混凝土简支体系梁式桥的构造与设计ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,25m,。,3.1.1,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,48m,、不规则桥梁,3,、横截面：,高跨比一般为,1/161/23,；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，（,1/41/6,）,L,0,弯起，角度,30,0,45,0,。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：,15mm,6,、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：,1.58m,2,、标准图：,跨径：,1.5,、,2.0,、,2.5,、,3.0,、,4.0,、,5.0,、,6.0,、,8.0m,板高：,0.160.36m,桥面净空：净,7,、净,9,；,钢筋：,HRB335,（,级或,级预应力筋）,荷载：公路,；公路,a,）,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：,613m,预应力砼空心板桥：,820m,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：,0.40.8m,预应力砼简支板桥标准图：,跨径：,8.0,、,10.0,、,13.0,、,16.0m,，板厚：,0.40.9m,4,、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,：桥轴线与支承线垂线的夹角,斜度,：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,15,o,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,l,/b,1.3,2,、钢筋的配置：,主钢筋：按主弯矩方向的特点，若斜交角,15,，则可完全平行于桥纵轴线方向布置,当,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,l,/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：,0,o,、,10,o,、,20,o,、,30,o,、,40,o,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,）,=25,o, 35,o,时，主钢筋按斜跨方向，分布钢筋按平行于支承边方向。,（,2,）,=40,o, 60,o,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,15,0,时，取斜长按正交桥设计，大于,15,0,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,=1.52.2m,（标准设计采用,1.6m,）,3,主梁细部尺寸,（,1,）主梁梁肋尺寸,高度：,h,经济,=,（,1/111/16,）,l,（跨径大者取小值）,宽度：,满足抗剪强度，屈曲稳定，捣固砼要求，尽量薄。常用,160240mm,，一般,140mm,，且,1/15h,。,沿跨径变化：,等截面,（,2,）主梁翼板尺寸,宽度：,视,l,间而定，一般比主梁中距小,2cm,，便于调整。,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，,140mm,。,3.2.2,配筋构造,1,钢筋最小保护层厚度,注：,1,）,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,）,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,）,类环境是指海水环境。,4,）,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：,d8mm,间距：近上缘，间距,200mm,；近下缘，间距,300mm,近支座，间距,100150mm,。,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（,d10mm,，,5,根,/m,或间距,200mm,）,分布钢筋：,沿主梁跨径向（,d6mm,，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：,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；,端横隔梁：,为便于安装、检查支座，应留有一定空隙，可与同高；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,插短分布钢筋浇砼（,0.20.5m,）,（,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（,1.82.5m,）。,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,）,较大的截面，较为经济，通常希望,=0.450.5,以上（通过加大翼缘宽度，增加梁的间距有效提高,）。,（,2,）主梁高度,等截面简支梁：,h,/,l,=1/151/25,（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,1/161/18,。,（,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，,越大）。通常为：,1416cm,􀂡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,24,倍，管道保护层,60mm,；,（,2,）全宽部分高加,1/2,斜坡区高（,0.150.20,）,h,，斜坡陡于,45,o,。,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,􀂐全部直线形布置：仅适用于先张法，小跨径,􀂐梁中截断的直线形布置：适用于后张法，跨径较大,全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多，常用􀂐,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，,d5mm,（,d,为钢丝直径）时，,不小于,4m,；,d5mm,时，不小于,6m,；,对精轧螺纹钢筋，,D25mm,（,D,为钢筋直径）时，,不小于,12m,；,D25mm,时，不小于,15m,。,4,、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,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（,1010cm,）；（,2,）螺旋筋（,8,）；,（,3,）钢垫板（,h16mm,）。,封锚：设置构造钢筋与梁体连接，并浇筑混凝土封锚，以保护锚具不致锈蚀。,混凝土的强度等级不应低于构件本身混凝土强度等级的,80%,，且不低于,C30,。,带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板,3.,其他钢筋的布置,一般不设斜筋，其它同钢筋砼梁，,按构造布置,（,1,）箍筋的配置,腹板内,自支座中心起长度不小于,一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋。,马蹄部分，另外设置闭合式加强箍筋，定位钢筋。,防止因梁顶过高的拉应力而产生的开裂。,预加力阶段：防止上缘开裂,运营阶段：加强抗压能力,加强承受预加压力的能力,部分预应力：补足极限强度,配置不粘结预应力筋：分布裂缝,（,4,）非预应力纵向受力钢筋,作用：补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，或更好地分布裂缝和提高梁体韧性,(5),横向连接构造,同普通钢筋砼连接方式,3.3.3,装配式预应力砼简支梁桥实例,3.4,组合梁桥,常用型式：,（,1,）,形组合梁桥：适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥,（,2,）箱形组合梁桥：只适用于预应力混凝土梁桥特点及设计时的注意事项：,1,、结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位,注意加强,结合面的强度,2,、分阶段受力。,思考题,1,、整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？,2,、简支斜板桥的受力和配筋有何特点？,3,、装配式板桥和装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些？,4,、简支梁桥的上部构造由哪些部分组成？各有什么作用？,5,、如何进行装配式钢筋混凝土,T,形简支梁桥的构造布置和尺寸拟定？,6,、为了防止锚具附近混凝土裂缝，应采取哪些构造措施？,7,、在预应力混凝土简支梁桥中，在哪些情况下应将非预应力钢筋与预应力筋协同配置？说明非预应力筋所起的作用。,