第6章-混凝土简支梁桥..ppt

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1、第第第第6 6 6 6章章章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥第第6 6章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 混凝土（钢筋混凝土、预混凝土（钢筋混凝土、预混凝土（钢筋混凝土、预混凝土（钢筋混凝土、预应力混凝土、部分预应力混凝应力混凝土、部分预应力混凝应力混凝土、部分预应力混凝应力混凝土、部分预应力混凝土）简支梁桥是我国公路、铁土）简支梁桥是我国公路、铁土）简支梁桥是我国公路、铁土）简支梁桥是我国公路、铁路和城市桥梁中最常用的桥梁路和城市桥梁中最常用的桥梁路和城市桥梁中最常用的桥梁路和城市桥梁中最常用的桥梁结构形式结构形式结构形式结构形式第第6 6章章 混凝土简支梁桥混凝

2、土简支梁桥o工程实例工程实例第第6 6章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥第第6 6章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 盖梁施工盖梁施工 架梁架梁6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o概述概述n受力特点：受力特点：在在荷载作用下，只产生荷载作用下，只产生反力。反力。n优点：构造简单；适应面广（直、曲）；不受地基条件限制；优点：构造简单；适应面广（直、曲）；不受地基条件限制；易于制造和标准化。易于制造和标准化。缺点：跨度较小缺点：跨度较小n适应范围适应范围o钢筋混凝土简支梁桥一般适用于跨径为钢筋混凝土简支梁桥一般适用于跨径为20m以下的公路、以下的公路、铁路桥梁；铁路

3、桥梁；o预应力混凝土简支梁桥一般适用于跨径为预应力混凝土简支梁桥一般适用于跨径为50m以下的公路以下的公路桥梁和桥梁和1632m的铁路桥梁。的铁路桥梁。6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o概述概述n梁体形式梁体形式o整体式：横向刚度大，稳定性好，现场工作量小，但不能整体式：横向刚度大，稳定性好，现场工作量小，但不能标准化预制（受运输条件和架梁设备限制），一般适用于标准化预制（受运输条件和架梁设备限制），一般适用于就地现浇。就地现浇。o装配式（分片式）：可工厂预制，梁宽小，重量轻，可满装配式（分片式）：可工厂预制，梁宽小，重量轻，可满足运输、架梁要求，但架梁时需横

4、移就位，现场工作量较足运输、架梁要求，但架梁时需横移就位，现场工作量较大。大。装配式梁为目前铁路、公路简支梁桥中广泛采用的桥装配式梁为目前铁路、公路简支梁桥中广泛采用的桥梁类型。梁类型。n主梁横截面形式：板式截面、肋式截面、箱形截面主梁横截面形式：板式截面、肋式截面、箱形截面6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o公路混凝土简支板梁桥公路混凝土简支板梁桥n常用截面形式常用截面形式o整体式（矩形整体式（矩形矮肋板式矮肋板式单波单波双波）双波）6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点n常用截面形式常用截面形式o装配式装配式6.1 6.1 混凝土

5、简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点 6.1 6.1 6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点的构造特点的构造特点6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点 6.1 6.1 6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点的构造特点的构造特点o公路混凝土简支肋梁桥公路混凝土简支肋梁桥n常用截面形式（常用截面形式（T形、工形）形、工形）6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点

6、6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o铁路混凝土简支梁桥铁路混凝土简支梁桥n装配式梁的分块形式装配式梁的分块形式沿桥梁纵向分成两片（纵向竖向划分）沿桥梁纵向分成两片（纵向竖向划分）n常用截面形式常用截面形式o板式截面板式截面适用于跨径适用于跨径6m 的桥梁的桥梁 特点：板底支承面宽、截面重心低、横向稳定性好、两片梁不需特点：板底支承面宽、截面重心低、横向稳定性好、两片梁不需任何联结。任何联结。o肋式截面肋式截面适用于跨径适用于跨径8m的桥梁的桥梁nTT形截面形截面特点：每片梁有特点：每片梁有2个肋，两肋间设横隔板以保证稳定性；个肋，两肋间设横隔板以保证稳定性；优点

