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混凝土梁桥构造设计,珍藏版(一)

 guoxiongxin 2019-04-17

一、概述


混凝土梁桥的一般特点

(一)混凝土梁桥的特点

受力特点:

1)在竖向荷载作用下只产生竖向反力,而无水平推力;

2)静定结构,以主梁受弯承担使用荷载为主。

构造特点:

1)结构尺寸易设计成系统化或标准化,有利于预制生产;

2)便于采用装配式的施工方法;

3)节约模板,缩短工期。

预应力度

1)钢筋混凝土梁;

2)部分预应力混凝土梁;

3)全预应力混凝土梁。

(二)钢筋混凝土梁桥的优缺点

造价低

耐久性好

可塑性强

刚度大

噪音小

自重大

钢筋混凝土梁带裂缝工作

(三)预应力混凝土的优点

预应力作用

可以使用高强材料

更适合装配式桥梁

提高结构耐久性

综上优点,目前国内外中小跨径的桥梁普遍采用的是预应力混凝土结构。

梁式桥的主要类型及其适用情况

(一)按承重结构横截面形式分类

1、板桥:小跨径梁桥及城市高架桥

2、肋梁桥:中等跨径梁桥

3、箱型梁桥:悬臂、连续梁桥

(二)按承重结构的静力体系分类

1、简支梁桥:

施工方便;静定体系对地基要求不高;弯距最大;适合小跨径桥梁;

2、悬臂梁桥:

有单悬臂和双悬臂;支座处的卸载弯距使跨中弯距大大减小;属静定体系,对地基要求不高;跨中有接缝,行车条件不好;跨中的牛腿、伸缩缝易损坏;适合于中等以上跨径桥梁;施工不方便。T形刚构桥的卸载弯距类似于悬臂梁桥。

3、连续梁桥:

恒载、活载均有卸载弯距;行车条件好;属超静定体系,对地基要求高;适合于中等以上跨径桥梁;连续刚构桥综合了连续梁和悬臂梁的优点;适合于中等跨径的高墩桥梁。

图1 板桥横截面

图2 城市高架板桥截面

图3 肋梁桥横截面

图4 箱型梁桥

图5 简支梁桥的受力分析

图6 悬臂梁桥及受力分析

(三)按施工方法分类

整体浇筑式梁桥:

耗费较多支架和模板;工业化程度低;整体性好

装配式梁桥:

工厂化施工,质量好;节约模板和支架,施工速度快;受季节影响小;装配式结构块件划分方式有纵向竖缝划分、纵向水平缝划分 和纵、横向竖缝划分三种

整体装配组合式梁桥:

预制构件轻,便于集中预制和吊装

(四)按有无预应力分类

钢筋混凝土梁桥:仅配普通钢筋

部分预应力混凝土梁桥:配置预应力钢筋和普通钢筋

全预应力混凝土梁桥:梁刚度大,可以采用高强度混凝土和高强钢筋

(五)按桥跨结构相对厚度分类

简支梁桥

简支板桥

图7 纵向竖缝划分

图8 纵、横向竖缝划分

图9 纵向水平缝划分

图10 纵、横向分段装配式梁(串连梁)

混凝土简支板桥的构造与设计

  • 承重结构

矩形横截面

  • 优缺特点

优点

1)h小→适于净空受限,降低引道

2)结构简单→便于制作

3)重量小→便于吊装

缺点:L受限

  • 适用跨径

L≤13m适用钢筋混凝土梁桥;L≤25m适用预应力混凝土梁桥

  • 类型

按材料划分:钢筋混凝土简支板桥;预应力混凝土简支板桥。

按截面划分:空心简支板桥,实心简支板桥。

按施工划分:整体式简支板桥;装配式简支板桥;整体-装配组合式简支板桥

整体式板桥
  • 受力特点

双向受力弹性薄板

  • 截面形式

实心板、空心板、矮肋式、异形

图11 实心板

图12 空心板

图13 异形:单波

图14 异形 双波

  • 适用跨径

一般是4-8米或不规则桥梁

  • 施工方法

现场整体浇筑

  • 优点

整体性好、横向刚度大、施工较简便

  • 缺点

现浇慢、用料不经济

  • 配筋

纵、横向受力钢筋(需计算)

分布钢筋:位置(纵筋内侧);作用【双向受力(宽跨比小)温度力】

图15  整体式板桥的受力特点

装配式板桥
PART/01
  • 受力特点

单向受力窄板,配筋示例

  • 截面形式

实心板soild slab、空心板voided slab (单孔、双孔)

图16 实心板

图17 空心板

  • 适用跨径

一般在6-16米

  • 施工方法

预制安装

  • 特点

重量小、运输安装方便、建筑高度较T梁小、能缩短工期并获得较高的施工质量

  • 开孔形式

单孔: 挖空率大,顶板需配横向筋

图18:单孔

双孔:挖空率小,自重大

图19:双孔

  • 横向连接

企口缝(好、常用)

钢板焊接连接(少用)

  • 注意

顶板和底板厚度≥80mm,截面最薄处≥70mm——保证施工质量和承载需要为保证抗剪强度,按计算设弯起筋和箍筋。

图20 装配式铰接板的构造与受力特点

企口混凝土铰连接

企口混凝土铰接形式有圆形、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。

钢板焊接连接

将钢板N1焊在相邻两块件的预埋钢板N2 上。

装配-整体组合式板桥

  • 特点

它利用一些小型预制构件先安装就位后作为底模,然后在其上现浇桥面混凝土,使之结合成为整体,这种板施工简单,适合缺乏起重设备的场合或小跨径板桥。

斜交板桥

  • 概念和特点:

桥轴线与支承线呈一定夹角的桥梁夹角

服务于线路,可改善线路的线形,但受力复杂得多。

斜交角α:桥轴线与支承线夹角

斜度ϕ:桥轴线与支承线垂线的夹角

  • 类型

整体式斜板桥:一般lφ/b≤1.3

装配式斜板桥:一般lφ/b>1.3(属窄斜板桥)。

  • 受力特点

荷载传递分配的趋势:向两支承边之间的最短距离、中部接近垂直于支承边

各角点受力描述:在荷载作用下,钝角处产生较大的负弯矩和扭矩,斜板支承边上的反力很不均匀。钝角处反力最大,锐角处反力最小。

1)斜板的扭矩分布很复杂,板边存在较大的扭矩

2)当斜交角在15度以内时,斜交的影响可以忽略

3)纵向主弯距比跨径为斜跨长、宽度为b的矩形板小,并随斜交角的增大而减小

4)纵向最大弯矩的位置,

5)随斜角的增大从跨中向钝角部位移动

  • 配筋特点

按主弯矩方向的变化配置主筋,分布钢筋与支撑边平行。【荷载有向支撑边最短方向传递趋势(主弯矩方向接近平行于自边)】

要设置钝角加强钢筋。

钝角处有较大负弯矩。

装配式斜板桥标准图跨径:

3/4/5/6/8/10/13/16/20m,共9种。


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