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1、第五章 混凝土简支梁桥,第五章 混凝土简支梁桥,简支梁桥属于静定结构，受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨度应用最广的桥型。 简支梁桥的结构尺寸易于设计成系列化，标准化，有利于组织大规模预制生产，并利用起重设备或架桥机架设。科以节约模板，降低劳动强度，缩短工期。 国内外中小跨径桥梁绝大部分采用装配式简支钢梁、混凝土梁或结合梁。,5.1 混凝土简支梁桥的设计与构造特点,一.截面形式 从梁的截面形式分： 板桥、肋板桥（形和T型）、箱梁桥,板桥 承重结构-矩形截面的钢筋混凝土和预应力混凝土板 特点构造简单，施工方便，建筑高度小 从力学性能分析位于受拉区的混凝土材料不但发挥作用，反而增大了结构的自重
2、，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,板桥 整体式板桥（图5.1a）双向受力的弹性薄板，其受力钢筋需沿两个方向布置。 为了减轻结构自重，做出空心板桥或矮肋式板（图5.1b） 。 小跨径中应用最广泛的是装配式梁桥（图5.1c），装配式桥也可做成空心板桥（图5.1d）,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,2 肋板式梁桥 在横截面内形成明显的肋状结构的梁桥。 梁肋与混凝土桥面板一起构成承重结构（图5.3） 。具有更大的抵抗弯曲荷载的能力。 中等跨径的（20-40m）应用最广泛的是肋板式梁桥。 肋板式梁桥的横
3、截面又分为T形和形两种基本类型。（图5.3、5.5）,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,2 肋板式梁桥 形截面梁桥特点：截面形状稳定，横向抗弯刚度，梁的堆放、装卸和安装都方便，各形梁之间用穿过副班的螺栓连接。 但构件的制造复杂；梁肋被分成两片薄的腹板，难以做成刚度大的钢筋骨架。 形一般应用于跨径在6-12m的小跨径桥梁中，应用有限。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,2 肋板式梁桥 T形截面梁桥由若干个T形截面梁组成。图5.5,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,2 肋板式梁桥 箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁
4、桥。 特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。 箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 图5.7公路箱形梁截面；图5.9美国中小跨度公路梁桥的常用截面。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,2 肋板式梁桥 箱型截面是横截面由一个或几个封闭箱形组成的梁桥。 特点：能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比
5、较均匀。 箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 图5.7公路箱形梁截面；图5.9美国中小跨度公路梁桥的常用截面。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,二 分块方式 在装配式梁桥设计中，块件的划分应遵循以下一些原则 块件的重量应当符合当地现有的运输工具和起吊设备的承载能力 结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头 为了便于制造以及日后的更好，块件形状和尺寸应力求标准化。 钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土梁桥常用的分块方式有纵向竖缝划分、纵向水平缝划分、横向竖缝划分。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,三 结构布置 1 板桥 （
6、1）整体式板桥 （2）装配式板桥,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,三 结构布置 2 肋板式桥 （1）主梁的布置（2）横隔梁的布置,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,三 结构布置 2 肋板式桥 （1）主梁的布置（2）横隔梁的布置,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,三 结构布置 3 预应力混凝土简支梁的构造特点 （1）采用高强钢筋，可以节约一度的普通钢筋； （2）预加应力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性； （3）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设； （4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势
7、，也提高了梁的刚度。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,三 结构布置 3 预应力混凝土简支梁的构造特点 在结构布置上，预应力混凝土简支梁桥与普通混凝土简支梁桥并无大的不同。 预应力混凝土梁的主要不同之处：截面尺寸减小；高跨比减小；为了满足预应力钢筋的布置和承压要求，梁肋下部通常加宽做成马蹄形，在靠近支点处腹板也要加厚至马蹄同宽。,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,四 钢筋构造 1 一般构造 对于钢筋混凝土梁而言，梁内钢筋可分为两大类： （1）受力钢筋 （2）构造钢筋,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,四 钢筋构造 2 钢筋混凝土简支梁桥钢筋构造实例 （1）板桥 （
