第二章混凝土桥 第二节梁式桥构造及第三节简支梁设计计算
合集下载
中职教育-《桥梁工程》课件：第二篇第二章 混凝土简支梁式桥的计算.ppt
二、横隔梁的内力影响线
将桥梁的中横隔梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上的多跨
弹性支承连续梁，由力的平衡条件就可写出横隔梁任意截面r的
内力计算公式。
1. 荷载P=1位于截面r的左侧时：
左
M r R1 b1 R2 b2 1 e Ribi e
左
Qr R1 R2 1 Ri 1
2. 荷载P=1位于截面r的右侧时：
3 . 荷载横向分布系数沿桥跨的变化
(a)
(b)
l
l/4
l/4
a
a
mo
mc
mx
mo
mo
mc
mx
mo
mo
mc
mx
mo
mo
mc
mx
mo
l/4
yx
yx
1
Qo影响线 图3.18
m沿跨长变化图
M c影响线
第二节 桥面铺装及排水防水系统
4、汽车、人群作用效应计算
截面汽车、人群作用效应一般计算公式如下：
S (1 ) miPyi
可见，对于汽车荷载，将集中荷载直接布置在内力影响线数值最大的位
置，其计算公式为：
S汽 (1 ) (mcqk mi Pk yi )
而对于人群荷载，则计算公式为：
S人 mc qr
计算支点截面剪力或靠近支点截面的剪力时，应另外计及支点附近因荷
载横向分布系数变化而引起的内力增（或减）值，即：
S均
单向板的荷载有效分布宽度
第一节 桥面组成与布置
悬臂板的荷载有效分布宽度
第一节 桥面组成与布置
三、行车道板的内力计算
1、多跨连续单向板的内力 （1）跨中最大弯矩计算 当t/h<1/4时（即主梁抗扭能力大者）：
桥梁工程考点复习计算
桥梁工程(1)第一章混凝土简支梁桥构造和设计(1)为了保证板块共同承受车辆荷载，装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造。
常用的横向连接有企口混凝土铰接和钢板焊接两种。
(2)装配式T形简支梁概貌(识图填空)P66T形钢构桥：将悬臂梁桥的墩柱与梁体固结后形成的带挂梁或带铰的结构牛腿：悬臂梁桥的悬臂端与挂梁端结合部的局部构造.连接构造、中间隔板、梁肋、行车道板、端横隔板、人行道板、人行道挑梁、(路面层、混凝土保护层、馈水层、三角垫层)(3)钢筋混凝土简支梁的T形截面的下翼缘一般与肋板等宽。
为了满足布置预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求，预应力混凝土T梁的下缘应扩大做成马蹄形；马蹄的尺寸应满足预施应力各个阶段的强度要求。
若马蹄尺寸过小，往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝，特别是马蹄斜坡部分。
因此马蹄面积不宜过小，一般应占截面总面积的10% —20%。
(4)桥面板(翼缘板)横向连接有刚性接头和铰接接头两种。
刚性接头既可承受弯矩，也可承受剪力。
交接接头只承受剪力。
(5)悬臂梁桥的受力特点：①属于静定体系，内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。
②支点处存在负弯矩，跨中弯矩显著减小。
③悬臂端易下挠，行车舒适性差。
(6)悬臂梁桥和连续比较：相同点：负弯矩的卸载使截面高度减小，跨越能力提高。
不同点：①跨越能力：连续比悬臂体系大②静力图示：对温度环境、基础条件的要求不同。
(7)T形钢构桥的分类：两T构之间带挂梁和两T构之间带铰。
①两T构之间带挂梁属于静定结构，桥梁基础的不均匀沉降、混凝土收缩徐变及温度变化等因素均不会对结构产生次内力。
与连续梁相比，该桥型具体悬臂法施工阶段的受力状态与运营阶段一致，无需体系转换，省掉设置大吨位支座及更换支座等优点，当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度，以获得良好经济效果。
与带剪力铰的T形钢构桥相比，其受力和变形性能均略差一些，但其受力明确，对施工阶段的标高控制的精度可以稍微放宽些，没有像后者为设置剪力铰进行强迫和龙的可能及为更换剪力铰处支座的麻烦。
简支梁桥的计算
第二章简支梁桥计算第一节行车道板的计算一、行车道板的类型图2-2-1 梁格构造和行车道板支承方式单向板：把La /Lb≥2的周边支承板看作是短边受荷的单向受力板双向板：把La /Lb≤2的周边支承板看作是双向受力板悬臂板：铰接悬臂板：二、车轮荷载在板上的分布车轮荷载在桥面板上的分布面积：沿纵向沿横向式中：为铺装层的厚度。
作用于桥面板上的局部分布荷载为：式中：—加重车后轴的轴重。
三、板的有效工作宽度行车道板的受力状态弯距图形的换算宽度为：悬臂板受力状态（一）单向板⒈荷载在跨径中间对于单独一个荷载（图2-2-5a）：, 但不小于（这里为板的计算跨径。
）荷载有效分布宽度对于几个靠近的相同荷载，如按上式计算所得各相邻荷载的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有效分布宽度：式中：为最外两个荷载的中心距离。
⒉荷载在板的支承处, 但不小于式中：为板的厚度。
⒊荷载靠近板的支承处式中：χ—荷载离支承边缘的距离。
（二）悬臂板《桥规》对悬臂板规定的荷载有效分布宽度为（图2-2-6）：式中b’为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂板根部的距离。
对于分布荷载靠近板边的最不利情况，就等于悬臂板的跨径, 于是：悬臂板的有效分布宽度四、行车道板的内力计算（一）多跨连续单向板的内力当<1/4时（即主梁抗扭能力较大）：跨中弯矩支点弯矩当≥1/4时（即主梁抗扭能力较小）：跨中弯矩支点弯矩式中：，为1米宽简支板条的跨中活载弯矩（，对于汽车荷载：式中: —加重车后轴的轴重；-- 板的有效工作宽度；—板的计算跨径，当梁肋不宽时（如窄肋T形梁）就取梁肋中距；当主梁肋部宽度较大时（如箱形梁肋），可取梁肋间的净距和板厚，即，但不大于此处为板的净跨径，为梁肋宽度；-- 冲击系数，对于行车道板通常为1.3。
