第十一章 桥梁体系及构造

单箱多室截面。
主拱圈的构造
箱形拱 箱形拱的高度和宽度
高 h = (1/55~1/75)l 或h = l 0 /100+(0.6~0.8)m 宽 b=(0.5~1.0)x桥宽
主拱圈的构造
双曲拱桥 双曲拱桥的组成
拱板 拱波
拱肋
横向联系
双曲拱桥主拱圈横断面
主拱圈的构造
双曲拱桥 主拱圈截面型式
双曲拱桥主拱圈截面型式
按结构受力图式分：
简单体系拱桥、组合体系拱桥、拱片拱桥
按主拱圈横截面形式分:
板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱型拱桥、钢管砼拱桥、劲性骨架砼拱桥
拱桥的主要类型
上承式拱桥
中承式拱桥
下承式拱桥
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类：

简单体系拱桥 组合体系拱桥 拱片桥
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类： 简单体系拱桥
例： T形梁截面尺寸的选定
1、梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素； 标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性； 铁路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/9~1/6 预应力混凝土梁： 1/11~1/10，跨度越大比值越小 公路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/16~1/11 预应力混凝土梁： 1/25~1/15，随跨度增大取小值 对建筑高度受严格限制的情况，主梁高度要适当减小。 2、梁肋厚度 取决于最大主拉应力和主筋布置要求； 跨中区段可薄于支点区段； 梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布置要求确定； 铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度：20~60cm 预应力混凝土梁：不小于14cm 公路钢筋混凝土桥： 15~18cm
拱圈截面变化规律
主拱圈：等截面及变截面型式；
变截面：沿拱轴方向宽度不变，高度变 化；或高度不变，宽度变化；
增大截面 的惯性矩 I ，对降低 应力并非最有效，选择恰当的拱轴线更 重要。
9.4.1 板拱 材料：天然石材Mu(50号)，砂浆M(7.5~10)号 形式：等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱。 细部构造：编号和砌筑方法
（2）横隔梁布置
① 横隔梁间距 ② 横隔梁尺寸 ③ 钢筋构造
（3）连接构造
① 横隔梁连接
Ⅰ.钢板连接 Ⅱ.螺栓连接 Ⅲ.扣环连接
在梁内预埋钢板，钢板与横隔梁内受力钢筋焊接，当T梁安装就位后， 在预埋钢板上再加焊盖接钢板，将T梁联成整体。 为简化接头的施工，常用拴接方式，预埋钢板和盖接钢板上需预制螺 栓孔，这种接头具有拼装迅速的优点，但螺栓易松动。
3.工字形截面的特点：

