第三章 混凝土简支体系梁式桥的 构造与设计梁式桥的分类（1）按承重结构横截面形式：板桥、肋梁桥 、箱型梁桥 （2）按受力特点：简支、连续和悬臂 （3）按施工方法：整体式、装配式、装配— —整体式 (4)按桥跨结构相对厚度大小：板桥、梁桥(5)按是否施加预应力：混凝土梁式桥分类及特点§3.1 简支板桥的构造与设计板桥的特点：建筑高度小，其外形简单，制作方便，既便于现场整体浇筑，又便于工厂化成批生产，重量不大，架设方便适用性：桥下净空受限制，降低桥头引道高度，跨 径不宜过大《桥规》规定：钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过13m，预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过25m3.1.1 整体式板桥的构造1、特点：整体性能好，横向刚度较大，施工较简便2、适用：（缺点）常用跨径4~8m、不规则桥梁3、横截面：高跨比一般为1/16~1/23；实心板、矮肋板、空心板；城市高架桥：单波或双波4、配筋：（双向板） 1）纵筋：计算 a、布置：中间2/3范围按计算，两侧各1/6范围增加 15%；d ≥10mm ，70mm ≤l间≤200mm b、弯起：习惯，（1/4~1/6）L0弯起，角度300~450。
通过支点的不弯起的主钢筋，每米板宽内不少于三 根，且不少于主钢筋截面面积的1/4 2）横向（分布钢筋）：布于纵向主筋内侧， d ≥8mm ，l间≤20cm ，截面面积不宜小于板的截面面 积的0.1% 5、保护层：主钢筋：≥20mm，钢筋网：≥15mm6、整体式板桥构造实例3.1.2 装配式简支板桥构造特点：缩短工期，并获得较高的施工质量（一）实心矩形板桥 1、适应跨径：1.5~8m 2、标准图：跨径：1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0m 板高：0.16~0.36m桥面净空：净—7、净—9；钢筋：HRB335（Ⅱ级或Ⅳ级预应力筋）荷载：公路—Ⅰ；公路—Ⅱa ） b ）3、构造实例（二）空心矩形板桥 1、特点：重量小，运输安装方便，建筑高度较T梁小 2、适应跨径：钢筋砼空心板桥：6~13m预应力砼空心板桥：8~20m 3、标准图：钢筋砼简支板桥标准图主要有：跨径：6.0、8.0、10.0、13.0m，板厚：0.4~0.8m预应力砼简支板桥标准图：跨径：8.0、10.0、13.0、16.0m ，板厚：0.4~0.9m4、开孔形式：挖空率大，顶 板需配横向筋挖空率小， 自重大注意：1）顶板和底板厚度≥80mm，截面最薄处≥70mm ——保证施工质量和承载需要 2）为保证抗剪强度，按计算设弯起筋和箍筋。
5、实例1：（钢筋混凝土板桥）实例2：构造实例（预应力混凝土板桥）图2-3-5（三）装配式板的横向联结 1、设置横向联结的目的或作用 2、常用的联结方法 （1）企口混凝土铰联结：有圆形、棱形、漏斗形等型式 （2）钢板焊接联结3.1.3 斜交板桥的受力特点及构造概念： 斜交角ϕ ：桥轴线与支承线垂线的夹角 斜度 α ：桥轴线与支承线的夹角1．斜板桥的受力特点理论和试验表明，垂直荷载作用下，其受力特征： （1）荷载传递分配的趋势：向两支承边之间的最短距离，中部接近垂直于支承边（2）各角点受力描述：比拟连续梁在荷载作用下，钝角处产生较大的负弯矩 和扭矩斜板支承边上的反力很不均匀钝角处反力最 大，锐角处反力最小3）斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大的扭矩（4）当斜交角在15o以内时，斜交的影响可以忽略（5）纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b的矩形板小，并随斜交角的增大而减小（6）纵向最大弯矩的位置，随斜角的增大从跨中向钝角部位移动2、斜板桥构造特点（一）整体式斜板桥 1、特点：一般lφ/b≤1.32、钢筋的配置： 主钢筋：按主弯矩方向的特点，若斜交角φ＜15°， 则可完全平行于桥纵轴线方向布置当φ>15°时，主钢筋应垂直于板的支座轴线方向布置分布钢筋：应垂直于主钢筋方向设置。