为每米板宽的跨中恒载弯矩，可由下式计算：支点剪力：（一个车轮荷载）其中：矩形部分荷载的合力为（以代入）：三角形部分荷载的合力为（以代入）：式中：和——对应于有效工作宽度和处的荷载强度；和——对应于荷载合力A1和A2的支点剪力影响线竖标值；——板的净跨径。
混凝土梁式桥构造与设计要点PPT(110页)[详细]
![混凝土梁式桥构造与设计要点PPT(110页)[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/104539c3f242336c1fb95e18.png)
5 56 5
5 15
10
2
6
6
93
15
15
54
140
15
下马蹄——占截面总面积的1020％
（1）马蹄总宽度约为肋宽的24倍，并注意 马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不 宜小于60mm。
（2）下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁 高的（0.150.20）倍，斜坡宜陡于45。
梁端，梁宽与下马蹄同宽
三、整体式简支T形梁桥
1.优点与缺点
➢优点：具有整体性好、 易于做成
复杂形状等优点
➢缺点：跨径较小
2.常规设计尺寸
➢肋宽
➢主梁高度
➢纵梁的次纵梁
➢马蹄的设置
(a)
➢板厚
➢承托
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
(b)
四、装配式简支T形梁桥
1.优点与缺点
➢优点：建桥速度快，工期短，模
板支架少
➢缺点：跨径较小
(a)
✓ 整体式简支T梁
(a)
(b)
✓ 装配式简支T梁
(b)
(c)
(d)
(e)
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
第二节 简支梁桥的构造
➢ ∏形主梁：
截面稳定，横向刚度大但横向联系差，用材多
(a)
(b)
(c)
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
第二节 简支梁桥的构造
5 56 5
200
Ⅱ-Ⅱ
107.5 107.5 66
5 56 5
15 17 18 52 8 10
140 5 15
50
5 15
15 18 69 8 10
5 15
10
2
6
6
93
15
15
54
140
15
下马蹄——占截面总面积的1020％
（1）马蹄总宽度约为肋宽的24倍，并注意 马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不 宜小于60mm。
（2）下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁 高的（0.150.20）倍，斜坡宜陡于45。
梁端，梁宽与下马蹄同宽
三、整体式简支T形梁桥
1.优点与缺点
➢优点：具有整体性好、 易于做成
复杂形状等优点
➢缺点：跨径较小
2.常规设计尺寸
➢肋宽
➢主梁高度
➢纵梁的次纵梁
➢马蹄的设置
(a)
➢板厚
➢承托
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
(b)
四、装配式简支T形梁桥
1.优点与缺点
➢优点：建桥速度快，工期短，模
板支架少
➢缺点：跨径较小
(a)
✓ 整体式简支T梁
(a)
(b)
✓ 装配式简支T梁
(b)
(c)
(d)
(e)
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
第二节 简支梁桥的构造
➢ ∏形主梁：
截面稳定，横向刚度大但横向联系差，用材多
(a)
(b)
(c)
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
第二节 简支梁桥的构造
5 56 5
200
Ⅱ-Ⅱ
107.5 107.5 66
5 56 5
15 17 18 52 8 10
140 5 15
50
5 15
15 18 69 8 10
混凝土简支体系梁式桥的构造与设计
混凝土简支体系梁式桥的构造与设计1.梁体构造混凝土简支体系梁式桥的梁体通常采用箱形梁或预应力混凝土梁。
箱形梁主要由上板、下板和侧板组成，其横截面呈矩形或梯形状，具有较大的弯矩抗性能。
预应力混凝土梁则通过钢束的预应力作用，提高梁体的抗弯承载力。
两种梁体结构均具有优秀的刚度和强度，适应不同跨度和荷载要求。
2.桥台和桥墩构造混凝土简支体系梁式桥的桥台位于桥梁两端，支撑梁体的一部分。
桥台通常由墩身、墩顶和墩台组成。
墩身是桥墩的主体部分，一般为矩形或圆形结构，以提供良好的轴向和剪力承载能力。
在桥台的墩顶上安装应力支点，将桥梁荷载转移到桥台上。
墩台则用于固定桥梁底部，以防止梁体的侧向位移。
3.施工方法混凝土简支体系梁式桥的施工通常采用滑模施工方法。
这种方法先在桥墩上建立一根滑模架，以确定梁体的几何形状和尺寸。
然后在滑模架上设置模板，浇筑混凝土，待混凝土达到要求的强度后，采用推力机或自重推力机将滑模架移动，从而形成桥梁的梁体。
这种施工方法具有施工速度快、质量好、成本低等优点，适用于各种跨度和形式的梁式桥。
4.设计要点（1）确定桥梁的设计跨度和荷载要求，以确定梁体和桥台的尺寸和强度；（2）选择适当的梁体结构，如箱形梁或预应力混凝土梁，以满足弯矩和剪力要求；（3）考虑桥梁的纵向和横向变形，采用适当的支座和伸缩缝设计；（4）进行结构的静力分析和动力分析，确保桥梁在正常使用和突发荷载情况下的安全性和稳定性；（5）考虑桥墩和桥台的抗倾覆和承载能力，确保桥梁的整体稳定性。
总之，混凝土简支体系梁式桥是一种重要的桥梁结构形式，具有简单、经济、施工方便等特点。
在设计和施工过程中，需要综合考虑桥梁的跨度、荷载、材料、结构形式等因素，以确保桥梁具有安全、稳定和经济的性能。
桥梁工程混凝土简支梁桥PPT课件
.
