《桥梁工程》梁式桥和板式桥设计课件.ppt

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1、第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥Part 2 RC&PC beam bridge第一章Chapter 1梁式桥概述 Introduction of the beam bridgeBRIDGE ENGRGPART IIChapter 1 梁式桥概述 Introduction of the beam bridge 1.1 Classification 类型的划分（1）按承重结构的静力体系划分按承重结构的静力体系划分 Classification based on the structural system 简支梁桥简支梁桥 Simple supported beam连续梁桥连续梁桥 brid

2、geContinuous beam bridge悬臂梁桥悬臂梁桥 Cantilever beam bridgeDevelopment on the structure 结构体系的演变简支梁Simple supported beamSpan increasing 跨度增加qlql2/8ql2/8ql2/8连续梁Continuous beam 悬臂梁Cantilever beam 1.1 Classification 类型的划分（1）按承重结构的静力体系划分按承重结构的静力体系划分 Classification based on the structural system（2）按承重结构的截面形式

3、划分按承重结构的截面形式划分 Classification based on the structural section n板桥板桥n肋板式梁桥肋板式梁桥n箱形梁桥箱形梁桥Chapter 1 梁式桥概述 Introduction of the beam bridge Chapter 2 第二章梁式桥设计要点与构造Outline on the design and construct of beam bridge Part 2 RC&PC beam bridge第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥BRIDGE ENGRGPART II 1.1简支体系 Simple-supported str

4、ucture1.1.1简支板桥简支板桥 Simple-supported slab bridgen建筑高度小建筑高度小 Heightn外形简单，施工安装简便外形简单，施工安装简便 Formn跨径不宜过大跨径不宜过大 Span简支板的构造尺寸简支板的构造尺寸 Dimension of Simple-supported slab 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge1.1.简支体系 Simple-supported structure1.1.2简支梁桥简支梁桥 Simple-supported beam bridge简支梁的构造尺寸简支梁

5、的构造尺寸 Dimension of Simple-supported beam 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge1.2 cantilever beam system 悬臂体系1.2.1 RC cantilever beam bridge 钢筋混凝土悬臂梁桥nSingle span with two cantilevers单孔双悬臂梁桥T section T形截面lx=(0.30.4)lBox girder 箱形截面lx=(0.40.6)lHhllxlx 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for b

6、eam bridge1.2 Cantilever beam system 悬臂体系nThree span with cantilevers and a hang Beamn三跨带挂梁单悬臂梁桥l1=(0.60.8)llg=(0.40.6)lh=(1/121/20)lgH=(1.51.8)hHhll1l1lg1.2.1 RC cantilever beam bridge 钢筋混凝土悬臂梁桥 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge1.2 Cantilever beam system 悬臂体系1.2.2 PC cantilever beam

7、bridge 预应力混凝土悬臂梁桥PC cantilever beam bridge is more suitable for large span of more than 50m 跨度超过50m以上，采用预应力混凝土悬臂梁桥更合理。l1=(0.50.8)l h=(1/201/25)l lg=(0.20.4)l H=(1.01.5)hll1lgHhllg 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge1.2 Cantilever beam system 悬臂体系Structural arrangement of rigid-frame刚构的布

8、置形式：1.2.3 PC rigid-frame bridge 预应力混凝土T形刚构桥 1 梁式桥的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge1.2 Cantilever beam system悬臂体系T形刚构支点、跨中梁高与跨径的关系：n 带铰T形刚构 l100m H=(1/141/22)l h=(0.200.4)H 且h 1.0mn 带挂梁T形刚构l100m H=(1/171/21)l h=(0.200.4)H 且h 1.5m1.2.3 PC rigid-frame bridge 预应力混凝土T形刚构桥 1 梁式桥的立面布置 Elevation a

