第6章 混凝土梁式橋構(gòu)造

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混凝土梁式橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)

橋梁有三大基本體系：梁－受彎；拱－受壓；吊－受拉基本體系的相互組合又形成如下組合體系：斜拉橋－梁、吊組合剛架橋－梁、拱組合梁橋優(yōu)點(diǎn)：

就地取材、工業(yè)化施工、耐久性強(qiáng)、整體性好、美觀最大跨徑：

簡(jiǎn)支梁橋:50m-70m連續(xù)剛構(gòu)：330m箱截面形式：

板、肋、箱板

肋

受力特點(diǎn)分類：

簡(jiǎn)支、連續(xù)、懸臂、剛構(gòu)簡(jiǎn)支

連續(xù)

懸臂

剛構(gòu)

梁式橋最大跨徑序號(hào)橋名主跨(m)結(jié)構(gòu)形式橋址年份1石板坡長(zhǎng)江大橋330連續(xù)剛構(gòu)中國(guó)重慶20062斯托爾馬橋（Stolma）301連續(xù)剛構(gòu)挪威19983拉脫圣德橋（Raftsundet）298連續(xù)剛構(gòu)挪威19984亞松森橋（Asuncion）2703跨T構(gòu)巴拉圭19795虎門大橋輔航道橋270連續(xù)剛構(gòu)中國(guó)廣東19976蘇通大橋輔航道橋268連續(xù)剛構(gòu)中國(guó)江蘇2009本章主要內(nèi)容

§1板橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)§2簡(jiǎn)支梁橋墩構(gòu)造與設(shè)計(jì)§3懸臂梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)§4曲線梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1板橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1板橋的特點(diǎn)與分類

2整體式簡(jiǎn)支板橋的構(gòu)造

3裝配式簡(jiǎn)支梁板橋的構(gòu)造1板橋的特點(diǎn)與分類板橋是小跨徑橋中最常用的橋型之一。由于它在建成以后外形上像一塊薄板，故習(xí)慣稱之為板橋。板橋的優(yōu)缺點(diǎn)：建筑高度小、外形簡(jiǎn)單、重量輕、架設(shè)方便。板橋的分類：鋼筋混凝土板橋、預(yù)應(yīng)力混凝土板橋整體式矩形實(shí)心板、裝配式實(shí)心板、空心板和異形板2整體式簡(jiǎn)支板橋的構(gòu)造

截面型式：矩形截面、肋板式截面。鋼筋混凝土整體式板橋：1.常用跨徑：一般在8m以下，板厚與跨徑之比一般為1/12-1/16。2.受力特點(diǎn)：在荷載作用下，橋面板實(shí)際上呈雙向受力狀態(tài)。3.配筋特點(diǎn)：橋面板寬較大時(shí)，縱、橫向均需配置受力鋼筋。注：1)保護(hù)層厚度應(yīng)不小于3cm。

2)在主鋼筋的彎折處，應(yīng)布置分布鋼筋。

3裝配式簡(jiǎn)支板橋的構(gòu)造矩形實(shí)心板橋

1）優(yōu)點(diǎn)：形狀簡(jiǎn)單，施工方便，建筑高度小等2）構(gòu)造特點(diǎn)：一般使用跨徑：1.5m-8m，板高：0.16m-0.36m，常用的橋面凈空：凈-7，凈-9空心板橋1）優(yōu)點(diǎn)：跨徑較矩形實(shí)心板橋增大，自重輕，能充分利用材料。2）構(gòu)造：?jiǎn)慰?/p>

開(kāi)孔型式雙圓孔形鋼筋混凝土：跨徑為6-13m，板厚為0.4-0.8m；預(yù)應(yīng)力混凝土：跨徑為8-20m，板厚為0.4-0.85m?？鐝郊鞍搴褡ⅲ嚎招陌宓捻敯搴偷装搴穸炔粦?yīng)小于80mm，以保證施工質(zhì)量和承載的需要?？招陌辶簶虻牧旱籽鲆曊掌ù笏袠颍┲芸诶钬灪訕虻目招陌寮茉O(shè)（16m）裝配式板橋的橫向連接1）作用：保證板塊共同承受車輛荷載。2）橫向聯(lián)接方式：A、企口混凝土鉸接型式：能保證傳遞橫向剪力，使各塊板共同受力。有圓形、菱形和漏斗形三種注：鉸槽深度宜為預(yù)制板高的2/3B、鋼板聯(lián)接：加快工程進(jìn)度間距：80～150cm，中密邊疏吊裝用鋼環(huán)裝配式簡(jiǎn)支空心板吊裝架設(shè)到位板側(cè)預(yù)留鋼筋板頂預(yù)留鋼筋防撞欄鋼筋2簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1整體式簡(jiǎn)支梁橋

