混凝土简支梁(板)桥结构与构造

第 三 章 简 支 梁 （ 板 ） 桥 结 构 与 施 工 梁 式 桥 的 发 展 n 材 料 ： 木 、 石 梁 桥 钢 梁 桥 、 钢 筋 砼 梁 桥 和 预 应 力 砼 梁 桥n 跨 度 ： 几 十 米 几 百 米n 结 构 形 式 ： 简 支 梁 悬 臂 梁 、 连 续 梁n 截 面 形 式 ： 实 腹 板 梁 桁 梁 、 箱 梁 n 应 用 广 泛 （ 特 大 桥 梁 的 引 桥 、 斜 桥 、 弯 桥 、 坡 桥 ） 简 支 梁 桥Simply Supported Beam Bridgen 结 构 简 单 ， 相 邻 桥 孔 单 独 受 力 ， 静 定结 构 。 架 设 方 便 ， 适 用 于 中 小 跨 度 。易 设 计 成 标 准 跨 径 的 装 配 式 构 件 。 梁 桥 截 面 形 式 （ 1） 板 式 截 面实 心 板 空 心 板 梁 肋 式 板 异 形 板 梁 桥 截 面 形 式 （ 2） 肋 形 截 面T形 梁I字 形 梁II形 梁 梁 桥 截 面 形 式 （ 3） 箱 形 截 面B=14mB=1218mB=22m B=2232m 3.1 混 凝 土 简 支 梁 （ 板 ） 桥 结 构 与 构 造3.1.1 简 支 板 桥 的 构 造3.1.2 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 桥 的 构 造3.1.3 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁 桥 的 构 造 一 、 简 支 板 桥 的 构 造 简 支 板 桥 n 钢 筋 混 凝 土 简 支 板 桥 的 标 准 跨 径 不 宜 超 过 13m n 预 应 力 混 凝 土 简 支 板 桥 的 标 准 跨 径 不 宜 超 过 25m 板 桥 是 小 跨 径 桥 梁 最 常 用 的 桥 型 之 一 。 外 形 简 单 ， 施 工 方 便 。 其 建 筑 高 度 小 ， 适 用 于 桥 下 净 空 受 限 制 的 桥 梁 。 1、 整 体 式 简 支 板 桥 n 适 用 于 跨 径 为 5 8m的 小 桥 ， 等 厚 度 矩 形 实 心 截 面n 板 厚 与 跨 径 之 比 （ 高 跨 比 ） ： 1/161/23， 随 跨 径 增 大 取 用 较 小 值 。 整 体 式 简 支 板 桥 的 配 筋 n 【 纵 向 受 力 主 钢 筋 】 直 径 10mm， 间 距 70200mm。 中 间 2/3板 宽 按 计 算 配 置 ， 两 侧 各 1/6的 范 围 内 增 加 15%n 【 横 向 分 布 钢 筋 】 直 径 8mm， 间 距 200mm。 n 【 弯 起 钢 筋 】 部 分 主 筋 在 1/41/6计 算 跨 径 处 按 30o45o的 角 度 弯 起 。 通 过 支 点 的 不 弯 起 的 主 筋 ， 每 米 板 宽 内 不 少 于 3 根 ， 且 不 少 于 主 钢 筋 截 面 面 积 的 1/4。 整 体 式 简 支 板 桥 的 钢 筋 构 造 整 体 式 简 支 板 桥 的 设 计 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 正 截 面 的 承 载 力 计 算 22 00 00 xhAfMM xhbxfMM Afbxf ssdud cdud ssdcdfcd混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 b截 面 宽 度 x受 压 区 高 度fsd纵 向 受 拉 钢 筋 抗 拉 强 度 设 计 值 As纵 向 受 拉 钢 筋 的 截 面 面 积0结 构 的 重 要 性 系 数 Md计 算 截 面 上 的 弯 矩 组 合 计 算 值 Mu计 算 截 面 的 抗 弯 承 载 力 h0截 面 有 效 高 度 计 算 步 骤 200 xhbxfMM cdud（ 1） 板 控 制 截 面 的 弯 矩 组 合 设 计 值 （ 2） 计 算 受 压 区 高 度 x （ 3） 求 所 需 钢 筋 面 积 A s )( 1100 KQQGKGd MMM 0hx b sdcds f bxfA 012.0003.0 min0 bhAs（ 4） 选 择 并 布 置 钢 筋 习 题n 现 浇 整 体 式 钢 筋 混 凝 土 矩 形 截 面 简 支 的 板 厚 h=350mm， 每 米 板 宽 承受 跨 中 恒 载 弯 矩 标 准 值 MG K =43.7kNm， 汽 车 荷 载 弯 矩 标 准 值MQ1K =111.5kNm（ 已 计 入 冲 击 系 数 ） 。 