第五章 混凝土梁桥构造与设计要点

悬臂梁桥在施工和成桥运营阶段两者受力状态是一致 在支点附近梁的上翼受拉，容易出现裂缝；悬臂端与
的，非常适用于悬臂施工方法。

挂梁衔接处的挠曲线产生不利于行车的折点。故目前很少 采用。
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2.T形刚构桥 T形刚构是一种墩与梁固结、具有悬臂受力特点的梁式桥。 与简支梁桥相比，具有较大的跨越能力。分为跨中带剪力铰 和跨中设挂梁两种基本类型。
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预应力混凝土梁桥的特点 ① 预应力的作用。 通过张拉预应力筋，使受拉区预先储备 一定的压应力，在外力作用时，混凝土可不出现拉应力 或不出现超过某一限值的拉应力。 ② 全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝。
③ 节省材料，提高桥梁的跨越能力。 与钢筋混凝土梁桥相 比，一般可节省钢材30％－40％，跨径愈大节省愈多。
制造简单 整体性好 接头方便 最为 普遍
装配式梁简支梁横截面
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装配式钢筋混凝土T形梁桥概貌
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装配式T形简支梁桥的构造布置 ① 主梁布置及构造 当桥面宽度已知后， 选定主梁的间距是主要的问题。 对于跨径大一些的桥梁，适当加大主梁间距减少片数，钢 筋混凝土的用量会少些；但此时桥面板的跨径增大，悬臂 翼缘板端部较大的挠度对引起桥面接缝处纵向裂缝的可能 性也大些。 主梁梁肋厚度在满足抗剪要求后，可适当减薄；梁肋 端部可逐渐加宽；对于预应力主梁梁肋，一般做成马蹄形。

中孔为悬臂孔，跨度由通航净空决定，其中挂梁长
度lg一般为(0.4～0.6)l。

当不受上述这些条件限制时，就可按照梁的弯矩包 络图面积为最小的原则来确定边孔与中孔径的划分。
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② 截面形式
在支点附近要承受较大的负弯矩，支点截面的底部受压 区往往需要加强。 悬臂部分（锚孔） 吊装时采用肋梁；悬臂施工 时采用箱梁。跨径 50m 以上时 宜采用箱梁。
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主梁是桥梁的主要承重结构；

横隔梁保证各根主梁相互结成整体，以提高
桥梁的整体刚度；

主梁的上翼缘构成桥面板，组成行车(人)平
面．承受车辆(人群)荷载的作用。
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一、整体式简支T形梁桥 整体式梁桥在城市立交桥中应用较广泛，具有整体性好、
刚度大、易于做成复杂形状等优点，多数在桥孔支架模板上
扣环式接头
装配式梁简支T梁横隔板构造
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装配式梁简支T梁端隔板构造
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装配式梁简支T梁横隔板构造
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装配式梁简支T梁横隔板构造
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三、组合梁桥
• 用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板（翼板）分 隔开来，使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。
1）矩形实心板梁桥 实心板截面形状简单、施工方便、建筑高度小、结构 整体刚度大，梁高一般为 0.16-0.36m 左右，适合于小跨径 桥梁。
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2）空心板桥
当跨径增大时，应采用空心板截面，不仅能减 轻自重，而且能充分利用材料。
顶部略呈拱形， 可以节省一些钢筋
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施工时可用无缝钢管(或充气囊) 作芯模，但挖空率小，质量较 大
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• 按施工方法分类：整体 浇筑式梁桥和预制装配 式梁桥 按装配式结构块件划分 方式的不同，分为：纵 向竖缝划分、纵向水平 缝划分和纵、横向竖缝 划分。
T形梁横截面
组合式梁桥横截面
横向分段装配式梁 （串连梁）
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多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
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不经济。
• 为了降低材料用量指标，对于较大跨径的桥梁
采用能减小跨中弯矩的悬臂体系、连续体系梁
桥等。
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一、悬臂体系梁桥 1．悬臂梁桥 1)结构类型 ① 不带挂梁的单孔双悬臂梁 ② 带挂梁的多孔悬臂梁桥
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2）力学特点


