混凝土简支梁桥的构造与设计课件.ppt
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- 混凝土 简支梁桥 构造 设计 课件
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1、桥梁工程(Bridge Engineering)1-1 1-1 混凝土梁桥概述混凝土梁桥概述 1-2 1-2 简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计 1-31-3 简支肋梁桥构造及设计简支肋梁桥构造及设计-梁桥梁桥指结构在垂直荷载作用下,支座只产生指结构在垂直荷载作用下,支座只产生垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。u静力特性:静力特性:简支梁式桥;连续梁桥;悬臂梁桥;简支梁式桥;连续梁桥;悬臂梁桥;T T形刚架桥形刚架桥。u截面形式:截面形式:板式梁桥;肋梁式梁桥;箱形梁桥。板式梁桥;肋梁式梁桥;箱形梁桥。u预应力度:预应力度:普通钢筋混凝土;部分预应力
2、混凝土;普通钢筋混凝土;部分预应力混凝土;全预应力混凝土梁桥。全预应力混凝土梁桥。架架 混凝土梁桥的优缺点混凝土梁桥的优缺点缺点:缺点:自重大。自重大。钢筋混凝土梁带裂缝工作。钢筋混凝土梁带裂缝工作。混凝土材料是抗拉性能极差混凝土材料是抗拉性能极差的一种材料,处于受拉区的混凝土的一种材料,处于受拉区的混凝土容易出现裂缝容易出现裂缝。一、混凝土梁桥的特点一、混凝土梁桥的特点 造价低,造价低,可就地取材可就地取材 耐久性好,耐久性好,混凝土耐久性好,耐高温混凝土耐久性好,耐高温 可塑性强,可塑性强,以按照设计意图做成各种形状的结构,例如以按照设计意图做成各种形状的结构,例如适应线形的变化做成曲线桥
3、。适应线形的变化做成曲线桥。刚度大刚度大 噪音小噪音小优点:优点:预应力的作用。预应力的作用。通过张拉通过张拉预应力筋预应力筋,使受拉区预先储备,使受拉区预先储备一定的压应力,在外力作用时,混凝土一定的压应力,在外力作用时,混凝土可不出现拉应力可不出现拉应力或或不出现超过某一限值的拉应力不出现超过某一限值的拉应力。全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝。全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝。节省材料,提高桥梁的跨越能力。节省材料,提高桥梁的跨越能力。与钢筋混凝土梁桥相与钢筋混凝土梁桥相比,一般可节省钢材比,一般可节省钢材3040,跨径愈大节省愈多。,跨径愈大节省愈多。更适合于装配式桥梁。更适
4、合于装配式桥梁。如悬臂拼装、顶推法和旋转施工如悬臂拼装、顶推法和旋转施工法在预应力混凝土梁桥中得到新的发展,可根据需要在法在预应力混凝土梁桥中得到新的发展,可根据需要在结构纵、横向和竖向任意分段,施加预应力,即可集成结构纵、横向和竖向任意分段,施加预应力,即可集成理想的整体。理想的整体。预应力混凝土梁桥的优点预应力混凝土梁桥的优点1.整体浇筑式整体浇筑式 就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥,由于就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥,由于施工工期长施工工期长,占用支架和模板多占用支架和模板多,而且,而且施工受季节的影响大施工受季节的影响大,使,使施工费用施工费用增加增加,因此一般只在运输困难的地区以一些特
