桥梁学习教程.pptx

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1、思考题思考题作用效应组合1-4-17 为了指导荷载组合，为了指导荷载组合，城市桥梁设计荷载标准城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98第条给出了五种建议的荷载组合，请据第条给出了五种建议的荷载组合，请据此填写下表，并投影展示。此填写下表，并投影展示。Keywords组合组合I，组合，组合II，组合，组合III，组合，组合IV，组，组合合V第1页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-18 根据你查阅的资料，填写下表（以公路桥为主）根据你查阅的资料，填写下表（以公路桥为主），要求投影展示，并对填写依据做出说明（例如规，要求投影展示，并对填写依据做出说明（例如规范名称和条文、教材名等）。范名称和条文

2、、教材名等）。第2页/共57页Keywords：7、8、9 1、4；1、2、3 7与与16除除2 （8、9与与16）第3页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-19 结合结构设计方法的四个发展阶段，阐述我国结合结构设计方法的四个发展阶段，阐述我国当前采用的当前采用的“分项系数表达的以概率理论为基础的分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法极限状态设计方法”的特点。的特点。Keywords容许应力法，破损阶段法，极限状态容许应力法，破损阶段法，极限状态法，概率极限状态设计法法，概率极限状态设计法依据目标可靠指标及概率统计方法确依据目标可靠指标及概率统计方法确定的分项系数；两类极限状态

3、定的分项系数；两类极限状态第4页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-20 将下列术语之间连线，形成我国目前采用的将下列术语之间连线，形成我国目前采用的“分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法方法”的思维导图，并在图下注释中的横线上填写的思维导图，并在图下注释中的横线上填写正确的术语，投影展示并进行讲解。正确的术语，投影展示并进行讲解。第5页/共57页第6页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-21 什么是持久状况、短暂状况、偶然状况？什么是持久状况、短暂状况、偶然状况？城城市桥梁设计荷载标准市桥梁设计荷载标准CJJ77-98第条给

4、出的五种荷第条给出的五种荷载组合，分别属于哪个状况？载组合，分别属于哪个状况？Keywords组合组合I、组合、组合II组合组合IV组合组合III、组合、组合V第7页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-22 什么是承载力极限状态、正常使用极限状态？什么是承载力极限状态、正常使用极限状态？结合钢筋混凝土简支梁桥的一根主梁分别进行说明。结合钢筋混凝土简支梁桥的一根主梁分别进行说明。Keywords结构及其构件结构及其构件最大承载力或不适于继续变形或变位最大承载力或不适于继续变形或变位正常使用或耐久性的某项限制正常使用或耐久性的某项限制第8页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-23 根据

5、公路桥规根据公路桥规D60-2004，何时需要考虑结构，何时需要考虑结构的设计安全等级，如何考虑？城市桥规的设计安全等级，如何考虑？城市桥规CJJ11-2011的相关规定与之有何不同？的相关规定与之有何不同？Keywords持久状况承载力极限状态设计持久状况承载力极限状态设计一级、二级、三级一级、二级、三级结构重要性系数结构重要性系数1.1/1.0/0.9第9页/共57页设计安全等级设计安全等级桥涵结构桥涵结构一级一级特大桥、重要大桥特大桥、重要大桥1.1二级二级大桥、中桥、重要小桥大桥、中桥、重要小桥1.0三级三级小桥小桥、涵洞、涵洞0.9设计安全等级设计安全等级结构类型结构类型桥涵结构桥涵

6、结构一级一级重要结构重要结构特大桥、特大桥、大桥、中桥、重要小桥大桥、中桥、重要小桥二级二级一般结构一般结构小桥小桥、重要挡土墙、重要挡土墙三级三级次要结构次要结构挡土墙、防撞护栏挡土墙、防撞护栏城市桥规CJJ11-2011公路桥规D60-2004 第10页/共57页思考题思考题作用效应组合1-4-24 根据公路桥规根据公路桥规D60-2004第条、第条填写下表，第条、第条填写下表，明确基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应明确基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合时各可变荷载的相关系数的取值。组合时各可变荷载的相关系数的取值。第11页/共57页第12页/共57页第13页/共57页p“