属于静定体系
悬臂梁利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负弯矩 对跨中正弯矩产生有利的卸载作用，跨中正弯矩大大
• 施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后在接缝内或 连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体。 • 组合梁桥两种形式： Ｉ形 —— 混凝土简支梁桥 箱形 —— 预应力混凝土梁桥 • 分阶段受力。
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第三节
悬臂体系和连续体系梁桥的构造
• 普通钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥的经 济跨径分别为20m和40m左右。超过此跨径范围，
企口混凝土铰接型式
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铺装层参与受力
2）钢板焊接联接 如果要加快工程进度，也可以采用钢板连接。就是将钢 板N1焊在相邻两块件的预埋钢板N2上。
纵向中距80~150cm，跨中较 密，向两端支点逐渐减疏。
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钢板连接构造(单位：cm)
第二节 简支梁桥的构造
的整体性；与主梁同高。 • 内横梁：每隔5.010.0m设臵一道，高度取主 梁高度的0.70.9倍，厚1518cm，可挖空。
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横隔梁横向连接构造 a.刚性接头(钢板焊接接头) 刚性接头既可承受弯矩，也可承受剪力
b.铰接接头(扣环式接头)
铰接接头，只能承受剪力
钢板铰接接头 2008-4-6 桥梁工程
板桥横截面图
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一、整体式简支板桥的构造
实体式等厚度 的矩形截面
肋板式截面： 减轻自重
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常 用 跨 径 一 般 在 8m 以 下 ， 板 厚 与 跨 径 之 比 一 般 为 1/12～1/16。 桥面宽度往往大于跨径，实际上双向受力状态。当桥 面板宽较大时，除配臵纵向的受力钢筋外，尚应计算 配臵板的横向受力钢筋。
现场浇筑，个别也有整体预制、整孔架设的情况。 1. 为了减小桥面板的 跨径，在两根主梁之间 设臵次纵梁，如图b。 2. 桥面板的跨中板厚 不应小于10cm。桥面板 与梁肋衔接处一般都设 臵承托结构。
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整体式梁桥横截面
二、装配式简支T形梁桥 装配式简支梁桥具有建桥速度快、工期短、模板支架少 等优点而应用广泛。主梁的横截面形式可分为 形、 T 形和 箱形。
主梁吊装就位后，当设横隔梁时，必须借 助横隔梁与翼缘板的接头将所有主梁连成整体； 对于少横隔梁的主梁，应在翼缘板上加设接头 和加强桥面铺装。
•
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常用的桥面板横向连接有焊接和湿接接头两种： • 焊接接头：
概念：用钢板或螺栓将相邻两片梁翼板和横隔板焊
接起来形成横向联系的方法。
优点：施工方便、连结速度快、焊接后能立即承受
缺点：施工较复杂、接缝混凝土养生达到初期
后方能承受荷载。
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③横梁布置及构造 横隔梁在装配式 T 梁中起着保证各根主梁互相连结成整 体的作用， 刚度愈大，桥梁的整体性愈好。
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• 端横梁：T梁的端横隔梁是必须设臵的，它不
但有利于构件的稳定性，而且能显著加强全桥
• 简支梁桥（simply-supported beam bridges） 属于静定结构，它受力明确，构造简单，施工 方便，是中小跨度桥梁中应用最广泛的桥型。 简支肋梁桥的上部构造由主梁、横隔梁、桥面 板、桥面构造等部分组成。这类桥梁可采用整 体现浇和预制装配两种不同的方式进行施工。
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3）装配式板桥的横向连接 装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造．以保证板 块共同承受车辆荷载。常用的横向连接方式有企口混凝土铰 连接和钢板焊接连接。 （1）企口混凝土铰联接
企口混凝土铰接型式有圆形、菱形和漏斗形三种
实践证明：企口式混凝土铰能保证传递横向剪力，使各 块板共同受力。 C25~C40号细骨料砼填实
芯模则由两个半圆和两块侧模板 组成
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跨径8m装配式空心板桥的构造图
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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：mm） 2008-4-6 桥梁工程

