桥梁工程课件：第二篇第5-6章.ppt

1、第第5章章 概述概述第第6章章 混凝土简支体系桥梁的构造与设计混凝土简支体系桥梁的构造与设计第第7章章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算第第8章章 悬臂和连续体系梁桥悬臂和连续体系梁桥第第9章章 梁式桥的支座梁式桥的支座第第10章章 混凝土斜、弯桥简介混凝土斜、弯桥简介第第11章章 刚架桥简介刚架桥简介第第12章章 混凝土梁式桥的施工混凝土梁式桥的施工第第5章章 概述概述1. 梁式桥的分类梁式桥的分类（1）按承重结构横截面形式：板桥、肋梁桥、箱型）按承重结构横截面形式：板桥、肋梁桥、箱型梁桥梁桥（2）按受力特点：简支、连续、悬臂）按受力特点：简支、连续、悬臂（3）按施工方法：整体式、装

2、配式、装配）按施工方法：整体式、装配式、装配整体式整体式第第6章章 混凝土简支梁桥的构造与设计混凝土简支梁桥的构造与设计6.1混凝土简支板桥混凝土简支板桥板桥的特点：板桥的特点：建筑高度小，其外形简单，制作方便，建筑高度小，其外形简单，制作方便，既便于现场整体浇筑，又便于工厂化成批生产，重量既便于现场整体浇筑，又便于工厂化成批生产，重量不大，架设方便。不大，架设方便。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6.1.1整体式简支板桥的构造整体式简支板桥的构造 1、特点：、特点：整体性能好，横向刚度较大，施工较简便。整体性能好，横向刚度较大，施工较简便。 2、适用：、适用：常用跨径常用跨径48m、

3、不规则桥梁、不规则桥梁 3、横截面：、横截面：高跨比一般为高跨比一般为1/161/23；实心板、矮肋；实心板、矮肋板、空心板；城市高架桥板、空心板；城市高架桥4、配筋、配筋：（双向板双向板）概念？概念？ 1）纵筋：）纵筋：计算。计算。2）横向（分布钢筋）：）横向（分布钢筋）：布于纵向主筋布于纵向主筋内侧内侧6.1.2装配式简支板桥的构造装配式简支板桥的构造特点：特点：缩短工期，并获得较高的施工质量缩短工期，并获得较高的施工质量 （1）矩形实心板桥）矩形实心板桥 1、适应跨径：、适应跨径：1.58m 2、标准图：、标准图： 跨径：跨径：1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、8.

4、0m 板高：板高：0.160.36m 桥面净空：净桥面净空：净7、净、净9； 钢筋：钢筋：HRB335 荷载：汽荷载：汽15，挂，挂80；汽；汽20，挂，挂1003、构造实例、构造实例（2）矩形空心板桥矩形空心板桥 1、特点：、特点：重量小，运输安装方便，建筑高度较重量小，运输安装方便，建筑高度较T梁小梁小2、适应跨径：、适应跨径： 钢筋砼空心板桥：钢筋砼空心板桥：613m 预应力砼空心板桥：预应力砼空心板桥：820m3、标准图：、标准图： 钢筋砼简支板桥标准图：钢筋砼简支板桥标准图： 跨径：跨径：6.0、8.0、10.0、13.0m，板厚：，板厚：0.40.8m 预应力砼简支板桥标准图：预应

5、力砼简支板桥标准图： 跨径：跨径： 8.0、10.0、13.0、16.0m ，板厚：，板厚：0.40.9m注意：注意：1）顶板和底板厚度顶板和底板厚度 80mm80mm，截面最薄处截面最薄处 70mm70mm 2）为保证抗剪强度，按计算设弯起筋和箍筋。）为保证抗剪强度，按计算设弯起筋和箍筋。4、开孔形式：、开孔形式：5、实例、实例（3）装配式板的横向联结）装配式板的横向联结常用的联结方法常用的联结方法 （1）企口混凝土铰联结）企口混凝土铰联结 （2）钢板焊接联结）钢板焊接联结6.2.1横截面形式横截面形式最常用最常用T T形形6.2装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式钢筋混凝