分布钢筋的直 径、间距和数量与整体式正板桥要求相同在斜板的 支座附近应增设平行于支座轴线的分布钢筋，或将分 布钢筋向支座方向成扇形分布，过渡到平行于支承轴 线局部加强钢筋： （1）平行于自由边的钢筋带：自由边上下层各设一条，直径为主钢筋直径，不少于三根，并用箍筋箍牢 2）钝角处加强钢筋：钝角两侧1.0m～1.5m边长的扇形面积内，下层与钝角的平分线平行，上层与钝角平分线 垂直直径不小于12mm，间距100～150mm 二）装配式斜板桥 1、特点：一般lφ/b>1.3，属窄斜板桥 2、钢筋的配置：主钢筋：可与桥纵轴线平行其他钢筋：配置原则与整体式 斜板桥相同 3、标准图配筋：2000年我国新编制了该类桥的标准图， 斜跨径：包括3m、4m和5m三种，斜交角 ：0o、10o、20o、30o、40o等5种，预制 板垂直于桥轴线的宽度：为1.25m，板 厚：分别为22cm、26cm、30cm（不包括 后浇混凝土层）1）ϕ=25o~ 35o时，主钢筋按斜跨方向，分布钢筋按平行于支承边方向 （2）ϕ=40o~ 60o时，主钢筋与分布钢筋布置同（一）中的“方案二 ”加强钢筋：说明：当斜度小于150时，取斜长按正交桥设计，大于150时，则要考虑其受力性能。
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥 的构造与设计特点：受力明确，构造简单，施工方便，便于工业化 生产，节省模板和支架，降低劳动强度，缩短工期适用：小跨径桥梁中，尤其是标准跨径为13～25m的 桥梁，成为应用最多的桥型3.2.1 横截面设计1、横截面形式最常用T形装配式钢筋混凝土T形梁桥的典型概貌2. 主梁布置（主梁间距l间）桥面宽度B一定，l间决定钢筋、砼用量，构件重量，翼 缘刚度一般：l间=1.5~2.2m（标准设计采用1.6m）3．主梁细部尺寸（1）主梁梁肋尺寸①高度：h经济=（1/11~1/16）l（跨径大者取小值）②宽度：满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄常用160~240mm，一般≥140mm，且≥1/15h③沿跨径变化：等截面（2）主梁翼板尺寸①宽度：视l间而定，一般比主梁中距小2cm，便于调整②厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度 翼板与梁肋衔接处：≥l/10h翼板的端部:一般≥100mm；横向整体现浇连接的预制T形截面梁，≥140mm3.2.2 配筋构造 1．钢筋最小保护层厚度注：1）Ⅰ类环境是指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的 水或土接触的环境。
2）Ⅱ类环境是指严寒地区的大气环境；使用 除冰盐环境；海滨环境3）Ⅲ类环境是指海水环境4）Ⅳ类环 境是指受侵蚀性物质影响的环境2．钢筋布置（1）钢筋种类：纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等主筋：承受正弯矩，抵抗拉力，设置在梁肋的下缘锚固长度斜钢筋：增强梁体的抗剪强度箍筋：增强主梁的抗剪强度直径：d≥8mm，且≥1/4d主筋，间距：≤1/2倍梁高，或间距≤400mm近支座≥一倍梁高范围内，间距≤100mm配筋率：R235钢筋不小于0.18%，HRB335钢筋不 小于0.12%纵向分布钢筋：防止因混凝土收缩等原因产生裂缝直径：d≥8mm间距：近上缘，间距≤200mm；近下缘，间距≤300mm近支座，间距≤100~150mm架立钢筋：布置在上缘，固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成骨架焊接钢筋骨架：双面焊缝，单面焊缝主 梁 构 造 实 例翼缘板配筋： 受力钢筋：横向，上缘（d≥10mm，≥5根/m或间距≤200mm）分布钢筋：沿主梁跨径向（d≥6mm，间距≤250mm，S分布钢筋≥0.15%S板主筋3.2.3 横隔梁的布置与构造1. 横隔梁布置（1）横隔梁的作用?（2）设置横隔梁带来的不便?（3）横隔梁的布置?一般来说，当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于10m，当为铰接时，其间距可取5m左右。
