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.pptx

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1、2.1 2.1 概述概述 （4 4）从承重结构横截面形式）从承重结构横截面形式1 1）板桥）板桥2）肋梁桥肋梁桥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2-1 整体式板桥横截面 第1页/共41页图2-2 钢筋混凝土整体式简支板桥构造 2）跨径）跨径 跨径在跨径在4 410m10m。3）钢筋构造）钢筋构造 第2页/共41页 1 1）行行车车道道板板主主筋筋直直径径应应不不小小于于12mm12mm，7cm7cm间间距距20cm20cm；分分布布钢钢筋筋6mm6mm，间距

2、间距25cm25cm。2 2）两侧边缘板带的主钢筋数量宜较中间板带（板宽）两侧边缘板带的主钢筋数量宜较中间板带（板宽2/32/3范围内）增加范围内）增加15%15%。3 3）分布筋在单位板长的截面面积一般不应小于主钢筋面积的）分布筋在单位板长的截面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页图2-3 空心板截面形式 2 2)空心板桥空心板桥 （1 1）总体构造）总体构造 1 1)实心板桥实心板桥 装配式简支板桥的构造装配

3、式简支板桥的构造1 1）截面形式）截面形式 第4页/共41页图2-4 空心板第5页/共41页图2-5 空心板第6页/共41页图2-6 空心板第7页/共41页图2-7 空心板第8页/共41页图2-8 企口式混凝土铰 （2 2）板间横向连接构造）板间横向连接构造 横向连接方式有横向连接方式有企口混凝土铰联接企口混凝土铰联接和和钢板焊接联接钢板焊接联接。第9页/共41页图2-9 钢板焊接联接 第10页/共41页斜交板桥的构造斜交板桥的构造 桥梁纵轴线与支承线垂线呈某一夹角的板桥，叫斜交板桥，其夹角习惯上称为桥梁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。斜交角。图2-10

4、 斜交板 （1 1）斜交板桥定义）斜交板桥定义第11页/共41页图2-11 斜交板的受力特点 （2 2）斜交板桥的受力特点）斜交板桥的受力特点1 1）荷载有向两支承边之间荷载有向两支承边之间最短距离最短距离方向传递的趋势。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比正板桥要桥要小小；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1 1）整体式斜交板桥）整体式斜交

5、板桥图2-12 整体式斜交板钢筋布置 (a)底层钢筋(一)(b)上层钢筋 (c)底层钢筋(二)（3 3）斜交板桥的配筋）斜交板桥的配筋第13页/共41页（2 2）装配式斜交板桥）装配式斜交板桥图2-13 装配式斜交板钢筋布置2535 4060 4050 5560 第14页/共41页图2-14 装配式T形简支梁桥概貌 第15页/共41页 3 3）桥面构造：对桥梁功能的正常发挥，对主要承重构件的）桥面构造：对桥梁功能的正常发挥，对主要承重构件的保护保护，对车辆行人的，对车辆行人的安全安全以及桥梁的以及桥梁的美观美观都十分重要。都十分重要。2）横隔梁：使各根主梁相互联成整体，以）横隔梁：使各根主梁相

6、互联成整体，以提高提高桥梁的整体桥梁的整体刚度。刚度。1）主梁：）主梁：主要承重结构主要承重结构。（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页图2-15 整体式梁桥横截面 装配式简支肋梁桥装配式简支肋梁桥（1 1）主梁跨径）主梁跨径 钢筋混凝土钢筋混凝土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 预应力混凝土预应力混凝土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50m50

7、m。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=(1/111/16)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5-1 5-1 简支梁桥主梁尺寸（2 2）主梁构造）主梁构造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页图2-16 装配式T形梁横截面 (3(3）桥面板及横向连接构造）桥面板及横向连接构造 预制预制T T形截面梁翼缘根部的厚

8、度应不小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）桥面板构造桥面板构造第19页/共41页图2-172-17 装配式桥面板刚性接头钢筋布置图2-182-18 装配式桥面板铰接接头2）桥面板横向联接构造桥面板横向联接构造 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（4 4）横隔梁及横向联接构造）横隔梁及横向联接构造 图2-19 2-19 装配式梁简支T梁横隔板构造1 1）横隔梁构造）横隔梁构造第21页/共41页图2-20 2-20 装配式梁简支T梁实例第22页/共4

9、1页横隔梁常用的横向连接有横隔梁常用的横向连接有钢板焊接联接钢板焊接联接和和扣环联接扣环联接。图2-212-21 装配式横隔板横向联接构造2）横隔梁横向连接构造横隔梁横向连接构造第23页/共41页混凝土简支箱形梁桥混凝土简支箱形梁桥 图2-22 箱形横截面 2）箱形截面梁）箱形截面梁抗扭能力比较大抗扭能力比较大。1 1）箱形梁）箱形梁不适用于钢筋混凝土简支梁桥不适用于钢筋混凝土简支梁桥，但适用于，但适用于全截面参与受力的预应力混全截面参与受力的预应力混凝土梁桥凝土梁桥。（1 1）箱形梁的特点）箱形梁的特点 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

10、应力、运输、安装阶段单梁的稳定性稳定性要比要比T T梁梁好好得多。得多。第24页/共41页 4 4）箱梁薄壁）箱梁薄壁构件预制、施工比较复杂构件预制、施工比较复杂。单根箱梁。单根箱梁安装重量安装重量通常比通常比T T梁梁大大。5）中性轴上下部均有足够混凝土，可）中性轴上下部均有足够混凝土，可抵抗正负弯矩，适用连续梁桥和悬臂结构。抵抗正负弯矩，适用连续梁桥和悬臂结构。混凝土组合梁桥混凝土组合梁桥 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

