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1、2 .1 桥面布置与构造 2 .2 桥梁附属设施与构造 2 .3 桥面板的设计与计算 2 .4 桥梁支座,第二章 桥面系与支座,公路桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯具和伸缩缝等。,.桥面布置与构造 2.1.1 桥面组成,公路桥面一般构造,铁路桥面构造通常包括钢轨、轨枕、道碴、挡碴墙、泄水管、人行道、栏杆和钢轨伸缩调节器等,铁路桥面一般构造,第二章 桥面系与支座,桥面构造直接与车辆、行人接触，对桥梁的主要结构既能传力又能起保护作用 其构造合理性、施工质量和养护质量，直接影响到桥梁的使用功能。 桥面的布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路的等级、桥
2、梁的宽度、行车要求等条件确定。,第二章 桥面系与支座,2.1.2 桥面铺装,保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用 桥面铺装的结构型式宜与所在位置的道路路面相协调。桥面铺装应有完善的防水、排水系统。 主要类型有水泥混凝土和沥青混凝土等。 高速公路和一级公路上特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土桥面铺装。,第二章 桥面系与支座,桥梁上部结构应设置防水层，其形式和方法应根据当地的气候条件、雨量情况和桥梁具体结构形式等确定。 圬工桥台背面及拱桥拱圈与填料间应设置防水层，并设盲沟排水。 普通水泥砼铺装 表面粗糙，耐磨好，不
3、小于80mm，强度不小于C40，应设置钢筋网，直径不小于8mm，间距不大于100mm. 沥青砼铺装 较轻，养护方便，通车快，高速公路、一级公路厚度不小于70mm，其它不小于50mm。,第二章 桥面系与支座,防水砼铺装 非冰冻地区需防水时用，厚810cm， 上面可铺2cm沥青磨耗层 具有贴式防水层的铺装 防水程度高，桥面板位于受拉区时 “三油二毡”厚12cm 砼保护层厚4cm,第二章 桥面系与支座,桥面铺装构造,第二章 桥面系与支座,2.1.3 桥面排水系统,桥面纵坡2%，桥长2%，桥长=50m，设一个泄水管 桥面纵坡2%，每隔68m设一个泄水管 泄水管：要求过水面积不小于23cm2/m2,左右
4、对称或交错排列，距缘石2050cm，可在人行道下设置,第二章 桥面系与支座,泄水管的型式 金属泄水管：具有贴式防水层铺装，内径1015cm，管下端伸出行车道板底面1520cm以上 钢筋砼泄水管：不设防水层，采用防水砼铺装 横向排水孔道：小跨径桥，预留横向孔 封闭式排水系统：跨线桥、城市桥梁：设置完整的落水管道,第二章 桥面系与支座,桥面泄水管布置,第二章 桥面系与支座,金属与钢筋混凝土泄水管,第二章 桥面系与支座,横向泄水管道,第二章 桥面系与支座,侧向开的雨水口,城市桥梁封闭式排水系统,第二章 桥面系与支座,2.1.4 桥面伸缩缝,伸缩缝的作用 保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩徐变等
5、影响下按净力图式自由变形 使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞 减小车辆通过的噪音,第二章 桥面系与支座,按主要材料来分,填充式伸缩缝 钢板伸缩缝 橡胶伸缩缝 组合伸缩缝,第二章 桥面系与支座,暗缝式伸缩缝,1桥面铺装层；2锯鏠；3梁体；4海棉体；5改性沥青,第二章 桥面系与支座,钢板伸缩缝,1混凝土桥面板；2固定齿板； 3活动齿板,梳形钢板伸缩装置,第二章 桥面系与支座,晋江大桥钢板伸缩装置,乌龙江大桥钢板伸缩装置,第二章 桥面系与支座,橡胶伸缩缝,塞入式橡胶伸缩缝,简单锚固条形橡胶伸缩缝,第二章 桥面系与支座,异形钢条形橡胶伸缩缝,第二章 桥面系与支座,板式橡胶伸缩装置,第二章 桥面系