对于钢筋混凝土简支梁桥，一般在梁端、跨中和四分点处各设一道横隔梁就可满足要求2、横隔梁尺寸（1）高度：①中横隔梁：满足抗弯要求，通常为3/4h，带马蹄者延至马蹄加宽处；②端横隔梁：为便于安装、检查支座，应留有一定空隙，可与①同高；为运输、安装稳定，应与主梁同高2）宽度：通常：12～20cm，最常用的为15～18cm，上宽下窄，内宽外窄的楔形，以便脱模3．横隔梁配筋3.2.4 主梁的横向连接1、接头要求（1）足够的强度；（2）不因反复冲击作用发生松动2、接头类型（1）焊接钢板接头特点：强度可靠，焊后立即承载，施工较困难2）扣环接头（1）横隔梁扣环接头做法：伸出钢筋扣环A 按腰圆接头扣环Ｂ 插短分布钢筋浇砼（0.2~0.5m）（3）桥面板横向扣环接头（4）桥面板的企口铰连接做法：伸出连结钢筋 交叉弯制（或弯转套一根钢筋上） 局部钢筋网 浇砼铺装层优缺点：3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥 的构造与设计我国《桥规》明确指出：预应力混凝土简支梁 桥的标准跨径不宜大于50m 3.3.1 横截面设计 1．横截面形式2．主梁布置（主梁间距l 间）标准设计，l 间=1.6m，l 间=2.2m跨径较大的T梁，l 间宜大（1.8~2.5m）。
串联梁3．截面尺寸 （1）截面效率指标预加力阶段 运营阶段 说明：（1）ρ较大的截面，较为经济，通常希望ρ=0.45~0.5以上（通过加大翼缘宽度，增加梁的间距有效提高ρ） （2）主梁高度 等截面简支梁：h/l=1/15~1/25（跨径大，取小值；梁数少，取大值） 从经济而言，宜取大值，一般中等跨径约取1/16~1/18 （3）其他细部尺寸对中小跨径，与钢筋砼原则相同 肋宽：一般不受抗剪强度限制，由构造和施工要求 决定（越薄，ρ越大）通常为：14~16cm 翼缘的厚度马蹄尺寸应满足预加力阶段的强度要求，越宽而矮越经济具体由预应力筋的数量和排列、施工方便、力筋弯起及满足预应力阶段强度的要求而定 （1）宽度为肋宽的2~4倍，管道保护层≥60mm；（2）全宽部分高加1/2斜坡区高≈（0.15~0.20）h，斜坡陡于45o说明：离锚固端一倍梁高逐渐加高，并加宽至与马蹄同宽标准设计中，一般采用自第一道内横隔梁向梁端逐渐变化的形式 4．横隔梁布置延伸至马蹄的加宽处、中部挖空3.3.2 配筋构造钢筋种类：纵向预应力筋、架立钢筋、箍筋、水平分布筋、局部应力筋及其他构造钢筋 1. 纵向预应力筋的布置（1）布置形式u 全部直线形布置：仅适用于先张法，小跨径u 梁中截断的直线形布置：适用于后张法，跨径较大u全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常 用 u部分弯出梁顶锚固：适用于预应力筋较多或梁高受 限2、索界：张拉阶段（或预加力阶段）：运营阶段（包括长期和短期效应）：只要使预应力钢索的重心位置位于索界内，就能保证梁的任何截面在各个受力阶段上、下缘应力均不超过规定值。
3、弯起及曲线形状实际设计中，鉴于跨中区段弯矩变化平缓，荷载剪力不大，通常在三分点~四分点将预应力筋弯起弯起曲线形状：圆弧形、抛物线形、悬链线形弯起的曲率半径：对钢丝束、钢绞线，d≤5mm（d为钢丝直径）时，不小于4m；d>5mm时，不小于6m；对精轧螺纹钢筋，D≤25mm（D为钢筋直径）时，不小于12m；D>25mm时，不小于15m4、预应力筋在跨中横截面内的布置原则（1）保证梁底保护层和位于索界内（2）重心尽量靠下；（3）尽量相互靠拢；（4）腹板中线处适量布置注意：《桥规》中的具体规定5. 纵向预应力筋的锚固先张法：主要靠砼的握裹 力锚固在梁内后张法：通过各类锚具锚固在梁端或梁顶u后张法的锚固 受力特点：锚具附近有很大的压应力及拉应力（劈 裂力）锚具在梁端的布置原则： （1）尽量减小局部应力；（2）在梁端对称于竖轴布置； （3）锚具之间应留有足够的净距为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取的构造措施： 锚固区（离梁端约等于梁高的范围）内设置：（1）加强钢筋网（10×10cm）；（2）螺旋筋（φ8）；（3）钢垫板（h≥16mm）封锚：设置构造钢筋。