混凝土简支梁桥的构造与设计.ppt

1、桥梁工程(Bridge Engineering)授课人：王智超授课人：王智超土木工程与力学学院土木工程与力学学院桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第二篇第二篇 混凝土梁桥和刚架桥混凝土梁桥和刚架桥桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第一章 混凝土简支梁桥的构造及设计1-1 1-1 混凝土梁桥概述混凝土梁桥概述1-2 1-2 简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计1-31-3 简支肋梁桥构造及设计简支肋梁桥构造及设计-桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第一节第一节第一节第一节 混凝土梁桥概述混凝土梁桥概述混

2、凝土梁桥概述混凝土梁桥概述 梁桥梁桥指结构在垂直荷载作用下，支座只产生指结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。u静静力力特特性性：简简支支梁梁式式桥桥；连连续续梁梁桥桥；悬悬臂臂梁梁桥桥；T T形刚架桥形刚架桥。u截面形式：截面形式：板式梁桥；板式梁桥；肋梁式梁桥；肋梁式梁桥；箱形梁桥。箱形梁桥。u预预应应力力度度：普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土；部部分分预预应应力力混混凝凝土土；全预应力混凝土梁桥。全预应力混凝土梁桥。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6架架桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4

3、-62008-4-6 混凝土梁桥的优缺点混凝土梁桥的优缺点缺点：缺点：自重大。自重大。钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁带带裂裂缝缝工工作作。混混凝凝土土材材料料是是抗抗拉拉性性能能极极差差的一种材料，处于受拉区的混凝土的一种材料，处于受拉区的混凝土容易出现裂缝容易出现裂缝。一、混凝土梁桥的特点一、混凝土梁桥的特点造价低，造价低，可就地取材可就地取材耐久性好，耐久性好，混凝土耐久性好，耐高温混凝土耐久性好，耐高温可可塑塑性性强强，以以按按照照设设计计意意图图做做成成各各种种形形状状的的结结构构，例例如如适应线形的变化做成曲线桥。适应线形的变化做成曲线桥。刚度大刚度大噪音小噪音小优点：优点：桥梁工程桥梁工

4、程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6预预应应力力的的作作用用。通通过过张张拉拉预预应应力力筋筋，使使受受拉拉区区预预先先储储备备一一定定的的压压应应力力，在在外外力力作作用用时时，混混凝凝土土可可不不出出现现拉拉应应力力或或不不出现超过某一限值的拉应力出现超过某一限值的拉应力。全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝。全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝。节节省省材材料料，提提高高桥桥梁梁的的跨跨越越能能力力。与与钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁桥桥相相比比，一般可节省钢材一般可节省钢材3040，跨径愈大节省愈多。，跨径愈大节省愈多。更更适适合合于于装装配配式式桥桥梁梁。如如悬悬臂臂拼拼

5、装装、顶顶推推法法和和旋旋转转施施工工法法在在预预应应力力混混凝凝土土梁梁桥桥中中得得到到新新的的发发展展，可可根根据据需需要要在在结结构构纵纵、横横向向和和竖竖向向任任意意分分段段，施施加加预预应应力力，即即可可集集成成理理想想的的整体。整体。预应力混凝土梁桥的优点预应力混凝土梁桥的优点桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-61.整体浇筑式整体浇筑式 就就地地浇浇筑筑的的整整体体式式钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁桥桥，由由于于施施工工工工期期长长，占占用用支支架架和和模模板板多多，而而且且施施工工受受季季节节的的影影响响大大，使使施施工工费费用用增增加加，因因此此一一般般只

6、只在在运运输输困困难难的的地地区区以以一一些些特特殊殊情情况况（如如修修建斜桥，弯桥及异形变宽桥建斜桥，弯桥及异形变宽桥）时才被采用。）时才被采用。2.预制装配式预制装配式 可可任任意意纵纵向向、横横向向分分缝缝。其其最最常常用用的的经经济济合合理理跨跨径径在在20m以下，以下，悬臂梁和连续梁悬臂梁和连续梁适宜的跨径在适宜的跨径在6070m以下。以下。二、混凝土梁桥的施工方法二、混凝土梁桥的施工方法桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6（1 1）纵向竖缝划分）纵向竖缝划分（2 2）纵向水平缝划分）纵向水平缝划分组合式梁桥组合式梁桥搁预制板和浇砼（3 3）纵、横向竖缝划

