳定性较差； 组合梁分阶段受力，一期恒载组合梁分阶段受力，一期恒载（梁肋本身的自重）（梁肋本身的自重）和和二期恒载二期恒载（包括安装的预制板、现浇桥面混凝土、现浇横隔梁）（包括安装的预制板、现浇桥面混凝土、现浇横隔梁）均由梁肋承受，均由梁肋承受，需要增加配筋需要增加配筋； 组合式梁桥拼装单元吊装重量的减轻，是用增加材料组合式梁桥拼装单元吊装重量的减轻，是用增加材料耗费和施工复杂性的代价换来的，故耗费和施工复杂性的代价换来的，故跨径一般不能做得太大跨径一般不能做得太大 目前国内外采用

6、的组合式桥梁有目前国内外采用的组合式桥梁有 I 形组合梁桥（适用于形组合梁桥（适用于RC和和PC简支梁桥）和简支梁桥）和 箱（槽）形组合梁桥（仅适用于箱（槽）形组合梁桥（仅适用于PC梁梁桥）。桥）。纵向水平缝划分组合梁受力特点组合梁受力特点纵、横向竖缝划分纵、横向竖缝划分向竖缝划分欲使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和减轻重量，欲使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和减轻重量，还还可将用纵向竖缝划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁可将用纵向竖缝划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。段。 由于没有钢筋穿过接缝，就必须在安装对位后串联预应力筋，施加预压力以保证所有接缝具有足够的连结强度，使梁整

7、体受力。 这种横向分段预制的装配式梁也称串联梁。纵、横向竖缝划分 串连梁串连梁，块件尺寸和重量小，可工业化成批预制，简支梁，块件尺寸和重量小，可工业化成批预制，简支梁应用很少，主要用于连续梁、连续刚构的应用很少，主要用于连续梁、连续刚构的悬臂拼装施工悬臂拼装施工。 在预制时均应按预应力筋设计位置在预制时均应按预应力筋设计位置留出孔道留出孔道，施工时，施工时，将梁段在工地组拼台上或在桥位脚手架上正确将梁段在工地组拼台上或在桥位脚手架上正确就位就位，并在梁段，并在梁段接触面上接触面上涂上薄层环氧树脂涂上薄层环氧树脂，逐段拼装逐段拼装完成后完成后穿入预应力筋穿入预应力筋进进行张拉，使梁连成整体。行张

8、拉，使梁连成整体。 4-2 装配式钢筋混凝土简支T梁桥4-2 装配式钢筋混凝土简支T梁桥4 装配式简支梁桥的设计与构造装配式简支装配式简支T T梁梁桥仰视照片桥仰视照片构造布置一、构造布置一、构造布置（1）主梁布置关键点：主梁的间距、选定片数影响到：钢筋、混凝土的材料用量，构件的吊装重量，翼板的刚度等 一般说来，适当加大主梁间距，减少片数，钢筋砼的用量会少些，比较经济；但桥面板跨径增大，刚度减小。目前常用的主梁间距为1.62.2m。构造布置（2）横隔梁布置作用：横向联结，加强桥梁的整体性，增加翼缘刚度，分布荷载缺点： 施工工艺复杂，接头焊接不便布置要点： 端横隔梁必须设置（可增加构件的稳定性和

9、全桥结构的整体性） 中横隔梁一般46m设置一道（荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象）截面尺寸二、截面尺寸二、截面尺寸（1 1）主梁尺寸：）主梁尺寸：1.52.2m截面尺寸截面尺寸截面尺寸（2）横隔梁尺寸高度：主梁高度的3/41宽度： 1218cm，宜做成楔形（上宽下窄、内宽外窄），以便脱模截面尺寸主梁钢筋构造三、主梁钢筋构造三、主梁钢筋构造（1）主梁布置装配式装配式T T形简支梁桥的钢筋可分为形简支梁桥的钢筋可分为纵向主钢筋纵向主钢筋、架立钢架立钢筋筋、斜钢筋（弯起钢筋）斜钢筋（弯起钢筋）、箍筋箍筋和和分布钢筋分布钢筋等几种。等几种。作业：作业：请结合规范请结合规范JTG

