混凝土梁式体系桥梁的设计与构造

1、会计学1混凝土梁式体系桥梁的设计与构造混凝土梁式体系桥梁的设计与构造第1页/共143页提提 纲纲123概述概述简支板桥的构造简支板桥的构造斜交板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支混凝土简支T T梁桥的构造梁桥的构造5预应力钢砼预应力钢砼T T梁桥的构造梁桥的构造第2页/共143页概述概述1第3页/共143页概述概述1第4页/共143页受力特点受力特点 以以主梁受弯主梁受弯承担使用荷载，承担使用荷载，结构不产生水平反力结构不产生水平反力概述概述1第5页/共143页 截面最大应力截面最大应力材料容许应力材料容许应力材料类型、强度材料类型、强度截面弯矩截面弯矩 截面形状截面形状结构体系结构体系（施工

2、方法（施工方法）建筑材料建筑材料梁桥的跨越能力主要取决于：梁桥的跨越能力主要取决于：结构体系（施工方法）、截面形式及建筑材料结构体系（施工方法）、截面形式及建筑材料概述概述1第6页/共143页混凝土梁式桥混凝土梁式桥钢筋混钢筋混凝土凝土预应力混预应力混凝土凝土箱形箱形肋形肋形板形板形预制装预制装配配现现浇浇悬悬臂臂连连续续简简支支建建材材体体系系施施工工截截面面概述概述1第7页/共143页概述概述1第8页/共143页 受拉时，钢筋可以有相当大的弹性变形，而混凝土受拉时，钢筋可以有相当大的弹性变形，而混凝土的极限弹性变形很小，拉力稍大便会发生脆性断裂。的极限弹性变形很小，拉力稍大便会发生脆性断裂

3、。裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制，一般为裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制，一般为0.20.3mm0.20.3mm承载能力大部分消耗于结构自重，限制了其跨越能力承载能力大部分消耗于结构自重，限制了其跨越能力 裂缝宽度的限制使得钢筋混凝土结构无法利用高强度裂缝宽度的限制使得钢筋混凝土结构无法利用高强度材料减轻自重材料减轻自重 钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁桥的缺点：桥的缺点：易开裂易开裂自重大自重大中、小桥梁数量多，工程量大，中、小桥梁数量多，工程量大，钢筋混凝土桥在桥梁工程中占有重要地位钢筋混凝土桥在桥梁工程中占有重要地位。概述概述1第9页/共143页预应力 结构承受荷载前预先施加的永久

4、性内应力。 概述概述1第10页/共143页预应力混凝土梁桥的特点预应力混凝土梁桥的特点 预先储存了压应力的新型混凝土材料预先储存了压应力的新型混凝土材料基本原理：基本原理：以混凝土为支承而张拉钢筋，从而使钢筋在预先受拉的同以混凝土为支承而张拉钢筋，从而使钢筋在预先受拉的同时使混凝土预先受压，以抵消外荷载所产生的拉应力，时使混凝土预先受压，以抵消外荷载所产生的拉应力，延缓延缓或或避免避免出出现裂缝。现裂缝。概述概述1第11页/共143页预应力砼构件预应力砼构件施工工艺施工工艺预应力度预应力度先张法先张法后张法后张法全预应力全预应力部分预部分预应力应力A A类构件类构件B B类构件类构件概述概述1

5、第12页/共143页先张法工艺：先张法工艺：张拉预应力筋张拉预应力筋 、 立模浇筑混凝土、立模浇筑混凝土、 放松切断力筋放松切断力筋设备设备：台座：台座 、 锚具、锚具、 张拉千斤顶张拉千斤顶应用：应用：直束，工厂长线预制直束，工厂长线预制概述概述1先张法先张法第13页/共143页后张法工艺：后张法工艺：1.1.立模浇筑混凝土、预埋波纹管；立模浇筑混凝土、预埋波纹管； 2.2.穿束、张拉穿束、张拉 3.3.锚固压浆锚固压浆 设备设备：锚具、管道、：锚具、管道、 张拉千斤顶张拉千斤顶用途广泛：用途广泛：曲线束，现场浇筑曲线束，现场浇筑后张法后张法概述概述1第14页/共143页概述概述1预应力度预

