混凝土梁式体系桥梁的设计与构造

第二篇梁式桥构造主讲人：焦驰宇提纲123概述简支板桥的构造斜交板桥的构造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造第一节混凝土梁桥的特点受力特点分类概述1概述1受力特点——

以主梁受弯承担使用荷载，结构不产生水平反力概述1<截面最大应力材料容许应力材料类型、强度截面弯矩截面形状结构体系（施工方法）建筑材料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概述1混凝土梁式桥钢筋混凝土预应力混凝土箱形肋形板形预制装配现浇悬臂连续简支建材体系施工截面概述1混凝土梁桥的优点造价低耐久性好可塑性强刚度大噪音小概述1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。裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制，一般为0.2~0.3mm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材料减轻自重钢筋混凝土梁桥的缺点：易开裂自重大中、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。概述1预应力

－结构承受荷载前预先施加的永久性内应力。概述1预应力混混凝土梁梁桥的特特点预先储存存了压应应力的新新型混凝凝土材料料基本原理理：以混凝土土为支承承而张拉拉钢筋，，从而使使钢筋在在预先受受拉的同同时使混混凝土预预先受压压，以抵抵消外荷荷载所产产生的拉拉应力，，延缓或避免出现裂缝。概述1预应力砼构件件施工工艺预应力度先张法后张法全预应力部分预应力A类构件B类构件概述1先张法工艺：：张拉预应力筋筋、立立模浇筑混凝凝土、放松松切断力筋设备：台座、锚锚具、张张拉千斤顶顶应用：直束，工厂长长线预制概述1先张法后张法工艺：：1.立模浇筑混凝凝土、预埋波波纹管；2.穿束、张拉3.锚固压浆设备：锚具、管道道、张拉千千斤顶用途广泛：曲线束，现场场浇筑后张法概述1概述1预应力度全预应力部分预应力A类部分预应力B类高强度高性能能混凝土高强度预预应力钢筋一般不低于40号，收收缩量小，，易于浇筑施施工（添加外外加剂）预应力钢筋和和管道壁之间间的摩擦锚具变形、钢钢筋回缩和拼拼装构件的接接缝压缩混凝土养护时时预应力钢筋筋与台座间的的温度差混凝土弹性压压缩预应力钢筋的的应力松弛混凝土的收缩缩和徐变相当可观的预应力损失预应力混凝土土的基本材料料高强度钢丝钢铰线热轧低合金钢钢筋概述1二、预应力砼砼结构的优缺缺点优点：（1）构件抗裂在使用荷载作作用下，构件件不出现裂缝缝或推迟出现现，刚度提高高，耐久性增增强。（2）节省材料，，减少自重。。采用高强度材材料，钢筋用用量少，截面面尺寸小。（3）剪力、主拉拉应力小曲线束减小剪剪力，预压应应力减小主拉拉应力。（4）结构安全，，质量可靠施加预应力，，钢束及砼都都将经历一次次强度检验。。（5）疲劳性能好好砼全截面工作作，应力幅小小。概述1缺点：（1）工艺复杂，，质量要求高高，需配备专专业队伍；（2）需专门设备备，如张拉机机具、灌浆设设备；（3）预应力反拱拱不易控制，，随砼徐变增增大，影响使使用效果；（4）开工费用大大，跨径小、、构件数量少少，成本高。。但是，以上缺缺点是可以设设法克服的。。例如，在用用于跨径较大大的结构，或或跨径不大但但构件数量很很大时，采用用预应力砼就就比较经济。。