6、土装配式钢筋混凝土T T形梁桥的典型概貌形梁桥的典型概貌6.2.2构造布置构造布置（1）主梁布置）主梁布置 桥面宽度桥面宽度B一定，一定， 主梁间距？主梁间距？决定钢筋、砼用量，决定钢筋、砼用量，构件重量，翼缘刚度。一般为构件重量，翼缘刚度。一般为1.52.3m（2） 横隔梁布置横隔梁布置一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于大于10m，当为铰接时，其间距可取，当为铰接时，其间距可取5m左右。对于钢左右。对于钢筋混凝土简支梁桥，一般在梁端、跨中和四分点处各筋混凝土简支梁桥，一般在梁端、跨中和四分点处各设一道横隔梁就可满足要求。设一道横隔

7、梁就可满足要求。6.2.3截面尺寸拟定截面尺寸拟定（1）主梁梁肋尺寸）主梁梁肋尺寸 高度：尽量采用经济高度高度：尽量采用经济高度 宽度：满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄。宽度：满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄。 沿跨径变化：沿跨径变化：等截面等截面 （2）主梁翼板尺寸）主梁翼板尺寸 宽度：视主梁间距而定。宽度：视主梁间距而定。 厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。（3）横隔梁尺寸）横隔梁尺寸 高度：高度： 中横隔梁：满足抗弯要求，通常为中横隔梁：满足抗弯要求，通常为3/4h； 端横隔梁：为便于安装、检查支座，可

8、与端横隔梁：为便于安装、检查支座，可与 同同高；为运输、安装稳定，应与主梁同高。高；为运输、安装稳定，应与主梁同高。 宽度：通常：宽度：通常：1220cm，上宽下窄，内宽外窄。，上宽下窄，内宽外窄。 6.2.4配筋构造配筋构造（1）主梁配筋）主梁配筋纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等 主筋：承受正弯矩，主筋：承受正弯矩，抵抗拉力抵抗拉力，设置在梁肋的下缘锚固，设置在梁肋的下缘锚固长度长度 斜钢筋：增强梁体的抗剪强度斜钢筋：增强梁体的抗剪强度 箍筋：增强主梁的抗剪强度箍筋：增强主梁的抗剪强度 纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。

9、纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝。 架立钢筋：布置在上缘，固定箍筋和斜筋并使梁内全部架立钢筋：布置在上缘，固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成骨架。钢筋形成骨架。 焊接钢筋骨架焊接钢筋骨架 ：双面焊缝，单面焊缝：双面焊缝，单面焊缝（2）翼缘板配筋）翼缘板配筋 主钢筋：沿横向布置在板的受拉区，以承受板内的弯主钢筋：沿横向布置在板的受拉区，以承受板内的弯矩作用。矩作用。 分布钢筋分布钢筋 ：垂直于主钢筋方向：垂直于主钢筋方向 （3）横隔梁配筋）横隔梁配筋装配式钢筋混凝土装配式钢筋混凝土T T形梁桥，横隔梁靠近下缘布置有承受形梁桥，横隔梁靠近下缘布置有承受正弯矩的钢筋，上缘配有承受负弯矩的

10、钢筋，一般不需配正弯矩的钢筋，上缘配有承受负弯矩的钢筋，一般不需配置斜钢筋置斜钢筋 6.2.5主梁的横向连接主梁的横向连接（1）焊接钢板接头）焊接钢板接头特点：特点：强度可靠，焊后立即承载，施工较困难。强度可靠，焊后立即承载，施工较困难。 （2）横隔梁扣环接头）横隔梁扣环接头 横隔梁扣环接头横隔梁扣环接头 特点：施工较复杂，接头施工后也不能立即承受荷载，特点：施工较复杂，接头施工后也不能立即承受荷载，但强度可靠，整体性及耐久性好。但强度可靠，整体性及耐久性好。 桥面板横向扣环接头桥面板横向扣环接头 （3）桥面板的企口铰连接）桥面板的企口铰连接 局部6钢筋网6.2.6装配式钢筋混凝土简支梁桥构造

11、实例装配式钢筋混凝土简支梁桥构造实例6.3 装配式预应力混凝土简支梁桥装配式预应力混凝土简支梁桥桥规桥规指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于大于50m50m。6.3.1横截面形式横截面形式 串联梁串联梁 6.3.2构造布置构造布置（1）主梁布置）主梁布置当吊装重量不受限制时，适当增加主梁的间距，加大翼当吊装重量不受限制时，适当增加主梁的间距，加大翼缘宽度，可以提高截面效率指标缘宽度，可以提高截面效率指标 , ,但为了防止桥面和但为了防止桥面和翼缘开裂，取值也不宜过大。翼缘开裂，取值也不宜过大。 （2）横隔梁布置）横隔梁布置 中横隔梁应延伸至马蹄的