6、应力度全预应力全预应力部分预应力部分预应力A A类类部分预应力部分预应力B B类类第15页/共143页高强度高强度高性能高性能混凝土混凝土高强度高强度 预应力钢筋预应力钢筋一般不低于一般不低于4040号，号， 收缩量小，易于浇筑施收缩量小，易于浇筑施工（添加外加剂）工（添加外加剂）预应力钢筋和管道壁之间的摩擦预应力钢筋和管道壁之间的摩擦锚具变形、钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩锚具变形、钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩混凝土养护时预应力钢筋与台座间的温度差混凝土养护时预应力钢筋与台座间的温度差混凝土弹性压缩混凝土弹性压缩 预应力钢筋的应力松弛预应力钢筋的应力松弛 混凝土的收缩和徐变混凝土的收缩和徐变相

7、当可观相当可观的的预应力预应力损失损失预预应应力力混混凝凝土土的的基基本本材材料料高强度钢丝高强度钢丝 钢铰线钢铰线 热轧低合金钢筋热轧低合金钢筋概述概述1第16页/共143页二、预应力砼结构的优缺点二、预应力砼结构的优缺点优点： （1 1）构件抗裂性好，刚度大）构件抗裂性好，刚度大。在使用荷载作用下，构件不出现裂缝或推迟出现，刚度提高，耐久性增强。（2 2）节省材料，减少自重。）节省材料，减少自重。 采用高强度材料，钢筋用量少，截面尺寸小。 （3 3）剪力、主拉应力小）剪力、主拉应力小 曲线束减小剪力，预压应力减小主拉应力 。（4 4）结构安全，质量可靠）结构安全，质量可靠 施加预应力，钢束

8、及砼都将经历一次强度检验。 （5 5）疲劳性能好）疲劳性能好 砼全截面工作，应力幅小。 概述概述1第17页/共143页缺点 ：（1 1）工艺复杂，质量要求高，需配备专业队伍；）工艺复杂，质量要求高，需配备专业队伍； （2 2）需专门设备，如张拉机具、灌浆设备；）需专门设备，如张拉机具、灌浆设备； （3 3）预应力反拱不易控制，随砼徐变增大，影响使用效果；）预应力反拱不易控制，随砼徐变增大，影响使用效果； （4 4）开工费用大，跨径小、构件数量少，成本高。）开工费用大，跨径小、构件数量少，成本高。 但是，以上缺点是可以设法克服的。例如，在用于跨径较大的结构，或跨径不大但构件数量很大时，采用预应力

9、砼就比较经济。概述概述1第18页/共143页概述概述1第19页/共143页a)b)c)d)e)f)概述概述1第20页/共143页概述概述1第21页/共143页概述概述1第22页/共143页概述概述1第23页/共143页概述概述1第24页/共143页概述概述1第25页/共143页概述概述1第26页/共143页概述概述1第27页/共143页概述概述1第28页/共143页概述概述1第29页/共143页概述概述1第30页/共143页概述概述1第31页/共143页概述概述1第32页/共143页概述概述1第33页/共143页概述概述1第34页/共143页概述概述1第35页/共143页第36页/共143页引

10、言引言1简支梁桥的施工方法及适用的环境简支梁桥的施工方法及适用的环境简支梁桥最直接的想到的施工方法建造桥墩吊装大梁困难:对于全宽的桥梁：自重大、体积大、整体吊装很困难解决的途径:发展超大型设备分块吊装满堂支架现场制作.第37页/共143页材料板式截面板式截面肋板式截面肋板式截面箱形截面箱形截面槽形梁槽形梁桁架桁架实心板空心板T型I形单箱多箱钢筋混凝土6m材料使用效率控制8m裂缝控制公路20m铁路16m裂缝控制预应力混凝土8m材料使用效率控制铁路10m公路20m装配式受铰缝控制铁路32m运输条件控制公路50m吊装重量控制与T梁类似，主要用于公路32m整孔64m节段吊装控制，主要用于铁路35m吊装