5、殊情况(,因此一般只在运输困难的地区以一些特殊情况(如修如修建斜桥,弯桥及异形变宽桥建斜桥,弯桥及异形变宽桥)时才被采用。)时才被采用。2.预制装配式预制装配式 可任意纵向、横向分缝。其最常用的经济合理跨径在可任意纵向、横向分缝。其最常用的经济合理跨径在20m以下,以下,悬臂梁和连续梁悬臂梁和连续梁适宜的跨径在适宜的跨径在6070m以下。以下。二、混凝土梁桥的施工方法二、混凝土梁桥的施工方法(1 1)纵向竖缝划分)纵向竖缝划分(2 2)纵向水平缝划分)纵向水平缝划分组合式梁桥组合式梁桥搁预制板和浇砼(3 3)纵、横向竖缝划分)纵、横向竖缝划分串联梁串联梁 板桥的特点是板桥的特点是建筑高度小建筑
6、高度小、构造构造简单简单、施工方便施工方便,采用预制装配施工,采用预制装配施工时,预制构件重量小、架设方便。时,预制构件重量小、架设方便。主主要缺点是:跨径不宜过大。要缺点是:跨径不宜过大。板式截面根据其截面形式和施工板式截面根据其截面形式和施工方式可划分为:方式可划分为:整体式矩形实心板整体式矩形实心板、装配式板装配式板、装配整体组合式板装配整体组合式板、异形异形板板。前三种板主要用于小跨度板式梁。前三种板主要用于小跨度板式梁桥,包括桥,包括简支板桥简支板桥、连续板桥连续板桥和和斜板斜板桥桥。异形板截面形式主要用于城市高。异形板截面形式主要用于城市高架桥及跨度在架桥及跨度在202030m30
7、m、桥面较宽的预、桥面较宽的预应力混凝土连续板桥。应力混凝土连续板桥。板桥横截面图板桥横截面图一、整体式板桥一、整体式板桥u常用跨径一般在常用跨径一般在8m8m以下,板厚与跨径之以下,板厚与跨径之比一般为比一般为1/121/121/161/16,但,但10cm10cm。u桥面宽度往往大于跨径,桥面宽度往往大于跨径,实际上双向受实际上双向受力状态力状态。当桥面板宽较大时,除配置纵。当桥面板宽较大时,除配置纵向的受力钢筋外,尚应计算配置板的横向的受力钢筋外,尚应计算配置板的横向受力钢筋。向受力钢筋。u行车道行车道(人行道人行道)内主钢筋直径应内主钢筋直径应10mm(8mm)10mm(8mm),间距
8、应,间距应20cm20cm,一般也一般也7cm7cm,分布钢筋直径分布钢筋直径8mm(6mm)8mm(6mm),间距,间距20cm20cm,并且在,并且在单位板长的截面配筋率单位板长的截面配筋率0.10.1。u行车道板内主钢筋可在沿板高中心纵轴线的行车道板内主钢筋可在沿板高中心纵轴线的1/41/41/61/6计算跨径计算跨径处按处按30304545弯起。通过支点的不弯起的主筋,每米板宽内弯起。通过支点的不弯起的主筋,每米板宽内33根,并根,并1/41/4的主钢筋截面积的主钢筋截面积。二、装配式简支板桥的构造二、装配式简支板桥的构造1 1)实心板梁桥)实心板梁桥 实心板截面形状简单、施工方便、建
9、筑高度小、结构整实心板截面形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大,是小跨径梁桥普遍采用的形式。一般采用钢筋体刚度大,是小跨径梁桥普遍采用的形式。一般采用钢筋混凝土,跨径小于混凝土,跨径小于8m8m,标准图的跨径为,标准图的跨径为1.51.5,2.02.0,3.03.0,4.0,5.0,6.0,8.0。桥面净宽为桥面净宽为净净7 7和和净净9 9两种。适合于小跨径桥梁。两种。适合于小跨径桥梁。装配式板桥梁高与跨径比值装配式板桥梁高与跨径比值结结 构构 类类 型型截截 面面 型型 式式l(m)h(m)钢筋混凝土钢筋混凝土实实 心心1.5 80.16 0.36空空 心心6 130.4 0.8
10、 预应力混凝土预应力混凝土实实 心心/空空 心心8 200.4 0.85 空心板截面形状较实心板复杂,整体刚度大,建筑高空心板截面形状较实心板复杂,整体刚度大,建筑高度小,但是顶板内需要配制钢筋,同实心板一样是小跨径度小,但是顶板内需要配制钢筋,同实心板一样是小跨径梁桥普遍采用的形式。空心板的梁桥普遍采用的形式。空心板的顶板顶板和和底板底板厚度应厚度应8cm8cm,空洞端部应予填封空洞端部应予填封,以保证施工质量和承载的需要。,以保证施工质量和承载的需要。a)a)型和型和b)b)型为单孔,挖空率大,质量小,但顶板需配置横向受力钢筋来型为单孔,挖空率大,质量小,但顶板需配置横向受力钢筋来承担荷载