概述1一、按截面类类型划分板桥优点：施工方便、建建筑高度小缺点：自重大分类：空心板、实实心板用途：适合于小小跨径桥梁梁概述1肋梁式截面面形、I形、T形截面效率指指标多用于纵向向分缝装配配式桥梁适合于中等等跨径简支支桥梁概述1箱形截面单箱单室、、单箱多室室分离多箱整体性能好好，抗扭惯惯矩大上下缘均可可受压、适合于连续续桥梁适合中等以以上跨径桥桥梁施工模板复复杂概述1二、按体系系划分简支梁优点：施工方便静定体系对对地基要求求不高弯矩最大缺点：适合于小跨跨径桥梁概述1概述1悬臂梁桥单悬臂、双双悬臂卸载弯矩使使跨中弯矩矩大大减小小静定体系对对地基要求求不高跨中有接缝缝，行车条条件不好跨中的牛腿腿、伸缩缝缝，易损坏坏适合于中等等以上跨径径桥梁施工不方便便概述1概述1概述1概述1连续梁桥恒载、活载载均有卸载载弯矩行车条件好好超静定体系系对地基要要求高适合于中等等以上跨径径桥梁概述1概述1概述1T形刚构桥卸载弯矩类类似于悬臂臂梁适合于悬臂臂施工、节节省支座静定体系对对地基要求求不高跨中的牛腿腿、伸缩缝缝，易损坏坏行车条件不不好适合于中等等以上跨径径桥梁概述1概述1概述1连续刚构桥桥综合连续梁梁与T构的优点超静定体系系对地基要要求高适合于中等等以上跨径径的高墩桥桥梁概述1概述1引言1简支梁桥的的施工方法法及适用的的环境简支梁桥最最直接的想想到的施工工方法建造桥墩吊装大梁困难:对于全宽的的桥梁：自自重大、体体积大、整整体吊装很很困难解决的途径径:发展超大型型设备分块吊装满堂支架现现场制作.简支梁桥的的跨径布置置及控制因因素材料板式截面肋板式截面箱形截面槽形梁桁架实心板空心板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吊装控制主要用于公路20~25m主要用于铁路或轻轨钢<40m材料使用效率控制48~128m主要用于铁路钢混>40m>50m国外有尝试提纲纲123概述简支板桥的的构造斜交板桥的的构造4混凝土简支支T梁桥的构造造5预应力钢砼砼T梁桥的构造造一、概述定义：矩形截面的钢筋砼或或预应力砼砼板。特点：建筑高度低低、施工方便按施工分类类：整体现浇板板（整体式板板）装配式预制制板（装配式板板）装配整体式式板简支板桥构构造特点2一、整体式式板适用范围——常用在4~8米跨径、不不规则桥桥梁截面形式——实心板、矮矮肋板、空空心板施工方法——整体现浇简支板桥构构造特点2简支板桥构构造特点2矩形截面矮肋式截面整体式简支支板桥具有有整体性好好、横向刚刚度大、易易于浇筑成成形等优点点，在10ｍ以下跨径径的桥梁上上得到广泛泛的应用。。整体式简支支板桥构造造图（Ｃ25）：标准跨径6m，行车道宽宽7m，两边设0.25m安全带，汽汽车10级，履带50级。主筋Φ>10mm@<20cm30°or45°L/4~L/6分布钢筋Φ>6mm@<25cm单位长度内内截面积应应不少于单单位宽度内内主筋面积积的15%简支板桥构构造特点2二、装配式式简支板1.一般构造适用范围结构类型截面型式l（m）h（m）钢筋混凝土实

心<80.160.36空

心6130.40.8预应力混凝土实

心空

