桥梁工程课件2-4-12装配式简支梁桥

第四章装配式简支梁桥的

设计与构造

2021/10/10星期日1钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构。特点：具有受力明确、构造简单、施工方便等显著优点，中小跨径（10～40m）桥梁中应用最广泛的桥型。2021/10/10星期日2§4-1装配式简支梁桥的构造类型

构造类型主要指：主梁横截面形式

沿纵截面上的横隔梁布置

吊装块件的划分方式块件的连接集整方法

2021/10/10星期日3一．装配式简支梁桥的截面型式（有三种：∏、T和□箱形）2021/10/10星期日4∏形梁特点（图2-4-1a）①

横向连结:块件间用穿过腹板的螺栓连结（相邻腹板栓结）。②

适应跨径：6～12m（小桥）。③

优点：截面形状稳定，横向刚度大，堆放、装卸及安装均方便。④缺点：制造较复杂，通常用钢筋网配筋，难以形成钢筋骨架，自重大，跨度小。2021/10/10星期日5

T形梁特点（图2-4-1b）①横向连结:ⅰ钢板焊接；ⅱ湿接（现浇）；ⅲ横隔梁的作用*。*参见图2-4-7。②适应跨径：钢筋混凝土7.5～20m；预应力混凝土20～40m。③

优点：制造简单,易制成钢筋骨架,通常配有横梁,整体性好.④缺点：截面形状不稳定，运输安装复杂，桥面板在板的跨中接头，对板的受力不利。注意事项：在保证抗剪的条件下，尽可能减小腹板厚，但小于15～16cm的腹板是很难保证浇铸质量的。当需要时，梁肋底部做成马蹄形。2021/10/10星期日6图2-4-7装配式T形简支梁桥2021/10/10星期日7箱形梁特点（图2-4-1h）①横向连结:ⅰ翼板之间钢板焊接；ⅱ横隔板；ⅲ现浇面板。②适应跨径：钢筋混凝土20m左右，一般不做钢筋砼简支箱梁，主要是受拉区砼不参与工作，只增加自重，可用于小跨径的连续弯桥；预应力混凝土20～40m。③优点：抗扭刚度大，横向偏心荷载作用下，各梁受力均匀，比其它截面形式的梁节省钢材；横向抗弯刚度大，稳定性好。箱形梁可以做成薄壁结构，能够减轻自重，增大跨越能力。④

缺点：预制施工复杂，安装重量大。2021/10/10星期日8横梁—也叫横隔梁，横隔板横梁的作用①横梁之间的接头与桥面板的接缝一道,将装配式块件连成整体。②由于其抵抗横向弯矩的刚度远大于桥面板的刚度，所以在荷载横向分配中起主要作用。横梁的布设原则①

对于普通的梁式桥，3～5根（道），视跨径大小而定。②

对于箱形梁桥，可以不设，但端横梁通常是必要的。③

当横梁高度较大时，为减轻重量，横梁应挖空。2021/10/10星期日9二．装配式梁桥的块件划分方式影响块件划分的因素①梁的横截面形式；②构件的预制、运输与起吊安装能力；③结构的受力；④接头的拼装施工。这些因素是互相影响的。装配式梁桥设计中的块件划分原则①.

最大尺寸及重量应满足预制、运输及安装的能力要求；②.

块件划分应满足受力要求，接头应设置于内力较小处；③.

拼装接头尽量要少，接头型式要牢固可靠，施工方便；④.

构件的外形尺寸要便于预制、运输和安装；⑤.

构件的尺寸应力求标准化，构件的种类应尽量减少。

2021/10/10星期日10(一)纵向竖缝划分①适用的截面形式：∏形、T形和箱形梁，在简支梁桥中应用最为普遍。②构造：各主梁，包括相应的行车道板都是整体预制的。接头或接缝设在次要部分（横梁及行车道板）内。对于∏形梁则为栓接接缝。③纵向竖缝划分的优点：主梁受力可靠，施工方便，工期短。④缺点：构件尺寸大，重量大，增加运输安装方面的困难。Fig.2-4-2。⑤针对吊装重量大所作的改良：减窄预制件，其余部分现浇，也叫湿接缝。由此带来的缺点是：延长了施工周期。flash2021/10/10星期日11(二)纵向水平缝划分特点：采用纵向水平缝将梁肋与板分割，再用纵横向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，最后现浇接缝，形成组合梁板。主要形式：①T形——用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁板。②箱形——用于预应力混凝土梁板。优点：拼装单元尺寸小，便于吊装和运输。(Fig.2-4-2)缺点：施工复杂，结合面必须保证足够的抗剪强度。flash2021/10/10星期日12行车道板部分又有两种方式：ⅰ现浇式整体板；ⅱ划分成其平面呈矩形的预制块件。通常称这种划分方式的梁为组合梁桥。如：I形（T形）组合梁、箱形组合梁。