10、 D62-2004JTG D62-2004及钢筋混凝土结构等课程，及钢筋混凝土结构等课程，自学总结归纳自学总结归纳钢筋混凝土简支钢筋混凝土简支T T梁的主梁钢筋构造要求梁的主梁钢筋构造要求。截面尺寸四、装配式主梁的连接构造四、装配式主梁的连接构造装配式装配式 T T 形梁中，形梁中，翼缘翼缘及及横隔梁横隔梁需设置可靠的横向连接。需设置可靠的横向连接。借助横隔梁的接头使主梁借助横隔梁的接头使主梁联结成整体联结成整体。接头要有。接头要有足够的强足够的强度度以保证结构整体性，并使在运营过程中不致因以保证结构整体性，并使在运营过程中不致因反复荷载反复荷载和和冲冲击作用击作用而发生松动。而发生松动。截面

11、尺寸101021322651414109222501422306混凝土现浇A12B 6焊缝 =14mm(a)(b)(a)(a)横隔板钢板接头横隔板钢板接头 (b)(b)装配式横隔板扣环接头装配式横隔板扣环接头 装配式横隔板接头（尺寸单位：装配式横隔板接头（尺寸单位：cmcm；钢筋直径：；钢筋直径：mmmm）截面尺寸4-3 装配式预应力混凝土简支梁桥4-3 装配式预应力混凝土简支梁桥RC简支梁桥 当跨径超过20m时，构件尺寸和材料用量均显著增大，而且混凝土开裂现象严重，影响结构耐久性。因此多采用PC简支梁桥。PC简支梁桥 横截面类型和构件的划分方式，均与RC梁桥相似。通常也做成T形、形、I形。有

12、时为了提高单梁的抗扭刚度并减小混凝土截面，也采用箱型。装配式构件的划分方式也与RC梁相同，最常采用的是以纵向竖缝划分的T梁。此外，建于预应力筋施加预应力的特点，还可以做成横向也分段的串联梁。构造布置一、构造布置 1.梁肋：下部增设马蹄以便布设预应力筋。梁端构造布置构造布置构造布置注意点：注意点：(1)(1)梁肋下部宜为梁肋下部宜为马蹄形马蹄形，以利于布置钢筋，施加预应力。，以利于布置钢筋，施加预应力。(2)(2)在支座附近截面肋宽变厚在支座附近截面肋宽变厚（达一倍梁高）其马蹄部分也相应（达一倍梁高）其马蹄部分也相应增高。增高。(3)(3)以节省材料角度，可以制成鱼腹式梁，但制作麻烦。以节省材料

13、角度，可以制成鱼腹式梁，但制作麻烦。(4)(4)横隔梁可以中间挖孔。横隔梁可以中间挖孔。构造布置鱼腹梁的构造布置鱼腹梁的构造布置截面效率指标二、截面尺寸（一）截面效率指标为了说明截面效率指标这个概念，我们可先观察自重和为了说明截面效率指标这个概念，我们可先观察自重和预应力共同作用截面应里分布的变化情况。预应力共同作用截面应里分布的变化情况。设截面的高度为设截面的高度为h，上、下核心距为，上、下核心距为Ks和和Kx，预应力筋，预应力筋的偏心距为的偏心距为e。截面效率指标（1）施加预应力阶段1gyMeN截面效率指标1gyMeN截面效率指标（2）运营阶段截面效率指标pgxsyyMMkkNN2-截面效

