•第3章 梁式桥梁的构造与设计•3.1 梁式桥梁的组成与设计•3.1.1 梁式桥梁的受力特点•3.1.2 梁桥的基本组成•3.1.3 梁桥的基本类型•(1)按承重结构的截面形式划分•1)板桥•2)肋板式梁桥•3)箱形梁桥 图3.1 梁桥受弯示意图 图3.2 板桥横截面 图3.3 肋板式梁桥横截面 图3.4 箱形梁桥横截面 •(2)按承重结构的静力体系划分•1)简支梁桥•2)悬臂梁桥•3)连续梁桥•4)T形刚构桥•5)连续-刚构桥 图3.5 梁式桥各种体系 •3.2 简支板桥•3.2.1 整体式板桥的构造•3.2.2 装配式板桥的构造•(1)矩形实心板桥•(2)空心矩形板桥•(3)装配式板的横向联结•1)企口混凝土铰联结•2)钢板联结•3.2.3 装配—整体式组合板桥的构造 图3.6 板桥横截面 图3.7 整体式板桥构造 图3.8 跨径6.0m装配式矩形板桥构造 图3.9 空心板截面形式 图3.10 装配式预应力混凝土空心板的构造 图3.11 企口式混凝土铰 图3.12 钢板联结构造 图3.13 装配—整体式组合板桥 •3.3 简支梁桥•3.3.1 装配式钢筋混凝土简支梁桥•(1)构造布置•1)主梁布置•2)横隔梁布置•(2)截面尺寸•1)主梁梁肋尺寸•2)横隔梁尺寸•3)主梁翼板尺寸 图3.14 装配式T形简支梁桥概貌 图3.15 装配式T梁纵横截面(标准跨径为20m) 图3.16 钢筋混凝土铺装层构造 •(3)主梁钢筋构造•1)一般构造•2)主梁钢筋构造实例•介绍标准跨径为20m的装配式T形梁的钢筋构造实例(图3.22)，主梁和横隔梁的布置以及主要尺寸见图3.15。
•(4)装配式主梁的联结构造 图3.17 梁端主钢筋的锚固 图3.18 混凝土保护层的厚度 图3.19 焊接钢筋骨架焊缝尺寸图(图中尺寸为双面焊缝，单面焊缝应加倍) 图3.20 T梁的钢筋布置 图3.21 净距10m装配式T梁梁端加强钢筋网的布置 图3.22 标准跨径为20m的装配式T梁配筋图 图3.23 中主梁横隔梁构造(主梁跨径20m) 图3.24 横隔梁接头构造 图3.25a)螺栓接头；b)扣环接头 图3.26 主梁翼板连接构造 •3.3.2 装配式预应力混凝土简支梁桥•(1)构造布置•(2)截面尺寸•1)截面效率指标•内力的平衡式：•设截面效率指标 图3.27 跨径30m预应力混凝土T梁的构造布置 图3.28 鱼腹形梁的构造布置 图3.29 截面特性 图3.30 预应力混凝土简支梁的应力状态 •2)主梁高度与细部尺寸•预应力混凝土简支梁桥的主梁高度，按截面形式、主梁片数及建筑高度要求，可在较大范围内变化•为适应预应力筋布置的要求，T梁的下缘一般要扩大成马蹄形•(3)装配式预应力混凝土梁的配筋特点•1)纵向预应力筋布置 图3.31 简支梁纵向预应力筋布置图式 •①索界图•②减余剪力图•2)纵向预应力筋的锚固•①先张法的锚固•②后张法的锚固•③其他钢筋的布置•(4)装配式预应力混凝土梁的构造示例•图3.41为标准跨径为30m的装配式预应力混凝土简支梁标准设计的构造。
此梁的全长为29.96m，计算跨径为29.16m设计荷载为汽车—20级，验算荷载为挂车—100梁肋中心距为标准尺寸1.60m在横截面上，可以用5～7片主梁来构成净—7、净—9并附不同人行道宽度的桥面净空 图3.32 索界图 图3.33 减余剪力图 图3.34 先张法中预应力钢丝端段的应力传布 图3.35 钢丝锚结 图3.36 锚具底下的混凝土劈裂力 图3.37 梁端的垫板和加强钢筋网 图3.38 预制钢筋混凝土和叉形钢筋网 图3.39 横截面内钢筋布置 图3.40 无预应力纵向受力钢筋（虚线）的布置 •图3.41•图3.42所示为一构造实例，就是我国河南洛阳黄河公路大桥所采用墩中心距为51.05m的后张法预应力混凝土T梁桥梁的计算跨径为50m，全长为51m载重为汽车—20级，挂车—100，全桥有67孔，桥面净空为净—9+2×1.0m人行道，每孔上部结构由5片大梁组成，梁中心距为 2.30m 图3.42 跨径50m后张结预应力混凝土T梁桥构造图 •3.4 悬臂梁桥•3.4.1 悬臂梁桥的受力特点•3.4.2 悬臂梁桥的构造•(1)钢筋混凝土悬臂梁桥•(2)预应力混凝土悬臂梁桥•(3)截面形式及配筋特点•3.4.3 牛腿构造 图3.43 恒载弯矩比较图 图3.44 钢筋混凝土悬臂梁桥的立面布置及主要尺寸 图3.45 箱形截面形式 图3.46 悬臂梁桥变截面主梁构造 图3.47 牛腿的应力迹线和配筋 •3.5 连续梁桥•3.5.1 结构类型•3.5.2 横截面形式及主要尺寸•(1)钢筋混凝土连续梁桥•钢筋混凝土连续梁桥横截面主要有板式和箱形截面。
