桥梁结构与识图4梁式桥的构造

单元4梁式桥的构造梁式桥的特点及分类板桥的构造与识图简支梁桥的构造与识图任务1梁式桥的特点及分类受力特点——以主梁受弯承担使用荷载， 结构不产生水平反力按预应力度分——钢筋混凝土、部分预应力、 全预应力混凝土梁桥按受力体系分——简支梁、悬臂梁、连续梁桥一、梁桥的主要类型及其适用条件施工方法整体式浇筑式梁桥：不需要预制场地和大型吊装设备，工期较长装配式梁桥：工期较短，需要预制场地和必要的运输和吊装设备，预制块件之间需要连接或接缝处理组合式梁桥公路混凝土组合梁桥的特点组合梁桥也是一种装配式的桥跨结构，即用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板(翼板)分隔开来，使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。施工时先架设梁肋，再安装预制板(有时采用微弯板以节省钢筋)，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。优点:可以显著减轻预制构件的重量，便于集中制造和运输吊装。组合梁是分阶段受力的，在梁肋架设后，所有之后安装的预制板和现浇桥面混凝土都要由尺寸较小的预制梁肋来承受。公路混凝土组合梁桥的截面形式目前国内外采用的组合式梁桥有两种型式：I形组合梁桥适用于混凝土简支梁桥箱形组合梁桥只适用于预应力混凝土梁桥组合式梁桥横截面一、梁桥的主要类型及其适用条件按承重结构的截面型式划分板桥矩形截面双向受力挖空异形截面钢筋混凝土简支实心板桥的跨径一般不超过8m，预应力混凝土空心板桥的跨径可以达到10-32m板桥横截面

城市高架道路桥的板桥截面

一、梁桥的主要类型及其适用条件按承重结构的截面型式划分肋板式梁桥横截面内肋形结构（主要为T梁）钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m，预应力混凝土简支肋梁桥的常用跨径为25-50m箱形梁桥横截面内封闭的箱子公路混凝土箱形简支桥梁的特点特点：截面形状为一个或几个封闭的箱形，这种结构除了有梁肋和翼缘板外，在底部还有底板，提供了能承受正、负弯矩的足够的混凝土受压区；在一定的截面积下能获得较大的抗弯惯性矩，而且抗扭刚度也很大，在偏心荷载作用下各梁肋受力比较均匀。适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于修建全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥。混凝土箱形梁桥箱形梁横截面重庆长江大桥横截面按承重结构的静力体系简支梁桥静定体系、各跨单独受力，易于工厂化施工；连续梁桥超静定体系、多跨连续，温度、支座变位产生附加内力负弯矩的代偿功能使梁高变小、跨越能力增大；行车条件好悬臂梁桥静定结构；悬臂根部的负弯矩使跨越能力有所增大。按承重结构的静力体系分简支梁桥施工方便静定体系对地基要求不高弯矩最大适合于小跨径桥梁连续梁桥恒载、活载均有卸载弯矩行车条件好超静定体系对地基要求高适合于中等以上跨径桥梁悬臂梁桥单悬臂、双悬臂卸载弯矩使跨中弯矩大大减小静定体系对地基要求不高跨中有接缝，行车条件不好跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏适合于中等以上跨径桥梁施工不方便二、钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥的一般特点钢筋混凝土梁桥通常跨径不大，经济合理跨径25米(T梁)以下构造简单、适应范围广、不受基础条件限制、易于建造、标准化，材料、理论、技术等简单、成熟自重大预应力混凝土梁桥可利用高强材料，减少截面，减少自重，增大跨径；节省钢材；主梁刚度大，建筑高度低，提高耐久性；需要先进、复杂的施工技术新材料、新工艺、先进张拉设备、预应力锚具的开发利用促进预应力结构的发展识图案例训练中桥简支空心板总体布置图桥面宽度桥面横坡、桥面铺装等单跨板梁（中板、边板）片数、边板尺寸或中板尺寸铰缝钢筋图铰缝材料数量表任务2板桥的构造及识图一、板桥（Slabbridge）的类型和特点板桥的承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板主要特点是构造简单，施工方便，建筑高度小，受拉区混凝土不仅不能发挥作用，反而增大结构自重适用于中小跨径桥梁(a)为整体式板桥横截面，为双向板。(b)为矮肋式板桥。(c)为小跨径装配式板桥。(d)为装配式空心板桥。(e)为装配—整体组合式板桥。（一）整体式简支板桥整体式板桥的特点整体性能好横向刚度大易于浇筑成各种形状整体式板桥的总体构造整体式板桥的横截面一般都设计成等厚度的矩形截面，有时为了减轻自重，可将受拉区稍加挖空而形成矮肋式板桥，对于较宽的桥为了防止温度变化和混凝土收缩而引起的纵向裂缝以及由于活载在板的上缘产生较大的横向负弯矩，可使板沿桥中线断开，将一桥设计为并列的两桥。整体式板桥的受力特点一般为双向受力板荷载位于桥中线时，板内产生负弯矩整体式板桥的钢筋构造钢筋配置：纵向受力钢筋垂直于主钢筋的横向分布钢筋板的顶部配置适当的横向钢筋（二）装配式简支板桥总体构造矩形实心板形状简单、施工方便、建筑高度小、施工质量易于保证，一般使用跨径不超过8m。空心板桥减轻自重，充分利用材料。装配式简支板适用范围钢筋构造空心板截面装配式预应力混凝土空心板桥—外观效果图装配式预应力混凝土空心板桥—配筋透视装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图-1装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图-2

