桥梁工程：第8讲 简支梁桥的设计与构造

1、第8讲 简支梁桥的设计与构造 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge京周公路哑吧河桥位于北京至周口店的公路上，是中国公路上第一座预应力混凝土桥。该桥为跨径20m的装配式简支T梁桥，桥宽净7m，由6片T梁组成；预应力系统采用43丝5高强钢丝束，柯式（K式）锚具，铁皮管道，采用600kN单作用千斤顶张拉；每片T梁的吊装重量为240kN。建桥目的在于取得公路预应力混凝土桥的设计与施工经验，对编制操作规程、推广应用起了促进的作用。于1956年建成通车。由交通部公路规划设计院、交通部科学研究院设计，交通部第七工程局施工。 京周公路哑吧河桥 中

2、国公路上第一座预应力混凝土桥Yabahe Bridge The First Prestressed Concrete Highway Bridge Built In ChinaLocation: Jing-Zhou HighwayMain span: 20m First P.C. highway bridge built in China Superstructure; 20m simply supported assembly T-girders Prestressing steel: 5mm high strength steel wires Korovkin anchoragesComp

3、leted in 1956Design Highway Planning and Design Institute Academy of Highway Sciences, Ministry of Communications交通部科学研究院设计Constructed by The 1st engineering Bureau, Ministry of Communications Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院开封黄河大桥 Kaifeng Bridge over Yellow Ri

4、verLocation: Kaifeng, Henan Prov.Main span: 50m The extra large highway bridge over Yellow River Superstructure: 7750m+3120m P.C. simply supported T-girders Substructure: 2.20m boring piles foundation Length of the continuous deck: 450m Completed in 1989Designed by Highway Planning, Survey and Desig

5、n Institute of Henan Prov.Constructed by Highway Engineering Bureau (局)of Henan Prov. 开封黄河大桥位于河南省开封市西北，为一跨越黄河的特大公路桥。桥全长4475.09m，共108孔，其中77孔为跨径50m预应力混凝土简支T型梁，其余31孔跨径为20m。桥宽18.5m：机动车道12.3m，非机动车道人行道两侧各3.1m。下部结构为单排双柱式墩，220cm大直径钻孔灌注桩基础。该桥是继洛阳、郑州黄河大桥建成后的又一座同类型的梁桥，在吸取这些桥梁的设计、施工经验的基础上，进一步优化设计，降低造价并缩短工期。该桥主要

6、技术特征：上部T梁采用部分预应力A类构件设计，中墩盖梁改为预应力混凝土结构，桥面连续长度增至450m等。于1989年建成。 河南省交通规划勘察设计院设计，河南省交通公路工程局施工。Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Total Bridge PrefabricationLecture 8 Design and Texture of Simple Be

7、am Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院简支梁桥的上部结构概貌General picture of beam superstructure T girder bridge 栏杆- hand railing 泄水管drain pipe 桥面铺装 bridge deck pavement端横隔梁end diaphragm 中横隔梁 middle diaphragm伸缩缝expansion joint 主梁 main girder 相邻桥跨结构adjacent superstructure 人行道 pedestrian way 支座 bearing Lecture 8 Desig

8、n and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Box girder Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and

9、 Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Te

10、xture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院简支T梁的安装Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Pier Segment in Match Casting Position.Kisosansen Project - JapanLecture 8 Design and Texture of Simple

11、 Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院肋板式梁桥型和T型公路型型铁路型不需横向联结支座脱空问题较少应用Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院肋板式梁桥型和T型（续）T型公路T梁桥Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院箱型梁桥公路桥铁路桥彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge

12、彭霞 16/03/2009 山东交通学院美国中小跨度公路桥梁的常用截面形式Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院二、分块方式装配式梁桥预制拼装单元的划分直接影响到结构受力、构件预制、运输和安装以及拼装接头的施工等问题，也与所选用的横截面型式紧密相关。块件划分的一般原则：考虑运输工具和装吊设备的承载能力，装载限界的要求；构造应当简单，并且尽可能少用接头。块件形状和尺寸应力求标准化。钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式有纵向竖缝划分纵向水平缝划分纵横向竖缝划分 Lecture 8 Desi

13、gn and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Division with longitudinal and vertical joint纵向竖缝划分应用最为普遍。在这种结构中，作为主要承重构件的各根主梁，包括相应行车道板，都是整体预制的，接头和接缝仅布置在次要构件横隔梁（板）和行车道板内。这种划分方法使主梁受力可靠，施工也方便。 纵向竖缝纵向竖缝Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院纵向水平缝划分用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋

14、与板分割开来，再借助纵横向的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体。 纵缝水平缝Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院纵横向竖缝划分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。对于这样的预制梁段，由于没有普通钢筋穿过接缝，就必须对安装就位后的梁段串连以预应力筋施加预压力才能保证所有接缝具有足够的连结强度，使梁整体受力。 Lecture 8 Design and Texture of Simple B

15、eam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院横向分段块件的预应力连接 预留纵、横向预应力孔道 剪力键槽彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院（二）肋板式桥1、铁路桥（跨度、腹板、横隔板）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院2、公路桥Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/

16、03/2009 山东交通学院横隔板接头构造Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院（三）预应力混凝土简支梁其主要优点是： 1、采用高强度钢筋，可节约钢材20 40%； 2、预加压应力大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性； 3、由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；4、混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞

17、 16/03/2009 山东交通学院道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图（l = 24.0m）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图(续）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院公路预应力混凝土梁构造图（l = 29.16m）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交

18、通学院1、板桥Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院2、装配式T型梁桥Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院预应力筋和非预应力筋 1、预应力筋的纵向布置 （三）预应力混凝土简支梁钢筋构造特点彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design

19、and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院2、预应力筋的锚固布置分散、均匀、对称原则Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院铁路后张法预应力混凝土梁钢筋布置图（跨度l = 24.0m）彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院五、T梁截面尺寸拟定（一）梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，标

20、准设计还要考虑梁的标准化，提高互换性。 （二）梁肋厚度 取决于最大主拉应力和主筋布置要求。 （三）上翼缘板尺寸 上翼缘板宽度视主梁间距而定，翼板的厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求。（四）下翼缘尺寸 根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度加以确定。 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Types of Concrete Deck SectionsLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009

21、山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Prestressed Concrete Inverted T-Beam with In-Situ ConcreteLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Reinforced Concrete Voided SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/200

22、9 山东交通学院In-Situ RC Side Spans, Continuous with Voided Post-Tensioned BeamLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Statically Determinate Cast In-Situ RC SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Portal (门)-Arch Footbridge, In-Situ End Sp

23、ans with Precast RC Sections 彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Precast Pre-Tensioned Simply Supported M Standard Beams彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Cast In-Situ Continuous Post-Tensioned Voided Sl

24、abLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Cast In-Situ Continuous RC Slab彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Estimated Span Range for U-Beams彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东

25、交通学院Estimated Span Range for Inverted T-BeamsLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Bolted Steel beam with Composite RC Slab彭霞 2009山东交通学院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Precast U-Beams with In-Situ Composite SlabLecture 8 Design

26、and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院M-beams with Composite In-Situ SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Cast In-Situ Simply Supported Post-Tensioned Voided SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Precast Segmental Post-Tensioned Continuous Beam & SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山东交通学院Total Brid