混凝土梁桥构造与设计要点

• 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，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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3）构造特点 ① 跨径布置（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: 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。
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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
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横向分段装配式梁 （串连梁）
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纵向中距80~150cm，跨中较 密，向两端支点逐渐减疏。
钢板连接构造(单位：cm)
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第二节 简支梁桥的构造
• 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
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装配式梁简支Tห้องสมุดไป่ตู้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。
• 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。
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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
芯模则由两个半圆和两块侧模板 组成
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整体式梁桥横截面
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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。
最为 普遍
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装配式梁简支梁横截面
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制造简单 整体性好 接头方便
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装配式钢筋混凝土T形梁桥概貌
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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 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
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
悬臂梁桥在施工和成桥运营阶段两者受力状态是一致 的，非常适用于悬臂施工方法。 在支点附近梁的上翼受拉，容易出现裂缝；悬臂端与 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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1)分类及力学特点 ① 带挂梁的T构桥型
属静定结构，不受温度及基础沉降产生次内力的影响;
采用悬臂法施工，施工与运营阶段受力状态一致；
与带剪力饺的T形刚构桥相比，其受力和变形性能均略差 一些，但没有后者为设置剪力铰进行强迫合龙以及更换剪 力铰处支座的麻烦；
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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板桥横截面图
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，除配置纵向的受力钢筋外，尚应计算 配置板的横向受力钢筋。
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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
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梁高受限时，部分力筋弯出 梁顶。
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② 桥面板（翼缘板）的布置与构造
• 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。
• 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、焊接后能立即承受荷
适应线形的变化做成曲线桥。 ④ 刚度大
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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。
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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。
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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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）
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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。
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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。
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
概念：系主梁预制时，将翼板端部预留出一部
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。
优点：节省钢板用量、整体性好 缺点：施工较复杂、接缝混凝土养生达到初期
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。
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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。
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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
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扣环式接头
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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梁端隔板构造
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置的，它不 但有利于构件的稳定性，而且能显著加强全桥 的整体性；与主梁同高。
• 内横梁：每隔5.010.0m设置一道，高度取主 梁高度的0.70.9倍，厚1518cm，可挖空。
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
结构类型 钢筋混凝土 预应力混凝土
装配式板桥梁高与跨径
截面型式 实心 空心 实心 空心
l（m） 1.5 8 6 13
8 20
h（m） 0.16 0.36
0.4 0.8
0.4 0.85
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。
（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
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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。
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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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
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 ----------------------------------------------------------
多跨悬臂梁桥 多跨连续梁桥
T形刚构桥
桥梁工程
连续刚构桥
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
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。
挂孔
马蹄形的T形截面
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 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 置次纵梁，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 设置承托结构。