混凝土简支梁桥PPT课件.ppt

1、第五章第五章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.1 钢筋混凝土筋混凝土简支梁支梁桥的的设计与构造特与构造特点点5.2 梁式梁式桥的主要的主要类型及其适用情况型及其适用情况小小结第五章第五章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥简支梁支梁桥属于静定属于静定结构，受力明确，构造构，受力明确，构造简单，施工，施工方便，是中小跨度方便，是中小跨度应用最广的用最广的桥型。型。简支梁支梁桥的的结构尺寸易于构尺寸易于设计成系列化，成系列化，标准化，有准化，有利于利于组织大大规模模预制生制生产，并利用起重，并利用起重设备或架或架桥机架机架设。科以科以节约模板，降低模板，降低劳动强度，度，缩短工期。短工期。国内外中小跨径

2、国内外中小跨径桥梁梁绝大部分采用装配式大部分采用装配式简支支钢梁、梁、混凝土梁或混凝土梁或结合梁。合梁。5.1 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点一一.截面形式截面形式从梁的截面形式分：从梁的截面形式分：板板桥、肋板、肋板桥（形和形和T型）、箱梁型）、箱梁桥1.1.板板桥 承重承重结构构-矩形截面的矩形截面的钢筋混凝土和筋混凝土和预应力混凝土板力混凝土板 特点特点构造构造简单，施工方便，建筑高度小，施工方便，建筑高度小从力学性能分析从力学性能分析位于受拉区的混凝土材料不但位于受拉区的混凝土材料不但发挥作用，反而增大了作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大构的自重，当跨

3、度稍大时就就显得笨得笨重而不重而不经济。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点1.1.板板桥 整体式板整体式板桥（图5.1a）双向受力的双向受力的弹性薄板，其受性薄板，其受力力钢筋需沿两个方向布置。筋需沿两个方向布置。为了减了减轻结构自重，做出空心板构自重，做出空心板桥或矮肋式板或矮肋式板（图5.1b）。小跨径中小跨径中应用最广泛的是装配式梁用最广泛的是装配式梁桥（图5.1c），装配），装配式式桥也可做成空心板也可做成空心板桥（图5.1d）5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点5 5.1 1 钢钢筋筋混

4、混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点2 肋板式梁肋板式梁桥 在横截面内形成明在横截面内形成明显的肋状的肋状结构的梁构的梁桥。梁肋与混凝土梁肋与混凝土桥面板一起构成承重面板一起构成承重结构（构（图5.3）。具有更大的抵抗弯曲荷具有更大的抵抗弯曲荷载的能力。的能力。中等跨径的（中等跨径的（20-40m）应用最广泛的是用最广泛的是肋板式梁肋板式梁桥。肋板式梁肋板式梁桥的横截面又分的横截面又分为T形和形和形两种基本形两种基本类型。型。（图5.3、5.5）5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支

5、梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点2 肋板式梁肋板式梁桥 形截面梁形截面梁桥特点特点：截面形状：截面形状稳定，横向抗弯定，横向抗弯刚度，梁的度，梁的堆放、装卸和安装都方便，各堆放、装卸和安装都方便，各形梁之形梁之间用穿用穿过副班的螺栓副班的螺栓连接。接。但构件的制造复但构件的制造复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，；梁肋被分成两片薄的腹板，难以做以做成成刚度大的度大的钢筋骨架。筋骨架。形一般形一般应用于跨径在用于跨径在6-12m的小跨径的小跨径桥梁中，梁中，应用有用有限。限。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点2 肋板式梁肋板式梁桥 T形截面梁形

6、截面梁桥由若干个由若干个T形截面梁形截面梁组成。成。图5.55 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点2 肋板式梁肋板式梁桥箱型截面是横截面由一个或几个封箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形箱形组成的梁成的梁桥。特点特点：能提供承受正、：能提供承受正、负弯矩的混凝土受弯矩的混凝土受压区；在一定区；在一定的截面面的截面面积下能下能获得得较大的抗弯大的抗弯惯矩，而且抗扭矩，而且抗扭刚度也特度也特别大，在偏心活大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比作用下各梁肋的受力比较均匀。均匀。箱形截面能适用于箱形截面能适用于较大跨径的大跨径的悬臂梁臂梁桥和和连续梁梁桥，也，