14
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
2.4 梁的总体设计
桥梁跨度；主梁高度； 腹板厚度；道碴槽板厚度； 横隔板间距、厚度；挡碴墙。 2.5 钢筋布置 纵向受力筋；弯起钢筋；箍筋； 横向受力筋；构造钢筋。 T梁 钢 筋
.
15
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
.
16
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
根据桥面板受力、起吊设备能力确定。一般 为1.6～2.2m。
.
33
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
（4）桥面板 桥面板厚度由构造及受力条件确定。规范有
最小板厚要求。 （5）横隔板
横隔板厚度由构造及受力条件确定。铁路桥 梁T梁横隔板间距不大于腹板厚的30倍，也不大 于6.0m。
.
34
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
.
第3章 混凝土简支梁桥
否 是否通过
是 计算结束
30
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
3. 结构尺寸的拟定
3.1 拟定原则 （1）起吊能力 （2）构造简单，接头数量少 （3）标准化 （4）经济性指标 3.2 截面各部分尺寸
.
31
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
（1）主梁高度 铁路
钢筋混凝土梁： 普通高度（1/6～1/9）L 低高度（1/11 ～ 1/15）L
.
13
桥梁工程系
第3章 混凝土简支梁桥
2. 铁路钢筋混凝土简支梁设计及构造
2.1 标准设计适用范围：16m及以下桥跨结构 2.2 普通高度梁和低高度梁
高跨比：普通高度梁1/7.2～1/9.1 低高度梁1/11.4～1/14.8
第二章混凝土梁桥构造设计
2 混凝土梁桥构造设计 • 2.3.1整体式肋梁桥（T型） 整体式肋梁桥（ 型 整体式肋梁桥
a) b)
c)
d)
e)
f)
图4-6 整体式肋梁桥截面（单位m）
2 混凝土梁桥构造设计 • • • • • 肋宽约在0.6∼ 肋宽约在 ∼1.2 m 主梁肋宽为粱高的1/6、 主梁肋宽为粱高的 、1/7 不宜小于16cm以利于浇注混凝土 不宜小于 以利于浇注混凝土 主梁高度通常为跨径的1/8~1/16 主梁高度通常为跨径的1/8~1/16 跨中板厚不应小于10cm 跨中板厚不应小于
• 板与梁衔接处一般都设置承托结构，长高 板与梁衔接处一般都设置承托结构， 比一般不大于3 比一般不大于
2 混凝土梁桥构造设计 • 2.3.2 装配式肋梁桥 • 这种肋梁桥是采用多片装配式预制肋板式 主梁，通过横向联结的构造方式， 主梁，通过横向联结的构造方式，形成装 配式肋梁桥
2 混凝土梁桥构造设计
2 混凝土梁桥构造设计
• 2.2混凝土板桥的构造与设计 混凝土板桥的构造与设计
2 混凝土梁桥构造设计 • 2.2.1 板桥
跨径一般在8m以下， 跨径一般在 以下，纵横向均受弯矩作用 以下 位于受拉区域的混凝土材料不但不能发挥作用， 位于受拉区域的混凝土材料不但不能发挥作用，反而 增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重且不经济。 增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重且不经济。 可将受拉区混凝土挖空做成矮肋式板桥 通常形式： 通常形式： (1) 整体式混凝土实心板桥 (2) 装配式混凝土板桥 (3) 整体式异形板桥
2 混凝土梁桥构造设计
图4-1 简支梁桥概貌
2 混凝土梁桥构造设计
• 分类 • 构造形式分类： 构造形式分类： (1) 钢筋混凝土梁式桥 (2) 预应力混凝土梁式桥 • 承重结构横截面形式上分类： 承重结构横截面形式上分类： （1）板桥 ） （2）肋梁桥 ） （3）箱型梁桥 ） • 受力特点 • 整体浇注式梁桥和预制装配式梁桥
混凝土简支梁桥的计算参考课件
混凝土简支梁桥的计算
建筑之家
1
第一节 概述
确定了方案的构造型式跨径（布置）及构 造尺寸，就需要对所确定的结构进行强度， 刚度和稳定性计算。
桥梁设计计算的过程就是把结构调整和修 改的更加经济，合理的过程
桥梁工程计算的内容
– 内力计算——桥梁工程、基础工程课解决 – 截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝
土结构课程解决 – 变形计算
2
简支梁桥的计算构件
– 上部结构——主梁、横梁、桥面板 – 支座 – 下部结构——桥墩、桥台
主梁 主要承重结构 设计内力 施工内力
桥面板 （行车道板） 直接承受车辆集中荷载 同时是主梁的
受压翼缘 影响到行车质量（变形）和主梁受 力（横向分布） 横梁 弹性地基梁
3
计算过程
通过对不同支承条件、不同荷载性质以及不同 荷载位置情况下，随承压面大小变化的板有效 工作宽度与跨径的比值a/l的分析，可知两边固 结的板的有效工作宽度要比简支的板小 30%~40%左右，全跨满布的条形荷载的有效分 布宽度也比局部分布荷载的小些。另外，荷载 愈靠近支承边时，其有效工作宽度也愈小。
15
2、两端嵌固单向板
对荷载而言：荷载只在a范围内有效，且均匀分布。 一旦确定了a的值就可以确定作用在axb1范围内 的荷载集度p了。
需要解决的问题： mxmax的计算 荷载中心出的最大弯矩值，可以按弹性薄板理 论分析求解。
14
影响mxmax的因素：