2裝配式簡(jiǎn)支T形梁橋

3組合梁橋簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造優(yōu)點(diǎn)：受力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，應(yīng)用最廣泛。組成：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，提高橋梁的整體剛度；橋面板：承受車輛(人群)荷載的作用。橋面部分施工方式：整體現(xiàn)澆和預(yù)制裝配1整體式簡(jiǎn)支T梁橋優(yōu)點(diǎn)：整體性好、剛度大、易于做成復(fù)雜形狀等。截面型式：T梁，加次縱梁式T梁。構(gòu)造特點(diǎn)：

梁高h(yuǎn)：h/l=1/8～1/16

肋寬b：b/h=1/6～1/7，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，根部厚度h0約為25～35cm

其它：承托長(zhǎng)高比一般不大于3；梁肋底部可做成馬蹄形2預(yù)制裝配式簡(jiǎn)支T形梁橋優(yōu)點(diǎn)：建橋速度快，工期短，模板支架少等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。截面型式：

a.П形(a)

b.T形梁(b)-(d)最為普遍的結(jié)構(gòu)形式

c.箱形梁(e)：

裝配式鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁橋概貌裝配式簡(jiǎn)支T梁橋仰視照片主梁（1）構(gòu)造

裝配式簡(jiǎn)支梁橋主梁尺寸表2.1橋梁型式適用跨徑(m)適用跨徑(m)主梁間距(m)主梁高度主梁肋寬度(m)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁<120~251.5～2.2h=(1/11~1/18)lb=0.16～0.20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁<501.8～2.5h=(1/14~1/25)lb=0.18m～0.20m注：（1）跨徑較大時(shí)應(yīng)取較小的比值，反之，則應(yīng)取較大的比值（2）主梁梁肋厚度在滿足抗剪要求下可適當(dāng)減薄。（3）梁肋端部2.0～5.0m范圍內(nèi)可逐漸加寬，以滿足抗剪和安放支座要求。間距：當(dāng)?shù)跹b重量允許時(shí)，主梁間距采用1.8-2.2m為宜。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置

預(yù)應(yīng)力束筋的布置形式，與橋梁結(jié)構(gòu)體系、受力情況、構(gòu)造形式、施工方法都有密切關(guān)系。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁中常用的預(yù)應(yīng)力筋布置圖a，束筋錨固在梁端；當(dāng)梁跨徑較大或梁高受限制時(shí)，可采用圖b的形式布置，將部分力筋彎出梁頂，這樣不僅有利于抗剪，而且在梁拼裝完成后，在橋面上進(jìn)行二次張拉，可防止梁上緣開(kāi)裂。橋面板及橫向聯(lián)接構(gòu)造(1)橋面板構(gòu)造

一般采用變厚形式，其厚度隨主梁間距而定。

【規(guī)范】：翼緣根部（與梁肋銜接處）的厚度應(yīng)不小于梁高的1/10，邊緣厚度不宜小于10cm；當(dāng)板間采用橫向整體現(xiàn)澆連接時(shí)，懸臂端厚度不應(yīng)小于14cm。橋面板鋼筋布置圖常用的橋面板（翼緣板）橫向連接有

焊接接頭和濕接接頭兩種。

焊接接頭濕接接頭橫隔梁及橫向聯(lián)接構(gòu)造（1)橫隔梁構(gòu)造

位置：必須設(shè)置端橫隔梁；跨內(nèi)的橫隔梁宜每隔5.0m-10.0m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

0.7-0.9倍。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15-18cm，并做成上寬下窄和內(nèi)寬外窄的楔形。（2)橫隔梁橫向聯(lián)接構(gòu)造(a)橫隔板鋼板接頭(b)裝配式橫隔板扣環(huán)接頭裝配式橫隔板接頭（尺寸單位：cm；鋼筋直徑：mm）吊裝后T梁橋仰視照片