7、也可用于全截面均参与受力的可用于全截面均参与受力的预应力混凝土力混凝土简支梁支梁桥。图5.7公路箱形梁截面；公路箱形梁截面；图5.9美国中小跨度公路梁美国中小跨度公路梁桥的的常用截面。常用截面。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点2 肋板式梁肋板式梁桥箱型截面是横截面由一个或几个封箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形箱形组成的梁成的梁桥。特点特点：能提供承受正、：能提供承受正、负弯矩的混凝土受弯矩的混凝土受压区；在一定区；在一定的截面面的截面面积下能下能获得得较大

8、的抗弯大的抗弯惯矩，而且抗扭矩，而且抗扭刚度也特度也特别大，在偏心活大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比作用下各梁肋的受力比较均匀。均匀。箱形截面能适用于箱形截面能适用于较大跨径的大跨径的悬臂梁臂梁桥和和连续梁梁桥，也，也可用于全截面均参与受力的可用于全截面均参与受力的预应力混凝土力混凝土简支梁支梁桥。图5.7公路箱形梁截面；公路箱形梁截面；图5.9美国中小跨度公路梁美国中小跨度公路梁桥的的常用截面。常用截面。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点二二 分分块方式方式 在装配式梁在装配式梁桥设计中，中，块件的划分件的划分应遵循以下一些原遵循以下一些原

9、则 块件的重量件的重量应当符合当地当符合当地现有的运有的运输工具和起吊工具和起吊设备的承的承载能力能力结构的构造构的构造应当当简单，并且尽可能少用接，并且尽可能少用接头 为了便于制造以及日后的更好，了便于制造以及日后的更好，块件形状和尺寸件形状和尺寸应力力求求标准化。准化。钢筋混凝土和筋混凝土和预应力力钢筋混凝土梁筋混凝土梁桥常用的分常用的分块方式方式有有纵向向竖缝划分、划分、纵向水平向水平缝划分、横向划分、横向竖缝划分划分。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点三三 结构布置构布置1 板板桥（1）整体式板）整体式板桥（2）装配式板）装配式板桥5

10、5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点三三 结构布置构布置2 肋板式肋板式桥（1）主梁的布置（）主梁的布置（2）横隔梁的布置）横隔梁的布置5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点三三 结构布置构布置2 肋板式肋板式桥（1）主梁的布置（）主梁的布置（2）横隔梁的布置）横隔梁的布置5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点三三 结构布置构布置3 预应力混凝土力混凝土简支梁的构造特点支梁的构造特点（1）采用高）采用高强钢筋，可以筋，可以节约一度的普通一度的普通钢筋；筋；（2

11、预加加应力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；耐久性；（3）由于利用高）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运，可以增大跨越能力，也有利于运输和架和架设；（4）混凝土全截面受）混凝土全截面受压，充分，充分发挥了混凝土抗了混凝土抗压性能的性能的优势，也提高了梁的，也提高了梁的刚度。度。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点三三 结构布置构布置3 预应力混凝土力混凝土简支梁的构造特点支梁的构造特点 在在结构布置上，构布置上，预应

12、力混凝土力混凝土简支梁支梁桥与普通混凝土与普通混凝土简支梁支梁桥并无大的不同。并无大的不同。预应力混凝土梁的主要不同之力混凝土梁的主要不同之处：截面尺寸减小；高跨截面尺寸减小；高跨比减小；比减小；为了了满足足预应力力钢筋的布置和承筋的布置和承压要求，梁肋下要求，梁肋下部通常加部通常加宽做成做成马蹄形，在靠近支点蹄形，在靠近支点处腹板也要加厚至腹板也要加厚至马蹄同蹄同宽。5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点四四 钢筋构造筋构造1 一般构造一般构造 对于于钢筋混凝土梁而言，梁内筋混凝土梁而言，梁内钢筋可分筋可分为两大两大类：（1）受力受力钢筋筋 （2