采 用 C30混 凝 土 和 H RB335钢筋 。 安 全 等 级 为 二 级 。 求 所 需 纵 向 钢 筋 截 面 面 积 ， 并 进 行 钢 筋 布 置 。 f cd=13.8MPa， fsd=280MPa， b=0.56， min=0.22% as=35mm， 受 拉 钢 筋 18 习 题 答 案（ 1） 板 控 制 截 面 的 弯 矩 组 合 设 计 值 （ 2） 计 算 受 压 区 高 度 （ 3） 求 所 需 钢 筋 面 积 As mkNMMM KQQGKGd 54.2085.1114.17.432.111 mkNMd 54.2080 231510008.131054.208 6 xx mmhmmx b 4.17631556.052 0 mmh 315353500 22563280 5210008.13 mmf bxfA sdcds （ 4） 选 择 并 布 置 钢 筋查 表 得 1m板 宽 按 计 算 配 置 受 拉 钢 筋 为 18， 间 距 为 95mm，截 面 的 面 积 As=2679mm2。 %22.0%86.031010002679 min0 bhAs 2、 装 配 式 空 心 板 桥 n 钢 筋 混 凝 土 空 心 板 ： 6m， 8m， 10m， 13m 板 厚 0.4 0.8mn 预 应 力 混 凝 土 空 心 板 ： 8m， 10m， 13m， 16m， 20m 板 厚 0.4 0.9mn 空 心 板 的 顶 板 和 底 板 厚 度 ， 均 不 宜 小 于 80mm。 截 面 的 最 薄 处 不 得 小 于 70mm。现 浇 混 凝 土预 制 构 件(a)(b)(c)(d)(e) 空 心 板 截 面 形 式 n c、 d使 用 广 泛n 钢 管 芯 模 、 木 芯 模 n 高 压 充 气 胶 囊 空 心 矩 形 板 装 配 式 钢 筋 混 凝 土 空 心 板 钢 筋 构 造 装 配 式 板 的 横 向 连 接 （ 一 ） n 企 口 式 混 凝 土 铰n 混 凝 土 填 实 n 铺 装 层 参 与 受 力(a） (b）(c） (d） 装 配 式 板 的 横 向 连 接 （ 二 ） n 钢 板 连 接n 纵 向 中 距 ： 80 150mm A-AB-BB BN1N2 N31220 主 钢 筋A A810 N1N2N3 空 心 板 截 面 换 算 成 等 效 工 字 型 截 面 DDh kk 63b23 Dyi 43h 1/ 上 翼 板 厚 度 Dyi 43h 2 下 翼 板 厚 度 Dbi 33b 腹 板 厚 度 二 、 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 桥 的 构 造 一 般 构 造n 钢 筋 混 凝 土 T形 截 面 简 支 梁 桥 的 标 准 跨 径 不 宜 超 过 16m。 n 高 跨 比 ： 1/111/16， 随 跨 径 增 大 取 用 较 小 值 。n 主 梁 片 数 四 、 五 片 ； 主 梁 间 距 1.5 2.2m。n 应 设 跨 端 和 跨 间 横 隔 梁 ， 间 距 10m 主 梁 的 构 造 n 腹 板 宽 度 140mm （ 150180mm）n 翼 缘 悬 臂 端 的 厚 度 100mmn 与 腹 板 相 连 处 的 翼 缘 厚 度 梁 高 的 1/10 单 片 主 梁 各 主 梁 联 成 整 体 主 梁 的 横 向 连 接 （ 一 ） 【 焊 接 钢 板 接 头 】 截 面 - 预 埋钢 板盖 接 钢 板横 隔 梁截 面 -盖 接 钢 板160*60*12 灌 注 泥 砂 浆工 地 焊 接主 梁 2 160 60 12 盖 接 钢 板盖 接 钢 板 主 梁 的 横 向 连 接 （ 二 ）【 扣 环 接 头 】 主 梁 的 横 向 连 接 （ 三 ） 【 企 口 铰 连 接 】 T梁 吊 装 钢 筋 种 类 和 布 置 n 受 力 钢 筋 主 钢 筋 、 弯 起 钢 筋 、 斜 钢 筋 、 箍 筋n 构 造 钢 筋 架 立 钢 筋 、 纵 向 分 布 钢 筋 主 钢 筋 【 数 量 】 由 抗 弯 计 算 确 定【 直 径 】 1832mm【 混 凝 土 保 护 层 厚 度 】 梁 底 ： 3050mm； 梁 侧 ： 25mm 弯 起 钢 筋 和 斜 钢 筋 n 设 置 位 置 和 数 量 由 抗 剪 计 算 确 定 。n 梁 的 支 点 处 ， 应 至 少 有 两 根 且 不 少 于 总 数 1/5的 下 层 受 拉 主 钢 筋 通 过 。n 弯 起 角 宜 取 450 。 箍 筋 【 直 径 】 不 小 于 8mm ， 且 不 小 于 1/4主 筋 直 径 。