9、rrangement for beam bridge1.3 Continuous beam system 连续体系不等跨变截面连续梁布置（以三跨为例）n边跨（0.60.8）l 支架施工可取0.8l 悬臂施工可取 0.65ln折线形变截面 支点截面高 H=(1/161/20)l，跨中截面高 h=(1/221/28)ln曲线形变截面支点截面高 H=(1/161/20)l，跨中截面高 h=(1/301/50)l等跨等截面连续梁布置n截面高 h =(1/151/30)l，常用 h=(1/181/20)l1.1.1 Continuous beam bridge连续梁桥 1 梁式桥的立面布置 Elevat

10、ion arrangement for beam bridge2 design and construct of the slab bridge 板桥的设计与构造2.1 form of the simple-supported slab bridge 简支板桥的构造Section of slab 板桥的截面形式 Solid实心板Irregular shape 异形板Integral 整体式Assemble 装配式Solid实心板Hollow 空心板(1)Reinforcement detail 配筋构造配筋构造：n主筋不小于主筋不小于 12mm720cm 且两侧边缘板带的主钢筋数且两侧边缘板带

11、的主钢筋数量量，宜较中间宜较中间2/3板宽范围内板带增加板宽范围内板带增加15%n分布筋不小于分布筋不小于 6 mm25cmn保护层厚度不小于保护层厚度不小于2cmn深入支点的主筋总量不少于跨中主筋总量的深入支点的主筋总量不少于跨中主筋总量的1/4，且间距不，且间距不少于每米少于每米3根根 2.1.1 Cast-in-site slab bridge 整体式板桥2.1 Construct of the simple-supported slab bridge 简支板桥的构造2.1.1 Cast-in-site slab bridge 整体式板桥（2）实例）实例 A case 标准跨径标准跨径6

12、m，桥面净宽，桥面净宽-7m+2x0.2m,汽车汽车-20级，挂车级，挂车-1002.1 Construct of the simple-supported slab bridge 简支板桥的构造2.1.2 Construction of the prefabricated slab 装配式板桥的构造装配式板桥分实心板和空心板装配式板桥分实心板和空心板标准图实心铰接板标准图实心铰接板跨径为：跨径为：1.5m、1.0m，1.5m，2.0m，3.0m，4.0m，6.0m和和8.0m 桥面净宽按照老规范有净桥面净宽按照老规范有净-7和净和净-9两种。两种。2.1 Construct of the s

13、imple-supported slab bridge 简支板桥的构造2.1 Construct of the simple-supported slab bridge 简支板桥的构造2.1.2 Construction of the prefabricated slab装配式板桥的构造Transverse connection 装配式板桥的横向联接装配式板桥的横向联接l企口混凝土铰连接企口混凝土铰连接l钢板连接钢板连接 企口混凝土铰连接 钢板连接 2.1.1 Static characteristic of the skew bridge斜交板桥的受力特点力的传递规律 正交简支板 斜交简支板

14、 2.2 Features of the skew bridge 斜交板桥的特点2.1.1 2.1.1 Static characteristic of the skew bridge 斜交板桥的受力特点斜交板桥的受力特点受力特点受力特点 斜跨径斜跨径l的简支斜板的纵向主弯矩的简支斜板的纵向主弯矩比同宽、跨径比同宽、跨径l 的正交简支板之值小的正交简支板之值小，并随斜交角，并随斜交角的增大而减小；的增大而减小；bb在与钝角的平分线相垂直的方向上，具有较大的负弯矩，并在与钝角的平分线相垂直的方向上，具有较大的负弯矩，并随斜交角随斜交角的增大而增大，其分布范围不宽并迅速消减；的增大而增大，其分布范

15、围不宽并迅速消减；支撑边上的反力很不均匀，在两钝角部分的支座压力要大得支撑边上的反力很不均匀，在两钝角部分的支座压力要大得多，而锐角处反力较小，甚至出现负反力（上翘）；多，而锐角处反力较小，甚至出现负反力（上翘）；l2.2 Features of the skew bridge 斜交板桥的特点l2.2 Features of the skew bridge 斜交板桥的特点2.1.2 Construction features of the skew slab斜交板桥的构造特点装配式斜交板 板宽b=99cm，一般 l/b 1.3 n当当=2535，平行四边形布置；，平行四边形布置；n当当=406