6、与支座,板式橡胶伸缩缝,安装效果,第二章 桥面系与支座,板式橡胶伸缩缝破损,第二章 桥面系与支座,钢与橡胶组合的模数式伸缩逢,第二章 桥面系与支座,伸缩缝的设计与施工要求,适应桥梁温度变化引起的伸缩 桥面平坦，行驶良好 施工安装方便，与桥梁结构连成整体 安全排水、防水 承担车辆荷载 养护、修理、更换方便 经济价廉,第二章 桥面系与支座,伸缩量的计算：,（1）由温度变化引起的伸缩量 （2）由混凝土收缩引起的梁体缩短量 （3）由混凝土徐变引起的梁体缩短量 （4）由制动力引起的板式橡胶支座剪切变形 而导致的伸缩缝开口量或闭口量 （5）按照梁体的伸缩量选用伸缩装置的型号,第二章 桥面系与支座,一、人行
7、道与安全带 人多人行道0.75米+0.5米的倍数 人少安全带，0.250.35米 高度0.250.35米 做法：现浇与桥面连成整体 预制做成配件，现场组合安装,.桥梁附属设施与构造 .人行道,第二章 桥面系与支座,人行道的布置方式,第二章 桥面系与支座,搁置式人行道构造（单位：cm） 预制装配式人行道构造（单位：cm）,第二章 桥面系与支座,不设人行道的桥上的护轮安全带,矩形和肋板式安全带（单位：cm）,第二章 桥面系与支座,（a）栅栏式（b）栏板式（c） 棂格式1（d）棂格式2 （e） 混合式栏杆示意图,.栏杆与护栏,第二章 桥面系与支座,钢栏杆,钢混凝土组合栏杆,钢筋混凝土栏杆,大理石栏杆
8、,第二章 桥面系与支座,护栏（railing）,钢制桥梁护栏图 组合式桥梁护栏 钢筋混凝土墙式桥梁护栏,第二章 桥面系与支座,常用照明设备,.3 照明与标示,第二章 桥面系与支座,标示包括交通标志和交通标线。 （1）警告标志：警告车辆、行人注意危险地点的标志。 （2）禁令标志：禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。 （3）指示标志：指示车辆、行人行进的标志。 （4）指路标志：传递道路方向、地点、距离信息的标志。另外，还有一种辅助性的标志，其作用是表示时间、车辆种类、区域或距离、警告、禁令理由及组合辅助标志等。 （5）辅助标志的种类和使用方法有：表示时间、表示车辆种类、表示区域或距离、表示警告、禁
9、令理由及组合辅助标志等。 交通标线是管制和引导交通的安全措施。,第二章 桥面系与支座,第二章 桥面系与支座,第二章 桥面系与支座,落梁震害,2.2.4 防落梁装置,防落措施 一:限制支承连接部位的支承面最小宽度； 二:相邻梁之间、梁与墩台之间的刚体位移约束。,梁端最小边缘距离,第二章 桥面系与支座,a70+0.5L 式中，a梁端距边缘最小距离（cm）； L梁的计算跨径（m）。,拉杆式约束装置,第二章 桥面系与支座,挡块式约束装置,第二章 桥面系与支座,锚栓约束装置 防落差装置,横向防落差装置,第二章 桥面系与支座,2. 桥面板的设计与计算,2.1 桥面板的分类 2.2 车辆在板上的分布 2.3
10、 桥面板的有效工作宽度 2.4 桥面板的内力计算,第二章 桥面系与支座,2.1 桥面板的分类,桥面板：直接承受车辆轮压，与主梁梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用并将活载传给主梁。 桥面板从结构形式上看都是周边支承的板。,第二章 桥面系与支座,梁格系构造和桥面板的支承形式,第二章 桥面系与支座,结构形式：具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a) ，具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，其桥面板实际上都是周边支承的板。 荷载的双向传递：周边支承的板，若长边/短边大于2，荷载即往短边传递。,第二章 桥面系与支座,荷载的双向传递,第二章 桥面系与支座,单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支承板看作
11、单由短跨承受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。 双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。 工程实践中最常见的桥面板受力图式：单向板，悬臂板，铰接悬臂板,2.2 车辆在板上的分布,作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理，既避免了较大的计算误差，又能节约桥面板的材料用量。,第二章 桥面系与支座,将轮压作为均布荷载 a2车轮沿行车方向的着地长度 b2车轮的宽度 矩形荷载压力面的边长 沿纵向a1=a2+2H 沿横向b1=b2+2H 一个加重车后轮（轴重为P）作用于桥面板上的局部分布荷