7、：稳定性好、运送中不需临时支撑，现场工作量小，架梁速优点：稳定性好、运送中不需临时支撑，现场工作量小，架梁速度快；度快；缺点：内模拆除不便，易出现缺点：内模拆除不便，易出现3条腿现象，下部结构工程量大。条腿现象，下部结构工程量大。6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o肋式截面肋式截面适用于跨径适用于跨径8m的桥梁的桥梁nT形截面形截面相对于将相对于将TT形截面两肋合为一肋，是目前广泛采形截面两肋合为一肋，是目前广泛采用的截面形式用的截面形式o优点：截面形式合理、不出现优点：截面形式合理、不出现3条腿现象、模板安装拆除方便；条腿现象、模板安装拆除方便；o缺点：运送中

8、需临时支撑、现场安装联结工作量大，影响架缺点：运送中需临时支撑、现场安装联结工作量大，影响架桥速度。桥速度。oT形截面梁必须设置横隔板（形截面梁必须设置横隔板（2端、端、2中；中薄端厚）中；中薄端厚）作用作用：将两片梁连接成整体，保持横向稳定性；使两片梁很：将两片梁连接成整体，保持横向稳定性；使两片梁很好的分担列车荷载、共同工作和防止扭转变形；端横隔板可用好的分担列车荷载、共同工作和防止扭转变形；端横隔板可用作顶梁，考虑维修和更换支座。作顶梁，考虑维修和更换支座。n工工形截面形截面一般用作低高度梁，适用于平原、河网地区、枢一般用作低高度梁，适用于平原、河网地区、枢纽站场及城市立交桥。纽站场及城

9、市立交桥。6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o铁路混凝土简支梁桥铁路混凝土简支梁桥n钢筋混凝土简支梁（普通高度梁、低高度梁）钢筋混凝土简支梁（普通高度梁、低高度梁）o标准设计常用跨度：标准设计常用跨度：4、5、6、8、12、16、20m等等n后张法预应力混凝土简支梁后张法预应力混凝土简支梁o配筋特点：曲线配筋配筋特点：曲线配筋o标准设计常用跨度：标准设计常用跨度：24、32m等等n先张法预应力混凝土简支梁先张法预应力混凝土简支梁o配筋特点：直线配筋、折线配筋配筋特点：直线配筋、折线配筋 跨径跨径1/4左右至粱端需有部分钢绞线分批左右至粱端需有部分钢绞线分批“绝缘

10、绝缘”o标准设计常用跨度：标准设计常用跨度：8、10、12、16m等等6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o铁路混凝土简支梁桥铁路混凝土简支梁桥n部分预应力混凝土简支梁（相对于全预应力梁而言）部分预应力混凝土简支梁（相对于全预应力梁而言）o“全预应力结构全预应力结构”指在使用荷载作用下，沿预应力方指在使用荷载作用下，沿预应力方向的正截面不出现拉应力的混凝土结构。向的正截面不出现拉应力的混凝土结构。n优点：结构刚度大、抗裂性好优点：结构刚度大、抗裂性好n缺点：在长期较大预压力下，混凝土徐变使得的上拱度缺点：在长期较大预压力下，混凝土徐变使得的上拱度逐渐增大，将使公路

11、梁行车不平顺，使铁路梁道碴不断逐渐增大，将使公路梁行车不平顺，使铁路梁道碴不断减薄，行车时易造成轨枕压断的现象。减薄，行车时易造成轨枕压断的现象。o“部分预应力结构部分预应力结构”指在使用荷载作用下，沿预应力指在使用荷载作用下，沿预应力方向的正截面出现不超过规定数值的拉应力（方向的正截面出现不超过规定数值的拉应力（A类结构）类结构）或出现不超过宽度裂缝（或出现不超过宽度裂缝（B类结构）的混凝土结构。类结构）的混凝土结构。6.1 6.1 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 的构造特点的构造特点o铁路混凝土简支梁桥铁路混凝土简支梁桥n部分预应力混凝土简支梁（相对于全预应力梁而言）部分预应力混凝土简支梁（

