混凝土簡支梁橋的構(gòu)造與設(shè)計課件

1、橋梁工程(Bridge Engineering)授課人：王智超土木工程與力學(xué)學(xué)院第二篇 混凝土梁橋和剛架橋第一章 混凝土簡支梁橋的構(gòu)造及設(shè)計1-1 混凝土梁橋概述1-2 簡支板橋的構(gòu)造及設(shè)計1-3 簡支肋梁橋構(gòu)造及設(shè)計-第一節(jié) 混凝土梁橋概述 梁橋指結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下，支座只產(chǎn)生垂直反力而無推力的梁式體系橋的總稱。 靜力特性：簡支梁式橋；連續(xù)梁橋；懸臂梁橋；T形剛架橋。截面形式：板式梁橋；肋梁式梁橋；箱形梁橋。 預(yù)應(yīng)力度：普通鋼筋混凝土；部分預(yù)應(yīng)力混凝土；全預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。架架 混凝土梁橋的優(yōu)缺點缺點： 自重大。鋼筋混凝土梁帶裂縫工作?；炷敛牧鲜强估阅軜O差的一種材料，處于受拉區(qū)的混凝土

2、容易出現(xiàn)裂縫。一、混凝土梁橋的特點造價低，可就地取材耐久性好，混凝土耐久性好，耐高溫可塑性強，以按照設(shè)計意圖做成各種形狀的結(jié)構(gòu)，例如適應(yīng)線形的變化做成曲線橋。 剛度大噪音小優(yōu)點： 預(yù)應(yīng)力的作用。通過張拉預(yù)應(yīng)力筋，使受拉區(qū)預(yù)先儲備一定的壓應(yīng)力，在外力作用時，混凝土可不出現(xiàn)拉應(yīng)力或不出現(xiàn)超過某一限值的拉應(yīng)力。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫。節(jié)省材料，提高橋梁的跨越能力。與鋼筋混凝土梁橋相比，一般可節(jié)省鋼材3040，跨徑愈大節(jié)省愈多。更適合于裝配式橋梁。如懸臂拼裝、頂推法和旋轉(zhuǎn)施工法在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中得到新的發(fā)展，可根據(jù)需要在結(jié)構(gòu)縱、橫向和豎向任意分段，施加預(yù)應(yīng)力，即可集成理想的整體。預(yù)應(yīng)

3、力混凝土梁橋的優(yōu)點1. 整體澆筑式 就地澆筑的整體式鋼筋混凝土梁橋，由于施工工期長，占用支架和模板多，而且施工受季節(jié)的影響大，使施工費用增加，因此一般只在運輸困難的地區(qū)以一些特殊情況（如修建斜橋，彎橋及異形變寬橋）時才被采用。 2. 預(yù)制裝配式 可任意縱向、橫向分縫。其最常用的經(jīng)濟(jì)合理跨徑在20m以下，懸臂梁和連續(xù)梁適宜的跨徑在6070m以下。二、混凝土梁橋的施工方法（1）縱向豎縫劃分（2）縱向水平縫劃分組合式梁橋擱預(yù)制板和澆砼（3）縱、橫向豎縫劃分串聯(lián)梁第二節(jié) 簡支板橋的構(gòu)造及設(shè)計 板橋的特點是建筑高度小、構(gòu)造簡單、施工方便，采用預(yù)制裝配施工時，預(yù)制構(gòu)件重量小、架設(shè)方便。主要缺點是：跨徑不宜

4、過大。 板式截面根據(jù)其截面形式和施工方式可劃分為：整體式矩形實心板、裝配式板、裝配整體組合式板、異形板。前三種板主要用于小跨度板式梁橋，包括簡支板橋、連續(xù)板橋和斜板橋。異形板截面形式主要用于城市高架橋及跨度在2030m、橋面較寬的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板橋。 板橋橫截面圖一、整體式板橋常用跨徑一般在8m以下，板厚與跨徑之比一般為1/121/16，但10cm。橋面寬度往往大于跨徑，實際上雙向受力狀態(tài)。當(dāng)橋面板寬較大時，除配置縱向的受力鋼筋外，尚應(yīng)計算配置板的橫向受力鋼筋。行車道(人行道)內(nèi)主鋼筋直徑應(yīng)10mm(8mm)，間距應(yīng)20cm，一般也7cm,分布鋼筋直徑8mm(6mm)，間距20cm，并且在單