7、作用效应组合作用效应组合”、“结构设计方法结构设计方法”、“结构可靠性结构可靠性”的内在联系是什么？的内在联系是什么？p我国目前采用的我国目前采用的“分项系数表达的以概率理论为基础的分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法极限状态设计方法”是如何（通过哪几个方面）保证结是如何（通过哪几个方面）保证结构安全的可靠性的？构安全的可靠性的？p上述问题还在哪些课程中涉及到？它们之间的区别和联上述问题还在哪些课程中涉及到？它们之间的区别和联系是什么？系是什么？建立工程可靠度的统一认识建立工程可靠度的统一认识建立你的认识建立你的认识第14页/共57页第2章简支板、梁桥上部结构 2.1 简支板、梁桥

8、上部结构 的设计与构造 2.2 桥面板的设计与计算2.3 简支梁桥内力计算2.4 简支钢板梁和钢桁架梁桥 混凝土第15页/共57页 梁桥按施工方法分：梁桥按材料分 梁桥按静力体系分 梁桥按截面型式分第16页/共57页第2章简支板、梁桥上部结构 2.1 简支板、梁桥上部结构 的设计与构造 2.2 桥面板的设计与计算2.3 简支梁桥内力计算2.4 简支钢板梁和钢桁架梁桥 第17页/共57页1-4-1 分别讲述混凝土板桥、肋梁桥、箱梁桥的基本分别讲述混凝土板桥、肋梁桥、箱梁桥的基本概念（外观、断面形状、组成）。说明它们作为简概念（外观、断面形状、组成）。说明它们作为简支梁桥各自的特点（受力性能、优缺

9、点等）并分析支梁桥各自的特点（受力性能、优缺点等）并分析原因。在下表中给各种截面形式比较适合的结构体原因。在下表中给各种截面形式比较适合的结构体系栏打勾，并在混凝土简支梁桥的前提下给出不同系栏打勾，并在混凝土简支梁桥的前提下给出不同截面形式的选择建议截面形式的选择建议。思考题思考题截面形式与分块方式一、截面形式Keywords受拉区砼；横隔板；闭口薄壁截面受拉区砼；横隔板；闭口薄壁截面板桥不宜悬臂板桥不宜悬臂/连续，箱梁不宜简支。连续，箱梁不宜简支。10m，1340m第18页/共57页1.板桥（板式梁桥）构造简单，施工方便，建筑高度较小整体浇注时可以各种外形受拉区砼不能发挥作用，笨重跨径较小，

10、一般在10 m 左右 分类：整体式板桥a)b)装配式板桥c)d)装配-整体组合式板桥e)图2-1 公路板桥横截面图图2-2 铁路板桥横截面第19页/共57页2.肋板式梁桥（肋梁桥）截面组成：肋（腹板）桥面板（翼缘）截面类型：、T施工方法：整体式、装配式特点：与板桥相比，自重减轻、抗弯能力强、跨度可更大适用：中等跨径，一般在1340 m左右图2-3 公路型梁桥横截面图2-4 铁路型梁横截面图2-6 铁路T型梁横截面图2-5 公铁路T型梁横截面第20页/共57页3.箱形梁桥 组成：梁肋、翼缘板、底板施工方法：整体式、装配式特点：能承受正负弯矩，抗弯惯矩大，抗扭刚度大适用于跨径较大的悬臂梁、连续梁及

11、刚构结构。普通混凝土简支梁桥不宜采用。图2-7 公路箱型梁截面图2-8 铁路箱型梁横截面第21页/共57页图2-9 美国中小跨度公路桥梁的常用截面任何截面形式都各有优缺点，表现在受力、施工、经济性任何截面形式都各有优缺点，表现在受力、施工、经济性等各方面，要在桥梁设计基本原则指导下综合择优。等各方面，要在桥梁设计基本原则指导下综合择优。钢-砼组合结构第22页/共57页2-1-2 混凝土装配式梁桥的三种分块方式混凝土装配式梁桥的三种分块方式纵向竖纵向竖缝划分、纵横向竖缝划分、纵向水平缝划分中，各缝划分、纵横向竖缝划分、纵向水平缝划分中，各块件分别是什么？分别通过什么方式把划分的各块块件分别是什么