12、相对于全预应力梁而言）o“全预应力结构全预应力结构”指在使用荷载作用下，沿预应力方指在使用荷载作用下，沿预应力方向的正截面不出现拉应力的混凝土结构。向的正截面不出现拉应力的混凝土结构。n优点：结构刚度大、抗裂性好优点：结构刚度大、抗裂性好n缺点：在长期较大预压力下，混凝土徐变使得的上拱度缺点：在长期较大预压力下，混凝土徐变使得的上拱度逐渐增大，将使公路梁行车不平顺，使铁路梁道碴不断逐渐增大，将使公路梁行车不平顺，使铁路梁道碴不断减薄，行车时易造成轨枕压断的现象。减薄，行车时易造成轨枕压断的现象。o“部分预应力结构部分预应力结构”指在使用荷载作用下，沿预应力指在使用荷载作用下，沿预应力方向的正截

13、面出现不超过规定数值的拉应力（方向的正截面出现不超过规定数值的拉应力（A类结构）类结构）或出现不超过宽度裂缝（或出现不超过宽度裂缝（B类结构）的混凝土结构。类结构）的混凝土结构。6.2 6.2 混凝土简支梁的施工混凝土简支梁的施工o后张法预应力混凝土简支梁后张法预应力混凝土简支梁n制梁工艺制梁工艺 立模立模绑扎钢筋、预留孔道绑扎钢筋、预留孔道 浇筑混凝土浇筑混凝土穿（预）筋张拉穿（预）筋张拉孔道压浆孔道压浆封端封端n预应力筋的张拉要求预应力筋的张拉要求o梁体混凝土强度达到设计强度的梁体混凝土强度达到设计强度的70%以上方可穿索张拉。以上方可穿索张拉。o后张法预应力筋张拉程序后张法预应力筋张拉程

14、序n夹片式锚具、钢绞线束夹片式锚具、钢绞线束普通松弛力筋：普通松弛力筋：0初应力初应力1.03 (锚固）锚固）低松弛力筋：低松弛力筋：0初应力初应力 (持荷持荷2min锚固）锚固）6.2 6.2 混凝土简支梁的施工混凝土简支梁的施工o后张法预应力混凝土简支梁后张法预应力混凝土简支梁n孔道压浆要求孔道压浆要求o压浆目的：保护预应力筋不受锈蚀、使力筋与梁体混压浆目的：保护预应力筋不受锈蚀、使力筋与梁体混凝土粘结成为整体共同受力、减轻锚具受力。凝土粘结成为整体共同受力、减轻锚具受力。o压浆工艺压浆工艺n一次压注法一次压注法适用于长度不大的直线孔道。适用于长度不大的直线孔道。两次压注法两次压注法适用于

15、长度较大或曲线孔道。适用于长度较大或曲线孔道。n压浆压力：一般为压浆压力：一般为0.50.6MPa。n压浆顺序：先下后上；直孔，端压浆顺序：先下后上；直孔，端端；曲孔，最低处端；曲孔，最低处两端。两端。n现象观察：现象观察：一浑二清三冒泡一浑二清三冒泡6.2 6.2 混凝土简支梁的施工混凝土简支梁的施工孔孔道道压压浆浆6.2 6.2 混凝土简支梁的施工混凝土简支梁的施工o先张法预应力混凝土简支梁先张法预应力混凝土简支梁n制梁工艺制梁工艺 立模立模钢筋骨架成型钢筋骨架成型张拉力筋张拉力筋浇注混凝土浇注混凝土 放张放张拆模拆模n预应力筋的张拉要求（与后张梁同）预应力筋的张拉要求（与后张梁同）n放张