心8200.40.85装配式板桥桥梁高与跨跨径简支板桥构构造特点2截面形式实心板空心板——单孔、双孔孔横向连接企口铰——圆形、棱形形、漏斗形形钢板连接：：---简支板桥构构造特点2a.矩形实心板板桥(L<8m)形状简单，，施工方便便，建筑高高度小，施施工质量易易于保证简支板桥构构造特点2装配式简支实心心板桥行车道板板构造:标准跨径6m，行车道宽7m，两边设0.25m护轮带，汽-20，挂-100简支板桥构造特特点2预制板安装就位位后，将板中的的箍筋伸出预制板板顶面，并与相邻预制板中中的箍筋相互搭搭接，以铁丝绑扎。在企口缝内填筑Ｃ30小石子混凝土，并浇筑厚6cm的Ｃ30防水混凝土铺装层使之连成成整体。简支板桥构造特特点2b.矩形空心板桥将装配式板桥截截面中部分挖空空，做成空心板板，不仅能减小小自重，而且可可充分利用材料料。空心板较同跨径径的实心板重量量小，运输安装装方便，而建筑筑高度又较同跨跨径的T梁小，因而目前前使用较广。简支板桥构造特特点2空心板截面形式式挖空率最大，但但板顶需配置横横向受力钢筋以以承担车轮荷载载挖空率较小简支板桥构造特特点2简支板桥构造特特点2铰缝连接：（保保证传递横向剪剪力、各块板共共同受力；浅铰构造：深铰构造：槽深深度宜为预制板板高的2/3）铰缝连接：简支板桥构造特特点2钢板连接（保证传递横向向剪力、各块板板共同受力；（加快工程进度度间距：80~150cm，中密边疏）施工方法先张法——长线预制简支板桥构造特特点2施工方法后张法——扁锚简支板桥构造特特点2装配式钢筋混凝凝土实心板桥（（6m跨）简支板桥构造特特点2配筋特点主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制，一般只设箍筋预应力筋在底板板直线布置梁端顶板设抗拉拉钢筋简支板桥构造特特点2装配式普通钢砼空心板桥（8m跨）简支板桥构造特特点2装配式预砼板桥-（16m跨）简支板桥构造特特点2装配式预应力混混凝土板桥简支板桥构造特特点2提纲123引言简支板桥的构造造斜交板桥的构造造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造斜交桥梁的定义义桥梁上部结构的的轴线与桥台、、桥墩的支支承线不垂直的的桥梁。斜交板桥受力与与构造特点3正桥斜桥正做斜桥斜交板桥可分为为：斜板桥、斜斜肋梁桥和斜箱箱梁桥斜交板桥能改善善线形，但受力力比正交板桥复复杂得多。a.影响斜板桥受力力的因素斜交角：越大，斜桥的特特点越明显<15º时，可取板的斜斜长为计算跨径径，按正桥计算算宽跨比b/l：越大，斜桥的特特点越明显支承形式：支座个数、支承承形式斜交板桥受力与与构造特点3（1）反力特点支撑边上反力分分布不均，钝角角B、C处反力最大、锐锐角A、D处反力最小，可可能出现负反力力的情况。斜板桥受力原理理斜交板桥的受力力特点斜交板桥受力及及构造特点3（2）跨中主弯矩荷载有向支承板的最短距离方向传递递的趋势。宽跨跨比较小时，主主弯矩方向朝支支撑边的垂直方方向偏转；宽跨跨比较大时，板板中央的主弯矩矩垂直于支撑边边，边缘的主弯弯矩平行于自由由边。斜板的最大主弯弯矩方向斜交板桥的受力力特点斜交板桥受力及及构造特点3（2）跨中主弯矩（（续）在均布荷载作用下下，当桥轴线方方向的跨长相同同时，斜板桥的最大跨跨内弯矩比正桥桥要小，跨内纵向最大大弯矩或最大应应力的位置，随随着斜交角φ的变化而自中央央向钝角方向移移动。斜交板桥受力及及构造特点3（3）钝角负弯矩荷载有向反力两支承板板之间最短距离方向传递递的趋势各角点点受力情况可以用比拟连续梁的工工作，在钝角其负主弯弯矩的方向接近近与钝角的二等等分线相正交。。比拟连续梁斜交板桥受力及及构造特点3（4）横向弯矩斜板桥的跨中横向弯矩比比正桥的要大，可以认为横向弯矩增大的的量，相当于跨径方向向弯矩减小的量。（5）扭矩因A、D点上翘，故固定定AD点，会产生扭矩矩。斜交板桥受力及及构造特点3《桥规》规定：1.