5、位板長的截面配筋率0.1。行車道板內(nèi)主鋼筋可在沿板高中心縱軸線的1/41/6計算跨徑處按3045彎起。通過支點的不彎起的主筋，每米板寬內(nèi)3根，并1/4的主鋼筋截面積。二、裝配式簡支板橋的構(gòu)造1）實心板梁橋 實心板截面形狀簡單、施工方便、建筑高度小、結(jié)構(gòu)整體剛度大，是小跨徑梁橋普遍采用的形式。一般采用鋼筋混凝土，跨徑小于8m，標(biāo)準(zhǔn)圖的跨徑為1.5，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0 。 橋面凈寬為凈7和凈9兩種。適合于小跨徑橋梁。裝配式板橋梁高與跨徑比值結(jié) 構(gòu) 類 型截 面 型 式l（m）h（m）鋼筋混凝土實 心1.5 80.16 0.36空 心6 130.4 0.8 預(yù)應(yīng)力混凝土實

6、 心/空 心8 200.4 0.85 空心板截面形狀較實心板復(fù)雜，整體剛度大，建筑高度小，但是頂板內(nèi)需要配制鋼筋，同實心板一樣是小跨徑梁橋普遍采用的形式?？招陌宓捻敯搴偷装搴穸葢?yīng)8cm，空洞端部應(yīng)予填封，以保證施工質(zhì)量和承載的需要。 2）空心板梁橋a)型和b)型為單孔，挖空率大，質(zhì)量小，但頂板需配置橫向受力鋼筋來承擔(dān)荷載的作用，其中a)型頂部略呈拱形，可以節(jié)省一些鋼筋，但模板較復(fù)雜；c)型和d)型為雙圓孔形，其中c)型為雙圓孔，施工時可用無縫鋼管(或充氣囊)作芯模，但挖空率小，質(zhì)量較大，d)型芯模則由兩個半圓和兩塊側(cè)模板組成，當(dāng)板的厚度改變時，只需改變側(cè)板高度即可?？鐝?m裝配式空心板橋的構(gòu)造

7、圖吊裝用鋼環(huán)裝配式簡支空心板吊裝架設(shè)到位防撞欄鋼筋板頂預(yù)留鋼筋板側(cè)預(yù)留鋼筋先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋鋼筋布置圖（單位：cm，鋼筋直徑：mm） 空心板梁橋的梁底仰視照片（大水町中橋）周口李貫河橋的空心板架設(shè)（16m）3）裝配式空心板橋的橫向連接 裝配式板橋板塊之間必須采用橫向連接構(gòu)造以保證板塊共同承受車輛荷載。常用的橫向連接方式有企口混凝土鉸連接和鋼板焊接連接。（1）企口混凝土鉸聯(lián)接企口混凝土鉸接型式有圓形、菱形和漏斗形三種 實踐證明：企口式混凝土鉸能保證傳遞橫向剪力，使各塊板共同受力。企口混凝土鉸接型式C25C40號細(xì)骨料砼填實鋪裝層參與受力2）鋼板焊接聯(lián)接 由于企口混凝土鉸需要現(xiàn)場澆筑混凝土

8、，并需要混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后才能通車，為了加快工程進(jìn)度，亦可采用鋼板連接。鋼板連接構(gòu)造(單位：cm)縱向中距80150cm三、斜交板橋的構(gòu)造1）斜板橋的受力特點荷載有向兩支承邊之間最短距離方向傳遞的趨勢。在較寬的斜板中部，其最大主彎矩方向(即在垂直于該方向的截面上沒有扭矩)幾乎接近與支承邊正交。斜板的最大主彎矩方向用比擬連續(xù)梁的工作來描述各角點受力情況。在鈍角B, C處產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩，其方向垂直于鈍角的二等分線; 在B, C點的反力也較大，銳角A,D點的反力較小，當(dāng)斜交角與斜的寬跨比都較大時，銳角便有向上翹起的趨勢。比擬連續(xù)梁2）斜板橋的構(gòu)造斜板橋的鋼筋可按下列規(guī)定布置:斜板橋鋼筋布置