12、加宽处，当主梁跨度大、梁较中横隔梁应延伸至马蹄的加宽处，当主梁跨度大、梁较高的情况下，为了减小重量而往往将横隔梁的中部挖空高的情况下，为了减小重量而往往将横隔梁的中部挖空 6.3.3截面尺寸拟定截面尺寸拟定（1）主梁高度）主梁高度等截面简支梁：等截面简支梁：h/l=1/151/25（跨径大，取小值；梁数少，（跨径大，取小值；梁数少，取大值）。取大值）。从经济而言，宜取大值，一般中等跨径约取从经济而言，宜取大值，一般中等跨径约取1/161/18。（2）其他细部尺寸）其他细部尺寸对中小跨径，与钢筋砼原则相同对中小跨径，与钢筋砼原则相同 肋宽：一般不受抗剪强度限制，由构造和施工要求肋宽：一般不受抗剪

13、强度限制，由构造和施工要求决定（越薄，决定（越薄， 越大）。通常为：越大）。通常为：140160mm 翼缘的厚度翼缘的厚度 ：为了减小翼板和梁肋连接处的局部应：为了减小翼板和梁肋连接处的局部应力集中和便于脱模，在该处一般还设置折线形承托或圆角力集中和便于脱模，在该处一般还设置折线形承托或圆角。马蹄尺寸马蹄尺寸 （1）面积不宜小于截面总面积的）面积不宜小于截面总面积的1020。（2）马蹄宽度约为肋宽的）马蹄宽度约为肋宽的24倍，管道保护层不宜小于倍，管道保护层不宜小于60mm。（3）马蹄全宽部分的高度加）马蹄全宽部分的高度加1/2斜坡区高度约为梁高的斜坡区高度约为梁高的0.150.20倍，斜坡宜

14、陡于倍，斜坡宜陡于45o。（4）从截面效率指标分析，马蹄应当是越宽而矮越经济。）从截面效率指标分析，马蹄应当是越宽而矮越经济。延伸至马蹄的加宽处延伸至马蹄的加宽处 、中部挖空、中部挖空 6.3.4配筋构造配筋构造6.3.4.1纵向预应力筋的布置纵向预应力筋的布置（1）布置形式）布置形式一般采用将力筋逐渐弯起的曲线配筋形式，全部主筋直一般采用将力筋逐渐弯起的曲线配筋形式，全部主筋直线布置的形式，仅适用于先张法施工的小跨径梁。线布置的形式，仅适用于先张法施工的小跨径梁。（2）弯起及曲线形状）弯起及曲线形状 实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力

15、不大，通常在三分点不大，通常在三分点四分点将预应力筋弯起四分点将预应力筋弯起 弯起曲线形状：圆弧形、抛物线形、悬链线形弯起曲线形状：圆弧形、抛物线形、悬链线形 弯起的曲率半径：弯起的曲率半径：对钢丝束、钢绞线，对钢丝束、钢绞线，d5mm（d为钢丝直径）时，不为钢丝直径）时，不小于小于4m；d5mm时，不小于时，不小于6m；对精轧螺纹钢筋，对精轧螺纹钢筋，D25mm（D为钢筋直径）时，不为钢筋直径）时，不小于小于12m；D25mm时，不小于时，不小于15m。（3）预应力筋在跨中横截面内的布置原则）预应力筋在跨中横截面内的布置原则预应力筋在跨中横截面内的布置，应在保证梁底保护层预应力筋在跨中横截面

16、内的布置，应在保证梁底保护层和位于索界内的前提下，尽量使其重心靠下，以增大预和位于索界内的前提下，尽量使其重心靠下，以增大预应力的偏心距，节省高强钢材。预应力筋在满足构造要应力的偏心距，节省高强钢材。预应力筋在满足构造要求的同时，尽量相互靠拢，以减小下马蹄的尺寸，减小求的同时，尽量相互靠拢，以减小下马蹄的尺寸，减小梁体自重。梁体自重。 6.3.4.2纵向预应力筋的锚固纵向预应力筋的锚固 先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内先张法：主要靠砼的握裹力锚固在梁内 后张法：通过各类锚具锚固在梁端或梁顶后张法：通过各类锚具锚固在梁端或梁顶锚具在梁端的布置必须遵循一定的原则：锚具在梁端的布置必须遵循一定的原

