混凝土简支梁(板)桥结构与构造课件.ppt

1、 第三章第三章 简支梁（板）桥结构与施工简支梁（板）桥结构与施工 梁式桥的发展梁式桥的发展 n材料：木、石梁桥材料：木、石梁桥钢梁桥、钢筋砼梁桥和预应力砼梁桥钢梁桥、钢筋砼梁桥和预应力砼梁桥n跨度：跨度：几十米几十米几百米几百米n结构形式：结构形式：简支梁简支梁 悬臂梁、连续梁悬臂梁、连续梁n截面形式：截面形式：实腹板梁实腹板梁 桁梁、箱梁桁梁、箱梁n应用广泛（特大桥梁的引桥、斜桥、弯桥、坡桥）应用广泛（特大桥梁的引桥、斜桥、弯桥、坡桥）简支梁桥简支梁桥Simply Supported Beam Bridgen相邻桥孔单独受力，静定结构。适用相邻桥孔单独受力，静定结构。适用于中小跨度。结构简单

2、，架设方便，于中小跨度。结构简单，架设方便，易设计成标准跨径的装配式构件。易设计成标准跨径的装配式构件。陇海线新沂河桥陇海线新沂河桥 n预应力砼简支梁桥预应力砼简支梁桥n跨径：跨径：23.9mn年份：年份：1956 浙江瑞安飞云江桥浙江瑞安飞云江桥n预应力砼简支梁桥预应力砼简支梁桥n跨度：跨度：62mn建桥年份：建桥年份：1988开封黄河公路大桥（开封黄河公路大桥（1989）n简支梁桥简支梁桥n全长：全长：4475.09m （7750+3120m）3.1 混凝土简支梁（板）桥结构与构造混凝土简支梁（板）桥结构与构造3.1.1 简支板桥的构造简支板桥的构造3.1.2 钢筋混凝土简支梁桥的构造钢筋

3、混凝土简支梁桥的构造3.1.3 预应力混凝土简支梁桥的构造预应力混凝土简支梁桥的构造梁桥截面形式（梁桥截面形式（1）板式截面板式截面实心板实心板 空心板空心板梁肋式板梁肋式板 异形板异形板梁桥截面形式（梁桥截面形式（2）肋形截面肋形截面T形梁形梁I字形梁字形梁II形梁形梁梁桥截面形式梁桥截面形式 箱形截面箱形截面B=14mB=1218mB=22mB=2232m 一、简支板桥的构造简支板桥的构造 简支板桥简支板桥 n钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过13mn预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过25m 板桥是小跨径桥梁最

4、常用的桥型之一。其建筑高度小，适用于桥板桥是小跨径桥梁最常用的桥型之一。其建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，还可用于降低桥头引道高度，缩短引道的长度。下净空受限制的桥梁，还可用于降低桥头引道高度，缩短引道的长度。外形简单，制作和架设方便。外形简单，制作和架设方便。但板桥的跨径不宜过大。但板桥的跨径不宜过大。1、整体式整体式简支板桥简支板桥 n适用于跨径为适用于跨径为58m的小桥，等厚度矩形实心截面的小桥，等厚度矩形实心截面n板厚与跨径之比（高跨比）：板厚与跨径之比（高跨比）：1/161/23，随跨径增大取用较小值。，随跨径增大取用较小值。整体式整体式简支板桥的配筋简支板桥的配筋 n【纵向

5、受力主钢筋纵向受力主钢筋】直径直径10mm，间距，间距70200mm。中间。中间2/3板宽板宽 按计算配置，两侧各按计算配置，两侧各1/6的范围内增加的范围内增加15%n【横向分布钢筋横向分布钢筋】直径直径 8mm，间距，间距 200mm。n【弯起钢筋弯起钢筋】部分主筋在部分主筋在1/41/6计算跨径处按计算跨径处按30o45o的角度弯起。的角度弯起。通过支点的不弯起的主筋，每米板宽内不少于通过支点的不弯起的主筋，每米板宽内不少于3 根，根，且不少于主钢筋截面面积的且不少于主钢筋截面面积的1/4。整体式简支板桥的钢筋构造整体式简支板桥的钢筋构造 2、装配式实心矩形装配式实心矩形板桥板桥 n跨径