11、控制主要用于公路2025m主要用于铁路或轻轨钢40m50m国外有尝试第38页/共143页提提 纲纲123概述概述简支板桥的构造简支板桥的构造斜交板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支混凝土简支T T梁桥的构造梁桥的构造5预应力钢砼预应力钢砼T T梁桥的构造梁桥的构造第39页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第40页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第41页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2矩形截面矩形截面矮肋式截面矮肋式截面整体式简支板桥具有整体性好、横向刚度大、易于浇整体式简支板桥具有整体性好、横向刚度大、易于浇筑成形等优点，在筑成形等优点，在1010以下跨

12、径的桥梁上得到广泛以下跨径的桥梁上得到广泛的应用。的应用。 第42页/共143页整体式简支板桥构造图整体式简支板桥构造图（2525） ：标准跨径标准跨径6m6m，行车道宽，行车道宽7m7m，两边设，两边设0.25m0.25m安全带，汽车安全带，汽车1010级，履带级，履带5050级级。 主筋主筋 10mm 10mm20cm 6mm 6mm 25cm 25cm单位长度内截单位长度内截面积应不少于面积应不少于单位宽度内主单位宽度内主筋面积的筋面积的15%简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第43页/共143页结结 构构 类类 型型截截 面面 型型 式式l（m）h（m）钢筋混凝土钢筋混凝土实实 心心

13、8 80.160.16 0.360.36空空 心心6 6 13130.40.4 0.80.8预应力预应力混凝土混凝土实实 心心空空 心心8 8 20200.40.4 0.850.85 装配式板桥梁高与跨径装配式板桥梁高与跨径简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第44页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第45页/共143页a. a. 矩形实心板桥矩形实心板桥(L8m) (L8m) 形状简单，施工方便，建筑高度小，施形状简单，施工方便，建筑高度小，施工质量易于保证工质量易于保证简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第46页/共143页锚栓孔锚栓孔纵断面图装配式简支实心板桥行车道板构造装配式简

14、支实心板桥行车道板构造: : 标准跨径标准跨径6m6m，行车道宽，行车道宽7m7m，两边设，两边设0.25m0.25m护护轮带，汽轮带，汽-20-20，挂，挂-100 -100 简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第47页/共143页 预制板安装就位后，将板中的预制板安装就位后，将板中的箍筋伸出预制板顶面箍筋伸出预制板顶面，并，并与相邻预与相邻预制板中的箍筋相互搭接制板中的箍筋相互搭接，以，以铁丝绑扎铁丝绑扎。在企口缝内。在企口缝内填筑填筑3030小石子小石子混凝土混凝土，并浇筑，并浇筑厚厚6cm6cm的的3030防水混凝土防水混凝土铺装层使之连成整体。铺装层使之连成整体。简支板桥构造特点简支板

15、桥构造特点2第48页/共143页b. b. 矩形空心板桥矩形空心板桥 将装配式板桥截面中部分挖空，做成空心板将装配式板桥截面中部分挖空，做成空心板，不仅能减小自重，而且可充分利用材料。，不仅能减小自重，而且可充分利用材料。 空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的，而建筑高度又较同跨径的T T梁小，因而目前使用较梁小，因而目前使用较广。广。 简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第49页/共143页空心板截面形式空心板截面形式 挖空率最大，但板顶需配置横向受力钢筋以承担车轮荷载挖空率最大，但板顶需配置横向受力钢筋以承担车轮荷载挖空

16、率较小挖空率较小简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第50页/共143页第51页/共143页第52页/共143页第53页/共143页第54页/共143页第55页/共143页桥面铺装N2钢筋铺装层铺装层混凝土填缝混凝土填缝a)b)d)c)简支板桥构造特点简支板桥构造特点2铰缝连接：（保证传递横向剪力、各块板共同受力铰缝连接：（保证传递横向剪力、各块板共同受力；浅铰构造：浅铰构造：深铰构造：槽深度宜为预制板高的深铰构造：槽深度宜为预制板高的2/32/3）铰缝连接：铰缝连接：第56页/共143页主筋N1N2N3IIIII IIIIIIIN2N1N3简支板桥构造特点简支板桥构造特点2钢板连接钢板连接（保