1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板 2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用 3）荷载到支承边的距离
沿纵向：a1＝a2 +2H 沿横向：b1=b2+2H 桥面板的轮压局部分布荷载： p P轮
a 1b1
建筑之家
1
第一节 概述
确定了方案的构造型式跨径（布置）及构 造尺寸，就需要对所确定的结构进行强度， 刚度和稳定性计算。
桥梁设计计算的过程就是把结构调整和修 改的更加经济，合理的过程
桥梁工程计算的内容
– 内力计算——桥梁工程、基础工程课解决 – 截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝
土结构课程解决 – 变形计算
2
简支梁桥的计算构件
– 上部结构——主梁、横梁、桥面板 – 支座 – 下部结构——桥墩、桥台
主梁 主要承重结构 设计内力 施工内力
桥面板 （行车道板） 直接承受车辆集中荷载 同时是主梁的
受压翼缘 影响到行车质量（变形）和主梁受 力（横向分布） 横梁 弹性地基梁
3
计算过程
通过对不同支承条件、不同荷载性质以及不同 荷载位置情况下，随承压面大小变化的板有效 工作宽度与跨径的比值a/l的分析，可知两边固 结的板的有效工作宽度要比简支的板小 30%~40%左右，全跨满布的条形荷载的有效分 布宽度也比局部分布荷载的小些。另外，荷载 愈靠近支承边时，其有效工作宽度也愈小。
15
2、两端嵌固单向板
对荷载而言：荷载只在a范围内有效，且均匀分布。 一旦确定了a的值就可以确定作用在axb1范围内 的荷载集度p了。
需要解决的问题： mxmax的计算 荷载中心出的最大弯矩值，可以按弹性薄板理 论分析求解。
14
影响mxmax的因素：
1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板 2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用 3）荷载到支承边的距离
沿纵向：a1＝a2 +2H 沿横向：b1=b2+2H 桥面板的轮压局部分布荷载： p P轮
a 1b1
第二篇混凝土梁桥和刚架桥 第3章 简支梁计算精品PPT课件
车轮均布荷载—a2b2(纵、横) ➢ 桥面铺装的分布作用 ➢ 轮压
a1a22H
b1 b22H
P p
2a1b1
06.10.2020
6
第二节 桥面板计算
三、有效工作宽度 1、计算原理
外荷载产生的分布弯矩—mx
外荷载产生的总弯矩—M mxdy
分布弯矩的最大值—mxmax a—板的有效宽度(荷载有效分布宽度)
06.10.2020
8
a M m x max
06.10.2020
M mxdy amxmax
9
第二节 桥面板计算
三、有效工作宽度 2、两端嵌固的单向板 《桥规》[3] 1) 单个荷载作用中央地带
l
l 2l
aa13a22H33
多个荷载作用
aa 1 d3 la 2 2 H d3 l2 3 l d
l—板的计算跨径
➢ 简支梁桥的计算构件 上部结构—桥面板、主梁、横梁 支座 下部结构—桥墩、桥台
06.10.2020
2
➢ 计算过程
前言
开始
拟定尺寸
内力计算
否
截面配筋验算
06.10.2020
是否通过 是
计算结束
3
第三章 混凝土简支梁桥的计算
第一节 桥面板计算 第二节 主梁内力计算 第三节 主梁内力横向分布计算 第四节 横梁内力计算 第五节 主梁变形计算 第六节 简支梁桥施工简介
令：M mxdy amxmax
M 则：a
m x max
06.10.2020
7
第二节 桥面板计算
有效工作宽度假设保证了两点： 1）总体荷载与外荷载相同 2）局部最大弯矩与实际分布相同
通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布
a1a22H
b1 b22H
P p
2a1b1
06.10.2020
6
第二节 桥面板计算
三、有效工作宽度 1、计算原理
外荷载产生的分布弯矩—mx
外荷载产生的总弯矩—M mxdy
分布弯矩的最大值—mxmax a—板的有效宽度(荷载有效分布宽度)
06.10.2020
8
a M m x max
06.10.2020
M mxdy amxmax
9
第二节 桥面板计算
三、有效工作宽度 2、两端嵌固的单向板 《桥规》[3] 1) 单个荷载作用中央地带
l
l 2l
aa13a22H33
多个荷载作用
aa 1 d3 la 2 2 H d3 l2 3 l d
l—板的计算跨径
➢ 简支梁桥的计算构件 上部结构—桥面板、主梁、横梁 支座 下部结构—桥墩、桥台
06.10.2020
2
➢ 计算过程
前言
开始
拟定尺寸
内力计算
否
截面配筋验算
06.10.2020
是否通过 是
计算结束
3
第三章 混凝土简支梁桥的计算
第一节 桥面板计算 第二节 主梁内力计算 第三节 主梁内力横向分布计算 第四节 横梁内力计算 第五节 主梁变形计算 第六节 简支梁桥施工简介
令：M mxdy amxmax
M 则：a
m x max
06.10.2020
7
第二节 桥面板计算
有效工作宽度假设保证了两点： 1）总体荷载与外荷载相同 2）局部最大弯矩与实际分布相同
通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布
第2篇 混凝土梁桥和刚架桥
16
END
大连民族大学
第二篇 混凝土梁桥
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
17
第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点
第一节 板桥的构造 第二节 简支板桥的构造 第三节 连续体系梁桥的构造 第四节 无缝桥梁的构造
大连民族大学
第二篇 混凝土梁桥
第二章 第一节 板桥的构造
18
第一节 板桥的构造