当整体式斜板桥的斜交角（板的的支撑轴线的垂垂直线与桥纵轴轴线的夹角）不大于15o时，可按正交板计计算，计算跨径径为：当l/b≤1.3时，按两支撑轴轴线的垂直距离的正跨跨径计算；当l/b≥1.3时，按顺桥向纵轴线的的斜跨径计算；以上l为斜跨径，b为垂直于桥纵轴轴线的板宽。2.装配式铰接斜板板桥的预制板块，可按按宽为两板边垂直直距离，计算跨径按斜跨径的正交交板计算。斜交板桥受力及及构造特点3底层主钢筋：当l≤1.3b时，桥梁宽度较较大（整体式斜斜板桥），纵向向钢筋，板中央央垂直于支承边边布置，边缘平平行于自由边布布置；横向钢筋筋平行于支承边边布置。斜交板桥受力及及构造特点3底层主钢筋：当l>1.3b时，窄斜板桥（（或预制装配斜斜板桥中的预制制斜板），纵向向钢筋平行于自自由边布置；横横向钢筋跨中垂垂直于自由边布布置，两端平行行于支承边布置置。斜交板桥受力及及构造特点3为抵抗自由边的的扭矩，可在距距自由边一倍板板厚的范围内设设置加强箍筋斜交板桥的配筋筋特点1-桥纵轴线；2-支轴线；3-顺桥纵轴线钢筋筋；4-与支撑轴线正交交钢筋；5-自由边钢筋带；；6-垂至于钝角平分分线的钢筋；7-平行于于钝角平平分线的钝角钢钢筋斜交板桥受力及及构造特点3在板的的钝角上上层处处应设设置垂垂直于于钝角角平分分线的的附加加钢筋筋。板的钝角底底层应增设平平行于于钝角角平分分线的的附加加钢筋筋；斜交板板桥受受力及及构造造特点点3斜交板板桥受受力及及构造造特点点3在钝角角顶面面范围围内，，应在在角平分线的的垂直直方向向设置抵抗负负弯矩的钢钢筋。。为承担担很大大的支支反力力，应应在钝角底底面平行于于角平平分线线方向上设设置附附加钢钢筋钝角部部位的的加强强钢筋筋斜板桥桥在使使用过过程中中，板块有有向锐锐角方方向转转动的的趋势势，如果果板的的支座座没有有锚固固，应在板板锐角角处的的墩台台帽上上设置置防爬爬设备备。斜交板板桥受受力及及构造造特点点3提纲纲123引言简支板板桥的的构造造斜交板板桥的的构造造4混凝土简支T梁桥的构造5预应力钢砼T梁桥的构造装配式钢筋混凝土土简支T梁41.梁—长度远大于横截面面尺寸的一维线形形体。2.板-二维平面结构3.宽度和高度尺寸相相差不太大。装配式T梁桥构造方式一、构造类型截面形式T形、I形、槽形、箱形块件划分纵向竖缝纵向水平缝横向竖缝纵横向同时分缝装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式肋梁桥截面类型截面a），配筋受限制，，跨径不大截面b），普通钢筋混凝凝土T梁。c）,d）,e）。预应力混凝土土梁截面f），g）组合梁，吊装重重量轻，截面整体体性差。截面(h,I)。吊装重量大，亦亦可现场浇筑纵缝、横缝装配式钢筋混凝土土简支T梁4横向块件联结装配式钢筋混凝土土简支T梁4划分原则：起吊能力接缝在应力最小处处接头少、施工方便便便于安装标准化装配式钢筋混凝土土简支T梁41、构造布置常用跨径——8.020m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间横梁布置端横梁中横梁布置在跨中中及4分点装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁42、主要尺寸主梁—高L/11L/18，宽1518cm《公路钢筋混凝土和和预应力混凝土桥桥涵设计规范》规定:“T形、I形或箱形截面梁的的肋板宽度不应小小于140mm；其上下承托之间的的腹板高度，当腹腹板内设有竖向预预应力钢筋时，不不应大于腹板宽度度的15倍。当腹板宽度有有变化时，其过渡渡段长度不宜小于于12倍腹板宽度差。””