桥梁工程第3章-梁(板)桥构造课件.ppt
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1、 第三章第三章 梁(板)桥构造梁(板)桥构造3.1 3.1 桥面系桥面系3.2 3.2 梁(板)桥的总体布置梁(板)桥的总体布置3.3 3.3 板桥的构造板桥的构造3.4 3.4 装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T T梁桥构造梁桥构造3.5 3.5 装配式预应力混凝土简支装配式预应力混凝土简支T T梁桥构造梁桥构造3.6 3.6 组合式梁桥组合式梁桥桥面构造包括:桥面构造包括:桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道(或安全或安全带带)、缘石、栏杆和灯柱等构造。、缘石、栏杆和灯柱等构造。1.1.桥面组成桥面组成3.1 3.1 桥面系桥面系一、桥面
2、组成与布置一、桥面组成与布置2.2.桥面布置桥面布置双车道布置双车道布置 双向车道布置是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上。双向车道布置是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上。在桥面上,上下行交通由划线分隔,没有明显界限。桥梁上也在桥面上,上下行交通由划线分隔,没有明显界限。桥梁上也允许机动车与非机动车同时通过,也同样采用划线分隔。允许机动车与非机动车同时通过,也同样采用划线分隔。分车道布置分车道布置 行车道的上下行交通,在桥梁上按分隔设置式进行布置。行车道的上下行交通,在桥梁上按分隔设置式进行布置。双层桥面布置双层桥面布置 即桥梁结构在空间上可提供两个不在同一平面上的桥面即桥梁结构在空间上
3、可提供两个不在同一平面上的桥面构造。构造。(a a)图图3-2 3-2 分车道的桥面布置(单位:分车道的桥面布置(单位:m m)(b b)图图3-2 3-2 分车道的桥面布置(单位:分车道的桥面布置(单位:m m)1 1)桥面铺装的作用)桥面铺装的作用n使行车顺适;使行车顺适;n对承重结构的防护;对承重结构的防护;n对车载的分散作用;对车载的分散作用;n与主梁共同受力。与主梁共同受力。二、桥面铺装、防水及排水设施二、桥面铺装、防水及排水设施1.1.桥面铺装桥面铺装2)2)桥面铺装的类型桥面铺装的类型水泥混凝土铺装水泥混凝土铺装-耐磨性好,适合重载交通;耐磨性好,适合重载交通;-养生期长,修补麻
4、烦;养生期长,修补麻烦;-混凝土强度等级不得低于混凝土强度等级不得低于C40,C40,厚度不小于厚度不小于80mm80mm;-铺装层内配置双向钢筋网。铺装层内配置双向钢筋网。沥青混凝土铺装沥青混凝土铺装-包括黏结层、防水层及沥青表面层组成;包括黏结层、防水层及沥青表面层组成;-一般铺装厚度一般铺装厚度707080mm80mm;-维修养护方便,开放交通早,但易老化。维修养护方便,开放交通早,但易老化。防水砼铺装防水砼铺装8 810cm10cm(防水砼)(防水砼)+2+23cm3cm(沥青砼)(沥青砼)具有贴式防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装具有贴式防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装 3 3油油
