桥梁上部结构施工3梁式桥设计概述ppt 135页

路中、小桥梁的设计，并计算工程数量。
任务一 认识简支梁桥
简支体系梁式桥简称简支梁桥，属静定结构，受力明 确，在竖直荷载作用下支撑处只有竖向反力，梁体以受弯 为主，同时承受剪力。简支梁桥结构适用于修建中小跨径 桥梁，其构造相对较简单。简支梁桥可以按照截面形式、 施工方法、有无预应力的不同进一步分类。
I.中心荷载P＝l的作用
由于中心荷载作用下，刚性中横梁整体向下平移则 各主梁的跨中挠度相等，即：
' 1
' 2
' n
根据材料力学，作用于简支梁跨中的荷载(即土梁所分
担的荷载)与挠度的关系为：
' i
R
' i
l
3
48EIi
或
R'i
I
i
' i
Ii ——桥梁横截面内各主梁的惯性矩。
48E l3
常数
根据静力平衡条件，有：
n
a5a1
n
Ii
ai 2
i 1
i 1
各主梁截面相同时，上式可简化为：
ie
Rie
1 n
eai
1
ai 2
i 1
11
R11
1 n
a12
n
ai 2
i 1
15
R15
1 n
a1a5
n
ai 2
i 1
在计算过程中，需要注意以下几点：
①当横截面沿桥纵轴线对称时,只需取一半主梁(包括位于桥纵轴线上的 主梁)作为分析对象;
一、主梁内力计算
• 主梁的设计内力包括恒载内力、活载内力 和其他作用引起的内力(如风力或离心力引 起的内力)。桥梁设计内力中恒载的计算比 较简单，除了考虑实际的结构自重外，通 常可以近似地将桥面铺装、人行道、栏杆 等的质量分摊给各片主梁来承担，按平面 问题来计算各片主梁的内力。
由于实际结构的复杂性，对这种空间的计算问题一般是 化成平面问题来求解。
①杠杆原理法
杠杆原理法的基本假定：忽略主梁之间的横向结构的联系，
假设桥面板在主梁上断开并与主梁铰接，把桥面板视为横向在 主梁上的简支梁或悬臂梁。
杠杆原理法适用于计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分 布系数m0，
此时主梁的支承刚度远大于主梁问横向联系的刚度，受力特性 与杠杆原理法接近。
外该法也可用于双主梁桥，或横向联系很弱的无中间横隔梁的 桥梁。
湿接接头——将翼缘伸出钢筋连成整体
焊接接头 湿接接头
横隔梁横向连接构造
钢板焊接连接——施工后可立即承受荷载，施 工困难
扣环连接——现浇混凝土较多，施工后不能立 即承受荷载
装配式预应力混凝土简支T梁桥
1、构造布置 适用跨径——2050m 主梁布置
主梁间距通常在1.8~2.3米之间
横梁布置
横隔梁布置基本与钢筋混凝土简支梁桥 相同。
η(x,y)——表示结构某点截面的内力影响面
S=P · η(x,y) S——表示结构某点截面的内力值
由于实际结构的复杂性，对这种空间的计算问题一般是 化成平面问题来求解。
η(x,y)——表示结构某点截面的内力影响面
S=P · η(x,y) S——表示结构某点截面的内力值
若将影响面函数η(x,y)近似分解为两个单值函数的乘积 即η1(x) η2(y)，则对某根主梁的某一截面的内力值就表示 为：
横隔梁厚度一般为12～16cm，中部可挖 空。
主梁翼板尺寸
翼板采用变厚形式，翼缘根部厚度不小 于梁高的1/10，边缘厚度不小于10cm；板间 横向整体现浇时，悬臂端厚不应小于14cm。 主梁间距小于2.0m的铰接梁桥，板边厚可取 12cm或10cm；主梁间距大于2.0m的刚接梁 桥，桥面板跨中厚度不小于15cm，边缘板边 厚不小于14cm。
n
n
R
' i
' i
Ii 1
i 1
i 1
则
' i
1
n
Ii
i 1
则中心荷载P=1在各梁间的荷载分布为：
R
' i
Ii
n
Ii
i 1
当各主梁截面相等时，即 I1 I2 In I
则
R
' i
1
n
II.偏心力矩的作用
在偏心力矩M＝1·e 作用下，桥的横截面产生绕中心点 O的转角，因此各主梁的跨中挠度为:
②荷载沿横向的布置(车轮至路缘石的距离,各车横向间距等)应满足有 关规定(见第三章);
• 按截面形式分，常见的有简支板、简支T梁 、简支箱梁、组合简支梁。按施工方法分 ，有整体现浇板、预制安装板(梁)。按是否 施加预应力分，有钢筋混凝土(板)梁桥、预 应力混凝土(板)梁桥。
• 在已建成的桥梁中，中小跨径的桥梁占了 大多数，特别是城市桥梁中，以中小跨径 的桥梁为主。简支体系梁式桥是最常用的 桥型。
铰的上宽度需满足施工要求。
铰槽深度宜为预制板高的2/3。