6、：跨径：5m，6m，8mn每块预制板的宽度为每块预制板的宽度为1.0m，板高：，板高：0.160.36m现浇混凝土预制构件(a)(b)(c)(d)(e)装配式矩形板桥的钢筋构造装配式矩形板桥的钢筋构造 95102210224.54.59912 14252510102828598/21081425252.5280464203360960412101848591594933030132板中心线256910 3、装配式空心装配式空心板桥板桥 n钢筋混凝土空心板：钢筋混凝土空心板：6m，8m，10m，13m 板厚板厚0.40.8mn预应力混凝土空心板：预应力混凝土空心板：8m，10m，13m，16m，

7、20m 板厚板厚0.40.9mn空心板的顶板和底板厚度，均不应小于空心板的顶板和底板厚度，均不应小于80mm。截面的最薄处不得小于。截面的最薄处不得小于70mm。现浇混凝土预制构件(a)(b)(c)(d)(e)空心板截面形式空心板截面形式 nc、d使用广泛使用广泛n钢管芯模、木芯模钢管芯模、木芯模 空心矩形板空心矩形板 装配式钢筋混凝土空心板钢筋构造 装配式板的横向连接（一）装配式板的横向连接（一）n企口式混凝土铰企口式混凝土铰n细骨料混凝土填实细骨料混凝土填实n铺装层参与受力铺装层参与受力(a）(b）(c）(d）装配式板的横向连接（二）装配式板的横向连接（二）n钢板连接钢板连接n纵向中距：纵

8、向中距：80150mmA-AB-BBBN 1N 2N 31 22 0主 钢 筋AA810N 1N 2N 3 整体式整体式简支板桥的设计简支板桥的设计 钢筋混凝土受弯构件正截面的承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面的承载力计算220000 xhAfMMxhbxfMMAfbxfssdudcdudssdcdfcd混凝土轴心抗压强度设计值混凝土轴心抗压强度设计值 b截面宽度截面宽度 x受压区高度受压区高度fsd纵向受拉钢筋抗拉强度设计值纵向受拉钢筋抗拉强度设计值 As纵向受拉钢筋的截面面积纵向受拉钢筋的截面面积0结构的重要性系数结构的重要性系数 Md计算截面上的弯矩组合计算值计算截面上的弯矩组合计算值

9、Mu计算截面的抗弯承载力计算截面的抗弯承载力 h0截面有效高度截面有效高度计算步骤计算步骤200 xhbxfMMcdud（1）板控制截面的弯矩组合设计值）板控制截面的弯矩组合设计值（2）计算受压区高度）计算受压区高度 x （3）求所需钢筋面积）求所需钢筋面积As)(1100KQQGKGdMMM0hxbsdcdsfbxfA 012.0003.0min0bhAs（4）选择并布置钢筋选择并布置钢筋 习题习题n现浇整体式钢筋混凝土矩形截面简支的板厚现浇整体式钢筋混凝土矩形截面简支的板厚h=350mm，每米板宽承，每米板宽承受跨中恒载弯矩标准值受跨中恒载弯矩标准值MGK=43.7kNm，汽车荷载弯矩标准

10、值，汽车荷载弯矩标准值MQ1K=111.5kNm（已计入冲击系数）。采用（已计入冲击系数）。采用C30混凝土和混凝土和HRB335钢钢筋。安全等级为二级。求所需纵向钢筋截面面积，并进行钢筋布置。筋。安全等级为二级。求所需纵向钢筋截面面积，并进行钢筋布置。fad=13.8MPa，fsd=280MPa，b=0.56，min=0.22%as=35mm，受拉钢筋受拉钢筋18 习题答案习题答案（1）板控制截面的弯矩组合设计值）板控制截面的弯矩组合设计值（2）计算受压区高度）计算受压区高度 （3）求所需钢筋面积）求所需钢筋面积AsmkNMMMKQQGKGd54.2085.1114.17.432.111mk