5、2 2毡处理(毡处理(1 12cm2cm)+4cm+4cm砼保护层砼保护层+5cm+5cm沥青砼。沥青砼。3 3油油2 2毡:垫层上涂一层热沥青,贴一层油毛毡,再涂一层毡:垫层上涂一层热沥青,贴一层油毛毡,再涂一层热沥青胶砂,贴一层油毛毡,再涂一层热沥青胶砂。热沥青胶砂,贴一层油毛毡,再涂一层热沥青胶砂。环氧树脂涂层环氧树脂涂层厚度通常为厚度通常为0.3-1.0cm0.3-1.0cm1 1)早期防水体系)早期防水体系沥青玛碲脂沥青玛碲脂2 2)现代铺设防水层的方法)现代铺设防水层的方法v用喷灯加热铺设用喷灯加热铺设v热铺法热铺法v冷铺法冷铺法 二、桥面铺装、防水及排水设施二、桥面铺装、防水及排
6、水设施2.2.桥面防水层桥面防水层3.3.排水设施排水设施(1)(1)桥面横坡的设置桥面横坡的设置将横坡设在墩台顶部将横坡设在墩台顶部不等厚的铺装层不等厚的铺装层将行车道板做成双向倾斜的横坡将行车道板做成双向倾斜的横坡二、桥面铺装、防水及排水设施二、桥面铺装、防水及排水设施(2)(2)桥面排水设施桥面排水设施v当桥面纵坡大于当桥面纵坡大于2 2而桥长小于而桥长小于50m50m时,不必设置专门时,不必设置专门的泄水孔道。的泄水孔道。v当纵坡大于当纵坡大于2 2,但桥长超过,但桥长超过50m50m时,宜在桥上每隔时,宜在桥上每隔121215m15m设置一个泄水管。设置一个泄水管。v桥面纵坡小于桥面
7、纵坡小于2 2则宜每隔则宜每隔6 68m8m设置一个泄水管。设置一个泄水管。泄水管布置方法:泄水管布置方法:v沿行车道两侧左右对称排列,也可交错排列。沿行车道两侧左右对称排列,也可交错排列。v泄水管布置在人行道下面泄水管布置在人行道下面 泄水管的类型:泄水管的类型:t金属泄水管:金属泄水管:构造复杂。构造复杂。t钢筋砼泄水管:构造简单钢筋砼泄水管:构造简单t横向排水管道:易堵塞横向排水管道:易堵塞t封闭式排水系统封闭式排水系统三、伸缩装置三、伸缩装置 桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变等影响下将会发生变形。为了满足桥面按设计的计变等影响下
8、将会发生变形。为了满足桥面按设计的计算图示自由变形,同时又保证车辆能平顺通过,就要算图示自由变形,同时又保证车辆能平顺通过,就要在在相邻两梁端之间、或梁端与桥台之间或桥梁的铰接相邻两梁端之间、或梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上预留伸缩缝,并在桥面(公路桥是路面,铁路位置上预留伸缩缝,并在桥面(公路桥是路面,铁路桥是钢轨)设置伸缩装置。桥是钢轨)设置伸缩装置。伸缩缝伸缩缝为适应材料胀缩变形对结构的影响,而在为适应材料胀缩变形对结构的影响,而在结构的两端设置的间隙。结构的两端设置的间隙。伸缩装置伸缩装置为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要,在桥面伸缩缝处设置的
9、各种装置的总称。的需要,在桥面伸缩缝处设置的各种装置的总称。u在与桥面轴线平行、垂直的两个方向均能自由伸缩在与桥面轴线平行、垂直的两个方向均能自由伸缩u牢固可靠;牢固可靠;u车辆驶过时应平顺、无突跳与噪音;车辆驶过时应平顺、无突跳与噪音;u可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;u安装、检查、养护、清污、都要简易方便;安装、检查、养护、清污、都要简易方便;u经济价廉;经济价廉;注意:在设置伸缩装置处,栏杆与桥面铺装都需要断开注意:在设置伸缩装置处,栏杆与桥面铺装都需要断开1.1.伸缩缝构造要求伸缩缝构造要求2.2.伸缩量估算伸缩量估算伸缩缝的变形量为:伸缩缝的变形量为:安装
