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1、第二篇混凝土梁桥和刚架桥 第一章概述第二章混凝土梁式桥构造与设计要点第三章混凝土简支梁桥的计算第四章混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算第五章刚架桥简介第六章梁式桥的支座第七章混凝土斜 弯梁桥简介第八章混凝土梁桥的施工第九章梁式桥实例思考题及作业题 第一章概述 桥梁有三大基本体系 梁 受弯 拱 受压 吊 受拉基本体系的相互组合又形成如下组合体系 斜拉桥 梁 吊组合刚架桥 梁 拱组合 第一章概述 梁桥优点 就地取材 工业化施工 耐久性强 整体性好 美观 最大跨径 简支梁桥 50m 70m连续刚构 330m 箱 截面形式 板 肋 箱 板 肋 第一章概述 受力特点分类 简支 连续 悬臂 刚构 简支 连
2、续 悬臂 第一章概述 刚构 第一章概述 梁式桥最大跨径 第一章概述 石板坡长江大桥 第一章概述 跨中108m长钢梁整体安装 第一章概述 挪威斯托尔马桥 1998 301m 跨中182m为C60轻质陶粒混凝土 第一章概述 斯托尔马桥立面 第一章概述 斯托尔马桥箱梁 第一章概述 挪威拉脱圣德桥 Raftsundet L 298m 1998年 第一章概述 拉脱圣德桥 Raftsundet 立面 第一章概述 拉脱圣德桥 Raftsundet 横断面 第一章概述 云南六库大桥 L 154m 1991年 连续 第一章概述 南京长江二桥北汊桥 L 90 3 165m 90m 2001年 连续 第一章概述 施
3、工方法 整体现浇 整体性好预制拼装 施工方便 节省支架模板 不受季节影响 大跨桥梁施工方法 悬拼 整体预制吊装 顶推等 第一章概述 END 第二章混凝土梁式桥构造与设计要点 第二章混凝土梁式桥构造与设计要点 第一节板桥的构造第二节简支板桥的构造第三节悬臂体系和连续体系梁桥的构造第四节无缝桥梁的构造 第一节板桥的构造 一 整体式简支板桥的构造截面型式 矩形截面 肋板式截面 钢筋混凝土整体式板桥 1 常用跨径 一般在8m以下 板厚与跨径之比一般为1 12 1 162 受力特点 在荷载作用下 桥面板实际上呈双向受力状态 3 配筋特点 桥面板宽较大时 纵 横向均需配置受力钢筋 注 1 保护层厚度应不小
4、于3cm 2 在主钢筋的弯折处 应布置分布钢筋 第二章第一节板桥的构造 二 装配式简支板桥的构造1 矩形实心板桥1 优点 形状简单 施工方便 建筑高度小等2 构造特点 第二章第一节板桥的构造 2 空心板桥1 优点 跨径较矩形实心板桥增大 自重轻 能充分利用材料 2 构造 单孔 开孔型式 双圆孔形 钢筋混凝土 跨径为6 13m 板厚为0 4 0 8m 预应力混凝土 跨径为8 20m 板厚为0 4 0 85m 跨径及板厚 注 空心板的顶板和底板厚度不应小于80mm 以保证施工质量和承载的需要 第二章第一节板桥的构造 空心板梁桥的梁底仰视照片 大水町中桥 周口李贯河桥的空心板架设 16m 第二章第一
5、节板桥的构造 3 装配式板桥的横向连接1 作用 保证板块共同承受车辆荷载 2 常用横向联接方式 企口混凝土铰链接 第二章第一节板桥的构造 注 1 块件安装就位后 在铰缝内插入钢筋 填实细集料混凝土 2 如要使桥面铺装层也参与受力 也可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋互相绑扎 再浇筑在铺装层内 3 铰槽深度宜为预制板高的2 3 吊装用钢环 装配式简支空心板吊装架设到位 板侧预留钢筋 板顶预留钢筋 防撞栏钢筋 第二章第一节板桥的构造 第二节简支梁桥的构造 优点 受力明确 构造简单 施工方便 应用最广泛 组成 主梁 是桥梁的主要承重结构 横隔梁 保证各根主梁相互结成整体 提高桥梁的整体刚度
6、桥面板 承受车辆 人群 荷载的作用 施工方式 整体现浇和预制装配 第二章第二节简支梁桥的构造 一 整体式简支T梁桥 1 优点 整体性好 刚度大 易于做成复杂形状等 2 截面型式 T梁 加次纵梁式T梁 3 构造特点 梁高h h l 1 8 1 16肋宽b b h 1 6 1 7 且 16cm 以利于浇筑混凝土 桥面板厚度 跨中板厚h1不应小于10cm 根部厚度h0约为25 5cm其它 承托长高比一般不大于3 为合理布置主钢筋 梁肋底部可做成马蹄形 第二章第二节简支梁桥的构造 二 预制装配式简支T形梁桥 1 优点 建桥速度快 工期短 模板支架少等优点 应用广泛 2 截面型式 a 形 a b T形梁