11、NMd54.2080231510008.131054.2086xxmmhmmxb4.17631556.0520mmh315353500225632805210008.13mmfbxfAsdcds（4）选择并布置钢筋）选择并布置钢筋查表得查表得1m板宽按计算配置受拉钢筋为板宽按计算配置受拉钢筋为18，间距为，间距为95mm，截面的面积截面的面积As=2679mm2。%22.0%86.031010002679min0bhAs 空心板截面换算成等效工字型截面空心板截面换算成等效工字型截面 DDhkk63b23Dyi43h 1/上翼板厚度Dyi43h 2下翼板厚度Dbi33b 腹板厚度 二、钢筋混凝土

12、二、钢筋混凝土简支梁桥的构造简支梁桥的构造 一般构造一般构造n钢筋混凝土钢筋混凝土T形截面简支梁桥的标准跨径不宜超过形截面简支梁桥的标准跨径不宜超过16m。n高跨比：高跨比：1/111/16，随跨径增大取用较小值。，随跨径增大取用较小值。n主梁片数主梁片数四、五片；主梁间距四、五片；主梁间距1.52.2m。n应设跨端和跨间横隔梁，间距应设跨端和跨间横隔梁，间距10m 主梁的构造主梁的构造n腹板宽度腹板宽度140mm（150180mm）n翼缘悬臂端的厚度翼缘悬臂端的厚度100mmn与腹板相连处的翼缘厚度与腹板相连处的翼缘厚度梁高的梁高的1/10 主梁的横向连接（一）主梁的横向连接（一）【焊接钢板

13、接头焊接钢板接头】主梁的横向连接（二）主梁的横向连接（二）【扣环接头扣环接头】主梁的横向连接（三）主梁的横向连接（三）【企口铰连接企口铰连接】单片主梁单片主梁 各主梁联成整体各主梁联成整体T梁吊装梁吊装 钢筋种类和布置钢筋种类和布置n主钢筋（纵向受拉钢筋）、弯起钢筋、斜钢筋、架立钢筋、主钢筋（纵向受拉钢筋）、弯起钢筋、斜钢筋、架立钢筋、箍筋、分布钢筋（水平纵向钢筋）箍筋、分布钢筋（水平纵向钢筋）主钢筋主钢筋 n钢筋为三层及以下时，不应小于钢筋为三层及以下时，不应小于30mm；并不小于钢筋直径；并不小于钢筋直径；n钢筋为三层以上时，不应小于钢筋为三层以上时，不应小于40mm，并不小于钢筋直径的，

14、并不小于钢筋直径的1.25倍。倍。【横向净距和竖向净距横向净距和竖向净距】【数量数量】由抗弯计算确定由抗弯计算确定【混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度】梁底：梁底：3050mm；梁侧：梁侧：25mm 弯起钢筋和斜钢筋弯起钢筋和斜钢筋 n二者的设置位置和数量由抗剪计算确定。二者的设置位置和数量由抗剪计算确定。n梁的支点处，应至少有两根且不少于总数梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过。的下层受拉主钢筋通过。n弯起角宜取弯起角宜取450。箍筋箍筋【直径直径】不小于不小于8mm，且不小于，且不小于 1/4主筋直径。主筋直径。【间距间距】不应大于不应大于1/2梁高，且不大于梁高，

15、且不大于400mm。在支座中心沿跨径。在支座中心沿跨径 方向不小于一倍梁高范围内，箍筋间距方向不小于一倍梁高范围内，箍筋间距100mm。架立钢筋架立钢筋 n位于顶板内位于顶板内n构造钢筋构造钢筋 纵向钢筋（分布钢筋）纵向钢筋（分布钢筋）n直径为直径为68mm，钢筋截面积宜为，钢筋截面积宜为（0.0010.002）bh。n间距在受拉区不应大于腹板宽度，间距在受拉区不应大于腹板宽度，且且200mm，在受压区，在受压区 300mm。n在支点附近剪力较大区段，腹板两侧在支点附近剪力较大区段，腹板两侧纵向钢筋截面面积应予增加，纵向钢纵向钢筋截面面积应予增加，纵向钢筋间距宜为筋间距宜为100150mm。桥

