杨晓明-第三讲-梁式桥

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1、第三讲 梁 式 桥第三讲 梁 式 桥主要内容：1 梁桥概述2 板桥的构造与设计3 简支梁桥的构造与 设计4 悬臂梁桥的构造与 设计5 连续梁桥的构造与 设计6 混凝土梁式桥的施 工第三讲 梁 式 桥梁桥概述基本描述 梁桥是指在垂直荷载作用下，支座只产 生垂直反力而无水平反力的结构，梁主要 承受弯矩和剪力。 公路与城市道路中建造的梁桥大多采用 钢筋混凝土或预应力混凝土结构，统称为 混凝土梁桥。 造型简单、适应工业化施工、经济及耐 久性好等许多优点。 预应力技术混凝土梁桥广泛应用 简支梁桥50-70m，连续梁桥的跨径达 120-150m。第三讲 梁 式 桥基本体系：简支梁桥、连续梁桥、悬 臂梁桥

2、简支梁桥 受力和构造最简单，属于静定结构 主要受跨中正弯矩的控制，钢筋混凝土 简支梁的经济合理跨径在20m以下，预应 力混凝土简支梁的合理跨径一般不超过 50m，我国规定40m。 一般用于小桥，大桥中的引桥及城市高 架桥。梁桥概述第三讲 梁 式 桥连续梁桥 超静定结构，在竖向荷载作用下支点截 面产生负弯矩，其跨中正弯矩显著减小， 从而跨越能力大。 结构刚度大，变形小，主梁变形挠曲线 平缓，动力性能好及有利于高速行车等优 点。 预应力混凝土连续梁桥的合理跨径在 120m以内。 连续桥梁基础要求较高，宜用于地基较 好的场合。梁桥概述第三讲 梁 式 桥悬臂梁桥 悬臂梁桥属于静定结构。 为边跨悬臂梁和

3、中跨简支挂梁相组合的 结构型式。 悬臂梁桥支点截面产生负弯矩，跨中正 弯矩比简支梁桥小，跨越能力比简支梁大 ，但小于连续梁。 主跨要增加悬臂与挂梁间的牛腿与伸缩 缝构造，并且牛腿处变形大，伸缩缝易损 坏，行车不平顺。目前已较少使用梁桥概述第三讲 梁 式 桥曲线梁桥曲线梁桥的桥轴线在平面上为曲线， 可采用单跨一次超静定简支曲线梁或多跨 连续曲梁的结构型式，属超静定结构。广 泛用于城市立交桥中。 斜梁桥桥轴线虽然是直线，但与支承线的夹 角不等于90度；受力较为复杂，一般仅用 于地形受到限制的跨线 桥中。梁桥概述第三讲 梁 式 桥主要截面形式实心板空心板肋梁式箱 形截面挖空 进一步 抗 弯好减轻自重

4、 抗 扭好增大跨越能力 大跨连续 梁，曲线梁梁桥概述第三讲 梁 式 桥主要施工方法 整体浇筑施工法：一次浇筑完成桥梁主 体结构混凝土的方法，由于施工工期长， 占用支架和模板较多，受季节影响大，施 工费用大，一般仅用于修建曲线桥，斜桥 等特殊形式的结构或者运输困难的地区。 节段施工法：是将桥梁结构在纵向，横 向或竖向划分为许多段，分段现浇或分段 预制拼装的施工方法，有简支连续法、逐 孔法、悬臂法及顶推法等各种施工方法。梁桥概述第三讲 梁 式 桥板桥的构 造与设计板桥在建成以后外形上像一块薄板，是小 跨径桥中最常用的桥型之一 优点：建筑高度小，适用于桥下净空受限 制的桥梁，可以降低桥头引道路堤高度

5、和 缩短引道长度；外形简单，制作方便；做 成装配式板桥的预制构件时，重量轻，架 设方便。 缺点：跨径不宜过大，跨径超过一定限度 时，截面显著加高，从而导致自重加大。 简支板桥的经济合理跨径一般限制在13m- 15m以下。第三讲 梁 式 桥整体式板桥（整体现浇）板桥的构 造与设计第三讲 梁 式 桥整体式板桥 受力特点 在均布恒载 作用下，桥跨 板基本处于单 向受力状态； 当车轮荷载 作用在板中时 ，桥跨板处于 双向受力状态 。横向弯矩My 虽大于均布荷 载作用下的该 值，但与Mx相 比仍然很小。板桥的构 造与设计第三讲 梁 式 桥装配式板桥 由数块一定宽度的实心或空心预制板组成 ，各板利用板间企