9、整體式斜板橋當(dāng)斜交角15時，主筋平行于橋縱軸線方向布置;當(dāng)15時，主筋宜垂直于板的支座軸線方向布置。板的自由邊上下應(yīng)各設(shè)一條不少于3根平行于自由邊的鋼筋帶，并用箍筋箍牢。 鈍角部位布置加強鋼筋，其直徑12mm，間距為1015cm，布置于鈍角兩側(cè)11.5m邊長的扇形面積內(nèi)。分布鋼筋宜垂直于主筋方向設(shè)置，其直徑8mm，間距20cm，配筋率0.1%。在支座附近宜設(shè)平行于支座軸線的分布鋼筋，或?qū)⒎植间摻钕蛑ё较虺噬刃畏植?，過渡到平行于支承軸線。 裝配式斜板橋 主筋可與橋縱軸線平行，其鈍角部位的加強筋布置與整體式斜板橋相同。第三節(jié) 簡支肋梁橋的構(gòu)造及設(shè)計 上部構(gòu)造由主梁、橫隔梁、橋面板、橋面構(gòu)造等部分

10、組成?？刹捎谜w現(xiàn)澆和預(yù)制裝配兩種不向的方式進(jìn)行施工。其中，裝配式簡支梁橋具有建橋速度快、工期短、模板支架少等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛，截面形式分為形、I形、T形和箱形。主梁是橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)；橫隔梁保證各根主梁相互結(jié)成整體，以提高橋梁的整體剛度；主梁的翼緣構(gòu)成橋面板，組成行車(人)平面承受車輛(人群)荷載的作用。裝配式梁簡支梁橫截面一、整體式簡支T形梁橋1.優(yōu)點：整體性好、剛度大、 易于做成復(fù)雜形狀等。2.截面型式：T梁，加次縱梁式T梁。3.構(gòu)造特點： 梁高h(yuǎn)：h/l = 1/81/16 肋寬b：b/h = 1/61/7，且=16cm (以利于澆筑混凝土) 橋面板厚度：跨中板厚h1不應(yīng)小于10cm，

11、根部厚度h0約為2535cm 其它： 承托長高比一般不大于3；梁肋底部可做成馬蹄形整體式梁橋橫截面二、裝配式簡支T梁橋裝配式鋼筋混凝土T形梁橋概貌裝配式簡支T梁橋仰視照片常用跨徑8.020m1、鋼筋混凝土T形簡支梁橋的構(gòu)造布置 主梁布置及構(gòu)造裝配式簡支梁橋主梁尺寸注：跨徑較大時應(yīng)取較小的比值，反之，則應(yīng)取較大的比值；主梁梁肋厚度在滿足抗剪要求下可適當(dāng)減薄；梁肋端部2.05.0m范圍內(nèi)可逐漸加寬，以滿足抗剪和安放支 座要求。 橫梁布置及構(gòu)造位置：必須設(shè)置端橫隔梁； 跨內(nèi)的橫隔梁宜每隔5.0m10.0m設(shè)置一道。高度：通常將端橫隔梁做成與梁同高。 內(nèi)橫隔梁的高度一般為主梁梁肋高度的0.70.9倍。

12、 預(yù)應(yīng)力梁的橫隔梁常與馬蹄的斜坡下端齊平。厚度：一般為1518cm，并做成上寬下窄和內(nèi)寬外窄的楔形。一般為變厚度，端部較薄向根部逐漸加厚。翼緣根部（與梁肋銜接處）厚度梁高的1/10，且14cm，邊緣厚度10cm。 橋面板構(gòu)造（翼板）常用的橋面板（翼板）橫向連接有焊接接頭和濕接接頭兩種。 焊接接頭濕接接頭橋面板鋼筋布置圖裝配式梁簡支T梁橫隔板構(gòu)造主鋼筋斜筋（彎起鋼筋）箍筋翼板橫向鋼筋架立鋼筋分布鋼筋水平縱向鋼筋支座下局部加強鋼筋 鋼筋構(gòu)造主鋼筋應(yīng)該保證至少兩根并不少于1/5的縱向受力鋼筋通過支承截面。采用的兩種布筋方式為：全部錨固在梁端，和部分錨固在梁端、部分錨固在梁體。主筋的直徑10mm，間距