装配组合：工字型梁肋＋桥面板；


构件较轻，便于制造、运输和吊装；
施工工序；

桥面板设置微弯板受力合理。
4.箱形截面的特点：

封闭截面，稳定性好； 制作较复杂，重量相对较大，运输困难； 抗弯刚度大，抗扭刚度大，偏心荷载下梁的受力较均匀；
不适用普通钢筋砼简支梁桥；
（4）预应力筋的锚固 ① 先张法 ② 后张法 满足“均匀”、“分散”、“对称”的原则
预应力混凝土梁钢筋构造举例
构造实例
构造实例
构造实例
构造实例
拱桥的构造
9.1 拱桥的基本特点
P M Q 梁截面应力 P P
P
M
Q
拱截面应力
拱桥与梁桥的区别
拱桥的基本特点
跨越能力大 就地取材，节约钢材水泥 耐久性能好，维护费用低 外形美观 构造简单 自重大，采用无铰拱时，对地基条件要求较高 圬工拱桥随着跨径和桥高的增加，总造价增加较多 连续多跨拱桥 建筑高度较高
（3）纵、横向竖缝划分
装配式钢筋混凝土简支梁桥 一、构造布置及截面尺寸 一般构造： 主要截面尺寸： 配筋特点： 1.整体式简支梁桥 主梁布置：
2.装配式简支梁桥
⑴主梁布置： ① 主梁间距（主梁片数） 1.5～2.5m ② 主梁截面尺寸 Ⅰ.主梁梁肋尺寸 高度：高跨比 宽度：150～180mm Ⅱ.主梁翼缘板尺寸 两种厚度，两种布筋
注： 确定截面类型考虑：重量，预制，预应力，运输，安装。
二、块件的划分方式
1.块件划分的原则
（1）技术可行：预制、吊装、运输条件。 （2）受力较小：接缝的位置。
（3）施工简单：接缝的数量。
（4）力求标准化 2.块件划分方式 （1）纵向竖缝 （2）纵向水平缝 （3）纵、横向竖缝
（1）纵向竖缝划分 在简支梁桥中应用最为广泛。 主要承重构件的各根主梁，包括相应行车道板，都是整体预 制的，接头和接缝仅布置在次要构件：横隔梁（板）和行车道板 （或道碴槽板）内。
主拱圈
拱桥的主要类型
按主拱圈所使用建筑材料分：
圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥
按拱上建筑形式分：
实腹式拱桥 空腹式拱桥
拱桥的主要类型
按主拱圈线形分：
圆弧线、悬链线、抛物线
按桥面的位置分：
上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥
按有无（外部）水平推力分：
有推力拱桥、无推力拱桥
② 主梁翼缘板的连接 Ⅰ.刚性接头：a.钢筋连接 b.钢板连接 c.扣环连接
Ⅱ.铰接接头：a.钢板铰接 b.扣环连接 c.企口式焊接
干接头 湿接头
a)
c)
b)
d)
主梁翼板铰接构造a）、b）
主梁翼板刚接构造c）、d）
湿接头实例
装配式预应力混凝土简支梁桥
一、预应力混凝土简支梁的构造特点 预应力梁的优点： （1）采用高强度钢筋，可节约普通钢筋； （2）预加压应力可大幅度提高梁体抗裂性，并增加梁的耐久性； （3）应用高标号混凝土可减小截面尺寸，减轻梁体重量，可以增 大跨越能力，也有利于运输和架设； （4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也 提高了梁的刚度。 在结构布置上，预应力混凝土梁与普通钢筋混凝土梁在截面形 式（板、 П形、T形）、块件划分等方面无大的不同。主要不同之 处是：截面尺寸减小；高跨比减小；梁肋下部通常加宽为马蹄形； 在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽。
梁桥的构造
11.1.1 装配式简支梁桥类型 11.1.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥 11.1.3 装配式预应力混凝土简支梁桥
装配式简支梁桥类型 特点： 模板化生产，易于系列化、 标准化； T型、箱型、工型截面，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；
二、构造布置
1.主梁高度 2.主梁间距 3.马蹄形梁肋 4.鱼腹形变高度梁
端部梁肋加厚
梁肋下部加宽成马蹄形 翼缘板加宽
预应力混凝土简支梁实例 公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：25、30、35、40m(后张法)
三、钢筋构造
（1）上、下限心点和索界
上限心点 Co
张拉阶段 ft
运营阶段
结构简单；
施工稳定性差，堆放、运输和安装较复杂； 肋内配筋可以做成钢筋骨架；
设置横隔梁，整体性较好，接头方便；
构件在桥面板的跨中接头，对板的受力不利； 马蹄形梁肋； 无横隔梁型； 采用RC时，适用跨径为5～20m； 采用PC时，适用跨径为20～40m。
跨中接头位置 跨中接头位置
3、上翼缘板尺寸 上翼缘板宽度取决于主梁间距。 翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求。 翼板厚度与梁高比。
4、下翼缘尺寸 根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度 确定。 对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置。
③ 主梁钢筋构造