10、伸缩缝结构时为基准的温度伸长量和安装伸缩缝结构时为基准的温度伸长量和缩短量;缩短量;由于干燥引起的梁的收缩量;由于干燥引起的梁的收缩量;由于徐变引起的梁的收缩量由于徐变引起的梁的收缩量 注意:注意:1.1.上式各量取绝对值之和。上式各量取绝对值之和。2.2.对大跨度桥梁,还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的对大跨度桥梁,还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的梁端转角伸缩变形量。梁端转角伸缩变形量。3.3.伸缩缝的类型伸缩缝的类型U U形锌铁皮式伸缩缝形锌铁皮式伸缩缝适用范围适用范围 中小跨径的装配式简支梁上,变形量中小跨径的装配式简支梁上,变形量2 24cm4cm时偶尔选用时偶尔选用构造做法构造
11、做法 它是以锌铁皮为跨缝材料的伸缩缝,它将锌铁皮弯成断它是以锌铁皮为跨缝材料的伸缩缝,它将锌铁皮弯成断面是面是U U形的长条,分上下两层,上锌铁皮弯曲部分应开梅花形的长条,分上下两层,上锌铁皮弯曲部分应开梅花眼,孔径眼,孔径6mm,6mm,孔距为孔距为30mm30mm。其上放置石棉纤维过滤器,然。其上放置石棉纤维过滤器,然后用沥青填塞。这样,当桥面伸缩时,锌铁皮可随之变形,后用沥青填塞。这样,当桥面伸缩时,锌铁皮可随之变形,下层锌铁皮下层锌铁皮U U形槽可将渗下的雨水排出桥外。形槽可将渗下的雨水排出桥外。钢板伸缩缝钢板伸缩缝 钢伸缩缝由钢材制作,它能直接承受车辆荷载作用,并钢伸缩缝由钢材制作,
12、它能直接承受车辆荷载作用,并根据伸缩量的大小调整钢盖板的厚度,钢板伸缩缝可在斜根据伸缩量的大小调整钢盖板的厚度,钢板伸缩缝可在斜桥中使用。形式有:桥中使用。形式有:1 1)跨搭板式)跨搭板式 2 2)梳齿板式)梳齿板式o搭板式钢板伸缩缝搭板式钢板伸缩缝 伸缩量:伸缩量:404060mm60mm 缺点:易产生拍击作用缺点:易产生拍击作用 易透水易透水p梳齿形钢板伸缩缝梳齿形钢板伸缩缝 伸缩量:可达伸缩量:可达40cm40cm以上,大中型桥梁普遍采用以上,大中型桥梁普遍采用橡胶伸缩缝橡胶伸缩缝 利用优质橡胶带作为跨缝材料。利用优质橡胶带作为跨缝材料。优点:优点:防水性能和隔音性能好,定型后平整度高
13、,行车平防水性能和隔音性能好,定型后平整度高,行车平稳,重量轻,施工和维修方便。稳,重量轻,施工和维修方便。缺点:耐久性差,伸缩量小。缺点:耐久性差,伸缩量小。组合伸缩缝组合伸缩缝 适用于大伸缩量,大跨径桥梁。组合伸缩缝是由圆环适用于大伸缩量,大跨径桥梁。组合伸缩缝是由圆环状的橡胶与钢板组成的伸缩缝,钢板与橡胶部件间隔排列,状的橡胶与钢板组成的伸缩缝,钢板与橡胶部件间隔排列,可以直接承受车辆荷载作用。在钢板与橡胶部件的接触面可以直接承受车辆荷载作用。在钢板与橡胶部件的接触面上刨有沟槽,用于嵌固橡胶部件,并在接触面上用粘合剂上刨有沟槽,用于嵌固橡胶部件,并在接触面上用粘合剂结合。它的伸缩量可达结
14、合。它的伸缩量可达150mm150mm左右。左右。桥规桥规规定,对于多跨简支梁桥,桥面应尽量做到规定,对于多跨简支梁桥,桥面应尽量做到连续,使得多孔简支梁桥连续,使得多孔简支梁桥在竖直荷载作用下的变形状态为在竖直荷载作用下的变形状态为简支或部分连续体系,而在纵向水平力作用下则属于连续简支或部分连续体系,而在纵向水平力作用下则属于连续体系。体系。采用桥面板连续构造,连续部分桥面易开裂,因此采用桥面板连续构造,连续部分桥面易开裂,因此近年来发展了简支一连续结构,使多跨简支梁桥在一期恒近年来发展了简支一连续结构,使多跨简支梁桥在一期恒载作用下处于简支体系受力,在二期恒载和活载作用下处载作用下处于简支
15、体系受力,在二期恒载和活载作用下处于连续体系的受力。于连续体系的受力。桥面连续桥面连续四、人行道四、人行道栏杆是桥上的安全设施,要求坚固;栏杆又是桥梁的表面栏杆是桥上的安全设施,要求坚固;栏杆又是桥梁的表面建筑,也要有一个美好的艺术造型。建筑,也要有一个美好的艺术造型。栏杆的高度一般为栏杆的高度一般为0.80.81.2m,1.2m,标准设计为标准设计为1.0m1.0m;栏杆的标;栏杆的标准间距为准间距为1.61.62.7m,2.7m,标准设计为标准设计为2.5m2.5m。城市道路应设照明设备,照明灯一般高出车道城市道路应设照明设备,照明灯一般高出车道8 812m12m左右。左右。五、栏杆和灯柱