一、 整体式简支板桥的构造 截面型式：矩形截面、肋板式截面。
第一章 概述
2
第一章 概 述
桥梁有三大基本体系： 梁－受弯；拱－受压；吊－受拉
基本体系的相互组合又形成如下组合体系：
斜拉桥－梁、吊组合 刚架桥－梁、拱组合
大连民族大学
第二篇 混凝土梁桥
第一章 概述
3
梁桥优点：
就地取材、工业化施工、耐久性强、整体性好、美观
最大跨径： 简支梁桥:50m-70m 连续刚构：330m
第二篇 混凝土梁桥
第一章 概述
11
1/2跨中截面
900
1/2支点截面
100 25
45 100
斯 托 尔 马 桥 箱 梁
700
图5.28
大连民族大学
第二篇 混凝土梁桥
第一章 概述
12
挪威拉脱圣德桥（Raftsundet）L＝298m, 1998年
大连民族大学
第二篇 混凝土梁桥
第一章 概述
13
拉脱圣德桥（Raftsundet）立面
②普通钢筋混凝土连续梁桥跨径在15m~30m间；跨径增大时用预应力混凝土 连续梁桥。
③预应力混凝土连续梁桥充分发挥了高强材料特性，提高混凝土的抗裂性， 促使结构轻型化，跨越能力较大。
概述第二章混凝土梁式桥构造与设计要点
3、连续体系截面形式和尺寸 1）板式和T形截面 2）箱形截面
（1）顶板——满足横向抗弯及纵向抗压要求 一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制
（2）腹板——主要承担剪应力和主拉应力 一般采用变厚度腹板
（3）底板——满足纵向抗压要求 一般采用变厚度
4、连续体系配筋特点 1）纵向预应力筋 2）横向预应力筋 3）竖向预应力筋
连续梁桥 均布荷载q
多跨悬臂梁桥 多跨连续梁桥
第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的构 造
2、连续刚构桥
– 综合连续梁与T构的优点 – 超静定体系对地基要求高 – 适合于中等以上跨径的高墩桥梁
1）力学特点：梁体连续，墩、梁、基础固结 2）构造特点 （1）主梁 （2）桥墩：①竖直双肢薄壁墩②竖直单薄壁墩③V形墩 3）适用范围
正剪力滞
负剪力滞
第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的构造
4、牛腿的构造和计算
第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的构造
一、计算截面宽度
二、截面内力
N Rsin H cos Q Rcos H sin
M
Re
h tg
2
H
h 2
三、验算截面内力 1、竖直截面（按抗弯构件验算）
N 0 H
2
泸州长江大桥 170 65 40 10.0 2.5
3
葛州坝三江桥 158
4
乌龙江桥
144 55.5 33 8.5 2.0 园弧线
5
柳州桥
120 47.5 25 7.5 2.0 园弧线
6 佳木斯松花江桥 120 45 30
7
闽江新洪山桥 110 42.25 25 10.1 9.2 园弧线
8 青铜峡黄河公路桥 90
•
b1
第二篇第三章砼简支梁桥的计算(修改新)-09级教学
la / lb≥2，板上绝大部分荷载沿短跨方向(lb)传递。 3. 悬臂板
翼板之间采用钢板联结时，桥面板可简化为悬臂板。 4. 铰接悬臂板
翼板间采用铰接缝联结时，可简化为铰接悬臂板。
二.桥面板的受力分析
1. 车轮荷载在板上的分布
① 车轮与桥面的接触面为
a2×b2的矩形。 ② 轮压作为分布荷载处理。
断开，沿横向支承在主梁 上的简支梁或悬臂梁。 ➢ 适用条件： ① 计算荷载靠近主梁支点时的荷载横向分布系数m0。 ② 双主梁桥或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。
杠杆原理法
下图示出桥面净空为净-7+2×0.75m人行道的五梁式钢 筋混凝土T梁桥。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应 于公路-II级和人群荷载的横向分布系数。
③ 作用在砼或沥青铺装面层
上的车轮荷载呈45°角扩
散分布于桥面板上。
沿行车方向 a1=a2+2H
沿横向
b1=b2+2H
行车道板的受力状态
二.桥面板的受力分析
2. 板的有效工作宽度
均匀承受车轮荷载产生总弯矩的板条宽度a。
a mxmax mxdy M a M mxmax
M____车轮荷载产生的跨中总弯矩；
铰接悬臂板的内力计算
➢ 汽车荷载弯矩：
最不利布载位置是将车轮荷载对中布置在铰接处。
M
min,
p汽
(1
)
P 4a
(l0
b1 4
)
有多轮荷载作用时应注意荷载集度的变化。
➢ 结构自重弯矩：
以铰缝对称，铰缝处无M、Q，可按悬臂板计算。
M min,g
1 2
gl02
➢ 剪力：
通常不控制设计，可按
翼板之间采用钢板联结时，桥面板可简化为悬臂板。 4. 铰接悬臂板
翼板间采用铰接缝联结时，可简化为铰接悬臂板。
二.桥面板的受力分析
1. 车轮荷载在板上的分布
① 车轮与桥面的接触面为
a2×b2的矩形。 ② 轮压作为分布荷载处理。
断开，沿横向支承在主梁 上的简支梁或悬臂梁。 ➢ 适用条件： ① 计算荷载靠近主梁支点时的荷载横向分布系数m0。 ② 双主梁桥或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。
杠杆原理法
下图示出桥面净空为净-7+2×0.75m人行道的五梁式钢 筋混凝土T梁桥。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应 于公路-II级和人群荷载的横向分布系数。
③ 作用在砼或沥青铺装面层
上的车轮荷载呈45°角扩
散分布于桥面板上。
沿行车方向 a1=a2+2H
沿横向
b1=b2+2H
行车道板的受力状态
二.桥面板的受力分析
2. 板的有效工作宽度
均匀承受车轮荷载产生总弯矩的板条宽度a。