【 间 距 】 不 应 大 于 1/2梁 高 ， 且 不 大 于 400mm。 在 支 座 中 心 沿 跨 径 方 向 不 小 于 一 倍 梁 高 范 围 内 ， 箍 筋 间 距 100mm。 架 立 钢 筋 n 位 于 顶 板 内n 构 造 钢 筋 纵 向 钢 筋 （ 分 布 钢 筋 ） n 直 径 为 68mm， 钢 筋 截 面 积 宜 为（ 0.0010.002） bh。n 间 距 在 受 拉 区 不 应 大 于 腹 板 宽 度 ，且 200mm， 在 受 压 区 300mm。 n 在 支 点 附 近 区 段 ， 腹 板 两 侧 纵 向 钢 筋截 面 面 积 应 予 增 加 ， 纵 向 钢 筋 间 距 宜为 100150mm。 桥 例 桥 例 三 、 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁 桥 的 构 造 n 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁 桥 的 标 准 跨 径 不 宜 大 于 50m。预 应 力 混 凝 土 梁 桥Prestressed concrete beam bridge 横 截 面 形 式 n 为 布 置 预 应 力 束 筋 和 承 受 预 压 力 ， 腹 板 一 般 设 有 马 蹄 或 下 缘 加 宽 。 箱 型 梁 n 抗 扭 刚 度 大 ， 荷 载 分 布 均 匀 ， 适 用 大 跨 度 预 应 力 砼 简 支 梁 。 主 梁 的 布 置n 预 应 力 混 凝 土 简 支 T梁 的 标 准 跨 径 ： 2540m。 n 高 跨 比 ： 1/151/25， 随 跨 度 增 大 取 较 小 值 。n 主 梁 间 距 ： 1.8 2.5m。n 横 隔 梁 布 置 ： 中 部 挖 空 。 主 梁 的 细 部 尺 寸【 腹 板 宽 度 】 150180mm【 上 翼 缘 板 宽 度 】 1.62.5m【 马 蹄 】 宽 度 约 为 肋 宽 的 2 4倍 ， 马 蹄 全 宽 部 分 高 度 加 1/2斜 坡 高 度 约 为 梁 高 的 0.15 0.20倍 。 主 梁 的 细 部 尺 寸n 支 点 附 近 马 蹄 应 逐 渐 加 高 ，腹 板 也 加 厚 至 与 马 蹄 同 宽 ，加 宽 范 围 最 好 达 到 1倍 梁 高 ，自 第 一 道 内 横 隔 梁 起 过 渡 。 钢 筋 种 类 n 预 应 力 钢 筋n 非 预 应 力 钢 筋 ： 箍 筋 、水 平 分 布 钢 筋 、 架 立 钢筋 与 定 位 钢 筋 等 预 应 力 钢 筋 的 布 置 【 索 界 】 两 条 曲 线 所 围 成 的 钢 束 重 心 界 限 ， 保 证 构 件 在 最 小 外 荷 载 和 最 不 利 荷 载 作 用 下 ， 上 下 缘 混 凝 土 均 不 会 出 现 拉 应 力 。 曲 线 配 筋 的 作 用 n 满 足 索 界 要 求 。n 抵 消 支 点 附 近 外 荷 载 剪 力 。n 锚 具 分 散 ， 改 善 局 部 承 压 。 预 应 力 筋 布 置 方 式 （ d）（ c）（ b）（ a） a a 曲 线 布 筋 方 式 【 钢 束 弯 起 点 】 三 分 点 到 四 分 点 之 间【 钢 束 弯 起 角 度 】 不 宜 大 于 20度【 曲 线 形 状 】 圆 弧 线 、 抛 物 线 或 悬 链 线 预 应 力 筋 的 锚 固n 在 先 张 法 预 应 力 混 凝 土 梁 （ pre tensioned prestressed concrete girder） 中 ， 预 应 力 筋 靠 混 凝 土 的 握 裹 力 锚 固 在 梁 体 内 ；n 而 在 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 梁 （ post-tensioned prestressed concrete girder ） 中 ， 则 通 过 各 类 锚 具 锚 固 在 梁 端 或 梁 顶 。 锚 具 布 置 【 锚 具 布 置 原 则 】 分 散 、 均 匀 、 对 称 。 公 路 预 应 力 混 凝 土 T形 梁 桥 75 30 825 102996/21640 135 313.546 160 175 8 10486 4864862916/215 1938 内 梁 半 立 面 图(a) 30(b) 7517525 20160支 点 截 面16036 跨 中 截 面160 160 193610 101016 15203060 160700/2 158700/2 公 路 预 应 力 混 凝 土 箱 形 梁 桥