钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥

第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥

介绍梁桥的一般特点、板桥的构造梁桥的构造、简支梁桥的计算和施工、超静定梁桥的构造和施工要点

第五章梁桥的一般特点及分类

第一节钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点

一、梁式桥基本概念

主梁为主要承重结构,在竖向荷载作用下截面上产生弯矩和剪力.钢筋混凝土梁式桥混凝土强度等级不低于C15;当采用HRB335、HRB400级钢筋时不宜低于C20；通常使用R235、HRB335钢筋;

预应力混凝土梁桥混凝土混凝土强度不宜低于C30;当采用钢丝、钢绞线时混凝土混凝土强度不宜低于C40；预应力钢筋宜选用精轧螺纹钢筋（冷拉、冷拉钢筋、热处理钢筋等）；

预应力混凝土结构分为全预应力（全压、不拉）和部分预应力（不超过规定拉应力或裂缝宽度)

二、钢筋混凝土梁桥的一般特点

⒈优点：就地取材、工业化程度高、耐久性好、可模性好、适应性好、整体性好、美观

⒉缺点：自重大、抗裂性差、现浇桥工期长、消耗支架和模板多、受气候影响大

三、预应力混凝土梁桥的一般特点

1.采用高强材料减小构件截面尺寸降低自重桥梁的跨越能力得到提高

2.节约钢材﹙和钢筋混凝土桥比较﹚

3.抗裂性好、刚度大、耐久性好

4.预应力技术的采用为装配式结构提供了最有效的接头和拼装技术手段

5.结构安全可靠

6.反拱度不易控制

7.需要专门的设备

8.开工费用大

第二节梁式桥的主要类型及其适用条件

一、按承重结构的截面形式分

（一）板桥承重结构为矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板.

1.板桥的特点

构造简单,制作、施工方便,建筑高度小,可在工厂生产；装配式构件重量小；但跨径受到限制，一般钢筋混凝土不超过15米，预应力混凝土连续板桥不超过35米；

按静力计算模式：简支板桥，悬臂板桥，连续板桥；

简支板桥：采用整体式或装配式，前者跨径４～８米，装配式预应力混凝土板桥跨径可达16 ～20米；

悬臂板桥:一般作成双悬臂，中间跨径为８～１０米，悬臂长度为中间的0.3倍，板的跨中厚度约为跨径的１／１４～１／１８，支点处为跨中的1.3～1.4倍;

连续板桥：连续跨越形成超静定结构体系；缝少而平稳；弯距降低跨径增大；不需搭板；合理跨径配置（支点卸载），边跨/中跨=0.7～0.8；

缺点：从力学性能分析，位于受拉区的混凝土材料不但不能发挥作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。

2.板桥常用截面形式

①整体式实心板桥—如图5-1a、5-1b

适用于跨径在8米以下的板桥，采用整体现浇施工

②装配式实心板桥--如图5-1c

适用于跨径在10米以下的板桥，采用预制安装施工

③装配式空心板桥--如图5-1d

适用于跨径在13米及其以上的板桥，采用预制安装施工

④装配—整体组合式板桥--如图5-1e

空心板截面形式

板桥的发展趋势

采用高强混凝土

采用预应力混凝土结构

预应力方式和锚具多样化

预应力钢材采用钢绞线

向大跨径方向发展

（二）肋板式梁桥

1.概念: 在横截面内形成明显肋形结构的梁桥称之为肋板式梁桥,简称肋梁桥

2.特点:整体式梁桥具有整体性好、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.装配式梁桥其优点是制造简单，施工速度快

3.截面形式: T形、I形、槽形

4.适用于跨径在20-40米的桥梁

整体式肋梁桥的截面形式

梁肋尺寸不受起重安装机具的限制,可以根据钢筋混凝土体积最小的原则来确定截面尺寸,双车道一般建成双梁较合理

装配式肋梁桥的横截面

主梁间距一般在2.0米以内,每片梁安装好之后用横隔梁相互连接以保证全桥的整体性

整体性T梁

装配式T梁桥

一片钢筋混凝土T梁

一片预应力混凝土T梁

（三）箱形梁桥

概念:横截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥

特点:能承受正负弯矩,抗弯刚度和抗扭刚度大,截面受力均匀.