组合梁的受力特点：①组合梁梁肋顶缘的压应力最大。②组合梁受拉钢筋应力比普通梁大。2021/10/10星期日13(三)纵、横向竖缝划分特点：对纵向竖缝的主梁用横向竖缝划分为若干小的梁段，然后用预应力筋的预压应力将其肋成整体。(串联梁)Fig.2-4-4优点：预制件小，便于运输和吊装。缺点：对预制件加工精度高，接缝间隙不应大于环氧树脂涂层的厚度。(实际制作中采用全梁预制和间隔浇筑方法予以解决)横向分段块件的形式：

对于箱形、槽形梁段也可将预应力筋直接设在底板上面，待张拉以后再浇筑混凝土覆盖层。2021/10/10星期日142021/10/10星期日15串联梁的分段形式2021/10/10星期日16§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥

常用的是T形梁桥，我国公路桥标准设计为10.13.16.20m四种。flash2021/10/10星期日17一．构造布置(一)主梁布置主梁的片数与间距：一般为1.5～2.2m；对于净—7+2×1.00的桥宽，通常布置为五梁式。(二)横隔梁布置①

端横梁必须设（满足受力与安装运输的要求）；②

中横梁应设1～3道，视跨径而定。2021/10/10星期日18二．截面尺寸(一)主梁梁肋尺寸肋高：通过对10m和20m的T梁经济分析，高跨比的经济范围1/11-1/16（跨径大的取小值）。跨径为10，13，16和20m的标准设计的梁高为：0.9，1.0，1.1和1.3m。肋宽：①

满足抗剪要求；②

不产生屈曲；③

宜于浇筑混凝土时振捣；④

满足构造要求；⑤越薄越好，以减轻重量。通常的宽度一般为15～18cm，视钢筋构造而定。（净保护层）2021/10/10星期日19(二)横隔梁尺寸横隔梁高①保证足够的抗弯刚度，一般要有3/4h（主梁高）；②当主梁肋有马蹄时，横梁高应至马蹄的加宽处；③端横梁可以与主梁同高，以利运输及安装后的稳定，但维修检查支座时又有不便。如何取舍，可视工地的运输、安装具体情况而定。横梁宽：通常为12～16cm即可满足受力及构造要求。为便于脱模，宜做成楔形（上宽下窄、内宽外窄）。2021/10/10星期日20(三)主梁翼板尺寸翼板的宽度①视主梁间距：≤主梁间距；②当为湿接缝时，<主梁间距；③实际制作中的尺寸，在①的情况下，应小于主梁间距2cm，以满足施工需要。翼板厚度①

应满足强度要求，端薄根厚渐变，根部为1/10h（主梁高）；②应满足构造要求；③

根据施工情况所决定的受力图式；Ⅰ板受力筋置入翼板内：端部要10cm厚；*全部桥面上恒载、活载由翼板承担Ⅱ板受力筋置于翼板外：端部要8cm厚。*恒载和施工临时荷载翼板承担，活载由翼板及铺装层共同承担。

2021/10/10星期日212021/10/10星期日22三．主梁钢筋构造

主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋五种。2021/10/10星期日23(一)主钢筋钢筋面积：根据抗弯强度需要进行计算，但要求不小于最小含筋率所需的面积。主钢筋的锚固①