12、载为,第二章 桥面系与支座,2.3 桥面板的有效工作宽度,第二章 桥面系与支座,单向板 跨中弯矩mx呈曲线， 车轮荷载产生的跨中总弯矩为： a为板的有效工作宽度,第二章 桥面系与支座,有效工作宽度与支承条件、荷载性质及位置的关系 两边固结的板的有效宽度比简支的小 满布条形荷载比局部分布荷载的小 荷载越接近支承边时越小,第二章 桥面系与支座,荷载有效分布宽度,第二章 桥面系与支座,桥规对单向板荷载有效工作宽度的规定,（a）荷载在跨径中间 单独一个荷载,第二章 桥面系与支座,几个相邻荷载,第二章 桥面系与支座,（b）荷载在板的支承处 （c）荷载靠近板的支承处,任意位置,支承处,近支承处,x,a,悬
13、臂板有效工作宽度 可见，悬臂板的有效工作宽度接近于二倍悬臂长度，荷载可近似按450角向悬臂板支承处分布。,悬臂板的有效工作宽度,第二章 桥面系与支座,桥规对悬臂板的活载有效工作宽度的规定：,第二章 桥面系与支座,2.4 桥面板的内力计算,实体矩形截面桥面板：由弯矩控制设计，设计时以每米宽的板条进行计算。 梁式单向板或悬臂板：由板的有效工作宽度得到作用在每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。 双向板：按弹性理论进行分析。在工程实践中常用简化的计算方法或现成的图表来计算。,第二章 桥面系与支座,1）多跨连续单向板的内力,桥面板和主梁梁肋的支承条件，不是固端也不是铰支而是弹性固结。板的受力如多跨连续梁。
14、,用简支梁的跨中弯矩加以修正： t / h = 1/4 时， M中= + 0.7 M0 M支= - 0.7 M0 M0 = M0p + M0g,第二章 桥面系与支座,a）求跨中弯矩,单向板的内力计算图式,第二章 桥面系与支座,p=P/2ab1,b1,b,H,t,l,P/2,g,b）求剪力,第二章 桥面系与支座,b,a,ax,a,(a-a)/2,P/2,H,g,t,b1,p=P/2ab1,p=P/2ab1,l0,y2,y1,A2,剪力影响线,A1,2）悬臂板的内力计算 计算图式 a）铰接悬臂板 b）悬臂板,第二章 桥面系与支座,铰接悬臂板的内力,T形梁翼缘板常用铰接方式连接,第二章 桥面系与支座
15、,悬臂板的内力,第二章 桥面系与支座,桥面板的计算示例,计算如图所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。 荷载：公路II级 桥面铺装为 2 cm厚的沥青混凝土面层（容重为23kN/m3）、平均厚9cm的C25混凝土面层（容重为24 kNm3） T梁翼板钢筋混凝土的容重为25 kNm3,第二章 桥面系与支座,标准车辆荷载的计算图式 （尺寸：m）,铰接悬臂行车道板（单位：cm）,第二章 桥面系与支座,第二章 桥面系与支座,（1）恒载内力（以纵向lm的板条进行计算） （2）活载内力 根据公桥通规，采用车辆荷载主要技术指标标准值。将加重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，后轴作用力为，此时两边的悬
16、臂板各承受一半的车轮荷载，轮压分布宽度如图所示。板上荷载压力面的边长为：,第二章 桥面系与支座,荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：,由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，因此冲击系数为：,作用于每米宽板条上的弯矩为：,第二章 桥面系与支座,作用于每米宽板条上的剪力为：,（）内力组合 ）承载能力极限状态内力组合计算： 基本组合,故桥面板的设计内力为：,第二章 桥面系与支座,）正常使用极限状态内力组合计算：,混凝土桥规还规定，要根据汽车荷载效应或挂车荷载效应占总荷载效应的百分比，引入荷载系数的提高系数（详见混凝土桥规中的相应条文）。有了控制设计的计算内力，就可按钢筋混凝土或预应力混凝土结构设计原理的方法来设