a mxmax mxdy M a M mxmax
M____车轮荷载产生的跨中总弯矩；
铰接悬臂板的内力计算
➢ 汽车荷载弯矩：
最不利布载位置是将车轮荷载对中布置在铰接处。
M
min,
p汽
(1
)
P 4a
(l0
b1 4
)
有多轮荷载作用时应注意荷载集度的变化。
➢ 结构自重弯矩：
以铰缝对称，铰缝处无M、Q，可按悬臂板计算。
M min,g
1 2
gl02
➢ 剪力：
通常不控制设计，可按
桥梁工程第二章混凝土简支梁桥的计算方法
（1）多跨连续单向板的内力计算 （2）悬臂板的内力计算 （3）铰接悬臂板内力
1/17/2020
1、多跨连续单向板的内力 • 从构造上看，行车道板与主梁梁肋是整体连结
在一起的，因此当板上有荷载作用而变形时， 主梁也发生相应的变形，而这种变形反过来又 会影响板的内力。
1/17/2020
①若主梁的抗扭刚度很大，板的行为就接近于固端 梁。图（a）
计算时荷重 （桥面铺装、人行道、栏杆、灯 柱) 均匀分配给各主梁。
Mx
gl 2
x
gx
x 2
gx 2
(l
x)
Qx
gl 2
gx
g 2
(l
2x)
1/17/2020
[例2-3-2]一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥的主梁和横 隔梁截面如下图所示，计算跨径l=19.5m，结构重要性系数 1.0。求边主梁的结构自重产生内力。（已知每侧的栏杆即人 行道构件重量的作用力为5kN/m）。
荷载引起的总弯矩:
M 0 Pl0
按最大负弯矩值换算的有效工作宽度为：
1/17/2020
a
M0 M x max
Pl0 0.465P
2.15l0
取： a 2l0
对于分布荷载位于板边的最不利 情况，b ' 等于悬臂板的跨径,即：
a a1 2l0
规范规定：对悬臂板的活载有效分 布宽度规定为：
1/17/2020
• 着重理解计算原理，掌握如何应用数学、力学方 法求解具体答案，把原抽象结构简化成简单的计 算图式。
• 混凝土梁桥结构设计计算的项目一般有：主梁、 横隔梁和桥面板。
1/17/2020
1、多跨连续单向板的内力 • 从构造上看，行车道板与主梁梁肋是整体连结
在一起的，因此当板上有荷载作用而变形时， 主梁也发生相应的变形，而这种变形反过来又 会影响板的内力。
1/17/2020
①若主梁的抗扭刚度很大，板的行为就接近于固端 梁。图（a）
计算时荷重 （桥面铺装、人行道、栏杆、灯 柱) 均匀分配给各主梁。
Mx
gl 2
x
gx
x 2
gx 2
(l
x)
Qx
gl 2
gx
g 2
(l
2x)
1/17/2020
[例2-3-2]一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥的主梁和横 隔梁截面如下图所示，计算跨径l=19.5m，结构重要性系数 1.0。求边主梁的结构自重产生内力。（已知每侧的栏杆即人 行道构件重量的作用力为5kN/m）。
荷载引起的总弯矩:
M 0 Pl0
按最大负弯矩值换算的有效工作宽度为：
1/17/2020
a
M0 M x max
Pl0 0.465P
2.15l0
取： a 2l0
对于分布荷载位于板边的最不利 情况，b ' 等于悬臂板的跨径,即：
a a1 2l0
规范规定：对悬臂板的活载有效分 布宽度规定为：
1/17/2020
• 着重理解计算原理，掌握如何应用数学、力学方 法求解具体答案，把原抽象结构简化成简单的计 算图式。
• 混凝土梁桥结构设计计算的项目一般有：主梁、 横隔梁和桥面板。
混凝土梁桥设计构造与计算
2、梁肋厚度 取决于：主拉应力和主筋布置构造要求 ①跨中至梁端，梁肋可变厚度以适应剪力沿梁长 变化 ②主筋布置考虑如何排列、钢筋间净距、保护厚 度等，下翼缘可做成马蹄状 ③一般为200～400mm，最小构造厚度一般为 140mm 3、梁肋间距 铁路（1.8m）：考虑内外道碴槽板悬臂弯矩大 致相近，有利于板内钢筋布置。运架时，梁重心位 于梁肋中心附近，保持梁的稳定性。 公路（一般取1.6～2.2m）：考虑起吊能力，便 于预制安装，可能时尽量加大间距，减少梁数。
4、桥面板 板厚由构造要求及受力条件确定，板的最小厚度为 120mm。
3.3 装配式简支梁桥的钢筋布置（如图） 3.3.1 主梁钢筋构造 主梁钢筋主要有:纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋 、箍筋、分布钢筋等。
3.4 装配式简支梁桥的联结构造 3.4.1 装配式主梁的联结构造 设有中横隔梁和端横隔梁的装配式T型梁桥，均借 助横隔梁的接头使所有主梁联成整体，接头要有足 够的强度，以保证结构的整体性，并使结构在运营 过程中不至因荷载反复作用和冲击作用而发生松动 。主要型式有：钢板焊接接头、螺栓接头、扣环接 头。
预应力混凝土的两种结构型式: 全预应力混凝土结构:在最大使用荷载作用下,混 凝土不出现任何拉应力。 部分预应力混凝土结构:在最大使用荷载作用下, 容许发生不超过规定的拉应力值或裂缝宽度。 另外，在钢筋混凝土结构内部分地施加少量预应 力，提高结构裂缝安全度，称为预应力钢筋混凝土结 构。
1.2梁式桥的主要类型及其适用情况 1.2.1按承重结构的截面型式划分 主要类型:板桥、肋板式梁桥、箱型梁桥。 １、板桥 截面型式：整体式实心板、装配式实心板、空心板 和异型板。 板桥的适用范围：主要适用于小跨径桥梁。简支板 桥一般都设计为等厚度的。 ２、肋板式梁桥 截面型式：∏型板、I型梁、T型梁桥。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 连续梁按其截面变化可分为等截面连续梁 和变截面连续梁；按其各跨的跨长可分为 等跨连续梁和不等跨连续梁。 • 预应力混凝土连续梁桥一般跨径范围为 40～160m，最大跨径已达240m。