13、20cm。垂直于主鋼筋還應(yīng)設(shè)置分布鋼筋，直徑8mm，間距20cm，截面配筋率0.1%。主鋼筋間橫向凈距和層與層之間的豎向凈距，當(dāng)鋼筋為三層及以下時，30mm并且鋼筋直徑;當(dāng)鋼筋為三層以上時，40mm并且鋼筋直徑的1.25倍。對于束筋，此處直徑采用等代直徑。主要承受主拉應(yīng)力，通常在近梁端部區(qū)域由縱向受力鋼筋彎起而成；也有專門的斜筋，用焊接或鋼絲綁扎的方法和縱向受力鋼筋連成整體。彎起鋼筋不得采用浮筋。彎起鋼筋的末端應(yīng)留有錨固長度:受拉區(qū)20倍鋼筋直徑，受壓區(qū)10倍鋼筋直徑，環(huán)氧樹脂涂層鋼筋增加25 % ; R235鋼筋尚應(yīng)設(shè)置半圓彎鉤。斜筋（彎起鋼筋）作用是承受部分主拉應(yīng)力，固定縱向受力鋼筋，保證

14、梁截面內(nèi)受拉區(qū)和受壓區(qū)的聯(lián)系。間距1/2梁高和40cm。綁扎搭接接頭范圍內(nèi)的箍筋間距，受拉時5倍主鋼筋直徑且10cm; 受壓時10倍主鋼筋直徑且20cm。在支座中心向跨徑小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距10cm。直徑8mm且1/4主鋼筋直徑，其配筋率,R235鋼筋0.18%, HRB335鋼筋0.12%。當(dāng)梁有負(fù)彎矩區(qū)時，應(yīng)采用閉合式箍筋；當(dāng)同排內(nèi)任一縱向受壓鋼筋離箍筋折角處的縱向鋼筋的間距150mm或15倍箍筋直徑兩者中較大者，否則，應(yīng)設(shè)復(fù)合箍筋。相鄰箍筋的彎鉤接頭，沿縱向其位置應(yīng)交替布置。箍筋T梁翼緣板內(nèi)的受力鋼筋沿橫向布置在板的上緣，以承受懸臂的負(fù)彎矩。在順主梁跨徑方向還應(yīng)設(shè)置少量的分布鋼筋

15、。板內(nèi)主筋的直徑10mm，每米板寬內(nèi)5根。分布筋的直徑6mm，間距25cm，面積不少于主筋截面積的15，在有橫隔梁的部位為30。根據(jù)構(gòu)造要求布置，用來架設(shè)箍筋，將各種鋼筋扎成骨架。架立鋼筋通常采用1014mm的鋼筋。翼板橫向鋼筋架立鋼筋由于溫度變化所引起梁的伸縮以及行車震動等影響，易使梁端或墩、臺帽產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象。在梁端底層主鋼筋的上、下側(cè)各設(shè)一層68cm的鋼筋網(wǎng)，以增加梁端混凝土的抗裂強度。梁高大于1m時，沿梁高側(cè)面呈水平方向布置，以防因混凝土收縮及溫度變而引起的豎向裂縫。一般上密下疏的固定在箍筋的外側(cè)，直徑一般采用810mm，間距一般采用1015cm。支座下局部加強鋼筋水平縱向鋼筋 橫向連接構(gòu)造 a.剛性接頭(鋼板焊接接頭) 剛性接頭既可承受彎矩，也可承受剪力 b.鉸接接頭(扣環(huán)濕接頭)鉸接接頭，只能承受剪力鋼板焊接接頭扣環(huán)式濕接頭吊裝后T梁橋仰視照片 2、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T梁橋布置及構(gòu)造常用跨徑2050m主梁布置梁距通常在1.82.5m之間大跨度盡量增大梁距 構(gòu)造布置 主要尺寸主梁高1/141/25L,寬18 20cm下馬蹄占截面總面積的1020, 馬蹄總寬度約為肋寬的24倍，并注意馬蹄部分（特別是斜坡區(qū)），管道保護(hù)層60mm。 鋼筋構(gòu)造主梁受力鋼筋為預(yù)應(yīng)力筋 特點：主筋在跨中均靠近梁的下緣布置，以對混凝土施加的壓力來抵消荷載引起的拉應(yīng)力。后張預(yù)應(yīng)力混凝土