•(2)预应力混凝土连续梁桥•预应力混凝土连续梁桥的截面形式，除中等跨度的桥梁采用板式、T形梁式外，对大跨度连续梁桥和采用顶推法施工的连续梁桥，一般采用箱形截面 图3.48 预应力混凝土连续梁桥 图3.49 三跨连续梁惯矩对内力的影响 图3.50 典型截面形式（尺寸单位：cm） 图3.51 南京大桥南路高架匝道桥横断面（尺寸单位：cm） 图3.52 箱形截面形式 •3.5.3 纵向断面布置•(1）钢筋混凝土连续梁桥•跨径20m以内的连续梁桥可采用等截面形式，30m及以上的连续梁桥可采用变截面形式梁的根部高度约为最大跨径的1/15，梁的跨中高度可按构造选用，一般为最大跨径的1/15～1/25 图3.53 梗腋形式 •(2)预应力连续梁桥•预应力混凝土等高度连续梁的梁高约取跨径的1/16～1/26（顶推法施工时为1/12～1/16），支点腹板总厚度与行车道板宽度之比为1/16～1/21，支点处腹板厚度与梁高之比为1/12～1/16变高度连续梁的跨中梁高与跨度之比为1/25～1/35•3.5.4 预应力筋布置 图3.54 预应力混凝土连续梁配筋方式 图3.55 悬臂施工的连续梁布束形式 •3.5.5 二次内力•超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，在结构多余约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分附加内力统称为结构次内力(或称二次力)。
•3.5.6 构造示例•云南六库怒江大桥为85m+154m+85m的预应力混凝土连续梁桥，全桥布置见图3.56，箱梁横截面尺寸见图3.56b)，采用悬臂浇注法施工，箱梁中设置了纵、横、竖三向预应力钢筋 图3.56 云南六库怒江大桥(尺寸单位：cm) •3.6 预应力混凝土T形刚构桥•3.6.1 结构类型•3.6.2 构造特点与尺寸拟定•(1)纵、横截面形式和主要尺寸•预应力混凝土T形刚构桥受施工方法和受力性能要求，多采用箱形截面•(2)预应力筋的布置•纵向预应力筋布置主要有明槽法和暗管法两种 图3.57 预应力混凝土T形刚构桥 图3.58 箱形梁横截面 图3.59 分离式箱形截面 图3.60 T构悬臂预应力筋布置示意图 •3.6.3 构造示例•重庆长江大桥是一座带挂梁的预应力混凝土T形刚构桥，最大跨径为174m设计标准：桥宽21m，其中行车道15m，两侧人行道各3m；设计荷载为汽—20级，挂—100及载重1 471kN平板车验算，人群荷载为3.43kN/m2桥跨布置为86.5m＋4ו138m+156m+174m+104.5m，桥梁全长1 073m•(图3.61)，是国内已建成的同类桥型中跨径最大的T形刚构桥。
图3.61 重庆长江大桥总体布置(尺寸单位：cm) 图3.62 T构结构尺寸图(尺寸单位：cm) •3.7 预应力混凝土连续刚构桥•3.7.1 连续刚构桥的受力特点•连续刚构桥的受力特征与连续梁桥基本接近由于薄壁桥墩参与受力，墩的高度对结构的受力有很大影响•3.7.2 构造特点•3.7.3 总体布置与尺寸拟定•(1)总体布置•(2)主梁截面形式与尺寸拟定 图3.63 连续刚构桥体系的受力特点 图3.64 连续刚构桥 图3.65 德国本道夫桥的总体布置(尺寸单位：cm) 图3.66 东明黄河大桥(尺寸单位：cm) 图3.67 固定跨长与端部固定的桥墩高度关系 图3.68 不等高桥墩的连续刚构桥 图3.69 变截面连续刚构根部梁高与最大跨径的关系 图3.70 变截面连接刚构跨中梁高与最大跨径的关系 •3.7.4 桥墩构造•3.7.5 构造示例•广东虎门大桥位于广(州)深(圳)珠(海)高速公路上跨越珠江出海口的一座特大桥，由主跨888m的悬索桥和主跨270m的预应力混凝土连续刚构桥组成，后者称之为辅航道桥，是目前国内跨径最大的预应力连续刚构桥，桥跨布置为：50m+270m•+150m，分上下行两座独立桥，如图3.74所示。
设计标准为：汽—超20，挂—120；桥面净空：6车道，设中央分隔带，路缘带，紧急停车带，净宽30m；设计行车速度120km/h全桥位于半径R=7 000m的平曲线上 图3.71 桥墩截面形式 图3.72 墩梁连接处构造a)一道横隔板结构；b)两道横隔板结构 图3.73 连续刚构双柱墩尺寸与跨径关系图(尺寸单位：m) 。