7、 b d 最为普遍的结构形式c 箱形梁 e 第二章第二节简支梁桥的构造 上部构造标准横断面图 mm 第二章第二节简支梁桥的构造 装配式简支T梁桥仰视照片 第二章第二节简支梁桥的构造 1主梁 1 构造 装配式简支梁桥主梁尺寸表2 1 注 1 跨径较大时应取较小的比值 反之 则应取较大的比值 2 主梁梁肋厚度在满足抗剪要求下可适当减薄 3 梁肋端部2 0 5 0m范围内可逐渐加宽 以满足抗剪和安放支座要求 第二章第二节简支梁桥的构造 间距 当吊装重量允许时 主梁间距采用1 8 2 4m为宜 2 预应力钢筋的布置 预应力束筋的布置形式 与桥梁结构体系 受力情况 构造形式 施工方法都有密切关系 第二章
8、第二节简支梁桥的构造 预应力钢束立面布置图 立面看 预应力束应布置在束界界限内 保证梁任何截面出于弹性工作阶段 梁上 下缘应力不超过规定值 一般端梁三分点处起弯 具体多在第一道横隔板附近起弯 2 预应力钢筋的布置 横断面看 预应力钢束在满足构造要求的同时 应尽量互相紧密靠拢 重心尽量靠下 第二章第二节简支梁桥的构造 横断面预应力筋布置图 2桥面板及横向联接构造 1 翼缘板构造 一般采用变厚形式 其厚度随主梁间距而定 规范 翼缘根部 与梁肋衔接处 的厚度应不小于梁高的1 10 边缘厚度不宜小于10cm 当板间采用横向整体现浇连接时 悬臂端厚度不应小于14cm T梁翼缘板钢筋布置图 mm 第二章第
9、二节简支梁桥的构造 常用的桥面板 翼缘板 横向连接有湿接接头 湿接接头 第二章第二节简支梁桥的构造 2 桥面板横向连接构造 1 横隔梁构造 位置 必须设置端横隔梁 跨内的横隔梁宜每隔5 0m 10 0m设置一道 高度 通常将端横隔梁做成与梁同高 内横隔梁的高度一般为主梁梁肋高度的0 7 0 9倍 预应力梁的横隔梁常与马蹄的斜坡下端齐平 厚度 一般为15 18cm 并做成上宽下窄和内宽外窄的楔形以便脱模 第二章第二节简支梁桥的构造 3横隔梁及横向联接构造 第二章第二节简支梁桥的构造 横隔板钢筋布置图 2 横隔梁横向联接构造 装配式横隔板接头 第二章第二节简支梁桥的构造 横隔板连接接头常采用湿接法
10、 吊装后T梁桥仰视照片 第二章第二节简支梁桥的构造 三 组合梁桥 定义 用纵向水平缝将单梁的梁肋部分与桥面板 翼板 分隔开来的装配桥跨结构 使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面 1 优点 可以显著减轻预制构件的重量 便于集中制造和运输吊装 2 型式 I形组合梁桥 适用于混凝土简支梁桥箱形组合梁桥 适用于预应力混凝土梁桥 第二章第二节简支梁桥的构造 3 构造 在组合梁中 梁与现浇板的结合面处 板的厚度不应小于15cm 当梁顶伸入板中时 梁顶以上板的厚度不应小于10cm 4 受力特点 分阶段受力组合梁梁肋的上下缘应力远大于T梁上下缘的应力 装配式T梁与组合梁的应力图比较 第二章第二节简支梁桥的构造
11、 第三节悬臂体系和连续体系梁桥的构造 前言 对悬臂梁桥 连续梁桥 连续刚构桥的构造 参数取值 力学及特点作了简单的介绍 普通钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥的经济跨径分别为20m和40m左右 跨径超出此范围时 跨中恒载弯矩和活载弯矩将会迅速增大 从而导致梁的截面尺寸和自重显著地增加 不但材料耗用量大而不经济 并且也由于很大的安装重量给装配式施工造成很大的困难 为了降低材料用量指标 对于较大跨径的桥梁 宜采用能减小跨中弯矩值的其他体系桥梁 例如悬臂体系 连续体系的梁桥等 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 一 悬臂梁桥的简介 1 悬臂梁桥 1 结构类型 悬臂梁桥 不带挂梁的单孔双悬臂梁桥
12、带挂梁的多孔悬臂梁桥 在桥头两端不设置桥台 仅设置搭板与路堤相接 多用于人行桥 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 单悬臂梁桥 一般做成三跨 其边跨称为锚跨 双悬臂梁桥 挂梁每间隔一孔设置 简支梁桥 单悬臂锚跨和挂梁的三跨悬臂梁桥 双悬臂锚跨和挂梁的三跨悬臂梁桥 带挂梁的三跨T型刚构桥 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 2 力学特点 属于静定体系 不受基础不均匀沉降等附加变形影响 恒载与简支梁桥相比 悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在 使跨中正弯矩显著减小 减小主梁高度 降低钢筋混凝土数量和结构自重 减小恒载内力 弯矩图面积 绝对值 小 活载布置在图中跨 与简支梁相同 布置在挂梁中 简
