3 梁式桥设计

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 湿接接头——将翼缘伸出钢筋连成整体
汽车：
m0 q
1 qi 4 i
挂车：
m0 g
1 gi 2 i
人群：
m0 r r
η——表示于轮载或人群荷载的线集度对应的影响线纵标值。
（2）偏心压力法 a）偏心压力法使用条件
b）偏心压力法的基本前提
c）偏心压力法的分析过程
a）偏心压力法使用条件
偏心压力法计算荷载横向分布适用于桥上具有可 靠的横向联接，桥的宽跨比小于或接近0.5的情况 （一般称为窄桥)，用于计算跨中截面荷载横向分布 系数mc。
主梁梁肋宽度在满足抗剪强度需要的前 提下，尽量薄些，但考虑梁肋稳定和施工也不 能太薄，一般取15～18cm。
横隔梁尺寸
中横隔梁高取主梁高的3/4；有马蹄时， 横隔梁要延伸至马蹄加宽处。
端横隔梁高，可取与中横隔梁同高；也 可取与主梁同高。
横隔梁厚度一般为12～16cm，中部可挖 空。
主梁翼板尺寸
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。 （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。
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。
横梁布置
横隔梁起着保证各根主梁相互连接成整 体的作用。
它的刚度越大，桥梁的整体性越好，荷 载作用下各主梁越能更好的共同工作。但横隔 梁的设置使主梁模板工作复杂，施工较麻烦。 钢筋混凝土T形梁必须设置端横隔梁，跨 内横隔板随跨径的大小宜每隔5.0～10.0m设置 一道。
2.截面尺寸 主梁梁肋尺寸
主梁高跨比经济范围约为（1/11～1/16） 跨径大的取用偏小的比值。
n
2
III. 偏心力矩为e 的单位荷载P=1对各主梁的总作用为
Rie
Ii
I
i 1
n

i
eai I i
a
i 1
n
2
i
Ii
当P=1位于i号梁轴上时 e=ai 对k号主梁的总作用为：
n

ai ak I i
ai I i
2 i 1
n
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。 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
' 3 R ' il i 48 EI i
或
R ' i I i ' i
I i ——桥梁横截面内各主梁的惯性矩。
48 E 3 常数 l
根据静力平衡条件，有： 则
R
i 1
n
'
i
i I i 1
' i 1
n
i
'
1
I
i 1
n
i
则中心荷载P=1在各梁间的荷载分布为： R i
'
Ii
I
i 1
n
i
当各主梁截面相等时，即 I1 I 2 I n I 1 ' Ri 则 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:
''i ai tan
ai ——各片主梁梁轴到截面形心的距离。
（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。
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
b）偏心压力法的基本前提
I. 在车辆荷载作用下，中间横隔梁可近似地看做 一根刚度为无穷大的刚性梁，横隔梁全长呈直线变化。
II. 忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的 抗扭矩。
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。
根据力矩平衡条件，有：
'' R i ai 1 e i 1 n
再根据反力与挠度成正比的关系，有 即
R '' i i I i '' i
R ''i I i ai tan ai I i ( tan )
再根据力矩平衡条件有： R i ai ai 2 I i 1 e
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： 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。
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。
2.截面尺寸
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。 采用杠杆法计算时 ，应当计算几根主梁的荷载横向分布系数，以便 于得到承载能力最大的主梁内力作为设计依据。
''
n
有：

e
i 1
ai I i
2 i 1
n
又因：R ''i I i ai tan ai I i
Ri
''
ai eI i
ai I i
2 i 1
n
当各主梁截面相等时，即 I1 I 2 I n I 则：
R '' i ai e
ai
i 1
适用范围及截面尺寸
顶、底板厚不小于80mm。
横向连接 企口混凝土铰连接、钢板连接 1）企口混凝土铰接 铰的形式：圆形、菱形、漏斗形 铰缝填料：C25～C40细骨料混凝土 若要桥面铺装参予受力，需将预制板中钢 筋伸出与相邻板中同样钢筋帮扎，浇筑在铺装 层内。
为保证桥梁的整体刚度，现浇混凝土铺装 厚度不宜小于8cm。 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。
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。
梁端，梁宽与下马蹄同宽
3.主梁钢筋构造
预应力钢筋、普通钢筋。
预应力钢筋布置
布置形式与桥梁结构体系、受力情况、 构造形式、施工方法等有密切关系。