必须有不小于主筋面积20%的主钢筋通过支点，且不少于2根。②

应有两根主筋过支点后在规定所允许的地方向上弯起至梁顶。其余过支点钢筋，在允许的地方弯成直钩（螺纹钢筋）或半圆钩（光圆钢筋）(图2-4-10)。③

跨内主筋在不需要点之外h0/2处可以截断或弯起。当弯起作斜筋用时，应与斜筋的角度相同。2021/10/10星期日242021/10/10星期日25弯起筋与斜筋及架立筋一起，通常焊成骨架。在弯起点处或布有斜筋的地方施焊（单面或双面）。主钢筋的净保护层厚（净距）底部：3cm≤α<5cm侧面：α≥2.5cm主筋骨架之间的净距主筋布置≤三层α≥max（3cm，d）主筋布置>三层α≥max（4cm，1.25d）

2021/10/10星期日26(二)斜筋（包括弯起主筋、弯起筋及附加钢筋）面积：根据抗剪需要，计算求得。（有相当的斜筋是主筋弯起后作斜筋的）。角度：45°为宜，限制30°≤α≤60°。斜筋的锚固：必须与主筋及架立钢筋焊成骨架整体。2021/10/10星期日27(三)架立钢筋作用：固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成立体或平面骨架。面积：其直径可略小于主筋直径，通常选用光圆钢筋。焊接：通常与斜筋一起施焊，形成骨架。2021/10/10星期日28(四)箍筋面积①

满足抗剪要求，按剪力包络图计算求得。②

满足构造要求：ⅰ大于最小配箍率；ⅱ每根箍筋所箍受拉筋每排不多于5根，所箍受压筋每排不多于3根。箍筋间距S①

满足抗剪要求；②

满足构造要求：ⅰS

≤min（h/2，40cm，受压钢筋15d）；ⅱ支点两侧各h范围内S≤10cm,ф≥8mm；ⅲ主横梁交叉处不设箍筋。

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(五)分布钢筋——也叫纵向防裂分布钢筋面积：直径：ф6，ф8，ф10密度：上疏（20～25cm），下密（13～15cm）净距：≥1.5cm2021/10/10星期日30《桥规》规定钢筋面混凝土保护层厚度为下图所示。2021/10/10星期日31(六)焊接钢筋骨架强度要求：焊缝处强度不低于钢筋本身强度焊缝长度要求（图2-4-12）：①对于利用主钢筋弯起的斜筋，在起弯处应与其他主筋相焊接，可采用每边各长2.5d的双面焊缝或一边长5d的单面焊缝（A）。弯起钢筋的末端与架立钢筋（或其它主筋）相焊接时，采用长5d的双面焊缝或10d的单面焊缝（B）。d为受力钢筋直径。②对于附加的斜筋，其与主筋或架立筋的焊缝长度，采用每边各长5d的双面焊缝或10d的单面焊缝（C、D）。③各层主钢筋相互焊接固定的焊缝长度，采用2.5d的双面焊缝或5d的单面焊缝（E）。2021/10/10星期日322021/10/10星期日33主梁翼板钢筋（主筋、分布筋）主筋沿横向布置在板的上缘①

满足悬臂抗弯（负弯矩）强度要求。②

满足构造要求。直径≥10mm，每米板宽内≥5根。分布筋顺主梁跨径方向设置满足构造要求。直径≥6mm，间距≤25cm；单位板宽内截面积≥主筋截面积15%有横隔梁部位分布筋的截面积应增至主筋截面积的30%2021/10/10星期日34梁端的钢筋加强：因温度以及行车振动影响，有时会产生梁端劈裂现象，为此，可在端部底层钢筋的上、下侧各设一层钢筋网片进行加强。2021/10/10星期日35钢筋的锚固：

由弯矩包络图得到的钢筋理论切断点必须长一个至少最小锚固长度的距离才能作为实际断点。2021/10/10星期日36实例介绍

设计跨径为20m的T梁，荷载为汽车—15级，挂车荷载为挂—80，梁的实际全长19.96(其中4cm为伸缩缝)。支座中心至主梁端距离为0.23m，2021/10/10星期日372021/10/10星期日38四.装配式主梁的连接构造装配式各主梁均需横向连接方能形成整体受力，这种连接主要通过端横隔梁和中横隔梁与主梁的接头实现的，因此接头需要较好的整体性以及抗疲劳性。中主梁与中横隔梁的连接构造通过预埋钢板和受力钢筋的焊接方式，而端横隔梁的焊接钢板接头近墩台一侧无法施焊，故焊接接头只设于内侧。