12、？分别通过什么方式把划分的各块件连成整体？件连成整体？思考题思考题截面形式与分块方式二、装配式梁桥的分块方式第23页/共57页C.纵向水平缝划分（图2-10）b.纵横向竖缝划分（图2-11）a.纵向竖缝划分快件（图2-12）第24页/共57页结构布置一、公路板桥1.整体式截面形式：矩形；矮肋式；异形截面（单波；双波）城市宽桥有时分两幅；为减小墩台宽度做成悬臂式跨径：410m截面厚度：高跨比h/L=1/161/23截面宽：由桥横截面设计（行车道、人行道）决定第25页/共57页一、公路板桥2.装配式分为实心和空心两大类企口图2-13 装配式实心板桥构造图2-16 空心板截面形式结构布置第26页/共

13、57页装配式简支板桥的横向连结构造（决定了板间的连接特征）横向联结是必须的，目的是使各块板组 成整体，共同承受车辆荷载 各种联结方式一旦选定，力学计算时就 要选择相应的模型（或反之）联结方式：1）企口式砼铰：图2-14a,b,c)铰缝力学模型铰接 2）桥面整体浇筑：图2-14d)铰缝力学模型刚接 3）钢板联结：图2-15 铰缝力学模型铰接刚接图2-15 钢板连接构造图2-14 企口式混凝土铰缝第27页/共57页装配式简支板桥的尺寸公路桥涵标准设计（JT/GQB 002-93）装配式钢筋砼实心简支板桥：跨径1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0m八种；每块预制板宽1m；板

14、厚0.160.36m。装配式钢筋砼空心简支板桥标准图：跨径6m、8m、10m、13m四种，板厚0.4m、0.5m、0.6m、0.7m。后张法装配式预应力砼空心简支板桥标准图：跨径10m、13m、16m、20m四种：板厚0.5m、0.6m、0.75m、0.9m。尺寸及配筋见表。先张法装配式预应力砼空心简支板桥标准图（少用）：跨径10m、13m、16m三种。第28页/共57页二、公路肋梁桥 1.整体式简支T形梁桥 （1 1）截面形式钢筋混凝土梁肋为矩形；预应力混凝土梁肋下部为马蹄形截面多为双T形（为现浇施工方便、降低模板制作）可设内纵梁（为减小桥面板跨径）结构布置第29页/共57页二、公路肋梁桥

15、1.整体式简支T形梁桥 （2 2）主要尺寸梁高为跨径1/81/16肋宽为梁高1/61/7；宜14cm；变宽过渡段长度12倍肋宽差马蹄形斜面一般45；在梁端肋宽加至与马蹄同宽（方便锚固）桥面板跨中厚可10cm；桥面板与梁肋处设承托（长高比3）（3 3）横隔梁的设置目的是加强整体受力性能。但横隔梁使施工复杂（支模等）建议：1）端横隔梁必须设；2）中横隔梁每隔10m设1道结构布置第30页/共57页二、公路肋梁桥 2.预制装配式简支T形梁桥 整体式和装配式相比，除曲线桥或斜桥常用整体式外，多采用装配式。整体式现浇施工速度慢、费模板。尤其对小跨径的简支梁桥、悬臂梁桥，多采用装配预制主梁的肋梁式截面。预制

16、装配方式具有可提高质量、多片组成可适用于较小起重设备、构件容易修复或更换等优点。（1）截面形式：钢筋混凝土梁肋为矩形 预应力混凝土梁肋下部为马蹄形 （2）主要尺寸：钢筋砼：JT/GQS 025-84教材表 预应力砼：JT/GQS 025-83教材表结构布置第31页/共57页图2-18 公路装配式T形梁一般构造图第32页/共57页第33页/共57页二、公路肋梁桥 2.预制装配式简支T形梁桥（2）主要尺寸 跨径：钢筋混凝土通常20m，预应力混凝土通常2050m 高跨比：1/111/18经济，跨径大取用偏小值 肋厚：1）常用1618cm，视梁内主筋直径和钢骨架片数定；2）应满足强度、屈曲稳定；3）振