3組合梁橋

定義：用縱向水平縫將單梁的梁肋部分與橋面板（翼板）分隔開(kāi)來(lái)的裝配橋跨結(jié)構(gòu)，使的整體截面變成板與肋的組合截面。優(yōu)點(diǎn)：可以顯著減輕預(yù)制構(gòu)件的重量，便于集中制造和運(yùn)輸?shù)跹b。型式：I形組合梁橋：適用于混凝土簡(jiǎn)支梁橋箱形組合梁橋：適用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋構(gòu)造：在組合梁中，梁與現(xiàn)澆板的結(jié)合面處，板的厚度不應(yīng)小于15cm；當(dāng)梁頂伸入板中時(shí)，梁頂以上板的厚度不應(yīng)小于10cm。受力特點(diǎn)：分階段受力梁肋的上下緣應(yīng)力遠(yuǎn)大于T梁上下緣的應(yīng)力。

裝配式T梁與組合梁的應(yīng)力圖比較I形組合梁構(gòu)造圖3懸臂梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1懸臂梁橋的受力特點(diǎn)

2懸臂梁橋的構(gòu)造特點(diǎn)

懸臂梁橋懸臂梁橋雙懸臂梁橋單懸臂梁橋懸臂端伸入路堤、省橋臺(tái)，需設(shè)置搭板、易損。

簡(jiǎn)支梁橋

單懸臂錨跨和掛梁的三跨懸臂梁橋

雙懸臂錨跨和掛梁的三跨懸臂梁橋

帶掛梁的三跨T型剛構(gòu)橋

簡(jiǎn)支跨徑減小支點(diǎn)負(fù)彎矩須注意彎矩圖面積（絕對(duì)值）小例如施工階段和成橋運(yùn)營(yíng)階段受力狀態(tài)一致，適宜懸臂施工方法；墩柱一側(cè)橋跨布載時(shí)，墩柱承受較大不平衡力矩，墩柱尺寸較大。帶掛梁的T型剛構(gòu)帶鉸的T型剛構(gòu)特點(diǎn)：

①“剪力鉸”－只傳遞豎向剪力而不傳遞水平力和彎矩；②剪力鉸有利于結(jié)構(gòu)受力和牽制懸臂端變形。1懸臂梁橋的受力特點(diǎn)特點(diǎn)：

①靜定結(jié)構(gòu)、不產(chǎn)生次內(nèi)力；②與帶鉸T構(gòu)比：受力和變形性能略差些，但受力明確；③與連續(xù)梁比：施工、運(yùn)營(yíng)受力狀態(tài)一致，可省去大噸位支座或更換支座；④施工進(jìn)度塊；⑤需要懸臂法施工設(shè)備、安裝掛梁設(shè)備；⑥墩柱無(wú)不平衡恒載彎矩。1懸臂梁橋的受力特點(diǎn)2懸臂梁的構(gòu)造特點(diǎn)①懸臂梁截面可是T梁、箱形、或桁架結(jié)構(gòu)（解釋之）；②橋型布置：T構(gòu)單元和兩側(cè)掛梁對(duì)稱，使兩側(cè)恒載對(duì)稱、墩柱無(wú)不平衡恒載彎矩；③T構(gòu)為懸臂受力（全是負(fù)彎矩）上緣受拉，配筋簡(jiǎn)單。

單孔雙懸臂梁橋梁高擬定橋型跨徑高跨比（h、H分別為跨中和支點(diǎn)梁高）普通鋼筋砼lx=(0.3~0.4)lT型截面H=(1/10~1/13)lh=(1/1.2~1.5)H箱形截面H=(1/12~1/15)lh=(1/2~1/2.5)H預(yù)應(yīng)力鋼筋砼lx=(0.3~0.5)lT形截面H=(1/12~1/15)l

