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1、桥梁设计概念知识讲座,第5讲 混凝土技术及钢筋构造,周口鑫通公路设计院 2011年3月,钢筋混凝土结构：是由钢筋和混凝土两种材料组成。 钢筋是一种抗拉性能很好的材料，混凝土具有较高的抗压强度，而抗拉强度很低。,钢筋混凝土结构,优点：在混凝土材料中占较大比例的是砂、石材料，便于就地取材。混凝土可模性好，可根据需要浇筑成各种形状的构件。同时，合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能，结构的整体性、耐久性较好。施工简单。 缺点：自重大、抗裂性较差，修补困难。,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构：采用高强度钢筋和高强度混凝土材料，并采用相应张拉钢筋的施工工艺在结构构件中建立预加力的结构。 优点：采用了
2、高强度材料和预应力工艺，节省了材料，减小了构件截面尺寸，进而减轻了构件自重。 缺点：高强度材料单价高，施工要求精度高和工艺复杂，要求有经验的专业队伍施工。,预应力混凝土结构,根据预应力大小的程度（严格定义为预应力度）将预应力划分为全预应力混凝土和部分预应力混凝土。部分预应力混凝土又分为A类构件和B类构件两种情况。 全预应力混凝土结构：在作用（或荷载）短期效应下，控制截面受拉边缘不允许出现拉应力。 优点：抗裂性能好，刚度大。 缺点：反拱过大，易产生平行于预应力的纵向裂缝，不易恢复。,预应力混凝土结构,A类预应力混凝土构件：在作用（或荷载）短期效应下，控制截面受拉边缘允许出现拉应力，但应控制拉应力
3、不得超过某个允许值。 B类预应力混凝土构件：在作用（或荷载）短期效应下，允许出现裂缝，但对最大裂缝宽度加以限制。 部分预应力混凝土构件一般采用混合配筋方案，配置一定数量的预应力钢筋和适量的普通钢筋（又称非预应力钢筋）。 优点：兼顾了预应力混凝土和钢筋混凝土的二者的优点。有效的控制使用荷载作用下的裂缝、挠度与反拱破坏前又具有较好的延性。 优先采用部分预应力结构已成为配筋混凝土的重要发展趋势。,预应力混凝土结构,预应力的实施按照施工工艺分为：先张法和后张法。,预应力的实施方法,先张法：先张拉钢筋后浇筑构件混凝土的施工方法。 工序和预应力形成原理：施工工序：首先将预应力钢筋按设计规定的张拉力用千斤顶
4、进行张拉，并临时锚固在张拉台座上，然后浇筑构件混凝土，待混凝土凝结硬化，并具有足够的强度后，解除预应力钢筋与加力台座之间的联系，利用钢筋回缩和混凝土的握裹力对混凝土形成一定的预压应力，形成预应力混凝土构件。,先张法,关键技术：预应力钢筋和混凝土的可靠粘结。 优点：生产工艺简单、生产率高、质量容易保证。中小型构件的主要施工方法。 缺点：需要大型的预制场地，预应力钢筋不能合理利用，造成浪费。因此先张法构件的跨径一般较小。,先张法,后张法：先浇筑构件混凝土后张拉预应力钢筋的施工方法。 工序和预应力形成原理：预应力钢筋可以先放在待浇筑混凝土构件的套管内，也可以是后来穿进先做好的混凝土管道中。等混凝土浇
5、筑完成并到达设计张拉强度后，用千斤顶按照设计张拉力张拉预应力钢筋，使其伸长，然后用特制的锚具将钢筋两端锚固在梁端混凝土上，使混凝土受到预压应力，形成预应力混凝土构件。 在锚固预应力钢筋之后，预应力钢筋和梁身混凝土尚无接触，需要向管道内压注水泥浆，使预应力钢筋和梁身混凝土粘结为一个整体。,后张法,关键技术：预应力锚固的可靠性 优点：不需要大型的场地和张拉台座，便于现场施工，能合理的根据构件特性利用预应力钢筋，预应力得到有效发挥。 缺点：需要压浆，增加大量锚具，管道容易堵塞，施工精度高，工艺复杂。,后张法,普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度（钢筋外缘或管道外缘至混凝土表面的距离）不应