17、证传递横向剪力、各块板共同受力；（保证传递横向剪力、各块板共同受力； （加快工程进度间距：（加快工程进度间距：80150cm80150cm，中密边疏），中密边疏）第57页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第58页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第59页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第60页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第61页/共143页边 板4N34N24N44N42N42N4B115 159o10793o201793793/2o16875783/223.26.36.31740.7B2+114o202o1874340.71715683

18、8.2o18415B3B3+10o 1066 75 791 1 1 1 1 1 111111119225555N7N8N6N7B445B54236.236.236.260o88153555124.5(28 15)/2立面28.828.81727.03029272727271002.5净净404x8.53436362R=42.518 1045B2/27B4+133o 814.5B5+82o 87Y N10N11B6+16o810o10793111111B61010821二等分65796/240中 板5 7.294094x8.55 7.212453634116365简支板桥构造特点简支板桥构造特点

19、2第62页/共143页IV IIIIII III IIIIV IVII II II I (边板） IIIV II II I (中板）简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第63页/共143页简支板桥构造特点简支板桥构造特点2第64页/共143页提提 纲纲123引言引言简支板桥的构造简支板桥的构造斜交板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支混凝土简支T T梁桥的构造梁桥的构造5预应力钢砼预应力钢砼T T梁桥的构造梁桥的构造第65页/共143页斜交桥梁的定义斜交桥梁的定义 桥梁上部结构的轴线与桥台桥梁上部结构的轴线与桥台 、 桥墩的支承线不桥墩的支承线不垂直的桥梁。垂直的桥梁。斜交板桥受力与构造特点斜交板

20、桥受力与构造特点3正桥正桥斜桥正做斜桥正做斜桥斜桥斜交板桥可分为：斜板桥、斜肋梁桥和斜箱梁桥斜交板桥可分为：斜板桥、斜肋梁桥和斜箱梁桥第66页/共143页斜交板桥能改善线形，但受力比正交板桥复杂得多斜交板桥能改善线形，但受力比正交板桥复杂得多。 a. a. 影响斜板桥受力的因素影响斜板桥受力的因素 斜交角斜交角 ：越大，斜桥的特点越明显越大，斜桥的特点越明显 151.3 1.3b 时，窄斜板桥（或预制装配斜板桥中的预制斜板时，窄斜板桥（或预制装配斜板桥中的预制斜板），纵向钢筋平行于自由边布置；横向钢筋跨中垂直于自由边），纵向钢筋平行于自由边布置；横向钢筋跨中垂直于自由边布置，两端平行于支承边布

21、置。布置，两端平行于支承边布置。斜交板桥受力及构造特点斜交板桥受力及构造特点3第76页/共143页为抵抗自由边的扭矩，可在距自由边一倍板厚的范围内设置加强箍筋第77页/共143页123445671-1-桥纵轴线；桥纵轴线；2-2-支支轴线；轴线；3-3-顺桥纵轴线钢筋顺桥纵轴线钢筋；4-4-与支撑轴线正与支撑轴线正交钢筋交钢筋；5-5-自由边自由边钢筋带；钢筋带；6-6-垂至于钝角平分垂至于钝角平分线的钢筋；线的钢筋；7-7-平行于于钝角平平行于于钝角平分线的钝角钢筋分线的钝角钢筋斜交板桥受力及构造特点斜交板桥受力及构造特点3第78页/共143页在板的在板的钝角上层处应设置垂钝角上层处应设置垂