适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于修建全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥。

箱形梁横截面

30米预应力混凝土箱梁断面

二、按承重结构的静力体系划分

（一）简支梁桥—见图5-5a ,单跨、静定体系；易于工厂化施工,属静定结构

（二）连续梁桥—见图5-5b ,多跨连续，超静定体系；温度、支座变位产生附加内力, 支点截面产生负弯矩,负弯矩的代偿功能使梁高变小、跨越能力增大。行车条件好,适合于最大跨径60-70米

（三）悬臂梁桥—见图5-5c ,悬臂根部的负弯矩使跨越能力有所增大, 属静定结构,适合于最大跨径约60-70米

梁式桥的力学简化模型

三、按有无预应力划分

（一）钢筋混凝土梁桥

（二）预应力混凝土梁桥

四、按施工方法划分

（一）整体浇筑式梁桥

全桥在纵向和横向都是现场整体现浇可以按需要做成各种形状.整体性好.

（二）装配式梁桥

模板化生产，易于系列化、标准化；

T型、箱型、Ⅱ型截面，高宽比例适当，优化，以增大抗弯惯距，增大刚度；

20-60米有标准图；

跨度增大，梁重增加快；

（三）组合式梁桥

少筋微弯板构造

作业

50页第1.2.

补:板桥的截面形式各有哪些?说明其适用条件

第三节桥梁支座的类型和构造

一、支座的作用与要求

⏹1.支座的作用：

⏹①传递上部结构的各种荷载;

⏹②适应活载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素产生的变位,使结构的受力情况与假设的静力图式相符

支座要承受的力

⏹～整体上看，要受到竖向力（压或拉、压）和水平力。

⏹～构造的非理想化，将使支座受力情况更复杂。

设计计算时要考虑的荷载效应

⏹竖向力：

⏹○结构自重反力、活载最大反力；

⏹○应及入汽车冲击影响；

⏹○支座应考虑是否上拔～计算最大上拔力。

⏹水平力：

⏹○直线桥计算纵向水平力，

⏹○斜弯桥考虑离心力、风力等；

⏹○纵向水平力考虑汽车的制动力、摩阻力、风力、温度力等；

2、对支座的要求

◎必须具有足够的承载能力

◎对（设计要求的）变形的约束应尽可能的小即“自由变形（相对的）”

◎便于安装、养护、维修甚至进行更换。

二、支座的布置原则

有利于结构的受力，有效释放附加内力，尤其利于墩台传递纵向、横向水平力

1、简支梁，一端固定、一端活动

2、多跨连续梁，一个桥墩设置固定支座，一般位于中间桥墩，其余墩台设活动支座；

3、悬臂梁，锚固跨一侧设固定，另一侧活动；

4、T构桥挂孔，按简支梁处理；

5、尽可能避免拉力支座

6、固定支座的布置应利于桥墩的受力

连续梁桥固定支座的布置示意

要点：固定支座与活动支座的区别

⏹固定支座：

可传递竖向、水平力，保证支承处转动

⏹活动支座（单向、双向）：

只传递竖向压力，保证支承处主梁转动、水平移动

三、支座的分类和构造

◎按其容许变形的可能性分为：

⏹(1)固定支座：

～能承担桥跨结构支承点处顺桥向、横桥向的水平力和竖向反力；

～并约束相应的线变位。

⏹(2)单向活动支座：

⏹～在承担竖向反力的同时，

⏹～能约束顺桥向、横桥向水平位移中的一个方向的线位移。

⏹(3)多向活动支座：

⏹～容许支座在顺桥向、横桥向两个方向发生线位移，仅承担竖向反力。