11、的作用,其中承担荷载的作用,其中a)a)型顶部略呈拱形,可以节省一些钢筋,但模板型顶部略呈拱形,可以节省一些钢筋,但模板较复杂;较复杂;c)c)型和型和d)d)型为双圆孔形,其中型为双圆孔形,其中c)c)型为双圆孔,施工时可用无缝型为双圆孔,施工时可用无缝钢管钢管(或充气囊或充气囊)作芯模,但挖空率小,质量较大,作芯模,但挖空率小,质量较大,d)d)型芯模则由两个半型芯模则由两个半圆和两块侧模板组成,当板的厚度改变时,只需改变侧板高度即可。圆和两块侧模板组成,当板的厚度改变时,只需改变侧板高度即可。跨径跨径8m8m装配式空心板桥的构造图装配式空心板桥的构造图先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图
12、(单位:先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图(单位:cm,钢筋直径:,钢筋直径:mm)3 3)装配式空心板桥的横向连接)装配式空心板桥的横向连接 装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造以保证板装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造以保证板块共同承受车辆荷载。常用的横向连接方式有块共同承受车辆荷载。常用的横向连接方式有企口混凝土铰企口混凝土铰连接连接和和钢板焊接连接钢板焊接连接。(1 1)企口混凝土铰联接)企口混凝土铰联接企口混凝土铰接型式有企口混凝土铰接型式有圆形圆形、菱形菱形和和漏斗漏斗形三种形三种 实践证明:企口式混凝土铰能保证传递横向剪力,使各实践证明:企口式混凝土铰能保证传递横向剪力,
13、使各块板共同受力。块板共同受力。企口混凝土铰接型式企口混凝土铰接型式C25C40号细骨料砼填实铺装层参与受力2 2)钢板焊接联接)钢板焊接联接 由于企口混凝土铰由于企口混凝土铰需要现场浇筑混凝土,需要现场浇筑混凝土,并需要混凝土强度达到并需要混凝土强度达到设计强度后才能通车,设计强度后才能通车,为了加快工程进度,亦为了加快工程进度,亦可采用可采用钢板连接钢板连接。钢板连接构造钢板连接构造(单位:单位:cm)纵向中距80150cm三、斜交板桥的构造三、斜交板桥的构造1 1)斜板桥的受力特点)斜板桥的受力特点 荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。
14、在较在较宽的斜板中部宽的斜板中部,其最大主弯矩方向,其最大主弯矩方向(即在垂直于该方向即在垂直于该方向的截面上没有扭矩的截面上没有扭矩)几乎接近与支承边正交几乎接近与支承边正交。斜板的最大主弯矩方向斜板的最大主弯矩方向 用比拟连续梁的工作来描述各用比拟连续梁的工作来描述各角点受力情况。在角点受力情况。在钝角钝角B,CB,C处处产生产生较大的负弯矩较大的负弯矩,其,其方向垂方向垂直于钝角的二等分线直于钝角的二等分线;在在B,CB,C点的反力也较大点的反力也较大,锐角锐角A,DA,D点点的反力较小的反力较小,当,当斜交角斜交角与与斜的斜的宽跨比宽跨比都较大时,锐角便有都较大时,锐角便有向向上翘起上
15、翘起的趋势。的趋势。比拟连续梁比拟连续梁2 2)斜板桥的构造)斜板桥的构造 斜板桥的钢筋可按下列规定布置斜板桥的钢筋可按下列规定布置:斜板桥钢筋布置斜板桥钢筋布置 整体式斜板桥整体式斜板桥 当斜交角当斜交角15时,时,主筋主筋平行于平行于桥纵轴线方向桥纵轴线方向布置布置;当当15时,时,主筋宜主筋宜垂直垂直于于板的支座轴线方向板的支座轴线方向布置。布置。板的自由边上下板的自由边上下应各设一应各设一条条不少于不少于3 3根根平行于自由边平行于自由边的钢筋带,并用的钢筋带,并用箍筋箍牢。箍筋箍牢。钝角部位钝角部位布置加强钢筋,布置加强钢筋,其其直径直径12mm12mm,间距为,间距为101015c
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