17、捣方便，不能太薄；4）尽量薄以减轻自重；5）主梁间距2m时，端部2.05.0m范围逐渐加宽，以满足抗剪和安放支座要求。翼缘厚：变厚度；与梁肋衔接处主梁高度1/12；主梁间距小于2.0m的铰接梁桥，端部厚度8cm（桥面不参与受力）或6cm（铺装层有受力筋）；主梁间距大于2.0m的刚接梁桥，板跨中厚度15cm、边缘板边厚度10cm。主梁间距：与跨径、建筑高度、材料用量、构件吊装、翼板刚度有关，常用2m、2.2m。翼缘宽=主梁间距-几公分湿缝宽结构布置第34页/共57页教材第35页/共57页二、公路肋梁桥 2.预制装配式简支T形梁桥（3）桥面板横向连接构造（决定了行车道板在该处的约束特征）刚性接头：

18、可承受弯矩和剪力。连接处行车道板特征：连续。做法：扣环接头（图）翼板钢筋伸出锚固+铺装层上下层横向钢筋 （图）钢板+铺装层上、下两层钢筋网（图）结构布置教材第36页/共57页 铰接接头：只能承受剪力。连接处行车道板特征：铰接。做法：翼板连接+铺装层上层钢筋网。1）钢板铰接接头（图）2）企口式铰接接头（图）3）企口式焊接接头（图）纵向间隔钢板连接 连接处行车道板特征：悬臂 做法：沿桥纵向间隔一定距离用钢板连接（图教材图2-18）教材第37页/共57页二、公路肋梁桥 2.预制装配式简支T形梁桥（4）横隔梁的设置作用：保证各根主梁相互连接成整体。性质：横隔梁刚度越大，桥梁整体性越好。横隔梁使施工复杂

19、（支模、焊接等）。无横隔梁时，接缝处纵向裂缝及梁肋裂缝多。建议：T梁的端横隔梁必需设。中横隔梁每隔5m8m设一道，跨度越大间距越小高度：应保证足够抗弯刚度；为主梁高度0.70.9倍，通常为3/4；预应力时常与马蹄斜坡下端齐平；中部可挖空；外端与梁翼外端齐平或超出肋宽（肋厚）：常用1518cm；楔形（上厚下薄、内厚外薄，以便脱模）。结构布置第38页/共57页 横隔梁接头方式（决定了主梁之间的连接特征）焊接钢板接头：图；主梁间铰接焊接钢板位置：翼板上侧（横隔梁处肯定有，横隔梁之间间隔一定距离布置）、横隔梁下部边缘两侧（端横隔梁只内侧）。横隔梁宽出翼板预制宽度，湿缝主要在相邻翼板之间。焊接钢板与横隔

20、梁受力筋如何焊在一起见图。外露钢板用水泥灰浆封盖。特点：强度可靠，焊好后可立 即承载；现场焊接麻烦。图教材第39页/共57页横隔梁接头方式（决定了主梁之间的连接特征）扣环接头：图；主梁间刚接扣环位置：横隔梁下部，横隔梁上部翼板高度处。扣环内插短分布筋。上、下扣环间设置预埋分布筋。接缝用现浇混凝土。特点：无特殊机具，但现浇混凝土量多，接头施工后不能立即承载，强度可靠，整体性好；往往用于主梁间距大而需缩减预制构件尺寸和重量的场合。螺栓接头：主梁间铰接螺栓连接代替钢板焊接，其它同焊接钢板接头。拼装迅速，运营中易松动。改为螺栓连接图教材第40页/共57页三、铁路混凝土简支梁桥施工：多装配式，目的是便于