13、支挂梁跨径小 0 4 0 6跨径 弯矩也小 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 简支跨径减小 支点负弯矩须注意 弯矩图面积 绝对值 小 例如 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 支点负弯矩的存在 使跨中正弯矩显著减小 降低主梁高度 减少自重 3 构造特点 截面形式 锚跨跨中承受正弯矩 支点附近承受较大负弯矩 故支点截面底部受压区需加强 截面形式 T形截面 箱形截面 带马蹄形T形截面 适用30m以内跨径的钢筋混凝土桥梁 底部加宽T形截面 适用30m 50m以内跨径的预应力混凝土桥梁 T形截面 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 50m以上跨径使用箱形截面 优点 整体性强 抗扭刚
14、度大 承受偏载和悬臂施工都有利 顶底板能提供足够的受压面积 能满足抵抗正 负弯矩预应力钢束布置 单箱单室截面较窄桥墩满足较宽桥面 减少下部工程量 应用最为广泛 分离式双箱单室截面多在宽桥中采用 单箱多室截面多在宽桥中采用 箱形截面 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 跨径布置和梁高尺寸 T形截面主梁悬臂一般为中跨的0 3 0 4倍 箱形截面主梁悬臂悬臂长度可适当加大 但最大不超过中跨长度的0 5倍 注意 悬臂长 活载挠度大 时跳车动厉害 桥与路的连接构造易损坏 单孔双悬臂梁桥 悬臂端伸入路堤可省去两个桥台 需在悬臂与路堤衔接处设置搭板 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 单孔双悬臂
15、梁桥梁高拟定 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 多跨悬臂梁桥跨径布置 主孔跨径由通航净空确定 或与边孔一起由河床地形和地质等条件综合考虑来选定 按照弯矩包络图面积为最小原理来确定边孔与中孔的跨径划分 带挂梁三孔悬臂梁桥 多跨双悬臂梁桥 两个悬臂一般都做成相同尺寸 只设一排支座 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 带挂梁三孔悬臂梁桥 多跨双悬臂梁桥 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 锚孔 边孔 跨径取l1 0 6 0 8 l 中孔较小大值 跨径50 60m时取小值 挂梁跨度取lg 0 4 0 6 l 锚孔跨径较小时 活载作用中孔时锚孔边支点可能出现负反力 应设平衡重或拉力支
16、座 挂梁跨度取lg 0 5 0 6 l挂梁高度取hg 1 12 1 20 lg 4 适用情况 适用情况 国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m 国外一般在70 80m以下 预应力混凝土悬臂梁桥世界最大跨径为150m 一般亦在100m以下 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 悬臂梁桥和简支梁桥一样 都属于静定体系 内力不受基础不均匀沉降的影响 施工阶段和成桥运营阶段受力一致 悬臂梁桥与多孔简支梁桥 从桥的立面上看 在桥墩上只需设置一排沿墩中心布置的支座 从而可减小桥墩的尺寸 优点 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 从运营条件来看 悬臂梁桥不甚理想 悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线会发生不利于行车的折点 且伸缩缝装置需经常地更换 钢筋混凝土悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段内 梁上翼缘受拉开裂 雨水 易于浸入梁体 而且其构造也较简支梁为复杂 鉴于上述的缺点 故这种桥型在目前我国已不太采用 缺点 2 T形刚构桥 1 分类及力学特点 T型刚构 墩 梁固结 支座较少 带挂梁或带铰的结构 具有悬臂受力特点的梁式桥 比简支梁跨越能力大 力学特点 第二章第三节悬臂体系和联系体系梁桥的构造 支