跨径8m装配式空心板桥的构造图装配式板的横向连接企口混凝土铰联结——圆形、棱形、漏斗形等。实践证明：企口式混凝土铰能保证传递横向剪力，使各块板共同受力。钢板焊接联结如果要使桥面铺装层也参与受力，也可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋互相绑扎，再浇筑在铺装层内。（三）斜交板桥的受力特点与构造斜交角：斜交梁的轴线与支承线的垂线之间的夹角斜交板桥的受力特点：最大主弯矩方向，在板的中央部分接近于垂直支承边；在板的自由边接近于自由边与支承边垂线之间的中间方向；在钝角处有垂直于钝角平分线的负弯矩，它随斜度的增大而增加；支承反力从钝角处向锐角处逐渐减小，因此，锐角有向上翘起的倾向，同时存在着相当大的扭矩。斜板钢筋的布置：当斜度小于15°时，可按正交板布置钢筋当斜度大于15°时，按斜交板布置钢筋1.整体式斜板斜跨长与垂直于行车方向的桥宽之比一般均小于1.3主钢筋的配置有两种方案第一方案：按主弯矩方向的变化配置主筋，分布钢筋与支承边平行。钝角处约1/5跨径的范围内应配置加强钢筋，在下层其方向与钝角的二等分线平行；在上层与二等分线垂直自由边缘的上层加设钢筋网，抵抗板内的扭矩。第二方案：在两钝角角点之间的范围内，主钢筋方向与支承边垂直，在靠近自由边处主钢筋则沿斜跨径方向布置，直至与中间部分主筋完全衔接为止。横向分布钢筋与支承边平行。其余钢筋的配置方案仍与相同。2.装配式斜板桥斜板桥的跨宽比一般均大于1.3。主钢筋沿斜跨径方向布置，分布钢筋在钝角角点之间的范围内与主钢筋垂直，在靠近支承边附近，其布置方向则与支承边平行。2.装配式斜板桥装配式斜板桥的钢筋布置视斜度的不同而不同：当斜交角φ=25°～35°时，主钢筋沿斜跨径方向布置，分布钢筋平行于支承边方向布置。当斜交角φ