7、分）纵、横向竖缝划分串联梁串联梁桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第二节第二节第二节第二节 简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计简支板桥的构造及设计 板板桥桥的的特特点点是是建建筑筑高高度度小小、构构造造简简单单、施施工工方方便便，采采用用预预制制装装配配施施工工时时，预预制制构构件件重重量量小小、架架设设方方便便。主主要缺点是：跨径不宜过大。要缺点是：跨径不宜过大。板板式式截截面面根根据据其其截截面面形形式式和和施施工工方方式式可可划划分分为为：整整体体式式矩矩形形实实心心板板、装装配配式式板板、装装配配整整体体组组合合式式板板、异异形形

8、板板。前前三三种种板板主主要要用用于于小小跨跨度度板板式式梁梁桥桥，包包括括简简支支板板桥桥、连连续续板板桥桥和和斜斜板板桥桥。异异形形板板截截面面形形式式主主要要用用于于城城市市高高架架桥桥及及跨跨度度在在202030m30m、桥桥面面较较宽宽的的预预应力混凝土连续板桥。应力混凝土连续板桥。板桥横截面图板桥横截面图桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6一、整体式板桥一、整体式板桥u常常用用跨跨径径一一般般在在8m8m以以下下，板板厚厚与与跨跨径径之之比一般为比一般为1/121/121/161/16，但，但10cm10cm。u桥桥面面宽宽度度往往往往大大于于跨跨径径，

9、实实际际上上双双向向受受力力状状态态。当当桥桥面面板板宽宽较较大大时时，除除配配置置纵纵向向的的受受力力钢钢筋筋外外，尚尚应应计计算算配配置置板板的的横横向受力钢筋。向受力钢筋。u行行车车道道(人人行行道道)内内主主钢钢筋筋直直径径应应10mm(8mm)10mm(8mm)，间间距距应应20cm20cm，一一般般也也7cm7cm,分分布布钢钢筋筋直直径径8mm(6mm)8mm(6mm)，间间距距20cm20cm，并并且且在在单位板长的截面配筋率单位板长的截面配筋率0.10.1。u行行车车道道板板内内主主钢钢筋筋可可在在沿沿板板高高中中心心纵纵轴轴线线的的1/41/41/61/6计计算算跨跨径径处

10、处按按30304545弯弯起起。通通过过支支点点的的不不弯弯起起的的主主筋筋，每每米米板板宽宽内内3 3根，并根，并1/41/4的主钢筋截面积的主钢筋截面积。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6二、装配式简支板桥的构造二、装配式简支板桥的构造1 1）实心板梁桥）实心板梁桥 实实心心板板截截面面形形状状简简单单、施施工工方方便便、建建筑筑高高度度小小、结结构构整整体体刚刚度度大大，是是小小跨跨径径梁梁桥桥普普遍遍采采用用的的形形式式。一一般般

11、采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土，跨跨径径小小于于8m8m，标标准准图图的的跨跨径径为为1.51.5，2.02.0，3.03.0，4.0，5.0，6.0，8.0。桥面净宽为桥面净宽为净净7 7和和净净9 9两种。适合于小跨径桥梁。两种。适合于小跨径桥梁。装配式板桥梁高与跨径比值装配式板桥梁高与跨径比值结结 构构 类类 型型截截 面面 型型 式式l（m）h（m）钢筋混凝土钢筋混凝土实实 心心1.5 80.16 0.36空空 心心6 130.4 0.8 预应力混凝土预应力混凝土实实 心心/空空 心心8 200.4 0.85桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程