21、专门制造适用跨径：钢筋混凝土适用跨径16m以下；跨径16m以上一般采用预应力混凝土（后张法），标准设计32m以下。截面形式：板式（矮肋式），计算跨径不大于6m；T梁，计算跨径8m以上截面分片：由于铁路桥面较窄（单线桥结构宽3.9m），一般分为两片预制，也有整体预制、整体架设的设计。与公路主梁截面区别在于板桥截面上侧边或肋型截面的翼板侧边处需形成挡碴墙。注意梁高的定义（不包括挡碴墙）。结构布置教材第41页/共57页三、铁路混凝土简支梁桥普通高度梁、低高度梁的概念：一般采用普通高度梁，当建筑高度受限时采用低高度梁。低高度梁比普通高度梁的混凝土等级高、钢筋用量大，肋型截面时腹板厚、下翼缘宽。普通高度

22、，形低高度板式(实心8m)低高度板式(空心10m)低高度 形(12m，16m)结构布置教材第42页/共57页教材第43页/共57页铁路混凝土简支板桥举例：计算跨径5m 梁高1.9m，单线3.9m宽教材第44页/共57页铁路混凝土简支T梁桥举例：计算跨径16m 梁高1.9m，单线3.9m宽共4道横隔梁教材第45页/共57页铁路后张法预应力混凝土简支梁举例：计算跨径32m预应力筋梁端锚固；预应力筋多采用钢绞线，配以特殊锚具教材第46页/共57页铁路先张法预应力混凝土简支梁举例：预应力筋可采用高强钢丝、粗钢筋、钢绞线；预应力筋直线布置；注意“绝缘”概念教材第47页/共57页铁路整孔式无碴无枕预应力混

23、凝土简支梁特点：不用道碴，桥宽减小（单线桥宽由原来的3.9m减少至2.4m），自重减轻，梁重减轻；便于整孔架设和运送。截面形式：形、箱形，图；箱形抗弯刚度和抗扭刚度优于形，但底板混凝土浇注困难、内模不易拆除。需设承轨台（之间设20cm空隙以利排水），以便安装钢轨弹条扣件，用于调整轨道位置，图教材第48页/共57页2-1-3 读教材图读教材图2-22，讲述钢筋混凝土整体式简支板，讲述钢筋混凝土整体式简支板桥中各种钢筋的位置、用途、布置特点，并依据钢桥中各种钢筋的位置、用途、布置特点，并依据钢筋混凝土构件原理分析上述各种钢筋数量的确定依筋混凝土构件原理分析上述各种钢筋数量的确定依据。据。思考题思考

24、题钢筋构造一、整体式简支板桥第49页/共57页图2-22 整体式钢筋混凝土简支板桥钢筋构造第50页/共57页2-1-4 读教材图读教材图2-23，讲述一块预制板里，讲述一块预制板里、号钢筋的直径、根数、单根长度、用途。号钢筋的直径、根数、单根长度、用途。思考题思考题钢筋构造二、装配式简支板桥第51页/共57页图2-23 装配式矩形板桥钢筋构造第52页/共57页2-1-5 读教材图读教材图2-24，回答下列问题：受力纵筋编号、，回答下列问题：受力纵筋编号、共几根、哪些弯起、哪些伸到梁端？箍筋编号、支共几根、哪些弯起、哪些伸到梁端？箍筋编号、支座处和跨中处分别是几肢箍？座处和跨中处分别是几肢箍？1

25、1号筋的用途和布置号筋的用途和布置特点是什么？在梁截面图中画出翼板钢筋，说明它特点是什么？在梁截面图中画出翼板钢筋，说明它们的用途，明确它们与主梁箍筋、纵向架立筋的位们的用途，明确它们与主梁箍筋、纵向架立筋的位置关系。置关系。思考题思考题钢筋构造三、预制装配式简支T形梁桥第53页/共57页图2-24 标准跨径20m的装配式T形梁桥钢筋构造第54页/共57页图2-26 预应力混凝土梁忠预应力筋布置方式螺旋筋第55页/共57页p本节标题本节标题“简支板、梁桥上部结构的设计与构造简支板、梁桥上部结构的设计与构造”中，中，“设计设计”和和“构造构造”的含义分别是什么？对于一个工程的含义分别是什么？对于一个工程结构，二者的内在联系是什么？结构，二者的内在联系是什么？p为什么要提供为什么要提供“标准设计标准设计”？标准设计总是最优的吗？标准设计总是最优的吗？建立你的认识建立你的认识第56页/共57页感谢您的观看。第57页/共57页