梁桥的构造与设计..ppt

第七章 装配式简支梁桥的构造 •主要内容： • 主要截面型式、构造特点； • 钢筋混凝土简支梁桥； • 预应力混凝土简支梁桥； • 组合梁桥； 综述 •简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型 •它受力简单，梁中只有正弯矩，常用T型截面梁这种构造 简单的截面形式； •体系温变，混凝土收缩徐变，张拉预应力等均不会在梁 中产生附加内力，设计计算方便，最易设计成各种标准 跨径的装配式结构 •由于简支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影响 ，对基础要求较低，能适用于地基较差的桥址上建桥 •在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于予制 、架设，简化施工管理，施工费用低，因此在城市高架 、跨河大桥的引桥上被广泛采用 •为减少伸缩缝装置，改善行车平整舒适，国内目前常采 用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥 开封黄河公路大桥 开封黄河公路大桥，共108孔，77孔为50米预应力T梁，31孔为20 米钢筋混凝土T梁，450米一连桥面连续； 7-1 装配式简支梁桥的类型 •模板化生产，易于系列 化、标准化； •T型、箱型、TT型截面 ，高宽比例适当，优化 ，以增大抗弯惯距，增 大刚度； •20~60米有标准图； •跨度增大，梁重增加快 ；措施—纵向分块、横 向分块（少用） 构件划分—减轻块重的措施 •桥梁施工方法的不同导致构件内力 的分配、应力分布的不同； 最常用装配式简支梁桥--T型截面 •采用整体预制,纵向竖接缝(湿接头) •横隔梁4~5道; •预应力T型截面腹板底部作成马蹄形，利于 布置预应力，端部支承附近腹板加厚； 其它了解问题 •梁肋与桥面板分离做法较少采用； •预制方法、施工安装顺序、加载过程不同 时，应注意恒载内力的叠加； •预应力布置一般在腹板内； 7-2 装配式钢筋混凝土简支梁桥 主要问题 •1、一般构造； •2、主要截面尺寸； •3、配筋特点 •4、联结、局部构造 一般构造、截面尺寸 •20米以下跨径； – 高跨比的经济范围 1/11~~1/16 •10米跨，梁高0.9米； 13米跨-梁高>1.0米； 16米跨--梁高>1.1米； 20米跨--梁高>1.3米 •腹板厚度15~18厘米 •横隔梁比主梁稍矮，约3/4 主梁高，肋宽12~16厘米； •翼板比梁宽小2厘米；根部厚 度不小于主梁高1/12端部不 小于8厘米； 钢筋砼铺装层构造 T 梁受力特点—弯距包络图 主梁配筋特点 •包括纵向受力钢筋、弯起（ 斜）钢筋、箍筋、防裂钢筋 、架立钢筋、分布钢筋（构 造）、局部加强钢筋； •受力特点抛物线正弯距，可 弯起部分主筋；但至少2根 不小于20%主筋通过支承截 面； •抗剪要求斜筋，起角45度； 箍筋间距不大于梁高3/4及 50厘米（一般10~20厘米 ），第一根箍筋距支承边缘 5厘米处； •箍筋与混凝土承担60%，斜 筋40%；最大剪力距支座中 心h/2处； •通过支承截面不弯起的主 拉钢筋，长度圆钢筋15d， 螺纹钢筋10d •保护层厚度，主钢筋离底 部净距不小于3厘米，不大 于5厘米，与侧面净距不小 与2.5厘米；箍筋不小于 1.5厘米； 钢筋联接 •焊接钢筋骨架，按规范焊缝强度不低于钢 筋本身强度 配筋特点--翼板钢筋、梁端加强钢筋 钢筋最小锚固长度 T梁配筋图 中主梁横隔梁构造 7-3 装配式预应力混凝土梁桥 •比较广泛的桥梁结构形式； •跨径大于20米，目前可到65米； •其发展依赖于基本材料指标，如使用高强轻质混 凝土，高强预应力，预应力工艺、大吨位的张拉 设备，大型安装设备 T梁构造—立面、断面 截面尺寸 •梁高一般取高跨比1/15~1/25,跨径大取小；梁宽一 般1.6~~2.5M，跨径大取大;也可作成鱼腹形 •主梁腹板下端做成马蹄形（做法），宽度约为肋宽 的2~4倍，管道保护层不小于6厘米，配合预应力布 置腹板在梁端加厚，与马蹄同厚，并有过渡段（ >45 。