6、口缝填充混凝土相连接 ，在荷载作用下，每块板相当于单向受力 的梁式窄板。板桥的构 造与设计第三讲 梁 式 桥装配式板桥横向连接 为了使装配式板块组成整体，共同承受车 辆荷载，在块件之间必须具有横向连接的 构造。企口混凝土铰连接钢板连接板桥的构 造与设计第三讲 梁 式 桥简支梁桥的构造 与设计简支梁桥具有受力明确、构造简单、 施工方便等优点，是中、小跨径桥梁 应用最广的桥型。整体现浇预制装配第三讲 梁 式 桥整体式简支梁桥整体式梁桥具有整体性好、刚度大、 易于做成复杂形状等优点。T形截面：简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥装配式简支T形梁桥 装配式T形梁桥是使用最为普遍的结构形 式，其优点

7、是制造简单、整体性好、接头 也方便。截面形式简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥装配式简支T形梁桥横隔梁 横隔梁在装配式T梁中起着保证各根主梁相互连接成整体的作用。T型梁桥的端 横隔梁是必须设置的。 有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性，而且能显著加强全桥的整体性。 当T型梁的跨径稍大时，一般在13m以上，在跨径内除设端横隔梁外，再增设1-3 道中横隔梁。简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥第三讲 梁 式 桥装配式简支T形梁桥预应力简支 梁桥 采用高强度钢筋，可节约钢材 20 40； 预加压应力可以大幅度提高梁体的抗裂性和耐久性； 利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增

8、大跨越能力，也有利 于运输和架设； 混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能好的优势，也提高了梁的刚度。简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥第三讲 梁 式 桥装配式简支T形梁桥预应力简支 梁桥(续） 由于简支梁弯矩从跨中向支点逐渐减小 ，故预应力筋的偏心距也应逐渐减少，否 则梁上缘的拉应力及下缘的压应力都会过 大； 由于支点附近区段剪力较大，故可以利 用弯起力筋所产生的竖向分力来抵消一部 分剪力； 为了使梁端部分所受的预加力不太集中 和分散布置锚具，也须将力筋弯起。将部 分力筋弯出梁顶，则可以得到较好的抗剪 作用，而且端块还可以缩小。简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥装配式简支T形

9、梁桥组合梁桥 用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面 板（翼板）分隔开来，使单梁整体截面变 成板与肋的组合截面； 施工时先架设梁肋，再安装预制板，最 后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝 土使结构连成整体。 优点在于可以显著减轻预制构件的重量 ，便于集中制造和运输吊装。简支梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥 悬臂梁桥的构造 与设计简支梁双悬臂梁单悬臂梁第三讲 梁 式 桥特点 无论单悬臂梁或双悬臂梁在锚跨跨中正 弯矩显著减小，而悬臂跨中因简支挂梁的 跨径缩短而跨中正弯矩也同样显著减小。 与简支梁相比，悬臂梁可以减小跨内主 梁高度和降低材料用量，悬臂梁在力学性 能上优于简支梁，可适用于更大跨径的桥

10、型方案。 因支点负弯矩区段存在，不可避免地将 产生裂，另外牛腿、伸缩缝的构造引起行 车不如连续梁平顺。悬臂梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥 连续梁桥的构造 与设计受力特点 连续梁桥跨中截面产生正弯矩，支点截面 产生负弯矩，且支点截面负弯矩大于跨中 截面正弯矩，连续梁的最大正弯矩及负 弯矩均小于等跨度 简支梁的跨中正弯 矩，连续梁的内力 分布比简支梁要均 匀，有利于充分发 挥材料的作用。第三讲 梁 式 桥受力特点（续） 连续梁为超静定结构，在汽车荷载作用 下跨中产生的挠度比简支梁小，行车平顺 舒适。 均匀温度变化引起纵向水平位移，在结 构中不产生附加内力及支承反力。非线性 温度变化、预应力作