17、则： 锚具的布置应尽量减小局部应力。锚具的布置应尽量减小局部应力。 锚具应在梁端对称于竖轴布置，以免产生过大的横锚具应在梁端对称于竖轴布置，以免产生过大的横向不平衡弯矩。向不平衡弯矩。 锚具之间应留有足够的净距，以便能安装张拉设备，锚具之间应留有足够的净距，以便能安装张拉设备，方便施工作业。方便施工作业。梁端锚固区配筋构造示例梁端锚固区配筋构造示例 带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板 6.3.4.3其他钢筋的布置其他钢筋的布置（1）箍筋的配置）箍筋的配置 腹板内腹板内 自支座中心起长度不小于一自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内倍梁高范围内 ，应采用闭合式箍，应采

18、用闭合式箍筋筋。 马蹄部分马蹄部分，另外设置闭合式另外设置闭合式加强箍筋，定位钢筋加强箍筋，定位钢筋。（2）非预应力纵向受力钢筋）非预应力纵向受力钢筋作用：补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，作用：补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，或更好地分布裂缝和提高梁体韧性等效果，使简支梁的或更好地分布裂缝和提高梁体韧性等效果，使简支梁的设计更加经济合理。设计更加经济合理。 防止梁顶产生开裂防止梁顶产生开裂预加力阶段：防止上缘开裂预加力阶段：防止上缘开裂运营阶段：加强抗压能力运营阶段：加强抗压能力 加强承受预加压力的能力加强承受预加压力的能力 补足极限强度、分布裂缝补足极限强度、分布裂缝 伸

19、缩缝中心线理论支承线梁中心线梁中心线理论支承线普通配筋图梁中心线理论支承线半立面17(外)18(内)19(外)20(内)钢束立面图弯止点工作长度100工作长度100工作长度100弯止点弯止点弯起点N1、N2、N3钢束坐标控制图弯起点弯起点1.图中尺寸除预应力钢束及波纹管直径以mm计外,余均以cm计。2.钢束竖向座标值为梁底至钢束重心的距离,编号框间距为100cm。3.钢束采用A416-87a标准270级钢绞线,直径15.24mm,其标准强度为1860MPa,张拉控制应力为1395MPa,即控制张拉力为Ni=195.3x股数(KN)。5.钢束孔道采用预埋波纹管,9股钢束波纹管内径80mm,外径8

20、7mm；7 股钢束波纹管内径70mm,外径77mm。内梁支点普通钢筋内梁支点截面内梁跨中普通钢筋内梁跨中截面6.4组合梁桥组合梁桥常用型式常用型式：（1 1）形组合梁桥：形组合梁桥：适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥支梁桥 （2 2）箱形组合梁桥）箱形组合梁桥：只适用于预应力混凝土梁桥只适用于预应力混凝土梁桥 特点及设计时的注意事项：特点及设计时的注意事项：1 1、结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位、结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位2 2、分阶段受力。、分阶段受力。装配式装配式T T梁与组合梁的应力图比较梁与组合梁的应力图比较 预预应应力力混混凝凝土土形形

21、组组合合梁梁桥桥构构造造实实例例 思考题思考题1. 整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？2. 为什么跨径大于为什么跨径大于20m以上的简支体系桥梁应采用肋梁以上的简支体系桥梁应采用肋梁式截面式截面?3. 装配式板桥和装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些？装配式板桥和装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些？4. 简支梁桥的上部构造由哪些部分组成？各有什么作用？简支梁桥的上部构造由哪些部分组成？各有什么作用？5. 预应力混凝土梁桥的配束原则是什么预应力混凝土梁桥的配束原则是什么?6. 在预应力混凝土简支梁桥中，在哪些情况下应将非预在预应力混凝土简支梁桥中，在哪些情况下应将非预应力钢筋与预应力筋协同配置？说明非预应力筋所起应力钢筋与预应力筋协同配置？说明非预应力筋所起的作用。的作用。7. 组合式梁桥与装配式梁桥的受力特点有什么不同？组合式梁桥与装配式梁桥的受力特点有什么不同？