13、构造构造钢筋筋5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点四四 钢筋构造筋构造2 钢筋混凝土筋混凝土简支梁支梁桥钢筋构造筋构造实例例（1）板）板桥 （2）装配式）装配式T形梁形梁桥5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点3 预应力混凝土梁的力混凝土梁的钢筋构造特点筋构造特点 预应力混凝土梁内力混凝土梁内钢筋分筋分为：预应力力钢筋筋和和非非预应力力钢筋筋（1）预应力力钢筋的筋的纵向布置向布置 5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点3 预应力混凝土梁的力混凝土梁的钢筋

14、构造特点筋构造特点（2）预应力力钢筋的筋的锚固：先固：先张法；后法；后张法法5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点4 预应力混凝土梁的力混凝土梁的钢筋构造筋构造实例例5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点五五 T形梁截面尺寸的形梁截面尺寸的选定定在确定了主梁分在确定了主梁分块方式和截面形式之后，就需要方式和截面形式之后，就需要拟定梁的截面尺寸。定梁的截面尺寸。截面尺寸包括：截面尺寸包括：梁高、肋板厚度、上翼梁高、肋板厚度、上翼缘板厚度、下板厚度、下翼翼缘尺寸尺寸5 5.1 1 钢钢筋筋混混凝凝土土简简支

15、支梁梁桥桥的的设设计计与与构构造造特特点点5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法混凝土简支梁桥的预制和施工方法一一 概述概述混凝土混凝土简支梁支梁桥的施工方法可以分的施工方法可以分为：就地就地浇筑和筑和预制安装制安装（1)就地就地浇筑法特点：筑法特点：（2）预制安装法施工特点：制安装法施工特点：预制安装法已制安装法已经在国内外得到普遍推广，广泛采用整在国内外得到普遍推广，广泛采用整片片预制和整片架制和整片架设的制造和施工方法。的制造和施工方法。5.2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法二二 混凝土混凝土简支梁支梁桥的的预制制1 模板和支架模板和支架 模板和支架模板和支

16、架应满足的要求足的要求：具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各种荷载；保证结构的设计形状、尺寸及各部分相对位置的正确性；构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽量减少对构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周转使用的次数。5.2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法二二 混凝土混凝土简支梁支梁桥的的预制制（1）模板的）模板的类型和构造型和构造制作材料：制作材料：木模版、木模版、钢钢模板、模板、钢钢木木结结合模板。合模板。装拆方法分：装拆方法分：零拼式模板、分片装拆式模板、整体拆卸式零拼式模板、分片装拆式模板、整体拆卸式（2）临时支架）临时支架5

17、2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法二二 混凝土混凝土简支梁支梁桥的的预制制2 钢筋工作筋工作（1）钢筋的准备（2）钢筋弯制成型和接头（3）钢筋骨架组成5.2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法二二 混凝土混凝土简支梁支梁桥的的预制制3 混凝土工作混凝土工作（1）混凝土的配制（2）混凝土的运送（3）混凝土的浇筑（4）混凝土的养）混凝土的养护护和拆模和拆模5.2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法二二 混凝土混凝土简支梁支梁桥的的预制制4 预应力工作力工作（1）预应预应力技力技术术的材料和的材料和设备设备（2）孔道

18、成型）孔道成型（3）张张拉拉（4）压浆压浆5.2 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的预预制制和和施施工工方方法法三三 简支梁支梁桥的架的架设1 陆地架梁法地架梁法（1）自行式吊）自行式吊车车架梁架梁（2）门门式吊式吊车车架梁架梁2 浮吊架梁法浮吊架梁法3 架架桥机架梁法机架梁法5.3 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算一一.概述概述 在在桥梁梁设计中，一般中，一般总是先根据使用要求、跨径大小、是先根据使用要求、跨径大小、桥面布置、荷面布置、荷载等等级、施工条件等基本、施工条件等基本资料，运用料，运用对结构构物的构造知物的构造知识，并参考已有，并参考已有桥梁的梁的设计经验，来，来拟定