=40°～60°时，主钢筋沿斜跨径方向布置，分布钢筋在钝角角点之间的范围内与主钢筋垂直，在靠近支承边附近，其布置方向则与支承边平行。在各种块件的两端要布置一些加强钢筋。三、识图实例识图案例图纸板梁一般构造图图纸组成断面图、剖面图说明形状、尺寸说明板梁预应力钢束构造布置图图纸组成预应力钢束数量、布置说明板梁普通钢筋构造图图纸组成各钢筋布置、数量、工程量说明任务3简支梁桥的构造与识图一、构造类型与截面形式截面形式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、纵横向同时分缝划分原则：起吊能力接缝在应力最小处接头少、施工方便便于安装、标准化

在横截面内形成明显肋状结构的梁桥称为肋板式梁桥，或简称肋梁桥。这类桥以梁肋（或称腹板）与顶部的钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构。肋板式梁桥的横截面分为П形和T形两种基本类型。承载能力比板桥高，常用于中等跨径（20-40m）桥梁。肋式截面T形、π形梁（一）截面形式1.T形截面

由若干个T形截面梁组成的桥，统称为T（形）梁桥。(a)为整体现浇施工T梁桥横截面(b)为现浇双主梁桥横断面，主梁间距为桥梁全宽的0.55~0.60，有时为减小桥面板的跨径，可在两主梁之间设置内小纵梁(c)为装配式T形梁桥，沿梁纵向设置横隔板（一）截面形式1.T形截面

由若干个T形截面梁组成的桥，统称为T（形）梁桥。图示我国铁路钢筋混凝土T形梁横断面梁高190cm，道碴槽底板（桥面板）为梁的上翼缘，跨中部分梁肋宽（梗宽或腹板厚）30cm，截面向两端增加到49cm。梁肋下缘增宽至70cm。设置横隔板。（一）截面形式2.П形截面

特点：截面形状稳定，横向抗弯刚度大，梁的堆放、装卸和安装方便，各П形梁之间用穿过腹板的螺栓连接。但这种构件的制造较复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，通常用钢筋网来配筋，难以做成刚度大的钢筋骨架。每片梁需要四个支座，易出现支座悬空。设计经验证明，跨度较大时П形梁桥的混凝土和钢筋用量都比T形梁桥的大，而且构件也重。故П形梁桥一般只用于l

=6~12m的小跨径桥梁，应用有限。3.箱形截面梁最大优点是抗扭能力大，各梁的受力要比Ｔ梁桥均匀得多。箱形截面的另一优点是横向抗弯刚度大，在预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要比Ｔ梁好得多。箱梁薄壁构件的预制施工比较复杂，单根箱梁的安装质量通常比Ｔ梁大，这在确定梁桥类型时是必须加以考虑的。（二）分块方式装配式梁桥块件划分原则：①块件的重量应当符合当地现有的运输工具和起吊设备的承载能力，而块件的尺寸及运输则应满足建筑限界的要求；②

结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头。接头必须耐久可靠，具有足够的刚度以保证结构的整体性；③

为了便于制造以及日后的更换，快件形状和尺寸应力求标准化。常用的分块方式有：纵向竖缝划分、纵向水平缝划分和纵、横向竖缝划分

（二）分块方式1.纵向竖缝划分在简支梁桥中应用最为广泛。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（或道碴槽板）内。

结构部分均为预制拼装，不需要现浇混凝土。这种划分方法使主梁受力可靠，施工也方便。缺点为：构件尺寸和重量大，增加运输和安装困难。（二）分块方式2.纵向水平缝划分为进一步减轻拼装构件的起吊重量和尺寸，便于集中预制和运输吊装，可用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋和桥面板分割，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（有时采用微弯板以节省钢筋），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，这样的装配式梁桥通常称为组合式梁桥。

缺点：抗剪能力弱，必须保证结合面的抗剪强度。适当加大肋顶宽度和借助肋内的伸出钢筋来提高抗剪强度。施工时，结合面应按规定作接缝处理。（二）分块方式3.纵横向竖缝划分为进一步减小拼装构件的起吊重量和尺寸，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。