③悬臂梁桥和T形刚架桥
• 悬臂梁桥是简支梁桥的梁体向一端或 两端伸过其支点所形成的梁式桥结构。 可分为单悬臂梁和双悬臂梁。 • T形刚架桥是由桥跨梁体与桥墩(台)刚 接形成的具有悬臂受力特点的无支座T 形梁式桥结构。 • 在荷载作用下悬臂梁桥和T形刚架桥有 与连续梁桥类似的内力分布，一般为 静定结构。
时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2101
时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2201
时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2201
（2）公路桥 公路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径：10、13、16、20m
图中所示为常用 的主梁中横隔板联结 构造。在梁内预埋钢 板钢板与横隔梁内受 力钢筋焊接，当T梁安 装就位后，在预埋钢 板上再加焊盖接钢板 ，将T梁联成整体。 为简化接头的施工， 常用拴接方式，预埋 钢板和盖接钢板上需 预制螺栓孔，这种接 头具有拼装迅速的优 点，但螺栓易松动。
2、公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例 （1）板桥
（2）装配式T形梁桥
横隔梁的钢筋构造
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（tendon）和非预应 力钢筋。非预应力钢筋（包括非预应力受力钢筋和构造钢筋）的 构造与普通钢筋混凝土梁中钢筋构造相同。 （1）预板。 (b)为矮肋式板桥。 (c)为小跨径装配式板桥。 (d)为装配式空心板桥。 (e)为装配—整体组合式板桥。
下图为铁路板式简支梁桥的横截面，一般在跨 度6m以下采用。稳定性好，两片板之间不需要横向 联结。
2、肋板式梁桥
在横截面内形成明显肋状结构的梁桥称为肋板 式梁桥，或简称肋梁桥。 这类桥以梁肋（或称腹板）与顶部的钢筋混凝 土桥面板结合在一起作为承重结构。 肋板式梁桥的横截面分为П 形和T形两种基本类 型。 承载能力比板桥高，常用于中等跨径（20-40m） 桥梁。
• 简支梁式桥是静定结构，其结构的内力不受地基 变形的影响。由于其各跨独立受力，最易设计成 各种标准跨径的装配式结构。 • 其桥跨结构主要承受由荷载引起的弯矩和剪力， 随着跨度的增大，荷载在主梁(板)跨中引起的弯 矩将急剧增加，同时在主梁(板)内力中，恒载引 起的内力所占比例也将明显增大。减小结构恒载 是提高简支梁式桥跨越能力的最有效途径。
• 梁式桥承载结构体系的截面类型与梁式 桥的跨度、立面布置、建筑高度、施工 方法以及所使用材料的性质等有关。其 关键在于充分合理地利用材料，满足结 构的承载要求，并在施工中容易实施。 目前经常采用的截面形式为： • 板式截面 • 肋梁式截面 • 箱形截面
板式截面
肋梁式截面
箱形截面
3.梁式桥的构造特点 ①.简支梁式桥
②连续梁桥 • 连续梁桥是多跨简支梁桥在中间支座 处连接贯通，形成整体的、连续的、 多跨的梁结构。在荷载作用下中间支 座处产生较大的负弯矩，使梁跨中的 弯矩明显减小，整个梁中的弯矩沿梁 跨方向分布更加合理。同样的截面高 度连续梁桥有更大的跨越能力。 • 钢筋混凝土连续梁桥仅用于中小跨径 的桥梁。
• 大跨度连续梁桥宜采用预应力混凝土结构。 其特点是：①有效避免混凝土开裂；②能够 采用现代桥梁施工技术；③可充分利用高强 度材料；④车辆荷载作用下变形和缓，行车 平稳，伸缩缝较少；⑤结构全截面受力；⑥ 连续梁桥的中间桥墩只布置单排支座；⑦连 续梁是超静定结构。
• 悬臂梁桥受力特点和施工方法与连续梁桥相 近，而在结构上却增加了悬臂与挂梁间的牛 腿和剪力铰构造，使用上其行车舒适性也不 如连续梁桥。因此在实际桥梁工程中的应用 受到很大限制。
• T形刚架桥宜采用预应力混凝土结构。预应 力混凝土T形刚架桥，的结构性能与悬臂施 工法达到了高度协调统一，其梁跨在施工 中的受力状态与运营荷载作用下的受力状 态基本一致，且省去了桥梁支座，在施工 中不必设置墩上临时固定装置，避免了施 工过程中的结构体系转换问题。
（2）预应力筋的锚固 ① 先张法 ② 后张法 满足“均匀”、“分散”、“对称”的原则
4、预应力混凝土梁钢筋构造举例
（五）T形梁截面尺寸的选定 1、梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素 标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性 铁路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/9~1/6 预应力混凝土梁：1/11~1/10 跨度越大比值越小 公路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/16~1/11 预应力混凝土梁： 1/25~1/15 随跨度增大取小值 对 建筑高度受严格限制的情况，主梁高度要适当减小
2、梁肋厚度
取决于最大主拉应力和主筋布置要求 跨中区段可薄于支点区段 梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布 置要求确定 铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度：20~60cm 预应力混凝土梁：不小于14cm 公路钢筋混凝土桥： 15~18cm
3、上翼缘板尺寸
上翼缘板宽度取决于主梁间距 翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求 翼板厚度与梁高比
1、纵向竖缝划分
