桥梁截面设计ppt课件

§2.1.3 横截面设计
桥梁系：陆 萍
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一、设计原则
主梁既要保证抗弯，又要保证抗剪 截面尺寸尽可能小，以减轻自重 桥宽及建筑高度影响横截面布置 应有利于主梁的施工、安装 横向联系应简单、可靠
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二、板式截面
(a)
(c)
(b)
特点：
建筑高度小，适于桥高受限场合
构造简单、易于工厂化预制 预制构件重量轻，易于架设 开口截面，抗弯抗扭刚度小
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单箱单室：受力明确，施工方便，用料节省，适于 桥宽<14m的桥梁；
单箱双室：有效减小顶板跨度，利于顶底板钢束布 置，但施工复杂，自重增加较多
b
a
b
b
a
b
顶板宽<20m (a)
单箱 单室
顶板宽<25m
(b)
单箱 双室
顶板宽< 40m (c)
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分离式
双箱单
为了确保预应力混 凝土梁截面受力的 合理性，截面设计 时应考虑截面的效 率指标。
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预加力阶段 N ye M g1
运营阶段：
(N y N y )(ku ko ) M g 2 M p
截面效率指标： K （0.45~0.5以上，较大值为好）
h
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（2）主梁梁肋尺寸
主梁高度： 高跨比1/16~1/18左右（1.3~2.5m） 梁肋厚度： 16 ~24cm （屈曲稳定性、浇筑砼不致困难） 支点梁肋：为保证预筋锚固和抗剪，梁端需加宽与马蹄同宽 翼缘板：梁距（主梁片数讨论、截面效率指标）
(c)
(d)
(e)
肋形（T形）截面抵抗正弯矩特别有利 ，但抵抗负弯矩则不够方便，需加设 下翼缘，形成工形截面
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肋形截面承受负弯矩
为适应向支点逐渐增 大的负弯矩和剪力要 求,可采取以下3种措 施: ①增大梁高； ②加厚梁肋； ③增设逐渐拓宽的下 缘翼板。
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组合梁桥
定义：用纵向水平缝将单梁的梁肋部分与桥面板（翼板）分隔开来 的装配桥跨结构，使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。
1.优点：可以显著减轻预制构件的重量，便于集中制造和运输吊装。
2.型式：
(a)
(b)
I形组合梁桥：
适用于混凝土简支梁桥
箱形组合梁桥：
(c)
适用于预应力混凝土梁桥
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3.构造：在组合梁中，梁与现浇板的结合面处，板的厚度不应小于15cm； 当梁顶伸入板中时，梁顶以上板的厚度不应小于10cm。
4.受力特点：分阶段受力（拦腰截断） 组合梁梁肋的上下缘应力远大于T梁上下缘的应力。
一期恒载应力
二期恒载+活载应力
应力总和
(a)
g
p
g+ p
Mg +
Mp
=
(b) 板的恒载
'g Mg +
p
p' Mp =
p g' + 'p
装配式T梁与组合梁的应力图比较
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T梁截面细部尺寸
（1）截面效率指标
T 梁截面特征
桥墩采用空心薄壁结构结构
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主梁采用双箱单室断面，梁底呈抛物线变化，牛 腿支承处梁高3.2m，悬臂根部为11m(8m)。为了 加强箱梁的整体性和横向刚度，距根部 6.65m范 围内将量箱底板连通。采用三向预应力。
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室
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斜腹板箱特点
造型美观 减少底板宽度，缩小墩台尺寸杂
竖腹板多用
支点负弯矩区，底板厚度需增厚
截面形心轴位置偏高，不利预筋力臂
浇筑模板需设置侧向支撑，耗用支架多
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箱型截面细部尺寸
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梗腋：
提高箱梁抗弯、抗扭刚度，减小截面扭转 剪应力和畸变应力；
力线过渡平稳、减小次应力；
提供预应力束的布置和锚固空间，减小顶 底板厚度。
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一般箱梁上的 常用形式
常用于斜腹板 与顶板之间
常用于底板与腹 板之间的下梗腋
常用于箱梁截面较小的情形
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（3）横隔梁尺寸 高度：中主梁高度3/4左右。端横隔梁与主梁同高或略低 宽度： 12 ~16cm，上宽下窄。 与马蹄关系：从上至下延伸到马蹄加宽处。
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吊装后T梁桥仰视照片
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四、箱形截面
闭口截面，抗弯、抗扭惯性矩大； 顶板、底板面积大，能满足正负弯矩配筋需要 偏心荷载作用下，内力分布较均匀
顶板：满足顶板布筋需要（纵向即横向预应 力钢筋），满足行车道板厚度要求；
底板：满足跨中底板预应力布束要求，根部 底板厚度须满足抗压要求，在破坏阶段还宜 使中性轴保持在底板内，并有适当富余。
腹板：承受剪应力和主拉应力，满足预应力 束布置和砼浇注。
翼缘板长度讨论
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力学图示：弹性固结悬臂板，负弯矩，翼缘变厚 板厚：满足车辆荷载局部受力需要； 横向连接：为有足够砼连接厚度，端部至少10cm，根部按计算取值
下马蹄：a. 马蹄面积不少于全截面的10~20%； b.马蹄宽度为肋宽2~4倍； c.马蹄平均高度约为0.15h~0.2h，斜坡应陡于45度
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30m预应力T梁设计图（中梁横截面）
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空心板： 截面挖空，减轻自重，减小拉区面 积及重量，挖空形式多样 为保证截面抗剪强度，最薄壁厚应 ＞8cm。
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安放气囊的 位置
内衬气囊 要注意混凝土浇 筑时，气囊上浮
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三、肋形截面
(a)
(b)
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横隔板
增加箱梁横向刚度，限制箱梁畸变； 设置过多，将增加施工难度； 一般设置在支承处、梁端（如跨中），以承
受和分布强大的支承反力； 支点横隔板厚度一般较厚，其余则可较薄。
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主跨174mT构每侧悬臂净长65.75m，分为20节段对称地采用挂篮悬臂浇筑，近根部使用托架。