主筋 主筋的弯起 分布钢筋 其它构造钢筋 保护层
主拱圈的构造
箱形拱 特点：
截面抗弯、抗扭刚度大，拱圈整体性好； 单条箱肋稳定性好，能单箱肋成拱，
便于无支架施工；
箱形截面能适应主拱圈各截面抵抗正负弯矩的需要； 自重相对较轻； 制作要求较高，吊装设备较多，
主要适用于大跨径拱桥。
主拱圈的构造
箱形拱 箱形拱的组成方式：
由多条U形肋组成多室箱形截面； 由多条工字形肋组成多室箱形截面； 由多条闭合单箱肋肋组成多室箱形截面；
主拱圈的构造
板拱——石拱桥构造
等截面圆弧拱的拱石编号
五角石
拱石编号
变截面拱圈的拱石编号
主拱圈的构造
板拱——石拱桥构造
五角石
五角石
混凝土底梁
混凝土拱座
拱石的错缝要求
拱圈与墩台及腹孔墩连接
主拱圈的构造
肋拱 肋拱桥的组成: 拱肋布置： 拱肋形式：
纵梁 桥面板 纵梁 横梁 立 柱 拱肋 横系梁 立柱 拱肋
（a）直线预应力筋布置，适合先张 法施工。预应力筋布置在索界以 下，放张时梁端上部容易开裂。 （b）适用长度较大的后张法梁，预 应力筋在横隔梁处弯出梁体。受 力和构造较复杂。 （c）纵向预应力筋的重心线布置在 索界以内，是最常用的形式。 （d）纵向预应力筋的重心线布置在 索界以上，预应力筋的弯起角度 较大，可提高梁的抗剪能力，但 摩擦引起的预应力损失较大。
刚性梁刚性拱
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类： 拱片桥 行车道系与拱肋刚性连成一整体，共同承受荷载
拱桥的主要类型 按照主拱圈截面形式分类：
板拱桥 板肋拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 箱形拱桥 劲性骨架砼拱桥 钢管混凝土拱桥
拱肋 横隔板 腹板 拱板 拱波 拱肋
横系梁
横向联系
底板
劲性骨架
主拱圈的构造
缺点：抗剪能力弱，必须保证结合面的抗剪强度。 适当加大肋顶宽度和借助肋内的伸出钢筋来提高抗剪强度。 施工时，结合面应按规定作接缝处理。
（3）纵横向竖缝划分 为进一步减小拼装构件的起吊重量和尺寸，可将用纵向竖缝 划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。
需要用预应力筋将架设后的梁段串连，所以也叫“串连梁” 。 特点：尺寸小，重量轻，施工麻烦。
三铰拱
两铰拱
无铰拱
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类： 组合体系拱桥
由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系 等组成
拱肋 吊杆
系杆 行车道梁（板）及桥面系
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类：
无推力的组合体系拱
组合体系拱桥
有推力的组合体系拱
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类： 组合体系拱桥
无推力的组合体系拱
EI1 EI2
系杆
柔性系杆刚性拱（系杆拱） EI1 /EI2 >80
刚性系杆柔性拱 EI1 /EI2 <1/80
刚性系杆刚性拱 EI1 /EI2 =(1/80~80)
拱桥的主要类型 按照结构受力图示分类： 组合体系拱桥
有推力的组合体系拱
行车道梁（板）及桥面系， 无系杆
刚性梁柔性拱
双肋拱桥立面布置图
主拱圈的构造
肋拱 拱肋形式： 矩形截面： 肋高 h = (1/40~1/60)l ；肋宽 b=(0.5~2.0)h 工字形截面：肋高 h = (1/25~1/35)l ；肋宽 b=(0.4~0.5)h 腹板厚 b’=30~50 cm 钢管混凝土肋拱：肋高 h = (1/45~1/65)l 箱形截面： 肋高 h = (1/40~1/55)l
拱桥的基本组成
主拱圈 上部结构
拱上建筑
桥墩
拱桥
下部结构
桥台 基础
附Leabharlann Baidu设施
拱桥的基本组成
半立面
栏杆 人行道 伸缩缝 侧墙 防水层 拱腹填料 桥面铺装
半纵剖面
拱背 主拱圈 拱脚
拱轴线 拱腹 起拱线
盲沟 桥台 挡墙
锥坡 基础
若干名词
拱桥的基本组成
拱顶剖面
拱腹填料
拱脚剖面
桥面铺装 人行道 防水层
栏杆
侧墙
N’y k
h
Cu 下限心点
=(Ny – ΔNy) Ny
抗拉极限强度 ft
（2）索界
上限心点
Co Cu
ΣM / N’y
下限心点
Mg1 / Ny
Mg1 ΣM=Mg1+Mg2+Mp
（3）预应力筋的纵向布置 预应力混凝土梁内钢筋分为预应力钢筋和非预应力钢筋。非 预应力钢筋（包括非预应力受力钢筋和构造钢筋）的构造与普通 钢筋混凝土梁中钢筋构造相同。
结构部分均为预制拼装，不需要现浇混凝土。这种划分方 法使主梁受力可靠，施工也方便。 缺点为：构件尺寸和重量大，增加运输和安装困难。
（2）纵向水平缝划分 为进一步减轻拼装构件的起吊重量和尺寸，便于集中预制和 运输吊装，可用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋和桥面板分割，再 借助纵横向的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件。施工时先 架设梁肋，再安装预制板（有时采用微弯板以节省钢筋），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，这样 的装配式梁桥通常称为组合式梁桥。
一、装配式简支梁桥的截面型式
1.门形截面的特点：
构件稳定性好； 主梁堆放、运输、安装较方便； 腹板薄，配筋通常只能采用钢筋网片，难以形成骨架；
制造复杂，横向联系较差；
构件用量较多，结构重量较大，钢筋用量相对较多； 通常采用钢筋混凝土，适用跨径为6～12m。
2.T形截面的特点：