11、用、混凝土收缩徐变 及基础沉降等引起结构附加内力连续梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥等截面连续梁桥 一般情况下连续梁桥在恒载与活载作用 下，支点截面负弯矩大于跨中截面正弯矩 ，但跨径不大时这个差值不大，可以考虑 等截面形式，以简化施工。 适用于中等跨径的连续梁（40-60m) 大多采用不等跨型式，边跨跨径小，中 跨跨径大。连续梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥变截面连续梁桥 采用支点梁高大于跨中梁高的变截面形 式，使得梁高的变化规律与连续梁的弯矩 图变化规律相一致，可充分发挥材料性能 ； 减小跨中梁高，有利于减小结构自重产 生的弯矩、剪力； 增大支座截面梁高，有利于抵抗支座截 面较大的剪

12、力。 变截面连续梁可适用于较大的跨径（70 -120m）。连续梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥变截面连续梁桥第三讲 梁 式 桥截面设计 箱形截面空心率高，有利于减轻结构自重 ，截面抗弯与抗扭刚度大，受力性能好， 同时适应抵抗正、负弯矩。是大跨连续梁 桥及其他桥梁的主要截面型式。连续梁桥的构造 与设计第三讲 梁 式 桥 混凝土梁桥的施 工现浇简支梁的施工 无需专门的预制场地和大型起重、运输 设备； 梁体结构中横桥向的主筋不中断，结构 整体性好； 支架、模板等周转材料用量大、周期长 ，施工工期长、费用高； 受季节影响大，质量不易控制，施工管 理较复杂。 目前这种方法多用于中、小跨径桥梁或 交通

13、不便的偏远地区，在一些结构复杂的 异形弯桥等混凝土桥中也经常采用。第三讲 梁 式 桥第三讲 梁 式 桥现浇简支梁的施工支架 支架是施工过程中的临时性结构，用以 支撑模板、浇筑的混凝土梁体结构以及施 工设备、人员等其他施工荷载。 要求支架及其构件和连接具有足够的强 度、刚度和稳定性，支架基础稳固。 同时构造和制作力求简单，既要拆装方 便又要尽可能减少构件的损伤，以提高装 、拆、运的速度和增加周转使用的次数。混凝土梁桥的施 工第三讲 梁 式 桥现浇简支梁的施工支架（续）第三讲 梁 式 桥现浇简支梁的施工模板拆除及支 架卸落 非承重侧模板在混凝土强度能保证其表 面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除

14、；承重模板、支架应在混凝土强度能承受 其自重力及其他可能的叠加荷载时，方可 拆除。 支架的卸落应从梁体挠度最大处的支架 节点开始，逐步卸落相邻两侧的节点，并 要求对称、均匀、有序地进行，各节点应 分多次进行卸落，以使梁的沉落曲线逐步 加大到梁的挠度曲线。混凝土梁桥的施 工第三讲 梁 式 桥模板拆除及支架卸落事故 韶关坪乳公路白桥坑大桥，1996年，32人死亡， 59人受伤(17人重伤) 深圳盐坝高速公路起点高架全互通立交桥，2000 年，19人受伤，其中重伤5人 京福高速三明连接线匝道桥，2001年，6人死亡 、20人受伤 四川省自贡市某大桥， 2002年，3人死亡，7人 伤 广东广清高速增槎

15、路连接线主线高架桥，2004年 ，2人死亡，7人受伤 绥芬河市新华街立交桥引桥，2005年，2人死亡 贵开公路小尖山大桥，2005年，7人死亡，15人 受伤 广州珠江黄埔大桥引桥，2007年，2人死亡第三讲 梁 式 桥预制简支梁的施工 桥梁上、下部结构可以平行施工，加快 施工进度，缩短工期； 预制构件便于工厂化批量生产，质量容 易控制，成本相对较低； 需要专门的预制场地和大型的起重、运 输设备； 构件之间存在拼装接缝，结构整体性相 对较差。混凝土梁桥的施 工第三讲 梁 式 桥预制简支梁的制作第三讲 梁 式 桥预制简支梁的运输与安装第三讲 梁 式 桥连续梁的施工逐孔施工法（支架 ）混凝土梁桥的施 工第三讲 梁 式 桥连续梁的施工逐孔施工法（移动 模架）第三讲 梁 式 桥连续梁的施工逐孔施工法（移动 模架） 不需要设置地面支架，施工不受河流、 道路、桥下净空和地基等条件的影响； 机械化程度高，劳动力少，质量好，施 工速度快，安全可靠； 只要下部结构稍提前施工，之后上下部 结构可同时平行施工，缩短工期，而且施 工从一端推进，梁建成后就可用作运输便 道； 整