14、率指标核心距K愈大，同e 愈大的效果相似。对于允许出现拉应力的部分预应力混凝土梁桥也可有上述相似的结论存在，只需将“零应力”改为“控制应力”截面效率定义：虽然截面效率指标愈大愈经济，但一般取为0.450.5：截面细部尺寸（二）主梁细部尺寸（1）高跨比 高跨比一般取1/151/25。 当建筑高度不受限制时，采用较大的梁高可节省较多的预应力筋，此时可取1/161/18。（2）翼板 厚度确定原则与RC梁相同。（3）肋板 在在PC梁内，肋宽一般由构造和施工要求来确定。实践中，梁内，肋宽一般由构造和施工要求来确定。实践中，肋宽通常采用肋宽通常采用0.140.16m。截面细部尺寸（4）马蹄 马蹄的形状和尺

15、寸要视预应力筋数量和排列而定，还要考虑施工方便和弯起筋的要求。 马蹄面积不宜少于全截面的1020%（防止产生纵向裂缝）。此外，具体尺寸建议如下：马蹄宽度约为肋宽的24倍，马蹄部分（特别是斜坡区）的管道保护层厚度宜6cm；马蹄全宽部分高度+1/2斜坡区的高度约为(0.150.2)h，斜坡宜45度。配筋特点三、配筋特点（1）纵向预应力筋 作用：施加预应力，并承担外力作用 布筋方式及特点布筋方式及特点：预应力筋应布置在梁下侧，以便抵消荷载引起的拉应力。预应力筋应布置在梁下侧，以便抵消荷载引起的拉应力。配筋特点直线形布置配筋特点曲线形布置配筋特点（2）纵向预应力筋的锚固 先张法：钢丝或钢筋靠砼的握裹力

16、锚固在梁体内 后张法：钢丝或钢筋通过锚具锚固于梁端或梁顶先张法的锚固 钢丝切断后，外端回缩，钢丝内应力通过与砼之间摩阻和粘结传至砼。至传递长度 lc 处握裹力为零，砼承受全部预应力。此时传力区会出现劈裂力。配筋特点 传递长度 lc 的大小取决于梁端砼的品质、钢丝直径和钢丝表面形状等。直径 d=35mm 的冷拔低碳钢丝 lc（8090）d直径 d=7.515mm 的钢绞线，lc可取（7085）d 为使预应力筋可靠的锚固，宜将构件的端截面加宽；锚固区内应配置足够的围包纵向预应力筋的封闭式箍筋或螺旋筋。为减小钢丝回缩量和传递长度，可将钢丝端部轧成波浪形或做成钢丝“锚结”来加强锚固作用。配筋特点后张法

17、的锚固锚具底部对砼有很大压力，且应力较集中；锚具底部对砼有很大压力，且应力较集中；锚具附近很大压应力和较大拉锚具附近很大压应力和较大拉应力（劈裂力）；应力（劈裂力）；为防止锚具附近砼开裂，必须配置足够的钢筋予以加强。为防止锚具附近砼开裂，必须配置足够的钢筋予以加强。 梁端锚固区（梁端锚固区（梁高长度内）的配筋构造：梁高长度内）的配筋构造： 加强钢筋网的网格为加强钢筋网的网格为101010cm10cm； 锚具下设置厚度不小于锚具下设置厚度不小于16mm16mm的钢垫板与的钢垫板与8 8的螺旋筋，以提的螺旋筋，以提高砼的抗裂性。高砼的抗裂性。 也可以采用带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板来锚固预也可以采用带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板来锚固预应力筋。应力筋。配筋特点配筋特点配筋特点（3）其他钢筋的布置 PC梁应按构造要求布置箍筋、架立筋和纵向水平分布筋等梁应按构造要求布置箍筋、架立筋和纵向水平分布筋等（主拉应力较小，可（主拉应力较小，可 不设斜筋）；不设斜筋）； 预应力筋比较集中的下马蹄内，必须设置闭合式或螺旋形预应力筋比较集中的下马蹄内，必须设置闭合式或螺旋形的加强箍筋（间距的加强箍筋（间距20cm）；）； 制孔管的直径应比预应力筋直径大制孔管的直