桥梁上部结构施工技术任务二混凝土简支梁桥构造与设计概要学习教案.pptx

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1、会计学1桥梁上部结构施工技术任务二混凝土简支桥梁上部结构施工技术任务二混凝土简支梁桥构造与设计梁桥构造与设计(shj)概要概要第一页，共41页。2.1 2.1 概述概述 （4 4）从承重结构）从承重结构(jigu)(jigu)横截面形式横截面形式1 1）板桥）板桥(bn qio)(bn qio)2）肋梁桥）肋梁桥(lin qio)3）箱形梁桥箱形梁桥5.2 5.2 混凝土简支板桥的构造与设计混凝土简支板桥的构造与设计 整体式简支板桥整体式简支板桥1）截面形式）截面形式（1 1）总体构造）总体构造图图2-1 整体式板桥横截面整体式板桥横截面 第1页/共41页第二页，共41页。图图2-2 钢筋混凝

2、土整体式简支板桥钢筋混凝土整体式简支板桥(bn qio)构造构造 2）跨径）跨径 跨径在跨径在4 410m10m。3）钢筋）钢筋(gngjn)构造构造 第2页/共41页第三页，共41页。1 1）行车道板主筋直径应不小于）行车道板主筋直径应不小于12mm12mm，7cm7cm间距间距(jin j)20cm(jin j)20cm；分布钢筋；分布钢筋6mm6mm，间距，间距(jin j)25cm(jin j)25cm。2 2）两侧边缘板带的主钢筋）两侧边缘板带的主钢筋(gngjn)(gngjn)数量宜较中间板带（板宽数量宜较中间板带（板宽2/32/3范围内）增加范围内）增加15%15%。3 3）分布

3、筋在单位板长的截面）分布筋在单位板长的截面(jimin)(jimin)面积一般不应小于主钢筋面积的面积一般不应小于主钢筋面积的15%15%。（4 4）受力特点）受力特点桥面板实际上是处于双向受力状态。桥面板实际上是处于双向受力状态。2.2 2.2 混凝土简支板桥的构造与设计混凝土简支板桥的构造与设计 第3页/共41页第四页，共41页。图图2-3 空心空心(kng xn)板截面形板截面形式式 2)2)空心空心(kng xn)(kng xn)板桥板桥 （1 1）总体）总体(zngt)(zngt)构造构造 1 1)实心板桥实心板桥 装配式简支板桥的构造装配式简支板桥的构造1 1）截面形式）截面形式

4、第4页/共41页第五页，共41页。图图2-4 空心空心(kng xn)板板第5页/共41页第六页，共41页。图图2-5 空心空心(kng xn)板板第6页/共41页第七页，共41页。图图2-6 空心空心(kng xn)板板第7页/共41页第八页，共41页。图图2-7 空心空心(kng xn)板板第8页/共41页第九页，共41页。图图2-8 企口式混凝土铰企口式混凝土铰 （2 2）板间横向连接）板间横向连接(linji)(linji)构造构造 横向连接方式有企口混凝土铰联接横向连接方式有企口混凝土铰联接(lin ji)(lin ji)和钢板焊接联接和钢板焊接联接(lin ji)(lin ji)。

5、第9页/共41页第十页，共41页。图图2-9 钢板钢板(gngbn)焊接焊接联接联接 第10页/共41页第十一页，共41页。斜交板桥斜交板桥(bn qio)(bn qio)的构造的构造 桥梁桥梁(qioling)(qioling)纵轴线与支承线垂线呈某一夹角的板桥，叫斜交板桥，其夹角习惯上称为斜交角。纵轴线与支承线垂线呈某一夹角的板桥，叫斜交板桥，其夹角习惯上称为斜交角。图图2-10 斜交斜交(xi jio)板板（1 1）斜交板桥定义）斜交板桥定义第11页/共41页第十二页，共41页。图图2-11 斜交斜交(xi jio)板的受力板的受力特点特点（2 2）斜交）斜交(xi jio)(xi ji

6、o)板桥的受力特点板桥的受力特点1 1）荷载）荷载(hzi)(hzi)有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。2 2）各角点受力情况可以用比拟各角点受力情况可以用比拟连续梁连续梁的工作来描述。的工作来描述。3 3）在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩最大跨内弯矩比正板桥要比正板桥要小小；跨中；跨中横向弯矩横向弯矩比正桥的要比正桥的要大大。第12页/共41页第十三页，共41页。1 1）整体式斜交）整体式斜交(xi jio)(xi jio)板桥板桥图图2-12 整体式斜交整体式斜