装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁42、主要尺寸主梁—翼板:1/12h，一般为变厚度《公桥规》规定“预制T形截面梁和箱形截截面梁翼缘悬臂端端的厚度不应小于于100mm；当预制T形截面梁之间采用用横向整体现浇连连接时，或箱形截截面梁设有桥面横横向预应力钢筋时时，其悬臂端厚度不应应小于140mm。T形和I形截面梁，在与腹腹板相连处的翼缘缘厚度，不应小于于梁高的1/10，当该处设有承托托时，翼缘厚度可可计入承托加厚部部分厚度；当承托托底坡的tan大于1/3时，取1/3。箱形截面梁顶板与与腹板相连处应设设置承托；底板与与腹板相连处应设设置倒角，必要时时也可以设置承托托。箱形截面梁顶顶底板的中部厚度度，不应小于板净净跨径的1/30,且不应小于200mm。”装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁4横隔梁横隔梁的作用是将将主梁联结为整体体，使各根主梁共共同受力。因此，，应保证横隔梁具具有足够的抗弯刚刚度，以确保主梁梁之间的联结效果果。横隔梁的高度一般般取主梁高度的3/4左右，横隔梁的肋肋宽通常采用120－160mm。梁肋下部呈马蹄蹄形加宽时，横隔隔梁延伸至马蹄的的加宽处。装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁43、钢筋构造主钢筋斜筋箍筋翼板横向钢筋横梁钢筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强钢钢筋装配式钢筋混凝土土简支T梁4《公桥规》规定：①钢筋混凝土梁内纵纵向受拉钢筋不易易在受拉区截断；如需截断时，应从按正截面抗弯弯承载能力计算充充分利用该钢筋强强度的截面至少延延伸（La+ho）长度,此处La为受拉钢筋最小锚锚固长度，h0为梁截面有效高度度；同时应考虑从正正截面抗弯承载力力计算不需要该钢筋的截截面至少延伸20d（环养树脂涂层钢钢筋25d），此处d为钢筋直径。纵向向受压钢筋如在跨跨间截断时，应延伸至按计算不不需要该钢筋的截截面以外至少15d（环养树脂涂层钢钢筋20d）。装配式钢筋混凝土土简支T梁4图中A-A：钢筋强度充分利利用截面B-B：按计算不需要钢钢筋1的截面；①②③④钢筋批号号；1－弯矩图装配式钢筋混凝土土简支T梁4②钢筋混凝土梁的支支点处，应至少有2根且不少于总数的的1/5的下层受拉主钢筋筋通过，两外侧钢筋，应延伸出端支点以以外，并弯成直角角，顺梁高延伸至至顶部，与顶层纵纵向架立钢筋相连连。两侧之间的其它未未弯起钢筋，伸出出支点截面以外的的长度不应小于10倍钢筋直径（环养树脂涂层钢钢筋为12.5倍钢筋直径）；R235钢筋应带半圆钩。。装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁4斜筋《公桥规》规定：①钢筋混混凝土梁当设置弯弯起钢筋时，其弯起角宜取45o。受拉区弯起钢筋筋的弯起点，应设在按正截面抗抗弯承载力计算充充分利用该钢筋强强度的截面以外不不小于h0/2处，此处h0为梁的有效高度；；装配式钢筋混凝土土简支T梁4装配式钢筋混凝土土简支T梁4箍筋《公桥规》规定：钢筋混凝土梁中应应设置直径不小于1/4主筋直径的箍筋，其配筋率对R235钢筋不应小于0.18%，HRB335钢筋不应小于0.12%。箍筋间距应不大大于梁高的1/2且不大于400mm；装配式钢筋混凝土土简支T梁4翼板横向钢筋、架架立钢筋、分布钢钢筋装配式钢筋混凝土土简支T梁4保护层厚度装配式钢筋混凝土土简支T梁4横隔梁钢筋装配式钢筋混凝土土简支T梁4