6、小于钢筋公称直径，后张法构件预应力直线形钢筋不应小于其管道直径的1/2，且应符合下表规定。,钢筋构造的一般规定,当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm时，应在保护层内设置直径不小于6mm，间距不大于100mm的钢筋网。 组成束筋的单根钢筋直径不应大于36mm，组成束筋的单根钢筋根数，当其直径不大于28mm时不应多于三根，当其直径大于28mm时应为两根。束筋成束后的等代直径de= n d，其中n为组成束筋的钢筋根数，d为单根钢筋直径。,钢筋构造的一般规定,钢筋的最小锚固长度,受拉钢筋的端部弯钩,箍筋末端应做成弯钩。弯钩角度可取135。弯钩的弯曲直径应大于被箍受力主筋的直径，且R235钢筋不应
7、小于箍筋直径的2.5倍，HRB335钢筋不应小于箍筋直径的4倍。弯钩平直段长度，一般结构的不应小于箍筋直径的5倍，抗震结构不应小于箍筋直径的10倍。,弯钩,绑扎接头的钢筋直径不宜大于28mm。受压构件的受压钢筋可不大于32mm。受拉构件不应采用绑扎接头。,钢筋接头,受压钢筋绑扎接头的搭接长度应取受拉钢筋绑扎接头的搭接长度的0.7倍。,空心板桥的顶板和底板厚度均不小于80mm。空心板的端部应予以填封。 装配式板采用铰接时，铰的上口宽度应满足施工时使用插入式振捣器的的需要。铰槽的深度宜为预制板高的2/3。预制板内应预埋钢筋伸入铰内。铰接板顶面应铺设现浇混凝土层，其厚度不宜小于80mm。 预制T形截
8、面梁或箱形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100mm，腹板宽度不应小于140mm。,梁板,受弯构件的钢筋净距应考虑浇筑混凝土时，振捣器可以顺利插入。 各主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距，当钢筋为三层及以下时，不应小于30mm，并不小于钢筋直径；当钢筋为三层以上时，不应小于40mm，并不小于钢筋直径的1.25倍。对于束筋，此处直径采用等代直径。,梁板,T形、I形截面梁或箱形截面梁的腹板两侧应设置68mm的纵向钢筋。在受拉区不应大于200mm，在受压区不应大于300mm。在支点附近或预应力混凝土梁锚固区段，纵向钢筋间距宜为100150mm。,梁板,钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不小于总数
9、1/5的下层受拉主钢筋通过。钢筋混凝土梁当设置弯起钢筋时，其弯起角度宜取45。弯起钢筋不得采用浮筋。,梁板,钢筋混凝土梁采用多层焊接时，可采用侧面焊缝使之形成骨架，侧面焊缝设在弯起钢筋的弯折处，并在中间直线部分适当设置短焊缝。 焊接钢筋骨架的弯起钢筋，除采用纵向钢筋弯起外，亦可用专设的弯起钢筋焊接。,梁板,斜钢筋与纵向钢筋之间的焊接宜采用双面焊，其长度为5倍钢筋直径，纵向钢筋之间的短焊缝应为2.5倍钢筋直接；当采用单面焊缝时，其长度应加倍。 焊接骨架的层数不应多于六层，单根钢筋直径不应大于32mm。,梁板,钢筋混凝土梁中应设置直径不小于8mm且不小于1/4主钢筋直径的箍筋，其配筋率，R235钢
10、筋不应小于0.18%，HRB335钢筋不应小于0.12%。当梁中配有按受力计算需要的纵向受压钢筋或在连续梁、悬臂梁近中支点位于负弯矩区的梁段，应采用闭合式箍筋，同时，同排内任一纵向受压钢筋，离箍筋折角处的纵向钢筋的间距不应大于150mm或15倍箍筋直径两者中较大者。否则应设置复合箍筋。相邻箍筋的弯钩接头沿纵向位置应交替布置。,梁板,箍筋间距不应大于梁高的1/2且不大于400mm，当所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，不应大于所箍钢筋直径的15倍，且不应大于400mm。在钢筋绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，当绑扎钢筋为受拉钢筋时不应大于主钢筋的5倍，且不大于100mm，当搭接钢筋受压时不应大于主