肋宽一般构造决定，0.14~~0.20m,梁端 部预留预应力锚固张拉位置； 一般构造 横断面 主梁预应力索布置 T梁梁肋钢筋构造 横隔板细部构造、接头构造 行车道板钢筋构造图 预应力混凝土工作原理 •未开裂预应力混凝土构 件，预应力产生的混凝 土法向应力： •Ny---预应力； •ey---预加力的合力至截 面重心的距离； •y—计算的点至截面重 心轴的距离； 截面特征 •形心轴； •核心距 –1）截面核心概 念 –2）轴向压力在 上、下核心之间 移动，截面不产 生拉应力 普通钢筋砼T梁 与 预应力砼T梁的抗力效应比较 •普通钢筋砼T梁 – ◎钢筋合力（拉应力）中心与砼合力（压应力）中心为“内力偶距” ； – ◎钢筋合力（拉应力合力）【或砼的压应力合力、二者为一对平衡力 】为“内力”； – ◎ “内力偶距”、 “内力”的乘积构成抵抗弯矩； – ◎ “内力偶距” 基本不变， – “内力”变化（不同截面纵筋数量不同）； – ◎以变化的“抵抗弯矩” 来抵抗荷载效应 •预应力砼T梁 – ◎预应力筋合力（压应力）中心的“偏心距” 【内力偶距】。

– ◎预应力筋合力（压应力合力）为“偏心力”； – ◎ “偏心距” 、 “偏心力”的乘积构成“预加弯矩”； – ◎ “偏心距”变化—预应力筋弯起， – “偏心力”基本不变（弯起角不同，有少量变化） – ◎以变化的“预加弯矩” 来抵抗荷载效应 – ◎◎ “预加弯矩” 在不同的阶段（或截面） ，其效应不同； – ◎◎在施工阶段（梁端）一部分是负效应； – ◎◎ “预加弯矩”要获得更大的正效应、避免过大的负效应，必须使 – “偏心距” 的允许变化范围尽可能的大 – ◎◎ 使上、下缘都不出现拉应力，“偏心距”只能在上、下核心之内变 化即：上、下核心距越大，预应力筋越好布置，效果越好 预应力T梁截面受力特点 •预加力阶段，上缘达到0应力；运营阶段，截面下缘应力为0； •Ny*e’=Mg1; – 偏距 e’ 抵消主梁自重，应在设计中使截面形心高一些以增大偏距； •(Ny-△Ny)*(Ku+Ko)=Mg2+Mp；【 △Ny —预应力损失】 – 核心距K= Ku+Ko,反映运营阶段承载能力，K越大越节省预应力筋； •截面效率指标 ρ=K/h , 一般在0.45~~0.5以上较经济 配筋特点 •纵向预应力钢筋 ，尽可能采用后 张法曲线布置， 对抵抗弯距、剪 力有利；考虑预 应力损失弯起角 不能太大； •在跨中截面，尽 可能使预应力重 心靠下，满足构 造要求下，各束 预应力筋互相靠 近，减小马蹄尺 寸； •一般锚固在梁端 腹板，特殊情况 顶板可布置； 预应力向梁端弯起原因 •索界的概念; •预应力向梁端起弯的原因： – 减少梁端负弯矩，提供部分抗剪能力，分散锚下集中力 、便于布置锚具。

预应力向梁端弯起原因 •减余剪力图 •弯起预应力筋产生 竖向分力，抵消梁 内剪力，减低腹板 内主拉应力； •跨径的1/3~1/4 点起弯，一般按圆 弧，弯起半径对钢 铰线、钢丝束不小 于4米；钢筋束按 钢筋直径范围 12