7、交(xi jio)板钢板钢筋布置筋布置(a)底层底层(d cn)钢钢筋筋(一一)(b)上层钢筋上层钢筋 (c)底层钢筋底层钢筋(二二)（3 3）斜交板桥的配筋）斜交板桥的配筋第13页/共41页第十四页，共41页。（2 2）装配式斜交）装配式斜交(xi jio)(xi jio)板桥板桥图图2-13 装配式斜交板钢筋装配式斜交板钢筋(gngjn)布置布置2535 4060 4050 5560 第14页/共41页第十五页，共41页。图图2-14 装配式装配式T形简支梁桥概貌形简支梁桥概貌(gimo)第15页/共41页第十六页，共41页。3 3）桥面构造：对桥梁功能的正常发挥）桥面构造：对桥梁功能的正

8、常发挥(fhu)(fhu)，对主要承重构件的保护，对车辆行人的安全以及桥梁的美观都十分重要。，对主要承重构件的保护，对车辆行人的安全以及桥梁的美观都十分重要。2）横隔梁：使各根主梁相互联成整体）横隔梁：使各根主梁相互联成整体(zhngt)，以提高桥梁的整体，以提高桥梁的整体(zhngt)刚度。刚度。1）主梁：主要）主梁：主要(zhyo)承重结构。承重结构。（1 1）简支肋梁桥上部结构及作用）简支肋梁桥上部结构及作用2.3 2.3 混凝土简支梁桥的构造与设计混凝土简支梁桥的构造与设计 整体式简支肋梁桥整体式简支肋梁桥 第16页/共41页第十七页，共41页。图图2-15 整体式梁桥整体式梁桥(li

9、n qio)横截面横截面 装配式简支肋梁桥装配式简支肋梁桥(lin qio)(lin qio)（1 1）主梁跨径）主梁跨径 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土混凝土T T形、形、I I形简支梁标准跨径不宜大于形简支梁标准跨径不宜大于16m16m。第17页/共41页第十八页，共41页。预应力混凝土预应力混凝土T T形、形、I I形简支梁，标准形简支梁，标准(biozhn)(biozhn)跨径不宜大于跨径不宜大于50m50m。桥梁型式桥梁型式适用跨径适用跨径(m)主梁间距主梁间距(m)主梁高度主梁高度主梁肋宽度主梁肋宽度(m)钢筋混凝土钢筋混凝土简支梁简支梁20251.52.2H=(1/1

10、11/16)lb=0.150.20m预应力混凝预应力混凝土简支梁土简支梁501.82.5H=(1/141/25)lb=0.160.20m表表5-1 5-1 简支梁桥主梁尺寸简支梁桥主梁尺寸(ch cun)(ch cun)（2 2）主梁构造）主梁构造(guzo)(guzo)1 1）主梁间距）主梁间距1.51.52.52.5m2)2)主梁肋宽主梁肋宽0.150.20m第18页/共41页第十九页，共41页。图图2-16 装配式装配式T形梁横截面形梁横截面 (3(3）桥面板及横向连接）桥面板及横向连接(linji)(linji)构造构造 预制预制(y zh)T(y zh)T形截面梁翼缘根部的厚度应不小

11、于梁高的形截面梁翼缘根部的厚度应不小于梁高的1/101/10，边缘厚度不宜小于，边缘厚度不宜小于10cm10cm。1）桥面）桥面(qio min)板构造板构造第19页/共41页第二十页，共41页。图图2-17 2-17 装配式桥面板刚性接头钢筋装配式桥面板刚性接头钢筋(gngjn)(gngjn)布置布置图图2-18 2-18 装配式桥面板铰接装配式桥面板铰接(jioji)(jioji)接头接头2）桥面）桥面(qio min)板横向联接构造板横向联接构造 桥面板常用的横向连接有桥面板常用的横向连接有刚性接头刚性接头和和铰接接头铰接接头。第20页/共41页第二十一页，共41页。（4 4）横隔梁及横

12、向联接）横隔梁及横向联接(lin ji)(lin ji)构造构造 图图2-19 2-19 装配式梁简支装配式梁简支T T梁横隔板梁横隔板(bn)(bn)构造构造1 1）横隔）横隔(hn)(hn)梁构造梁构造第21页/共41页第二十二页，共41页。图图2-20 2-20 装配式梁简支装配式梁简支T T梁实例梁实例(shl)(shl)第22页/共41页第二十三页，共41页。横隔梁常用的横向连接有钢板焊接联接横隔梁常用的横向连接有钢板焊接联接(lin ji)和扣环联接和扣环联接(lin ji)。图图2-21 2-21 装配式横隔板横向装配式横隔板横向(hn xin)(hn xin)联接联接构造构造2