16、五、栏杆和灯柱 为了避免机动车辆碰撞行人和机动车辆的严重事故发为了避免机动车辆碰撞行人和机动车辆的严重事故发生,对于高速公路、汽车专用一级公路上的特大桥、大、生,对于高速公路、汽车专用一级公路上的特大桥、大、中桥梁,必须根据其防撞等级在人行道与行车道之间设置中桥梁,必须根据其防撞等级在人行道与行车道之间设置桥梁护栏。桥梁护栏。桥梁护栏按构造特征可分为梁柱式护栏、钢筋混凝土桥梁护栏按构造特征可分为梁柱式护栏、钢筋混凝土墙式护栏和组合护栏,见图墙式护栏和组合护栏,见图3-143-14所示。可采用的材料有金所示。可采用的材料有金属(钢、铝合金)和钢筋混凝土。属(钢、铝合金)和钢筋混凝土。在我国在我国
17、高速公路的桥梁高速公路的桥梁上普遍采用(图上普遍采用(图3-153-15)。)。对于高速公路、汽车专用一级公路上的特大桥、大、对于高速公路、汽车专用一级公路上的特大桥、大、中桥梁,必须根据其防撞等级在人行道与行车道之间中桥梁,必须根据其防撞等级在人行道与行车道之间设置桥梁护栏。设置桥梁护栏。一般公路的特大桥、大、中桥梁在条件许可的情况下一般公路的特大桥、大、中桥梁在条件许可的情况下也应设置。也应设置。在有人行道的桥梁上,应按实际需要在人行道和行车在有人行道的桥梁上,应按实际需要在人行道和行车道分界处设置汽车、行人分隔护栏。道分界处设置汽车、行人分隔护栏。桥梁护栏按构造特征可分为桥梁护栏按构造特
18、征可分为梁柱式护栏梁柱式护栏、钢筋混凝土钢筋混凝土墙式护栏墙式护栏和和组合护栏组合护栏。六、桥梁护栏六、桥梁护栏 为了减小由于刚度不同为了减小由于刚度不同而引起的桥头跳车现象,而引起的桥头跳车现象,桥规桥规规定:高速公路、规定:高速公路、一级公路和二级公路的桥头一级公路和二级公路的桥头宜设置搭板。搭板厚度不宜宜设置搭板。搭板厚度不宜小于小于0.25m0.25m,长度不宜小于,长度不宜小于5m5m。七、桥头搭板七、桥头搭板一、梁(板)桥的立面布置一、梁(板)桥的立面布置1.1.简支梁(板)桥的立面布置简支梁(板)桥的立面布置(1)(1)简支板桥简支板桥3.2 3.2 梁梁(板板)桥的总体布置桥的
19、总体布置 板桥是小跨径桥梁最常用的桥型之一。由于它在建成板桥是小跨径桥梁最常用的桥型之一。由于它在建成之后外形像一块薄板,故称之为板桥。之后外形像一块薄板,故称之为板桥。优点:优点:n建筑高度小,建筑高度小,h=0.4h=0.40.8m0.8m;n构造简单,施工方便;构造简单,施工方便;n吊装能力要求低;吊装能力要求低;n能适应斜度较大的斜桥或弯桥,尤其是整体实心板,能能适应斜度较大的斜桥或弯桥,尤其是整体实心板,能适应任何形式的配筋或预应力钢束的布置。适应任何形式的配筋或预应力钢束的布置。缺点:缺点:n当跨径超过一定限值后,自重比例显著增大;当跨径超过一定限值后,自重比例显著增大;n受拉区砼
20、多,不经济。受拉区砼多,不经济。n整体式板桥的跨径一般在整体式板桥的跨径一般在8m8m以下,装配式钢筋混凝土以下,装配式钢筋混凝土空心板桥,常用跨径范围空心板桥,常用跨径范围6 613m13m,装配式预应力混凝,装配式预应力混凝土空心板桥(先张法)常用跨径土空心板桥(先张法)常用跨径8 820m20m范围较多。范围较多。n整体式板桥板厚与跨径之比一般为整体式板桥板厚与跨径之比一般为1/121/121/161/16。采用。采用低预应力钢筋或钢绞线的装配式板桥,板厚可取低预应力钢筋或钢绞线的装配式板桥,板厚可取(1/161/161/221/22)。)。(2)(2)简支梁桥简支梁桥 当桥梁跨径增大时