16、要求放张要求o梁体混凝土强度达到设计强度的梁体混凝土强度达到设计强度的70%以上方可逐步放张。以上方可逐步放张。o常用放张方法（千斤顶放张、砂筒放张）常用放张方法（千斤顶放张、砂筒放张）6.3 6.3 6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计铁路简支梁设计铁路简支梁设计o结构主要尺寸拟定结构主要尺寸拟定n主梁高度主梁高度主要取决于使用条件（如建筑高度）和经济条件主要取决于使用条件（如建筑高度）和经济条件 梁高梁高钢材用量钢材用量砼标号砼标号砼用量砼用量模板用量模板用量普通梁设计，一般按经济条件决定梁高；为节省钢材，在符合普通梁设计，一般按经济条件决定梁高；为节省钢材

17、，在符合使用、运送、架设条件下，采用较大梁高是适宜的。使用、运送、架设条件下，采用较大梁高是适宜的。普通高度梁：一般采用高跨比为普通高度梁：一般采用高跨比为1/61/9 低高度梁：一般采用高跨比为低高度梁：一般采用高跨比为1/111/156.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n梁肋（腹板）厚度梁肋（腹板）厚度主要取决于梁内最大主拉应力、主筋布置和主要取决于梁内最大主拉应力、主筋布置和构造要求构造要求确定原则确定原则 考虑主筋布置（钢筋数量、成束类型、束距、保护层）考虑主筋布置（钢筋数量、成束类型、束距、保护层）考虑构造要求，满足架梁就位时移梁稳定性需要考虑构造要求，满足架梁就

18、位时移梁稳定性需要6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n梁肋间距梁肋间距 普通高度梁标准设计中，为使结构尺寸标准化，各种跨度普通高度梁标准设计中，为使结构尺寸标准化，各种跨度统一采用统一采用180cm。o确定原则确定原则n使梁肋两侧的道碴槽板的悬臂弯矩大致相等，以利于钢使梁肋两侧的道碴槽板的悬臂弯矩大致相等，以利于钢筋布置；筋布置；n考虑在运输和架梁过程中要有较好的稳定性，要求每片考虑在运输和架梁过程中要有较好的稳定性，要求每片梁的重心应在梁肋中心附近；梁的重心应在梁肋中心附近；n考虑具有必要的横向刚度。考虑具有必要的横向刚度。6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路

19、简支梁设计n道碴槽板尺寸（桥面板）道碴槽板尺寸（桥面板）铁路桥规铁路桥规规定：规定：o道碴槽顶宽道碴槽顶宽3.9m满足构造要求满足构造要求o板厚板厚 12cm满足构造、施工要求满足构造、施工要求o与梁梗交接处，为满足抗剪要求，板厚与梁梗交接处，为满足抗剪要求，板厚 h/10（h梁高）梁高）n横隔板尺寸横隔板尺寸主要由构造要求确定主要由构造要求确定o中横隔板厚度：一般采用中横隔板厚度：一般采用15cm20cmo端横隔板厚度：一般采用端横隔板厚度：一般采用40cm50cm6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计o主梁的设计与计算（主梁的设计与计算（结构设计原理结构设计原理课程已讲，

20、略）课程已讲，略）o道碴槽板（桥面板）的计算道碴槽板（桥面板）的计算n计算图式计算图式按固结在梁肋上的悬臂梁计算按固结在梁肋上的悬臂梁计算n设计荷载设计荷载o恒载恒载n道碴槽板的自重道碴槽板的自重n道碴及线路设备重道碴及线路设备重n外侧：挡碴墙、人行道步板、支架及栏杆重外侧：挡碴墙、人行道步板、支架及栏杆重n内侧：内边墙重内侧：内边墙重6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n设计荷载设计荷载o活载活载n列车活载列车活载按轴重按轴重250kN的特殊活载并计入冲击系的特殊活载并计入冲击系数计算；数计算；列车活载分布图式列车活载分布图式沿梁长方向：取沿梁长方向：取1.2m为分布长度