12、桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 空空心心板板截截面面形形状状较较实实心心板板复复杂杂，整整体体刚刚度度大大，建建筑筑高高度度小小，但但是是顶顶板板内内需需要要配配制制钢钢筋筋，同同实实心心板板一一样样是是小小跨跨径径梁梁桥桥普普遍遍采采用用的的形形式式。空空心心板板的的顶顶板板和和底底板板厚厚度度应应8cm8cm，空洞端部应予填封空洞端部应予填封，以保证施工质量和承载的需要。，以保证施工质量和承载的需要。2 2 2 2）空心板梁桥）空心板梁桥）空心板梁桥）空心板梁桥a)a)型型和和b)b)型型为为单单孔孔，挖挖空空率率大大，质质量量小小，但但顶顶板板需需配配置置横横向向受受力

13、力钢钢筋筋来来承承担担荷荷载载的的作作用用，其其中中a)a)型型顶顶部部略略呈呈拱拱形形，可可以以节节省省一一些些钢钢筋筋，但但模模板板较较复复杂杂；c)c)型型和和d)d)型型为为双双圆圆孔孔形形，其其中中c)c)型型为为双双圆圆孔孔，施施工工时时可可用用无无缝缝钢钢管管(或或充充气气囊囊)作作芯芯模模，但但挖挖空空率率小小，质质量量较较大大，d)d)型型芯芯模模则则由由两两个个半半圆和两块侧模板组成，当板的厚度改变时，只需改变侧板高度即可。圆和两块侧模板组成，当板的厚度改变时，只需改变侧板高度即可。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁

14、工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6跨径跨径8m8m装配式空心板桥的构造图装配式空心板桥的构造图桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图（单位：先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置图（单位：cm，钢筋直径：，钢筋直径：mm）桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-63 3）装配式空心板桥的横向连接）装配式空心板桥的横向连接 装

15、装配配式式板板桥桥板板块块之之间间必必须须采采用用横横向向连连接接构构造造以以保保证证板板块块共共同同承承受受车车辆辆荷荷载载。常常用用的的横横向向连连接接方方式式有有企企口口混混凝凝土土铰铰连接连接和和钢板焊接连接钢板焊接连接。（1 1）企口混凝土铰联接）企口混凝土铰联接企口混凝土铰接型式有企口混凝土铰接型式有圆形圆形、菱形菱形和和漏斗漏斗形三种形三种 实践证明：企口式混凝土铰能保证传递横向剪力，使各实践证明：企口式混凝土铰能保证传递横向剪力，使各块板共同受力。块板共同受力。企口混凝土铰接型式企口混凝土铰接型式C25C40号细骨料砼填实铺装层参与受力桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-

16、4-62008-4-62 2）钢板焊接联接）钢板焊接联接 由由于于企企口口混混凝凝土土铰铰需需要要现现场场浇浇筑筑混混凝凝土土，并并需需要要混混凝凝土土强强度度达达到到设设计计强强度度后后才才能能通通车车，为为了了加加快快工工程程进进度度，亦亦可采用可采用钢板连接钢板连接。钢板连接构造钢板连接构造(单位：单位：cm)纵向中距80150cm桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6三、斜交板桥的构造三、斜交板桥的构造1 1）斜板桥的受力特点）斜板桥的受力特点荷荷载载有有向向两两支支承承边边之之间间最最短短距距离离方方向向传传递递的的趋趋势势。在在较较宽宽的的斜斜板板中中部部，其其最最大大主主弯弯矩矩方方向向(即即在在垂垂直直于于该该方方向向的截面上没有扭矩的截面上没有扭矩)几乎接近与支承边正交几乎接近与支承边正交。斜板的最大主弯矩方向斜板的最大主弯矩方向用用比比拟拟连连续续梁梁的的工工作作来来描描述述各各角角点点受受力力情情况况。在在钝钝角角B,B,C C处处产产生生较较大大的的负负弯弯矩矩，其其方方向向垂垂直直于于钝钝角角的的二二等等分分线线;在在B,B,C C点