桥梁工程课件：第五章-混凝土简支梁桥.ppt

1、 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点 混凝土简支梁桥的制造和施工方法混凝土简支梁桥的制造和施工方法 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算 背景图片：温福铁路白马河大桥中国最大跨度的背景图片：温福铁路白马河大桥中国最大跨度的铁路预应力混凝土简支梁桥，跨度铁路预应力混凝土简支梁桥，跨度64m 第一节第一节 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点概述概述 单孔静定结构，受力明确单孔静定结构，受力明确 构造简单，易于设计成系列化和标准化，有利于在工构造简单，易于设计成系列化和标准化，有利于在工厂内或工地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制厂内

2、或工地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产生产 施工方便施工方便 ，装配式的施工方法，可以大量节约模板支，装配式的施工方法，可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度度 中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型 一、截面型式一、截面型式 三种类型：三种类型：板桥板桥（6m以下）、以下）、肋板式桥肋板式桥和和箱型梁桥箱型梁桥公路板桥截面公路板桥截面铁路板桥截面铁路板桥截面肋板式梁桥肋板式梁桥型和型和T T型型 型型公路公路型型铁路铁路型型不需横向联结不需横向联结支座脱空问题支座脱空问题较少应用较少应用肋

3、板式梁桥肋板式梁桥型和型和T T型（续）型（续） T型型 铁路铁路T梁桥梁桥公路公路T梁桥梁桥整体式整体式双主梁式双主梁式装配式装配式槽型梁槽型梁二、分块方式二、分块方式 装配式梁桥预制拼装单元的划分装配式梁桥预制拼装单元的划分直接影响到结构受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。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块件划分的一般原则：考虑考虑运输工具和装吊设备的运输工具和装吊设备的承载能力，装载限界的要求；承载能力，装载限界的要求；构造应当简单，并且构造应当简单，并且

4、尽可能少用接头。尽可能少用接头。块件形状和尺寸应力求标准化。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钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式常用的分块方式有有纵向竖缝划分纵向竖缝划分纵向水平缝划分纵向水平缝划分纵横向竖缝划分纵横向竖缝划分 纵向竖缝划分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，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构件横隔梁（板）和行车道板内。这种划分方法使主梁受力横隔梁（板）和行车道板内。这种划分方

5、法使主梁受力可靠，施工也方便。可靠，施工也方便。 纵向竖缝纵向竖缝纵向竖缝纵向竖缝纵向水平缝划分纵向水平缝划分用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，再借助纵横向的用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，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。构连成整体。 水平缝水平缝纵缝纵缝纵横向竖缝划分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。对将用纵向竖缝划分的主梁再

6、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。足够的连结强度，使梁整体受力。 横向分段块件的预应力连接横向分段块件的预应力连接 预留纵、横向预应力孔道预留纵、横向预应力孔道 剪力键槽剪力键槽三、结构布置三、结构布置介绍：板桥（整体式、装配式）介绍：板桥（整体式、装配式） 肋板式桥（公路、铁路肋板式桥（公路、铁路T型梁）型梁） 预应力混凝土简支梁预应力混凝土简

7、支梁（一）板桥（一）板桥1 1、整体式板桥、整体式板桥2 2、装配式板桥（、装配式板桥（实心板和空心板）实心板和空心板）钢板联结构造钢板联结构造空心板截面形式空心板截面形式（二）肋板式桥（二）肋板式桥1 1、铁路桥（跨度、腹板、横隔板）、铁路桥（跨度、腹板、横隔板）断缝断缝腹板加厚腹板加厚中横隔板中横隔板端横隔板端横隔板2 2、公路桥、公路桥横隔板接头构造横隔板接头构造（三）预应力混凝土简支梁（三）预应力混凝土简支梁其其主要优点主要优点是：是： 1 1、采用高强度钢筋，可节约钢材、采用高强度钢筋，可节约钢材2020 40%40%； 2 2、预加压应力大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐、预加压

8、应力大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；久性； 3 3、由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减、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；轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；4 4、混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优、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。势，也提高了梁的刚度。 道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图（道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图（l l = 24.0m = 24.0m）道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图( (续）续）公路预应力混凝土梁

9、构造图（公路预应力混凝土梁构造图（l l = 29.16m = 29.16m）四、钢筋构造四、钢筋构造（一）一般构造（一）一般构造 梁内钢筋可分为两大类：梁内钢筋可分为两大类：受力钢筋受力钢筋，对于钢筋，对于钢筋混凝土梁而言，主要是指梁弯曲后承受沿梁轴方向拉混凝土梁而言，主要是指梁弯曲后承受沿梁轴方向拉力的主筋和承受腹板内斜拉力的斜筋和箍筋（或称蹬力的主筋和承受腹板内斜拉力的斜筋和箍筋（或称蹬筋）；筋）；构造钢筋构造钢筋，其中包括施工时为便于绑扎成型，其中包括施工时为便于绑扎成型和固定主要钢筋位置的和固定主要钢筋位置的“ “ 架立筋架立筋”以及难于通过计算以及难于通过计算确定其受力大小而凭经验