13、）横隔）横隔(hn)梁横向连接构造梁横向连接构造第23页/共41页第二十四页，共41页。混凝土简支箱形梁桥混凝土简支箱形梁桥 图图2-22 箱形横截面箱形横截面 2）箱形截面梁抗扭能力）箱形截面梁抗扭能力(nngl)比较大。比较大。1 1）箱形梁不适用于钢筋）箱形梁不适用于钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土简支梁桥，但适用于全截面参与受力的预应力混凝土梁桥。混凝土简支梁桥，但适用于全截面参与受力的预应力混凝土梁桥。（1 1）箱形梁的特点）箱形梁的特点(tdin)(tdin)3 3）箱梁横向）箱梁横向抗弯刚度大抗弯刚度大，对预施应力、运输、安装阶段单梁的，对预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定

14、性稳定性要比要比T T梁梁好好得多。得多。第24页/共41页第二十五页，共41页。4 4）箱梁薄壁构件预制、施工）箱梁薄壁构件预制、施工(sh gng)(sh gng)比较复杂。单根箱梁安装重量通常比比较复杂。单根箱梁安装重量通常比T T梁大。梁大。5）中性轴上下部均有足够混凝土，可抵抗正负）中性轴上下部均有足够混凝土，可抵抗正负(zhn f)弯矩，适用连续梁桥和悬臂结构。弯矩，适用连续梁桥和悬臂结构。混凝土组合混凝土组合(zh)(zh)梁桥梁桥 目前国内外采用的组合梁桥主要有目前国内外采用的组合梁桥主要有I I形和箱形两种组合梁桥形式。形和箱形两种组合梁桥形式。I I形组合梁桥适用于混凝土简

15、支梁桥。形组合梁桥适用于混凝土简支梁桥。箱形组合梁桥适用于预应力混凝土梁桥。箱形组合梁桥适用于预应力混凝土梁桥。第25页/共41页第二十六页，共41页。图图2-23 2-23 组合式梁桥组合式梁桥(lin(lin qio)qio)横截面横截面图图2-24 2-24 装配式与组合式梁应力图装配式与组合式梁应力图(lt)(lt)比较比较第26页/共41页第二十七页，共41页。图图图图2-25 2-25 2-25 2-25 梁格构造梁格构造梁格构造梁格构造(guzo)(guzo)(guzo)(guzo)和桥面板支承方和桥面板支承方和桥面板支承方和桥面板支承方式式式式计算计算(j sun)(j sun

16、)模型模型2.4 2.4 桥面桥面(qio min)(qio min)板的计算板的计算 第27页/共41页第二十八页，共41页。（1 1 1 1）整体）整体）整体）整体(zhngt)(zhngt)(zhngt)(zhngt)现浇的现浇的现浇的现浇的T T T T梁梁梁梁 2 2 2 2）双向板）双向板）双向板）双向板 （1 1 1 1）单向）单向）单向）单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板（板（板（板（2222）2222）计算计算计算计算(j sun)(j sun)(j sun)(j sun)模型的采用：模型的采用：模型的采用：模型的采用：（2 2 2 2）装

17、配式）装配式）装配式）装配式T T T T梁梁梁梁 对于对于对于对于 2 2 2 2的装配式的装配式的装配式的装配式T T T T形梁桥：形梁桥：形梁桥：形梁桥：1 1 1 1）悬臂板）悬臂板）悬臂板）悬臂板2 2 2 2）铰接悬臂板）铰接悬臂板）铰接悬臂板）铰接悬臂板第28页/共41页第二十九页，共41页。作用在桥面作用在桥面作用在桥面作用在桥面(qio min)(qio min)(qio min)(qio min)板顶面矩形荷载压力面边长为：板顶面矩形荷载压力面边长为：板顶面矩形荷载压力面边长为：板顶面矩形荷载压力面边长为：图图图图2-26 2-26 2-26 2-26 车辆车辆车辆车辆(

18、chling)(chling)(chling)(chling)荷载在板面荷载在板面荷载在板面荷载在板面上的分布上的分布上的分布上的分布沿行车沿行车沿行车沿行车(hngch)(hngch)(hngch)(hngch)方向：方向：方向：方向：沿横向：沿横向：沿横向：沿横向：车辆荷载在板上的分布车辆荷载在板上的分布 当汽车荷载作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载为：当汽车荷载作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载为：当汽车荷载作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载为：当汽车荷载作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载为：汽车的轮重，为汽车的轮重，为汽车的轮重，为汽车的轮重，为