11、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页图2-23 2-23 组合式梁桥横截面图2-24 2-24 装配式与组合式梁应力图比较第26页/共41页图图2-252-25 梁格构造和桥面板支承方式梁格构造和桥面板支承方式计算模型计算模型2.4 2.4 桥面板的计算桥面板的计算 第27页/共41页（1 1 1 1）整体现浇的）整体现浇的）整体现浇的）整体现浇的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）单向板（）单向板（）单向板（）单向板（2222）2222）计算模型的采用：计算模型的采用：计算模型的采用：计算模型的采用

12、：（2 2 2 2）装配式）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页作用在桥面板顶面矩形荷载压力面边长为：作用在桥面板顶面矩形荷载压力面边长为：作用在桥面板顶面矩形荷载压力面边长为：作用在桥面板顶面矩形荷载压力面边长为：图图2-262-26 车辆荷载在板面上的分布车辆荷载在板面上的分布沿行车方向：沿行车方向：沿行车方向：沿行车方向：沿横向：沿横向：沿横向：

13、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，作用当汽车荷载作用于桥面板上时，作用当汽车荷载作用于桥面板上时，作用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：于板面上的局部分布荷载为：于板面上的局部分布荷载为：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 轴重轴重轴重轴重的的的的1/21/21/21/2。第29页/共41页图图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 有效工作宽度有效工作宽度 第30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图形的矩形来代

14、替此曲线图形的矩形来代替此曲线图形的矩形来代替此曲线图形弯矩图形的换算宽度为：弯矩图形的换算宽度为：弯矩图形的换算宽度为：弯矩图形的换算宽度为：M M M M车轮荷载产生的跨中总弯矩；车轮荷载产生的跨中总弯矩；车轮荷载产生的跨中总弯矩；车轮荷载产生的跨中总弯矩；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

15、工作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1 1）对于荷载在跨径中间）对于荷载在跨径中间 图图2-28 2-28 2-28 2-28 单独一个荷载在跨中单独一个荷载在跨中 计算剪力时计算剪力时计算剪力时计算剪力时: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 0 0 0+t+t+t+tllll0 0 0 0+b+b+b+bl=ll=ll=ll=l0 0 0 0l l l l0 0 0 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

16、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 如有效分布宽度发生重叠时，应按相邻靠近如有效分布宽度发生重叠时，应按相邻靠近如有效分布宽度发生重叠时，应按相邻靠近如有效分布宽度发生重叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。的荷载一起计算其共有的有效分布宽度。对几个靠近的相同荷载对几个靠近的相同荷载对几个靠近的相同荷载对几个靠近的相同荷载图图2-29 2-29 2-29 2-29 几个靠近

17、的相同荷载在跨中几个靠近的相同荷载在跨中 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页图图2-30 2-30 2-30 2-30 荷载有效分布宽度荷载有效分布宽度第34页/共41页图图2-31 2-31 2-31 2-31 悬臂板的有效工作宽度悬臂板的有效工作宽度 -承重板上荷载压力面外侧边缘至承重板上荷载压力面外侧边缘至承重板上荷载压力面外侧边缘至承重板

18、上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。悬臂根部的距离。悬臂根部的距离。悬臂根部的距离。（3 3 3 3）悬臂板的荷载有效工作宽度）悬臂板的荷载有效工作宽度）悬臂板的荷载有效工作宽度）悬臂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页图图2-322-32 悬臂板的有效工作宽度悬臂板的有效工作宽度第36页/共41页固端梁固端梁多跨连续梁体系多跨连续梁体系弹性固接弹性固接1 1）概述）概述图2-33 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2 2 2 2）弯矩的计算）弯矩的计算

19、）弯矩的计算）弯矩的计算当当当当t/h1/4t/h1/4t/h1/4t/h1/4时，（即主梁抗扭刚度较大）时，（即主梁抗扭刚度较大）时，（即主梁抗扭刚度较大）时，（即主梁抗扭刚度较大）对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩M M M M0 0 0 0，然后再根据实验，然后再根据实验，然后再根据实验，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。及理论分析的数据加以修正。及理论分析的数据加以修正。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

20、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 0 0 0M M M M支支支支=-0.7M=-0.7M=-0.7M=-0.7M0 0 0 0式中：式中：式中：式中：M M M M0 0 0 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

21、简支板条的跨中恒载弯矩 第38页/共41页当当当当t/h1/4t/h1/4t/h1/4t/h1/4时，（即主梁抗扭刚度较小）时，（即主梁抗扭刚度较小）时，（即主梁抗扭刚度较小）时，（即主梁抗扭刚度较小）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=+0.7M=+0.7M=+0.7M=+0.7M0 0 0 0M M M M支支支支=-0.7M=-0.7M=-0.7M=-0.7M0 0 0 0式中：式中：式中：式中：M M M M0 0 0 0=M=M=M=M0p 0p 0p 0p +M+M+M+M0g0g0g0gM M M M0p0p0p0pM M M

22、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页图图2-342-34 单向板内力计算图示单向板内力计算图示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弯矩：车荷载弯矩：车荷载弯矩：车荷载弯矩：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弯矩：构自重弯矩：构自重弯矩：构自重弯矩：支点剪力：支点剪力：支点剪力：支点剪力：第40页/共41页感谢您的观看。第41页/共41页