10、设置的辅助钢筋。确定其受力大小而凭经验设置的辅助钢筋。（二）公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例（二）公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例 1 1、板桥、板桥 2 2、装配式、装配式T T型梁桥型梁桥 1 1、板桥、板桥整体式简支板桥整体式简支板桥双向受力配筋双向受力配筋装配式矩形板桥装配式矩形板桥箍筋箍筋主筋主筋架立筋架立筋用于板间搭接用于板间搭接2 2、装配式、装配式T T型梁桥型梁桥钢筋骨架钢筋骨架短斜筋短斜筋架立筋架立筋箍筋箍筋纵向防纵向防裂钢筋裂钢筋（三）预应力混凝土简支梁钢筋构造特点（三）预应力混凝土简支梁钢筋构造特点 预应力筋预应力筋和非预应力筋非预应力筋 1 1、预应力筋的纵向布置、预

11、应力筋的纵向布置 2 2、预应力筋的锚固布置、预应力筋的锚固布置 分散、均匀、对称原则分散、均匀、对称原则铁路后张法预应力混凝土梁钢筋布置图（跨度铁路后张法预应力混凝土梁钢筋布置图（跨度l l = 24.0m = 24.0m）五、五、T梁截面尺寸拟定梁截面尺寸拟定（一）梁高（一）梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，标准设计还要考虑梁的标准化，提高互换性。标准设计还要考虑梁的标准化，提高互换性。 （二）梁肋厚度（二）梁肋厚度 取决于最大主拉应力和主筋布置要求。取决于最大主拉应力和主筋布置要求。 （三）上翼缘板尺寸（三）上翼缘板尺寸 上

12、翼缘板宽度视主梁间距而定，翼板的厚度应满足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。强度和构造最小尺寸的要求。（四）下翼缘尺寸（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。保护层厚度加以确定。 一、概述一、概述 施工方法：施工方法：就地浇筑就地浇筑和和预制安装预制安装。 就地浇筑就地浇筑无需预制场地，不需要大型吊运设备，梁体无需预制场地，不需要大型吊运设备，梁体的主筋也不中断。但是，需要支架，工期长，施工质量不的主筋也不中断。但是，需要支架，工期长，施工质量不如预制容易控制，而且对于预应

13、力混凝土梁由于收缩和徐如预制容易控制，而且对于预应力混凝土梁由于收缩和徐变引起的应力损失也较大。变引起的应力损失也较大。 预制安装预制安装上、下部结构可平行施工，工期短；混凝土上、下部结构可平行施工，工期短；混凝土收缩徐变的影响小，质量易于控制；有利于机械化生产。收缩徐变的影响小，质量易于控制；有利于机械化生产。但需要设置预制场地和拥有必要的运输和吊装设备，而且但需要设置预制场地和拥有必要的运输和吊装设备，而且当预制块件之间的受力钢筋中断时需要作接缝处理。当预制块件之间的受力钢筋中断时需要作接缝处理。 二、混凝土简支梁桥的预制二、混凝土简支梁桥的预制（一）模板和支架（一）模板和支架 模板模板用

14、于浇筑混凝土，形成结构形状和尺寸的临时用于浇筑混凝土，形成结构形状和尺寸的临时性板块结构性板块结构 支架支架用于在施工过程中临时支承梁体用于在施工过程中临时支承梁体 作用作用模板和支架不仅控制梁体尺寸精度，影响施工模板和支架不仅控制梁体尺寸精度，影响施工进度和混凝土浇筑质量，还影响施工安全。进度和混凝土浇筑质量，还影响施工安全。 要求要求具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载；承受施工过程中可能产生的各项荷载；保证工程构保证工程构造物的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的正确造物的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的正确性；

15、性；构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽量构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽量减少构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周减少构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周转使用的次数。转使用的次数。 1 1、模板的类型和构造、模板的类型和构造 按制作材料分类按制作材料分类木模板、钢模板、钢木结合模板木模板、钢模板、钢木结合模板；也可因地制宜利用也可因地制宜利用土模土模或或砖模砖模来制梁。来制梁。 按模板的装拆方法分类按模板的装拆方法分类零拼式模板、分片装拆式模零拼式模板、分片装拆式模板、整体装拆式模板板、整体装拆式模板等。等。T梁木模板梁木模板钢模板构造钢模板构造简支小箱梁内钢模板简支小

16、箱梁内钢模板高铁高铁32m箱梁外模箱梁外模2 2、临时支架、临时支架 就地浇筑梁桥时，需要在梁下搭设简易临时支架就地浇筑梁桥时，需要在梁下搭设简易临时支架(falsework)。与脚手架。与脚手架(赝架，赝架，scaffolding)的区别。的区别。 材料可采用木结构，也可采用工具式钢结构拼装，如军材料可采用木结构，也可采用工具式钢结构拼装，如军用梁、工具式钢管、万能杆件等。用梁、工具式钢管、万能杆件等。荆岳荆岳长江长江大桥大桥引桥引桥满堂满堂支架支架施工施工荆岳荆岳长江长江大桥大桥引桥引桥满堂满堂支架支架施工施工某斜拉桥边跨现浇段万能杆件支架某斜拉桥边跨现浇段万能杆件支架长沙大道高架桥支架长