19、 轴重的轴重的轴重的轴重的1/21/21/21/2。第29页/共41页第三十页，共41页。图图图图2-27 2-27 2-27 2-27 行车道板的受力状态行车道板的受力状态行车道板的受力状态行车道板的受力状态(zhungti)(zhungti)(zhungti)(zhungti)有效有效(yuxio)(yuxio)工作宽度工作宽度 第30页/共41页第三十一页，共41页。若设想以若设想以若设想以若设想以 的矩形来代替此曲线的矩形来代替此曲线的矩形来代替此曲线的矩形来代替此曲线(qxin)(qxin)(qxin)(qxin)图形图形图形图形弯矩图形的换算弯矩图形的换算弯矩图形的换算弯矩图形的换

20、算(hun sun)(hun sun)(hun sun)(hun sun)宽度为：宽度为：宽度为：宽度为：MMMM车轮荷载车轮荷载车轮荷载车轮荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)产生的跨中总弯矩；产生的跨中总弯矩；产生的跨中总弯矩；产生的跨中总弯矩；荷载中心处的最大弯矩值，可以按弹性薄荷载中心处的最大弯矩值，可以按弹性薄荷载中心处的最大弯矩值，可以按弹性薄荷载中心处的最大弯矩值，可以按弹性薄板理论分析求解。板理论分析求解。板理论分析求解。板理论分析求解。a a a a板的有效工作宽度或荷载有效分布宽度。板的有效工作宽度或荷载有效分布宽度。板的有效工作宽度或荷载有效分布宽度。板的有效工作

21、宽度或荷载有效分布宽度。（1 1 1 1）板的有效工作宽度的含义）板的有效工作宽度的含义）板的有效工作宽度的含义）板的有效工作宽度的含义第31页/共41页第三十二页，共41页。1 1）对于荷载）对于荷载(hzi)(hzi)在跨径中间在跨径中间 图图图图2-28 2-28 2-28 2-28 单独单独单独单独(dnd)(dnd)(dnd)(dnd)一个荷载在跨中一个荷载在跨中一个荷载在跨中一个荷载在跨中 计算计算计算计算(j sun)(j sun)(j sun)(j sun)剪力时剪力时剪力时剪力时:计算弯矩时计算弯矩时计算弯矩时计算弯矩时:l=ll=ll=ll=l0 00 0+t+t+t+tl

22、lll0 00 0+b+b+b+bl=ll=ll=ll=l0 00 0l l l l0 00 0 板的净跨径。板的净跨径。板的净跨径。板的净跨径。t t t t 板的厚度。板的厚度。板的厚度。板的厚度。b b b b 梁肋宽度。梁肋宽度。梁肋宽度。梁肋宽度。（2 2）单向板的荷载有效工作宽度）单向板的荷载有效工作宽度第32页/共41页第三十三页，共41页。如有效分布宽度发生如有效分布宽度发生如有效分布宽度发生如有效分布宽度发生(fshng)(fshng)(fshng)(fshng)重叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。重叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。重

23、叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。重叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。对几个对几个对几个对几个(j)(j)(j)(j)靠近的相同荷载靠近的相同荷载靠近的相同荷载靠近的相同荷载图图图图2-29 2-29 2-29 2-29 几个靠近的相同几个靠近的相同几个靠近的相同几个靠近的相同(xin(xin(xin(xin tn)tn)tn)tn)荷载在跨中荷载在跨中荷载在跨中荷载在跨中 2 2 2 2）荷载位于支承处）荷载位于支承处）荷载位于支承处）荷载位于支承处3 3）荷载靠近板的支承处）荷载靠近板的支承处）荷载靠近板的支承处）荷载靠近板的支承处x x x x 荷

24、载离支承边缘的距离。荷载离支承边缘的距离。荷载离支承边缘的距离。荷载离支承边缘的距离。第33页/共41页第三十四页，共41页。图图图图2-30 2-30 2-30 2-30 荷载有效荷载有效荷载有效荷载有效(yuxio)(yuxio)(yuxio)(yuxio)分布分布分布分布宽度宽度宽度宽度第34页/共41页第三十五页，共41页。图图图图2-31 2-31 2-31 2-31 悬臂板的有效悬臂板的有效悬臂板的有效悬臂板的有效(yuxio)(yuxio)(yuxio)(yuxio)工作宽度工作宽度工作宽度工作宽度 -承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂承重板上荷载压