21、（由于钢轨作用）为分布长度（由于钢轨作用）垂直于梁长方向：取轨枕两端底向下按垂直于梁长方向：取轨枕两端底向下按45外扩至板外扩至板顶的距离为分布宽度顶的距离为分布宽度轨枕长度轨枕长度2.5m，轨枕下道碴厚度，轨枕下道碴厚度:木枕木枕0.32m 预应力轨枕预应力轨枕0.29m6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n设计荷载设计荷载o活载活载n人行道活载（人行道活载（静活载静活载）铁路桥规铁路桥规规定：规定：在距桥中心在距桥中心2.45m以内的一段，考虑翻修道床时堆放道以内的一段，考虑翻修道床时堆放道碴，按碴，按10kN/m2计；计；在距在距桥中心在距在距桥中心2.45m以外的一

22、段，按以外的一段，按4kN/m2计。计。6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n内力计算原则内力计算原则o按沿梁长为按沿梁长为1m的矩形截面（板带）计算内力、配筋，全的矩形截面（板带）计算内力、配筋，全梁的道碴槽板仿此配筋；梁的道碴槽板仿此配筋；o道碴槽板的计算截面一般选固结处和梗肋起点处（内、外道碴槽板的计算截面一般选固结处和梗肋起点处（内、外侧各侧各2个）；个）；o荷载最不利组合荷载最不利组合内侧板：恒载内侧板：恒载+列车活载列车活载外侧版：恒载外侧版：恒载+人行道活载人行道活载 恒载恒载+列车活载列车活载+离桥中心离桥中心2.45m以外的以外的 人行道活载人行道活载6.

23、3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计【例题例题】已知钢筋砼铁路简支梁道碴槽外侧悬板固结处已知钢筋砼铁路简支梁道碴槽外侧悬板固结处的受力为：的受力为：恒恒 载载 Q Q1 1=13.45kN=13.45kN；M M1 1=8.05kN.m=8.05kN.m列车动活载列车动活载 Q Q2 2=48.03kN=48.03kN；M M2 2=12.49kN.m=12.49kN.m人行道活载人行道活载 离桥中心离桥中心2.45m2.45m以内以内 Q Q3 3=5.0kN=5.0kN；M M3 3=5.75kN.m=5.75kN.m 离桥中心离桥中心2.45m2.45m以外以外 Q Q4

24、 4=2.0kN=2.0kN；M M4 4=3.3kN.m=3.3kN.m试求该截面的计算内力。试求该截面的计算内力。6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计【解解】荷载组合荷载组合：恒载恒载+人行道活载人行道活载 Q Q=Q Q1 1+Q Q3 3+Q Q4 4=13.45+5.0+2.0=20.45kN=13.45+5.0+2.0=20.45kN；M M=M M1 1+M M3 3+M M4 4=8.05+5.75+3.3=17.10kN.m=8.05+5.75+3.3=17.10kN.m 荷载组合荷载组合:恒载恒载+列车活载列车活载+离桥中心离桥中心2.45m2.45m以

25、外的人行道活载以外的人行道活载 Q Q=Q Q1 1+Q Q2 2+Q Q4 4=13.45+48.03+2.0=63.48kN=13.45+48.03+2.0=63.48kN；M M=M M1 1+M M2 2+M M4 4=8.05+12.49+3.3=23.84kN.m=8.05+12.49+3.3=23.84kN.m综合上述两种组合知，控制者为荷载组合综合上述两种组合知，控制者为荷载组合。6.3 6.3 钢筋砼钢筋砼铁路简支梁设计铁路简支梁设计n配筋及检算配筋及检算o按单筋矩形截面计算配筋（符合最小配筋率）；按单筋矩形截面计算配筋（符合最小配筋率）；o板内受力钢筋的直径板内受力钢筋的直径10mm，7cm间距间距20cm；o检算截面应力及最大裂缝宽度。检算截面应力及最大裂缝宽度。