2）钢板连接
企口混凝土铰接需待混凝土达设计强度 后才能通车，为加快工程进度可采用钢板连接。 用一块钢板焊在相邻两构件的预埋钢板上。连 接构造的纵向中距通常为80～150cm，中间较 密，两端渐疏。
装配式钢筋混凝土简支T梁桥
1、构造布置 适用跨径——8.020m 主梁布置
学习情境3 梁式桥设计
工作任务
• 任务1.认识简支梁桥； • 任务2.简支梁桥的设计与计算。
学习目标
• 1.叙述板桥的构造与设计内容； • 2.叙述装配式简支梁桥的构造与设计内容； • 3.叙述杠杆原理法和偏心受压法计算荷载
横向分布系数的方法； • 4.叙述计算简支梁桥的各类行车道板的荷
载分布及有效工作宽度； • 5.叙述主梁梁肋内力计算的方法； • 6.叙述桥面板内力计算的方法； • 7.能运用设计规范、手册和标准图进行公
钢筋布置需满足规范要求。
3.主梁钢筋构造
主梁钢筋分为：纵向主筋、架立钢筋、斜 筋及弯起钢筋、箍筋、分布钢筋。
4、横向连接
桥面板横向连接构造、横隔梁横向连接 构造。横向连接构造应有足够的强度保证结构 的整体性，并使在营运过程中安全承受荷载的 反复作用和冲击作用而不发生松动。
桥面板横向连接构造
焊接接头——用钢板连接
2.截面尺寸 主梁尺寸
主梁高跨比经济范围约为（1/15～1/25） 跨径大的取用偏小的比值。
主梁梁肋宽度一般取18～20cm。 主梁翼板尺寸与钢筋混凝土梁桥相同。
横隔梁尺寸
横隔梁尺寸与钢筋混凝土梁桥相同。
下马蹄尺寸——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。
'' i
ai
tan
ai ——各片主梁梁轴到截面形心的距离。
n
根据力矩平衡条件，有：
R
'' i
ai
1e
i 1
再根据反力与挠度成正比的关系，有
R
'' i
i
I
i
'' i
即
R
'' i
Ii
ai
tan
ai Ii (
tan )
再根据力矩平衡条件有：
n
R
'' i
ai
ai2Ii 1 e
有： n e
板桥的优点： 建筑高度小； 外形简单，制作方便； 装配式板重量不大，架设方便。
缺点： 跨径小
整体式简支板桥
截面形式——实心板、矮肋板、异形板
施工方法——整体现浇
适用跨径——8m以下
尺寸拟定——板厚一般为（1/12～1/16）l
受力状态——跨径与板宽接近，双向受力
钢筋构造——主筋直径不小于10mm，间距不 大于20cm；分布钢筋直径不小于 8mm，间距不大于20cm等
图3-1-4
截面形式——实心板、空心板
1）装配式实心矩形板桥
形状简单，施工方便，建筑高度小。适用 跨径1.5～8m，板高0.16～0.36m。
2）装配式空心板桥 将截面中部部分挖空形成的截面，减小自
重，充分利用材料。
开孔型式：
单孔：挖空率大，质量小，需横向受力钢 筋；
多孔：挖空率小，质量大。
如图所示，桥上作用着一辆前后轴重各为P1和P2的汽车荷 载相应的轮重分别为P1/2和P2/2。
2. 荷载横向分布系数的计算方法
（1）杠杆原理法
（2）偏心压力法（刚性横梁法） （3）修正的刚性横梁法
（4）铰接板、梁法
（5）刚接板、梁法 （6）比拟正交异性板法（G-M法） 以上六种实用计算方法所具有的共同特点是：从分析荷载在桥上的 横向分布出发，求得各主梁的荷载横向分布影响线，再通过横向最不 利加载来计算荷载横向分布系数m。
S=P · η(x,y)=P · η2(y) · η1(x)
η1(x) ——单梁某一截面的内力影响线
η2(y)——单位荷载沿横向作用在不同位置时对某梁所分 配的荷载比值曲线，（对于某梁的荷载横向分布影响线）
P’=P · η(x,y)，相当于P作用在a(x,y)点时沿横向分配 给主梁的荷载。
这样,就可完全像图所示平面问题一样,求得某梁上某截面 的内力值。将空间问题简化成平面问题,引入荷载横向分布 影响线并推算各梁分担的荷载,这就是利用荷载横向分布来 计算多主梁结构内力的基本原理。
根据在弹性范围内，某根主梁所承受到的荷载Ri与
该荷载所产生的跨中弹性挠度
' i
成正比例的原则，我们
可以得出：在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横
向偏心布置的活载作用下，总是靠近活载一侧的边主梁
受载最大。
c）偏心压力法的分析过程 I.中心荷载P＝l的作用 II. 偏心力矩的作用 III. 偏心力矩为e 的单位荷载P=1对各主梁的总作用