11、钢筋直径的10倍，且不大于200mm。在支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不宜大于100mm。 近梁端的第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护层距离处。梁与梁或梁与柱的交接范围内可不设箍筋；靠近交接面的一根箍筋，其与交接面的距离不宜大于50mm。,梁板,预应力混凝土上部结构,预应力混凝土T形、I形截面梁和箱形截面梁腹板内应分别设置直径不小于10mm和12mm的箍筋，且应采用带肋钢筋，间距不应大于250mm；自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋，间距不应大于100mm。 在T形、I形截面梁下部的马蹄内，应另设直径不小于8mm的闭合式箍筋，间距不应大于20
12、0mm。此外，马蹄内应设直径不小于12mm的定位钢筋。,在先张法预应力混凝土构件中，预应力钢绞线之间的净距不应小于其直径的1.5倍，且对二股、三股钢绞线不应小于20mm，对七股钢绞线不应小于25mm。预应力钢丝间净距不应小于15mm。 在先张法预应力混凝土构件中，对于单根预应力钢筋，其端部应设置长度不小于150mm的螺旋筋；对于多根预应力钢筋，在构件端部10倍预应力钢筋直径范围内应设置35片钢筋网。,预应力混凝土上部结构,柱,纵向受力钢筋直径不应小于12mm，净距不应小于50mm，且不应大于350mm。构件的全部纵向配筋率不宜超过5%。 纵向受力钢筋应伸入基础和盖梁内，伸入长度不应小于最小锚固
13、长度。 箍筋应做成闭合式，其直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8mm。 纵向受力钢筋的截面积，不应小于箍筋圈内核心截面面积的0.5%，核心截面面积不应小于构件整个截面面积的2/3。,盖梁,跨高比不大于5的盖梁宜采用强度等级较高的混凝土，并不应低于C25。盖梁截面内应设置箍筋，其直径不应小于8mm，间距不宜大于200mm。盖梁两侧面应设纵向水平钢筋，其直径不宜小于12mm，间距不宜大于200mm。,横系梁,横系梁四角应设置直径不小于16mm的纵向钢筋，纵向钢筋不应少于横系梁截面面积的0.15%；箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于横系梁短边尺寸或400mm。 横系梁的主筋应伸入桩内，其长
14、度不小于35倍主筋直径。,桩,钻（挖）孔桩应按桩身内力大小分段配筋。 桩内主筋直径不应小于16mm，每桩的主筋数量不应少于8根，其净距不应小于80mm，且不应大于350mm。 如配筋较多，可采用束筋。 闭合式箍筋或螺旋筋直径不应小于主钢筋直径的1/4，且不小于8mm，其中距不应大于主筋直径的15倍，且不应大于300mm。,桩,钢筋笼骨架上每隔2.02.5m设置直径1632的加劲箍一道。 钢筋笼四周应设置突出的定位钢筋、定位混凝土块或采用其他定位措施。 当桩顶主筋伸入承台连接时，桩身嵌入承台内的深度可采用100mm，伸入承台内的桩顶主筋可做成喇叭形（与竖直线夹角15），伸入承台内的主筋长度，带肋
15、钢筋不应小于35倍钢筋直径（不设弯钩）。,当桩中距不大于3倍桩直径时，承台受力钢筋应均匀布置于全宽内，当中距大于3倍直径时，受力钢筋均匀布置于距桩中心1.5倍桩直径范围内，在此范围以外应布置配筋率不小于0.1%的构造钢筋。 如承台仅有一个方向的受力钢筋时在垂直于各层受力钢筋方向，应设直径小于12mm，间距不大于250mm的构造钢筋。 承台的顶面和侧面应设置表层钢筋网，每个面在两个方向的截面积均不小于每米400mm2，钢筋间距不应大于400mm。,承台,当桩顶主筋伸入承台连接时，承台在桩身混凝土顶面须设一层钢筋网，在每米内（每一方向）设钢筋网12001500mm2，钢筋直径采用1216，钢筋网应通过桩顶且不截断。 承台竖向联系钢筋，其直径不应小于16mm。 承台的桩中距等于或大于桩直径的三倍时，宜在两桩之间，距桩中心各一倍桩直径的中间区段设置吊筋，其直径不应小于12mm，间距不应大于200mm。,承台,预制构件的吊环必须采用R235钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于35倍吊环直径，端部应做成180弯钩，且应于构件内钢筋焊接或绑扎。吊环内直径不应小于三倍钢筋直径，且不应小于60mm。 当一个构件设有四个吊环时，设计时仅考虑三个吊环同时发挥作用，在构件自重标准值作用下，吊环的拉应力不应大于50MPa。,吊环,谢谢！,