25、力面外侧边缘至悬臂承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂(xunb)(xunb)(xunb)(xunb)根部的距离。根部的距离。根部的距离。根部的距离。（3 3 3 3）悬臂）悬臂）悬臂）悬臂(xunb)(xunb)(xunb)(xunb)板的荷载有效工作宽度板的荷载有效工作宽度板的荷载有效工作宽度板的荷载有效工作宽度最不利情况：最不利情况：最不利情况：最不利情况：第35页/共41页第三十六页，共41页。图图图图2-32 2-32 2-32 2-32 悬臂悬臂悬臂悬臂(xunb)(xunb)(xunb)(xunb)板的有效工作宽度板的有效工作宽度板的有效工作宽度板的有效工作宽度第36页/共41页第三

26、十七页，共41页。固端梁固端梁多跨连续多跨连续(linx)梁体系梁体系弹性弹性(tnxng)固接固接1 1）概述）概述(i sh)(i sh)图图2-33 主梁扭转对行车道板受力的影响主梁扭转对行车道板受力的影响（1 1）多跨连续单向板的内力计算）多跨连续单向板的内力计算内力计算内力计算 第37页/共41页第三十八页，共41页。2 2 2 2）弯矩的计算）弯矩的计算）弯矩的计算）弯矩的计算(j sun)(j sun)(j sun)(j sun)当当当当t/h1/4t/h1/4时，（即主梁抗扭刚度时，（即主梁抗扭刚度时，（即主梁抗扭刚度时，（即主梁抗扭刚度(n d)(n d)较大）较大）较大）较

27、大）对于对于对于对于(duy)(duy)(duy)(duy)弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩M0M0M0M0，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。跨中弯矩跨中弯矩跨中弯矩跨中弯矩支点弯矩支点弯矩支点弯矩支点弯矩M M M M中中中中=+0.5M=+0.5M=+0.5M=+0.5M0 00 0M M M M支支支支=-0.7M

28、=-0.7M=-0.7M=-0.7M0 00 0式中：式中：式中：式中：M M M M0 00 0=M=M=M=M0p 0p 0p 0p +M+M+M+M0g0g0g0gM M M M0p0p0p0pM M M M0g 0g 0g 0g 1m1m1m1m宽简支板条的跨中活载弯矩宽简支板条的跨中活载弯矩宽简支板条的跨中活载弯矩宽简支板条的跨中活载弯矩 1m1m1m1m宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩 第38页/共41页第三十九页，共41页。当当当当t/h1/4t/h1/4时，（即主梁抗扭刚度时，（即主梁抗扭刚度时，（即主梁抗扭刚度时

29、，（即主梁抗扭刚度(n d)(n d)较小）较小）较小）较小）跨中弯矩跨中弯矩跨中弯矩跨中弯矩支点支点支点支点(zhdin)(zhdin)(zhdin)(zhdin)弯矩弯矩弯矩弯矩M M M M中中中中=+0.7M=+0.7M=+0.7M=+0.7M0 00 0M M M M支支支支=-0.7M=-0.7M=-0.7M=-0.7M0 00 0式中：式中：式中：式中：M M M M0 00 0=M=M=M=M0p 0p 0p 0p +M+M+M+M0g0g0g0gM M M M0p0p0p0pM M M M0g0g0g0g 1m1m1m1m宽简支板条的跨中活载弯矩宽简支板条的跨中活载弯矩宽简支

30、板条的跨中活载弯矩宽简支板条的跨中活载弯矩1m1m1m1m宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩宽简支板条的跨中恒载弯矩第39页/共41页第四十页，共41页。图图图图2-34 2-34 2-34 2-34 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板内力计算图示板内力计算图示板内力计算图示板内力计算图示1m1m1m1m宽简支板条的跨中汽宽简支板条的跨中汽宽简支板条的跨中汽宽简支板条的跨中汽车荷载车荷载车荷载车荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)弯矩：弯矩：弯矩：弯矩：1m1m1m1m宽简支板条的跨中结宽简支板条的跨中结宽简支板条的跨中结宽简支板条的跨中结构自重构自重构自重构自重(zzhng)(zzhng)(zzhng)(zzhng)弯矩：弯矩：弯矩：弯矩：支点剪力：支点剪力：支点剪力：支点剪力：第40页/共41页第四十一页，共41页。