h=(1/1.2~1/1.5)H箱形截面H=(1/15~1/18)lh=(1/2~1/2.5)H

預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)支點(diǎn)、跨中梁高與跨徑的關(guān)系橋型掛梁跨徑跨徑與支點(diǎn)梁高的關(guān)系跨中梁高帶掛梁T型剛構(gòu)且≯35～40m與掛梁同高帶鉸T型剛構(gòu)h=(0.2~0.4)H,且≮2.0ml>100m時(shí)，H=(1/17~1/21)l<100m時(shí)，H=(1/14~1/18)適用情況①結(jié)合剛架橋和多孔靜定懸臂梁橋的特點(diǎn)，適宜懸臂施工(20世紀(jì)70～80年代較多)；②預(yù)應(yīng)力、懸臂施工工藝、受力簡(jiǎn)單明確是其發(fā)展的主要原因；③帶掛梁的T構(gòu)在混凝土收縮徐變和汽車沖擊力作用下，懸臂梁端發(fā)生下?lián)?，?dǎo)致懸臂端與掛梁之間易形成折角，增大沖擊作用，使伸縮縫的處理和養(yǎng)護(hù)較困難。

④帶鉸的T構(gòu)，由于鉸的存在使左右兩側(cè)主梁變形不一致，難于調(diào)整，引起行車不平順；施工過(guò)程中有時(shí)還需強(qiáng)迫合攏；當(dāng)T構(gòu)兩邊溫度變化不同時(shí)，易產(chǎn)生不均勻變形，引起較大次內(nèi)力。⑤帶掛梁和帶鉸的T型剛構(gòu)目前均已較少采用。⑥常用跨徑：鋼筋混凝土T構(gòu)：40～50m左右，預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)：60～120m。目前最大跨徑：174m（重慶長(zhǎng)江大橋：85.6m+4×138m+156m+174m+104.5m）。牛腿的受力特點(diǎn)懸臂端和掛梁端結(jié)合部的局部構(gòu)造稱為牛腿。

在這里由于梁端的相互搭接，中間還要設(shè)置傳力支座來(lái)傳遞較大的豎向力，因此牛腿的高度被削弱至不到懸臂梁高和掛梁梁高的一半，卻又要傳遞較大的豎向力。

4曲線梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1曲線梁橋的主要特點(diǎn)與分類

2曲線梁橋的構(gòu)造與布置1曲線梁橋的主要特點(diǎn)與分類曲線梁橋的主要特點(diǎn)受力特點(diǎn)：彎扭耦合，截面內(nèi)力較大，豎向撓度較大，可能產(chǎn)生支座負(fù)反力。曲線梁橋平面內(nèi)變形的特點(diǎn)：由于溫度變化和混凝土收縮引起的水平位移，由于預(yù)加力和混凝土徐變引起的水平位移。

曲線梁橋的分類：正交曲線梁橋斜交曲線梁橋

圓曲線橋緩和曲線橋組合曲線橋曲線板橋曲線T梁橋曲線I梁橋曲線箱梁橋

2曲線梁橋的構(gòu)造與布置截面形式：板式、肋板式、肋式、箱式從彎梁橋存在有較大扭矩的受力特點(diǎn)考慮，宜采用箱形截面的形式。

另一方面，在現(xiàn)代的城市高架橋中，橋型美觀常常被提到一定的高度。若橋不太寬，且跨徑不太大時(shí)，也常采用板式截面，如圖2-7-27所示。尤其是其中的魚(yú)腹式曲線型斷面，因其具有纖細(xì)、流暢的優(yōu)美外形，大大減輕了城市高架橋?qū)值缼?lái)的壓抑感。（a）實(shí)心板；（b）空心板；（c）魚(yú)腹式板

圖2-7-27板式截面形式橋墩形式

彎梁橋橋臺(tái)的形式一般與直橋無(wú)多大差別，這里著重介紹橋墩形式。當(dāng)橋梁上部結(jié)構(gòu)采用箱形截面時(shí)，可選用圖2-7-28中的相應(yīng)布置圖式。箱形上部結(jié)構(gòu)的橋墩橫向布置支座布置對(duì)于彎梁橋尤其是連續(xù)彎梁橋而言，支座布置是一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題。支座布置是否合理，不但會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的受力，而且還會(huì)影響車輛的正常行駛。a）一般宜在兩端的橋臺(tái)上設(shè)置能使橋面結(jié)構(gòu)作切線方向位移的抗扭支座，正中橋墩上的抗扭支座應(yīng)是固定的，這是為了一方面滿足因溫度、收縮和預(yù)應(yīng)力張拉等因素產(chǎn)生的