在简支梁桥中应用最为广泛。 主要承重构件的各根主梁，包括相应行车道板，都是整体预 制的，接头和接缝仅布置在次要构件—横隔梁（板）和行车 道板（或道碴槽板）内。
结构部分均为预制拼装，不需要现浇混凝土。这种划分方法使 主梁受力可靠，施工也方便。缺点为：构件尺寸和重量大，增 加运输和安装困难。
装配式梁桥块件划分原则： ① 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，而块件的尺寸及运输则应满足建筑限界的要求； ② 结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头。接头必须耐 久可靠，具有足够的刚度以保证结构的整体性； ③ 为了便于制造以及日后的更换，快件形状和尺寸应力求标 准化。
常用的分块方式有：纵向竖缝划分、纵向水平缝划分和纵、 横向竖缝划分
3、预应力混凝土简支梁的构造特点
预应力梁的优点： （1）采用高强度钢筋，可节约普通钢筋； （2）预加压应力可大幅度提高梁体抗裂性，并增加梁的耐久性； （3）应用高标号混凝土可减小截面尺寸，减轻梁体重量，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，也 提高了梁的刚度。 在结构布置上，预应力混凝土梁与普通钢筋混凝土梁在截面 形式（板、 П形、T形）、块件划分等方面无大的不同。主要不同 之处是：截面尺寸减小；高跨比减小；梁肋下部通常加宽为马蹄 形；在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽。
铁路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：16、20、24、32m
公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：25、30、35、40m(后张)
（四）钢筋构造
1、一般构造 钢筋混凝土梁内钢筋可分为两大类： （1）受力钢筋。包括主要沿轴向布置，承受弯曲 拉应力的主筋和承受主拉应力的斜筋和箍筋； （2）构造钢筋。包括形成钢筋骨架的构造钢筋和 难以通过计算确定而根据经验设置的辅助筋。
各种梁式桥对照图
第三节 简支梁的构造设计与计算
一、 混凝土简支梁桥的设计与构造特点
（一）截面形式 从梁的截面形式区分，混凝土简支梁桥可分为 三类：板桥、肋板式桥和箱梁桥。 1、板桥 板桥的承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或 预应力混凝土板。 主要特点是构造简单，施工方便，建筑高度 小，受拉区混凝土不仅不能发挥作用，反而增大 结构自重。 通常跨径在10m左右。
（2）T形截面 由若干个T形截面梁组成的桥，统称为T（形）梁桥。
(a)为整体现浇施工T梁桥横截面 (b)为现浇双主梁桥横断面，主梁间距为桥梁 全宽的0.55~0.60，有时为减小桥面板的跨径 ，可在两主梁之间设置内小纵梁 (c)为装配式T形梁桥，沿梁纵向设置横隔板
右图为我国铁路钢筋混凝土T形梁横断面 梁高190cm，道碴槽底板（桥面板）为 梁的上翼缘，跨中部分梁肋宽（梗宽或 腹板厚）30cm，截面向两端增加到 49cm。梁肋下缘增宽至70cm。设置横 隔板。
4、下翼缘尺寸
根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚 度确定。 对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置
（六）斜交简支板桥
• 根据跨越方式可分为正交板桥和斜交 板桥。角度大于15°，称为斜交。
1、整体式斜交板桥 ①整体式斜交板桥的受力特点
• 在桥梁工程中 , 由于桥位处的地形条件限制或 道路线型的要求 , 许多桥梁采用斜交方式跨越 河流或障碍物。 • 斜交板桥的受力分析比较复杂 , 工程设计中通 常采用近似数值法确定其内力或将其结果制 成表格供设计者直接查用。理论计算和实验 分析表明斜交板的内力分布受斜交角φ的大小 影响,受垂直于板桥轴线的板宽b与垂直于简支 边的跨径l比的影响及受支座类型的影响
3、箱形截面
横截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥称为箱形梁桥。 特点：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，而且抗扭刚度大，在 偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。 适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，以及全截面均 参与受力的预应力混凝土简支梁桥。
（二）分块方式
缺点：抗剪能力弱，必须保证结合面的抗剪强度。 适当加大肋顶宽度和借助肋内的伸出钢筋来提高抗剪强度。 施工时，结合面应按规定作接缝处理。
3、纵横向竖缝划分
为进一步减小拼装构件的起吊重量和尺寸，可将用纵向竖缝 划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。
需要用预应力筋将架设后的梁段串连，所以也叫“串连梁” 特点：尺寸小，重量轻，施工麻烦。
• 桥梁工程中广泛采用的简支梁式桥有三种类 型： 简支板桥 主要用于小跨度桥梁；分为实心板 和空心板。 肋梁式简支梁桥 主要用于中等跨度桥梁；由 于简支梁桥主要承受单向弯矩,采用T、I形截 面是最合理的。
• 箱形简支梁桥 主要用于预应力混凝土梁桥。 特点是截面材料分布较为合理,且便于布置 预应力筋，截面具有良好的抗弯、抗扭性 能，尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土 桥梁和跨度较大的斜交桥和弯桥。