卸载弯矩类似于悬臂梁 适合于悬臂施工、节省支座 跨中的伸缩缝，易损坏 行车条件不好 适合于中等以上跨径桥梁
均布荷载q
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1)分类及力学特点 ① 带挂梁的T构桥型
减小

由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大 体系形式：双悬臂、单悬臂、双悬臂加挂梁、T形刚构 缺点：悬臂端容易下挠，行车舒适性较差
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3）构造特点 ① 跨径布臵（各跨跨径比，悬臂长与跨径比）

跨线的单孔双悬臂梁桥：中孔跨径由跨线行车净空 的要求确定。主梁为T型截面时，悬臂长度一般为中 跨长度的 0.3~0.4 倍 ; 当采用箱型截面时，悬臂长度 可适当加大，但不能超过中跨长度的0.5倍。 跨河的单孔双悬臂梁桥和三跨带挂梁的单悬臂梁桥:
荷载。
缺点：耗费钢材较多、需要有现场焊接设备，且有
时需在桥下进行仰焊，有一定困难，整体性效果稍差 一些。
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湿接接头 分，钢筋外伸。梁架设就位后，将相邻两翼 板的钢筋焊接相连，然后支撑板现浇接缝混 凝土，使各片梁横向连结形成整体。
概念：系主梁预制时，将翼板端部预留出一部
优点：节省钢板用量、整体性好
④ 更适合于装配式桥梁。 如悬臂拼装、顶推法和旋转施工 法在预应力混凝土梁桥中得到新的发展，可根据需要在 结构纵、横向和竖向任意分段，施加预应力，即可集成 理想的整体。
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第一节
板桥的构造
板桥的优点是建筑高度小、构造简单、 施工方便，采用预制装配施工时，预制构件 重量小、架设方便。主要缺点是：跨径不宜 过大。 从结构静力体系来看，可分为简支板桥、 悬臂板桥和连续板桥。
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主梁尺寸变化范围较大
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预应力筋的布置：
束筋锚固在梁端
梁高受限时，部分力筋弯出 梁顶。
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② 桥面板（翼缘板）的布臵与构造
•
一般为变厚形式，端部较薄，向根部逐渐 加厚。翼缘根部（与梁肋衔接处）厚度应不小 于梁高的1/10，边缘厚度不应小于10cm。
T形刚构桥
连续刚构桥
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混凝土梁桥的特点
缺点：
① 自重大。 ② 钢筋混凝土梁带裂缝工作。混凝土材料是抗拉性能极差 的一种材料，处于受拉区的混凝土容易出现裂缝。 优点： ① 造价低，可就地取材 ② 耐久性好，混凝土耐久性好，耐高温 ③ 可塑性强，以按照设计意图做成各种形状的结构，例如 适应线形的变化做成曲线桥。 ④ 刚度大
桥梁工程 (Bridge Engineering)
授课人：杨果岳 土木工程与力学学院
第五章 混凝土梁桥
---------------------------------------------------------§1 概述 §2 板桥的构造 §3 简支梁桥的构造 §4 悬臂体系和连续体系梁桥的构造 ----------------------------------------------------------
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概述 梁桥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。
• • • 静力特性：①简支梁式桥；②连续梁桥；③悬 臂梁桥；④T形刚架桥。 截面形式：①板式梁桥；②肋梁式梁桥；③箱 形梁桥。 预应力度：①普通钢筋混凝土；②部分预应力 混凝土；③全预应力混凝土梁桥。
钢筋混凝土整体式简支板桥构造
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二、装配式简支板桥的构造
装配式板桥梁高与跨径 结构类型 钢筋混凝土 预应力混凝土 截面型式 实 心 空 心 实 心 空 心 8 20 0.4 0.85 l（m） 1.5 8 6 13 h（m） 0.16 0.36 0.4 0.8
马蹄形的T形截面
挂孔
一般采用肋梁，便于吊装。
底部加宽的T形截面
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箱形截面 腹板及顶、底板
单箱室箱形截面
③ 梁高 一般采用变高度梁，支点梁高/跨中梁高 = 2～2.5 优点：增加支点抗弯能力，不增加很多的弯矩
底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折线
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4）适用情况