第五章 混凝土简支梁桥

如图所示，在斜板的“Z”形条带A—B—C—D上 各点的受力情况可以用三跨连续梁来比拟，在钝 角B、C处产生较大的负弯矩，其方向垂直于钝角的二 等分线；同时在B、C点的反力也较大，锐角A、D点 的 反力较小，当斜交角与斜的宽跨比都较大时，锐角便 有向上翘起的趋势。此时若固定锐角角点，势必导致 板内有较大的扭矩。
㈠整体式简支板桥
1．总体构造 整体式板桥一般做成实体式等厚度的矩形截面，为了 减轻自重也可做成矮肋板式截面。城市高架桥的板桥可采 用单波或双波[图5—2d)]截面，与独柱墩配合使用，桥下 净空开阔，造型优美。整体式简支板的跨径一般为4～ 10m，板的厚度一般取跨径的1／16—1／23，随跨径增 大 取用较小值。整体式板桥采用现浇施工，简支结构多应用 于单独一跨的情形，多跨时一般做成连续结构。
第一节 概述
一、混凝土梁桥按承重结构的静力体系可划分为： 简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。 ㈠简支梁桥 1、简支梁桥是静定结构，各跨单独受力，结构受力 比较单纯，不受支座变位等影响，适用于各种地 质情况，构造也较简单，容易做成标准化、装配 式构件，制造、安装均较方便，是一种采用最广 泛的梁式桥。因此，它是目前我国公路桥梁中最 常用的结构形式。 2、钢筋混凝土简支梁桥经济合理的常用跨径在 20m以下，大于20m时一般采用预应力混凝土结 构。
(4)在上述同样情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正 桥的要大，可以认为横向弯矩增大的量，相当于跨径 方向弯矩减小的量。 熟悉了斜板的工作性能以后，Βιβλιοθήκη Baidu可据以配置斜板 桥的钢筋。整体式斜板桥钢筋布置如图所示。当斜交 角(板的支座轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角)不大于 15°时，主筋可平行于桥纵轴线方向布置。当斜交角 大于15 °时，主筋宜垂直于板的支承轴线方向布
3．整体式斜交板桥的受力特点与构造
在桥梁建设中，由于桥位处的地形限制、或由于 路线线形的要求而将桥梁做成斜交。斜交板桥的桥轴 线与支承线的垂线呈某一夹角，此角称作斜交角φ 。 斜板桥的受力状态是很复杂的，迄今尚无力学经典解 答，多借助计算机以求得数值解。为了对斜板桥的受 力性能有个定性的了解，以便从构造上予以保证，这 里只作简单介绍。
⑸混凝土简支梁按承重结构(梁)的横截面形式可分为：板 桥、肋梁桥和箱形梁桥。 二、混凝土简支板桥 在所有的桥梁形式中，板桥因其建筑高度小、外形最 简单而久用不衰。板桥不单外部形状简单，而且内部一般 无需专门配置抗剪钢筋，只需按构造要求将部分主筋起， 因而施工简单，模板和钢筋工程都较省。对于高等级公路 和城市立交工程，板桥(尤其是整体式板桥)又以极易满足 斜、弯、坡以及s形、喇叭形等特殊要求而受到重视。板 桥的建筑高度小，适宜桥下净空受到限制的桥梁使用，既 可降低桥面高度，又可缩短引道长度。
2．钢筋构造 截面配筋应依据计算的纵、横弯矩来定，主钢筋直径 应不小于12mm，间距应不大于200mm，一般也不宜小 于 70mm；由于汽车荷载在板边缘的分布范围比跨中小，因 而 两侧各1／6板宽范围内的主筋宜较中间板带增加15％。 图 为整体式简支板桥的构造图。其标准跨径6m，桥面净宽 8.5m(与路基同宽)，两边有0.25m的安全带，计算路径 为 5．69m，板厚320mm，约为跨径的1／18。纵向主筋 采用
整体式简支板桥的桥面宽度往往大于跨径，因此，在 荷载作用下，桥面板实际上是处于双向受力状态，即除 板的纵向中部产全正弯矩外．横向也产生较大的弯矩。 当桥面板宽度较大时，除配置纵向的受力钢筋外，尚应 计算配置板的横向受力钢筋。在城市修建宽桥时，为了 防止产生过大的横向弯矩以及温度变化和混凝土收缩引 起的纵向裂纹，可以沿中线分开，做成两幅。
第二节 混凝土简支梁桥的构造
一、混凝土简支梁按建筑材料分为：钢筋混凝土梁、预 应力混凝土梁、部分预应力混凝土梁等几类。 ⑴ 钢筋混凝土简支梁桥一般适用于跨径为16m以下的公 路桥梁。 ⑵预应力混凝土简支梁桥的跨越能力大一些，一般适用 于50m以下的公路桥梁。 ⑶混凝土简支梁按施工工艺分为：整体式和装配式(分片 式)两大类。 ⑷整体式简支梁，其横向刚度大，稳定性好。由于受运 梁条件及架梁设备起吊能力的限制，整体式梁一般适 用于就地浇筑；而装配式简支梁则是目前广泛采用的 桥梁类型。
(3)在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同 时，斜板桥的最大跨内弯矩比正板桥要小，跨内纵向 最大弯矩或最大应力的位置，随斜交角φ 的变大而由 中央向钝角方向移动。图表示在满布均布荷载时，跨 内最大弯矩位置沿板宽的变化曲线，由图可知，当斜 交角φ 在15°以内时，可以近似地按正交板桥计算， 因此《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004)便作了这样的规定。
斜板桥的受力与正交板桥相比，有其特别之处。理 论与试验表明，斜板在垂直荷载作用下，一般具有下列 特性： (1)荷载有向两支承边之间员短距离方向传递的趋势。 如图所示，在较宽的斜板中部、其最大主弯矩方向 (即在垂直于该方向的截面上没有扭矩)几乎接近与支承 边正交。其次，无论对宽的或者窄的斜板，其两侧的主 弯短方向虽接近平行于自由边，但仍有向支承边垂线方 向偏转的趋势。 (2)各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作来描述。
㈢悬臂梁桥
悬臂梁桥是主梁长度超出跨径的悬臂结构。仅一端 悬出者称为单悬臂梁，两端均悬出者称为双悬臀梁。对于 较长的桥，还可以借助简支的挂梁与悬臂梁一起组合成多 孔桥。在力学性能上，悬臂根部产生的负弯短减小了跨中 正弯矩，所以悬臂梁也与连续梁相仿，可以节省材料用量。 悬臂梁桥属于静定结构，墩台的不均匀沉陷不会在梁内引 起附加内力。
我国预应力混凝土简支梁桥的标准设计跨径在40m以内， 已建成的最大跨径达到62m。世界上预应力混凝土简支 梁 桥最大路径达76m。一般来讲，跨径超过50m后就不太 经济 了。 ㈡连续梁桥 1、连续梁桥是上部结构由连续跨过三个以上支座的梁作 为主要承重结构的桥梁，在恒载作用下，由于支点负弯 矩的卸载作用，跨中最大正弯矩显著减小，因此用在较 大跨径时将较简支梁经济。连续梁在每个墩台上沿桥纵 向只需设一排支座，桥墩宽度小，节省材料，而且梁 连续通过支座，接缝少，行车乎顺。但连续梁为超静定 结构，支座变位将引起结构内力的变化，适用于地质良 好的桥位处