22、直于钝角平分线的附加钢筋直于钝角平分线的附加钢筋。板的板的钝角底层钝角底层应应增设平行于增设平行于钝角平分线的附加钢筋钝角平分线的附加钢筋；斜交板桥受力及构造特点斜交板桥受力及构造特点3第79页/共143页斜交板桥受力及构造特点斜交板桥受力及构造特点3在钝角顶面范围内，应在角平分线的垂直方向设置抵抗负弯矩的钢筋。为承担很大的支反力，应在钝角底面平行于角平分线方向上设置附加钢筋钝角部位的加强钢筋第80页/共143页 斜板桥在使用过程中，斜板桥在使用过程中，板块板块有向锐角方向转动的趋势有向锐角方向转动的趋势，如果板的支座没有锚固，如果板的支座没有锚固，应应在板锐角处的墩台帽上设置在板锐角处的墩台

23、帽上设置防爬设备防爬设备。 第81页/共143页边 板4N34N24N44N42N42N4B115 156 75 791 1 1 1 1 1 111111119225555N7N8N6N755124.5(28 15)/2立面3029272727271002.5净净404x8.534363622.518 1014.5Y N10N1111111010821二等分796/2405 7.294094x8.55 7.212453634116365中 板支座中心线181248N8BAN9N1B18 10A796/2(28 15)/2板中线N7中板平面斜交板桥受力及构造特点斜交板桥受力及构造特点3第82页/

24、共143页提提 纲纲123引言引言简支板桥的构造简支板桥的构造斜交板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支混凝土简支T T梁桥的构造梁桥的构造5预应力钢砼预应力钢砼T T梁桥的构造梁桥的构造第83页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4路面层混凝土保护层防水层三角垫层人行道板连接构造端横隔梁中横隔梁连接构造翼缘板钢筋混凝土简支梁桥预应力混凝土简支梁桥1.梁梁长度远大于横截面尺寸的一维线形体。2.板板-二维平面结构3.宽度和高度尺寸相差不太大。装配式T梁桥构造方式第84页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第85页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢

25、筋混凝土简支T梁梁4i)a)b)c)d)e)f)g)h)装配式肋梁桥截面类型n截面a），配筋受限制，跨径不大n截面b），普通钢筋混凝土T梁。nc）,d）,e）。预应力混凝土梁n截面f），g）组合梁，吊装重量轻，截面整体性差。n截面(h,I)。吊装重量大，亦可现场浇筑第86页/共143页a)b)装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第87页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第88页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第89页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第90页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝

26、土简支T梁梁4第91页/共143页第92页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第93页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第94页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第95页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第96页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第97页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第98页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第99页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第100页/共143页

27、图中图中A-AA-A：钢筋强度充分利用截面：钢筋强度充分利用截面B-BB-B：按计算不需要钢筋：按计算不需要钢筋1 1 的截面；的截面；钢筋批号；钢筋批号；1 1弯矩图弯矩图 装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第101页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第102页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第103页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第104页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第105页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第106页/共143页装配

28、式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第107页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第108页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第109页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第110页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第111页/共143页注入水泥浆抹涂灰浆预埋钢板盖接钢板焊缝装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第112页/共143页 螺栓连接螺栓连接注入水泥浆抹涂灰浆预埋钢板盖接钢板高强螺栓装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第113页/共143页现浇混凝土装配式

29、钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第114页/共143页装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁梁4第115页/共143页提提 纲纲123引言引言简支板桥的构造简支板桥的构造斜交板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支混凝土简支T T梁桥的构造梁桥的构造5预应力钢砼预应力钢砼T T梁桥的构造梁桥的构造第116页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第117页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第118页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第119页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第120页/共143页预应力钢砼预应力钢砼

30、T梁构造梁构造5第121页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第122页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5a)b)c)d)第123页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第124页/共143页预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第125页/共143页预应力束的锚固预应力束的锚固预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第126页/共143页锚具与波纹管锚具与波纹管预应力钢砼预应力钢砼T T梁构造梁构造5第127页/共143页楔紧式锚具构造示意楔紧式锚具构造示意a) a) 锥塞式锚具锥塞式锚具 b) b) 夹片式锚具夹片式锚具预应力钢砼预应力钢砼