19、定结构构物名称各构件的物名称各构件的截面形式和截面形式和细部尺寸部尺寸，估算估算结构的自重构的自重；然后根据作用在然后根据作用在结构上的荷构上的荷载，用熟知的数学、力学方法，用熟知的数学、力学方法计算出算出结构各部分可能构各部分可能产生的最不利的内力生的最不利的内力；再由已求得；再由已求得的内力并依据的内力并依据设计规范范进行行强度、度、刚度和度和稳定性的定性的验算算，以此来以此来判断原先判断原先拟定的定的细部尺寸是否符合要求。部尺寸是否符合要求。5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算一一.概述概述 如果如果验算算结果不能果不能满足要求，或者尺寸足要求，或者尺寸选得得过大，大

20、则需需修正原来所修正原来所拟定的尺寸再定的尺寸再进行行验算，直至算，直至满意意为止止。简支梁支梁桥设计计算的算的项目一般有目一般有：主梁、横隔梁、：主梁、横隔梁、桥面板和支座等。面板和支座等。主梁主梁主要承重构件；主要承重构件；桥面板面板直接承受直接承受车辆的集中荷的集中荷载 横隔梁横隔梁增增强梁梁桥的横向的横向刚性，起分布荷性，起分布荷载的作用的作用5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行行车道板的道板的计算算 1 车辆活活载在板上的分布在板上的分布5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行行车道板的道板的计算算2行行车道板分道板分类5.3 混

21、混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行行车道板的道板的计算算3行行车道板的有效工作道板的有效工作宽度度（1）单向板向板（2）悬臂板臂板5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算二二 行行车道板的道板的计算算4 行行车道板的内力道板的内力计算算（1）连续单向板的内力向板的内力（2）悬臂板内力臂板内力5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算三三 荷荷载横向分布的横向分布的计算算1 荷荷载横向分布系数的概念横向分布系数的概念 搞清概念、弄清原理搞清概念、弄清原理2 荷荷载横向分布的横向分布的计算方法算方法l杠杆原理法杠杆原理法l刚性横梁法性横梁法l修正修

22、正刚性横梁法性横梁法l胶胶结板（梁）法板（梁）法l刚结板（梁）法板（梁）法l比比拟正交异性板法正交异性板法5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算三三 荷荷载横向分布的横向分布的计算算l杠杆原理法杠杆原理法 基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开并与主梁胶结，把桥面板视作横向支承在主在主梁上断开并与主梁胶结，把桥面板视作横向支承在主梁上的简支板或带悬臂的简支板。梁上的简支板或带悬臂的简支板。5.3 混混凝凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算三三 荷荷载横向分布的横向分布的计算算l刚性横梁法性横梁法 5.3 混混凝

23、凝土土简简支支梁梁桥桥的的设设计计计计算算四四 主梁的主梁的计算算1 恒载内力计算2 活载内力计算3 内力组合和内力包络图 4 结构的配筋和验算作业：钢筋混凝土简支T 型梁桥的计算设计资料：1 1 桥面宽：净桥面宽：净-7m+2-7m+2 0.75m0.75m人行道人行道2 2 主梁跨径和全长：计算跨径：主梁跨径和全长：计算跨径：l=25ml=25m；主梁全长；主梁全长25.3m25.3m3 3 设计荷载：设计荷载：公路公路-II-II级，人群荷载级，人群荷载3kN/m3kN/m2 24 4材料：材料：钢筋：主筋用钢筋：主筋用HRB335HRB335钢筋，其他用钢筋，其他用R235R235钢筋钢筋混凝土：混凝土：C30C30作业：钢筋混凝土简支T 型梁桥的计算设计资料：5 5 计算方法：极限状态法计算方法：极限状态法6 6 结构尺寸：如图，全断面五片主梁，设五根横梁。结构尺寸：如图，全断面五片主梁，设五根横梁。