21、,为了经济合理,对中、小跨径的桥当桥梁跨径增大时,为了经济合理,对中、小跨径的桥梁,钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁是应用最广泛的桥梁,钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁是应用最广泛的桥型,绝大部分采用装配式结构。型,绝大部分采用装配式结构。装配式钢筋混凝土简支梁桥的常用跨径是装配式钢筋混凝土简支梁桥的常用跨径是8 820m20m。其高。其高跨比跨比(梁高与跨径之比梁高与跨径之比)的经济范围约在的经济范围约在1/111/111/181/18。跨径超过跨径超过2020米时,一般采用预应力混凝土梁。其高跨比米时,一般采用预应力混凝土梁。其高跨比值约为值约为1/171/171/201/20。2.2.悬臂梁
22、桥和悬臂梁桥和T T形刚构桥形刚构桥p悬臂梁桥悬臂梁桥 双悬臂梁桥双悬臂梁桥 单悬臂梁桥单悬臂梁桥 多孔悬臂梁桥多孔悬臂梁桥 带挂孔的带挂孔的T T形悬臂梁桥形悬臂梁桥2.2.悬臂梁桥和悬臂梁桥和T T形刚构桥形刚构桥pT T形刚构桥形刚构桥 由桥跨梁体与桥墩由桥跨梁体与桥墩(台台)刚接形成的具有悬臂受力特点的刚接形成的具有悬臂受力特点的无支座无支座T T形梁式结构。通常全跨由两个或多个形梁式结构。通常全跨由两个或多个T T形刚构通过形刚构通过铰或挂梁相连组成。铰或挂梁相连组成。3.3.连续梁(板)桥连续梁(板)桥 连续梁桥跨径的布置从结构受力性能看,一般宜采用连续梁桥跨径的布置从结构受力性能
23、看,一般宜采用不等跨的形式。采用等跨分跨形式是可行的。当采用不等不等跨的形式。采用等跨分跨形式是可行的。当采用不等跨分跨时,一般边跨长度可取中跨长度的跨分跨时,一般边跨长度可取中跨长度的(0.5(0.50.8)0.8)倍。倍。连续梁连续梁(板板)的立面应采取变高度的布置的立面应采取变高度的布置:v 对于连续板桥,跨中板厚一般为跨度的对于连续板桥,跨中板厚一般为跨度的1/22-1/181/22-1/18,支点截面的厚度为跨中截面板厚的支点截面的厚度为跨中截面板厚的1.2-1.51.2-1.5倍。倍。v 对于连续梁桥,当为等高度连续梁桥时对于连续梁桥,当为等高度连续梁桥时h=(1/18-h=(1/
24、18-1/20)1/20)当为变高度曲线梁桥时,支点梁高当为变高度曲线梁桥时,支点梁高(1/16-1/20),(1/16-1/20),跨跨中梁高为中梁高为(1/30-1/50)(1/30-1/50)钢筋混凝土与预应力混凝土梁式桥的横截面形式有:钢筋混凝土与预应力混凝土梁式桥的横截面形式有:板式板式肋梁式肋梁式箱形箱形 二、主梁截面形式二、主梁截面形式1.1.板式截面板式截面 板梁桥的截面形式,按施板梁桥的截面形式,按施工方法分整体式矩形实心板、工方法分整体式矩形实心板、装配式实心板、装配式空心装配式实心板、装配式空心板、装配整体组合式板及异板、装配整体组合式板及异形板。形板。二、主梁截面形式二
25、、主梁截面形式2.2.肋梁式截面肋梁式截面 肋梁式截面有三种基本类型肋梁式截面有三种基本类型:形,形,I I形和形和T T形。形。二、主梁截面形式二、主梁截面形式整体式整体式T形截面形截面 装配肋梁式横截面装配肋梁式横截面3.3.箱形截面箱形截面 箱形截面的类型一般分为单箱单室、箱形截面的类型一般分为单箱单室、单箱双室、单单箱双室、单箱多室、双箱单室、双箱双室和多箱单室以及长悬臂斜箱多室、双箱单室、双箱双室和多箱单室以及长悬臂斜腹箱形截面等。腹箱形截面等。二、主梁截面形式二、主梁截面形式三、装配式简支梁桥的块件划分三、装配式简支梁桥的块件划分装配式梁桥拼装单元划分的原则:装配式梁桥拼装单元划分
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