8、2）装配式T形梁桥,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,3 预应力混凝土梁的钢筋构造特点 预应力混凝土梁内钢筋分为： 预应力钢筋和非预应力钢筋 （1）预应力钢筋的纵向布置,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,3 预应力混凝土梁的钢筋构造特点 （2）预应力钢筋的锚固：先张法；后张法,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,4 预应力混凝土梁的钢筋构造实例,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构造特点,五 T形梁截面尺寸的选定 在确定了主梁分块方式和截面形式之后，就需要拟定梁的截面尺寸。 截面尺寸包括：梁高、肋板厚度、上翼缘板厚度、下翼缘尺寸,5.1 钢筋混凝土简支梁桥的设计与构
9、造特点,5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,一 概述 混凝土简支梁桥的施工方法可以分为： 就地浇筑和预制安装 （1) 就地浇筑法特点： （2）预制安装法施工特点： 预制安装法已经在国内外得到普遍推广，广泛采用整片预制和整片架设的制造和施工方法。,5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,二 混凝土简支梁桥的预制 1 模板和支架 模板和支架应满足的要求： 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 混凝
10、土简支梁桥的预制和施工方法,二 混凝土简支梁桥的预制 （1）模板的类型和构造 制作材料：木模版、钢模板、钢木结合模板。 装拆方法分：零拼式模板、分片装拆式模板、整体拆卸式 （2）临时支架,5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,二 混凝土简支梁桥的预制 2 钢筋工作 （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 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,二 混凝土简支梁桥的预制 3 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）混凝土的养护和拆模,5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,二 混凝土简支梁桥的预制 4 预应力工作 （1）预应力技术的
11、材料和设备 （2）孔道成型 （3）张拉 （4）压浆,5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法,三 简支梁桥的架设 1 陆地架梁法 （1）自行式吊车架梁 （2）门式吊车架梁 2 浮吊架梁法 3 架桥机架梁法,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,一.概述 在桥梁设计中，一般总是先根据使用要求、跨径大小、桥面布置、荷载等级、施工条件等基本资料，运用对结构物的构造知识，并参考已有桥梁的设计经验，来拟定结构物名称各构件的截面形式和细部尺寸，估算结构的自重；然后根据作用在结构上的荷载，用熟知的数学、力学方法计算出结构各部分可能产生的最不利的内力；再由已求得的内力并依据设计规范进行强度、刚度和稳定性的验算，以此
12、来判断原先拟定的细部尺寸是否符合要求。,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,一.概述 如果验算结果不能满足要求，或者尺寸选得过大，则需修正原来所拟定的尺寸再进行验算，直至满意为止。 简支梁桥设计计算的项目一般有：主梁、横隔梁、桥面板和支座等。 主梁主要承重构件； 桥面板直接承受车辆的集中荷载 横隔梁增强梁桥的横向刚性，起分布荷载的作用,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,二 行车道板的计算 1 车辆活载在板上的分布,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,二 行车道板的计算 2行车道板分类,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,二 行车道板的计算 3行车道板的有效工作宽度 （1）单向板 （2）悬臂板,5.3
13、 混凝土简支梁桥的设计计算,二 行车道板的计算 4 行车道板的内力计算 （1）连续单向板的内力 （2）悬臂板内力,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,三 荷载横向分布的计算 1 荷载横向分布系数的概念 搞清概念、弄清原理 2 荷载横向分布的计算方法 杠杆原理法 刚性横梁法 修正刚性横梁法 胶结板（梁）法 刚结板（梁）法 比拟正交异性板法,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,三 荷载横向分布的计算 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。,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,三 荷载横向分布的计算 刚性横梁法,5.3 混凝土简支梁桥的设计计算,四 主梁的计算 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 桥面宽：净-7m+2 0.75m人行道 2 主梁跨径和全长：计算跨径：l=25m；主梁全长25.3m 3 设计荷载： 公路-II级，人群荷载3kN/m2 材料： 钢筋：主筋用HRB335钢筋，其他用R235钢筋 混凝土：C30,作业：钢筋混凝土简支T 型梁桥的计算 设计资料： 5 计算方法：极限状态法 6 结构尺寸：如图，全断面五片主梁，设五根横梁。,