17、沙大道高架桥支架2012.3.12娄底吉星路涟娄底吉星路涟水河大桥由于过早拆除水河大桥由于过早拆除支架导致主梁断裂支架导致主梁断裂（二）钢筋工作（二）钢筋工作1 1、钢筋的准备、钢筋的准备 抽样试验（质量检查）抽样试验（质量检查）整直整直除锈去污除锈去污划线下料划线下料（设计折线尺寸与实际下料尺寸）（设计折线尺寸与实际下料尺寸）2 2、钢筋弯制成型和接头、钢筋弯制成型和接头 工作平台，手工或电动弯筋器，标准弯钩。钢筋的接头工作平台，手工或电动弯筋器，标准弯钩。钢筋的接头一般采用电焊（闪光对焊，电弧焊等），现多采用套筒一般采用电焊（闪光对焊，电弧焊等），现多采用套筒冷挤压和直螺纹连接。焊接接头在

18、构件内应尽量错开布冷挤压和直螺纹连接。焊接接头在构件内应尽量错开布置，且受拉主钢筋的接头截面积不得超过受力钢筋总截置，且受拉主钢筋的接头截面积不得超过受力钢筋总截面积的面积的50%。3 3、钢筋骨架的组成、钢筋骨架的组成 焊接钢筋骨架，单片平面骨架焊接钢筋骨架，单片平面骨架立体骨架，焊接变形，立体骨架，焊接变形，绑扎钢筋顺序及注意事项。绑扎钢筋顺序及注意事项。 钢筋直螺纹（套筒）连接钢筋直螺纹（套筒）连接钢钢筋筋骨骨架架焊焊接接及及预预留留拱拱度度T梁跨径（m）10101620工作台上预留拱度（cm）3354657（三）混凝土工作（三）混凝土工作 主要工序主要工序：配制：配制运送运送 浇筑浇筑

19、养护养护拆（脱）模拆（脱）模 配制配制上料顺序（石上料顺序（石-水泥水泥-砂），机械或人工搅拌，坍砂），机械或人工搅拌，坍落度，水灰比，添加剂（早强、泵送、抗裂等）落度，水灰比，添加剂（早强、泵送、抗裂等） 运送运送转运次数，时间和距离，离析、泌水和灰浆流转运次数，时间和距离，离析、泌水和灰浆流失现象失现象 浇筑浇筑浇注工艺，插入（平板）式振捣器，分层浇筑浇注工艺，插入（平板）式振捣器，分层浇筑时的早凝及结合缝的处理时的早凝及结合缝的处理 养护养护与温度、湿度的关系，自然养护，蒸气法养护，与温度、湿度的关系，自然养护，蒸气法养护，大体积混凝土的水化热大体积混凝土的水化热 拆模拆模当强度达到设计

20、强度的当强度达到设计强度的25 50%时，即可拆除时，即可拆除梁的侧模；达到设计吊装强度并不低于设计标号的梁的侧模；达到设计吊装强度并不低于设计标号的70%时，就可起吊主梁；时，就可起吊主梁； 脱模剂脱模剂混凝土拌合站混凝土拌合站浇筑混凝土浇筑混凝土混凝土缺陷混凝土缺陷 裂缝、蜂窝、麻面、露筋、空洞裂缝、蜂窝、麻面、露筋、空洞 腐蚀、表面剥落、碳化等腐蚀、表面剥落、碳化等东海大桥浮吊架设混凝土箱梁东海大桥浮吊架设混凝土箱梁（三）架桥机架梁法（三）架桥机架梁法 闸门式架桥机闸门式架桥机 架梁步骤：架梁步骤： 安装梁纵向拖拉就位，支腿支承在架梁孔的前墩上；安装梁纵向拖拉就位，支腿支承在架梁孔的前墩

21、上； 前（后）方起重横梁运梁前进至安装位置，固定横梁；前（后）方起重横梁运梁前进至安装位置，固定横梁； 落梁，墩顶横移就位；落梁，墩顶横移就位； 整孔梁（多片）架设完后，铺设移动安装梁的轨道。整孔梁（多片）架设完后，铺设移动安装梁的轨道。重复上述工序，直至全桥架设完毕。重复上述工序，直至全桥架设完毕。双导梁公路架桥机双导梁公路架桥机斜缆式架桥机斜缆式架桥机（江阴大桥，跨度（江阴大桥，跨度50m50m）贝雷桁架式架桥机贝雷桁架式架桥机铁路铁路T梁运、架梁运、架铁路运架桥机铁路运架桥机第三节第三节 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算一、概述一、概述 简支梁计算项目包括主梁、横隔梁、桥面板及支座等；简支梁计算项目包括主梁、横隔梁、桥面板及支座等； 主要介绍行车道板计算、主梁荷载横向分布及其内力主要介绍行车道板计算、主梁荷载横向分布及其内力计算方法。设计验算见计算方法。设计验算见“砼结构设计原理砼结构设计原理”。