16、例桥例 桥例桥例 三、预应力混凝土三、预应力混凝土简支梁桥的构造简支梁桥的构造n预应力混凝土简支梁桥的预应力混凝土简支梁桥的 标准跨径不宜大于标准跨径不宜大于50m。预应力混凝土梁桥预应力混凝土梁桥Prestressed concrete beam bridge 横截面形式横截面形式 n为布置预应力束筋和承受预压力，为布置预应力束筋和承受预压力，腹板一般设有马蹄或下缘加宽。腹板一般设有马蹄或下缘加宽。箱型梁箱型梁 n抗扭刚度大，荷载分布均匀，抗扭刚度大，荷载分布均匀，适用大跨度预应力砼简支梁。适用大跨度预应力砼简支梁。主梁的布置主梁的布置n预应力混凝土简支预应力混凝土简支T梁的标准跨径：梁的标

17、准跨径：2540m。n高跨比：高跨比：1/151/25，随跨度增大取较小值。，随跨度增大取较小值。n主梁间距：主梁间距：1.82.5m。n横隔梁布置：中部挖空，延伸至马蹄加宽处。横隔梁布置：中部挖空，延伸至马蹄加宽处。主梁的细部尺寸主梁的细部尺寸【腹板宽度腹板宽度】150180mm【上翼缘板宽度上翼缘板宽度】1.62.5m【马蹄马蹄】宽度约为肋宽的宽度约为肋宽的24倍，马蹄全宽部分高度加倍，马蹄全宽部分高度加1/2斜坡斜坡 高度约为梁高的高度约为梁高的0.150.20倍。倍。主梁的细部尺寸主梁的细部尺寸n支点附近马蹄应逐渐加高，支点附近马蹄应逐渐加高，腹板也加厚至与马蹄同宽，腹板也加厚至与马蹄

18、同宽，加宽范围最好达到加宽范围最好达到1倍梁高，倍梁高，自第一道内横隔梁起过渡。自第一道内横隔梁起过渡。钢筋种类钢筋种类n纵向预应力筋纵向预应力筋n箍筋、水平分布钢筋、箍筋、水平分布钢筋、架立钢筋与定位钢筋等架立钢筋与定位钢筋等 预应力钢筋的布置预应力钢筋的布置【索界索界】两条曲线所围成的钢束重心界限，两条曲线所围成的钢束重心界限，保证保证构件在最小外荷载和构件在最小外荷载和 最不利荷载作用下，最不利荷载作用下，上下缘上下缘混凝土均不会出现拉应力。混凝土均不会出现拉应力。曲线配筋的作用曲线配筋的作用n满足索界要求。满足索界要求。n抵消支点附近外荷载剪力。抵消支点附近外荷载剪力。n锚具分散，改善

19、局部承压。锚具分散，改善局部承压。预应力筋布置方式预应力筋布置方式（d）（c）（b）（a）aa 曲线布筋方式曲线布筋方式【钢束弯起点钢束弯起点】三分点到四分点之间三分点到四分点之间【钢束弯起角度钢束弯起角度】不宜大于不宜大于20度度【曲线形状曲线形状】圆弧线、抛物线或悬链线圆弧线、抛物线或悬链线预应力筋的锚固预应力筋的锚固n在先张法预应力混凝土梁（在先张法预应力混凝土梁（prepretensioned tensioned prestressedprestressed concrete concrete girdergirder）中，预应力筋靠混凝土的握裹力锚固在梁体内；）中，预应力筋靠混凝土的

20、握裹力锚固在梁体内；n而在后张法预应力混凝土梁（而在后张法预应力混凝土梁（post-tensioned post-tensioned prestressedprestressed concrete girder concrete girder）中，则通过各类锚具锚固在梁端或梁顶。）中，则通过各类锚具锚固在梁端或梁顶。锚具布置锚具布置 【锚具布置原则锚具布置原则】分散、均匀。分散、均匀。箍筋箍筋【直径直径】不小于不小于10mm的带肋钢筋的带肋钢筋【间距间距】250mm。距支座中心。距支座中心1h范围内范围内 采用闭合式箍筋，间距采用闭合式箍筋，间距 100mm。【马蹄内箍筋马蹄内箍筋】直径直径8mm，间距，间距200mm定位钢筋定位钢筋 公路预应力混凝土公路预应力混凝土T形梁桥形梁桥7530825102996/21640135313.5461601758104864864862916/2151938内梁半立面图(a)30(b)751752520160支点截面16036跨中截面16016019361010101615203060160700/2158700/2公路预应力混凝土公路预应力混凝土箱箱形梁桥形梁桥