需要用预应力筋将架设后的梁段串连，所以也叫“串连梁”特点：尺寸小，重量轻，施工麻烦。（二）分块方式3.纵横向竖缝划分

整体式简支T形梁桥特点整体式梁桥在城市立交桥中应用较广泛，具有整体性好、刚度大、易于做成复杂形状等优点，多数在桥孔支架模板上现场浇筑，个别也有整体预制、整孔架设的情况。整体式简支T形梁桥的构造在保证抗剪、稳定的条件下，主梁的肋宽约为梁高的1/6~1/7，但不宜小于14cm，以利于浇筑混凝土,当肋宽有变化时，其过渡段长度不小于12倍肋宽差。主梁高度通常为跨径的1/8~1/15。为了减小桥面板的跨径(一般限制在2~3m之内)，还可以在两根主梁之间设置次纵梁，为了合理布置主钢筋，梁肋底部可做成马蹄形。整体式简支梁桥桥面板的跨中板厚不应<10cm。桥面板与梁肋衔接处一般都设置承托结构，承托长高比一般不大于1。整体式简支T形梁桥的截面形式整体式梁桥横截面二、装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式T形梁桥是使用最为普遍的结构形式，其优点是制造简单，整体性好，接头也方便。（一）构造布置

1.公路钢筋混凝土T形梁桥（1）标准跨径10、13、16、20m，有标准图常用跨径——8.0

20m主梁布置梁距通常在1.8

2.2米之间决定因素：材料用量、吊装重量、翼板刚度横隔梁布置保证主梁相互连接成整体端横隔梁：必须设置中横梁布置在跨中及4分点1.公路钢筋混凝土T形梁桥（2）

横隔梁横向联结图示为常用的主梁中横隔板联结构造。在梁内预埋钢板，钢板与横隔梁内受力钢筋焊接，当T梁安装就位后，在预埋钢板上再加焊盖接钢板，将T梁联成整体。为简化接头的施工，常用拴接方式，预埋钢板和盖接钢板上需预制螺栓孔，这种接头具有拼装迅速的优点，但螺栓易松动。（一）构造布置2.公路预应力混凝土T形梁（后续介绍）（1）构造特点采用高强度钢筋，可节约普通钢筋；预加压应力可大幅度提高梁体抗裂性，增加梁的耐久性；应用高强度混凝土可减小截面尺寸，减轻梁体重量，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；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。在结构布置上，预应力混凝土梁与普通钢筋混凝土梁在截面形式（板、П形、T形）、块件划分等方面无大的不同。主要不同之处是：截面尺寸减小；高跨比减小；梁肋下部通常加宽为马蹄形；在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽。（一）构造布置（一）构造布置2.公路预应力混凝土T形梁桥（后续介绍）（2）标准跨径：25、30、35、40m(后张)，有标准图（一）构造布置（二）T形梁截面尺寸的选定1.梁高

取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性公路普通钢筋混凝土梁：高跨比经济范围1/16~1/11

例：10米跨，梁高0.9米；

13米跨-梁高>1.0米；

16米跨--梁高>1.1米；

20米跨--梁高>1.3米预应力混凝土梁：1/25~1/15随跨度增大取小值对建筑高度受严格限制的情况，主梁高度要适当减小铁路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/9~1/6

预应力混凝土梁：1/11~1/10跨度越大比值越小

（二）T形梁截面尺寸的选定2.梁肋厚度取决于最大主拉应力和主筋布置要求跨中区段可薄于支点区段梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布置要求确定铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度：20~60cm

预应力混凝土梁：不小于14cm

公路钢筋混凝土桥：15~18cm（二）T形梁截面尺寸的选定3.上翼缘板尺寸上翼缘板宽度取决于主梁间距，比梁宽小2厘米；

翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求，根部厚度不小于主梁高1/12，端部不小于8厘米；

4.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确定。对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置5.横隔梁比主梁稍矮，约3/4主梁高，肋宽12~16厘米（三）钢筋构造

1.一般构造钢筋混凝土梁内钢筋（Reinforcingbar）可分为两大类：（1）受力钢筋。包括主要沿轴向布置，承受弯曲拉应力的主筋和承受主拉应力的斜筋和箍筋；（2）构造钢筋。包括形成钢筋骨架的构造钢筋和难以通过计算确定而根据经验设置