16、0，主筋延斜边布置，主筋延斜边布置，分分布筋布筋两钝角之间垂直于主筋，两钝角之间垂直于主筋，在支撑在支撑边附近着平行于支撑边；边附近着平行于支撑边；=4060=25353.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点装配式简支梁桥的构造特点1.Section 截面型式2.槽形、T形和箱形。3.3.1 Construction features of the prefabricated simple-supported beam bridge装配式简支梁桥

17、的构造特点T形截面的特点：n制造简单；n肋内配筋可以做成钢筋骨架；n整体性较好，接头方便n施工稳定性差，运输和安装较复杂；n构件在桥面板的跨中接头，对板的受力不利；n采用RC时，适用跨径为4.520m；采用PC时，适用跨径为2040m；1.Section 截面型式跨中接头位置3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点箱形截面的特点：n抗扭刚度大，偏心荷载下梁的受力较均匀；n横向抗弯刚度大，稳定性好；n制作较复杂，重量相对较大；1.Section 截

18、面型式3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点块件划分的原则块件划分的原则（1）技术可行：预制、吊装、运输条件）技术可行：预制、吊装、运输条件（2）受力较小：接缝的位置）受力较小：接缝的位置（3）施工简单：接缝的数量）施工简单：接缝的数量（4）力求标准化）力求标准化块件划分方式块件划分方式（1）纵向竖缝）纵向竖缝（2）纵向水平缝）纵向水平缝（3）纵、横向竖缝）纵、横向竖缝 2.块件划分3.1 Construct characteristic of

19、 the simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点装配式简支梁桥的构造特点（1）纵向竖缝 2.块件划分AAA-A延纵向的竖缝 g恒载应力Mg+p活载应力Mp=g+p应力总和3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点装配式简支梁桥的构造特点3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated

20、RC beam bridge 装配式简支梁桥的构造特点（1）纵向水平缝 2.块件划分AAg恒载应力MgA-A延纵向的水平缝 +p活载应力Mpp=g+p应力总和p主梁布置横隔梁布置3.2.1 构造布置 bl/2l/2l/4l/4b端横隔板中横隔板1/4横隔板AAA-ABBB-B3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁及横隔梁布置实例3.2.1 构造布置 3.2 design and construct of simple-supported and fabri

21、cated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁3.2.2 截面尺寸的拟定 边梁中梁1518cmh=(1/111/16)lh=3/4hRA68cmh/12150220cm3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥横隔板 3.2.2 截面尺寸的拟定 横隔板16cm梁高h=3/4hR14cm3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢

22、筋混凝土简支梁桥n 主筋n 主筋的弯起n 分布钢筋n 其它构造钢筋n 保护层3.2.3 钢筋构造 3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥干接头 湿接头3.2.4 装配式主梁的连接构造 3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥n湿接头实例3.2.4 装配式主梁的连接构造 连接前 连接后 3.2 design and constru

23、ct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 装配式钢筋混凝土简支梁桥n 端部梁肋加厚n 梁肋下部加宽成马蹄形n 翼缘板加宽3.3.1 构造布置 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥n 核心截面概念 作用在核心区域内的轴向力在截面上将不产生拉应力3.3.2 截面尺寸拟定 PPhx=0s=01/3h1/3h1/3h核心距3.3 design and construct of simple-suppo

24、rted and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥n 截面上受弯矩和轴向力作用时,弯矩的作用等效于轴向力上移一段距离：3.3.2 截面尺寸拟定 P hePMe=M/P3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥n 施工阶段-施加预应力3.3.2 截面尺寸拟定 eNy-Ny ehNy+Mg1ee=Mg1/NyeNyku下核心点一期恒载3.3 design and construct of simple-supported

25、 and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥n运营阶段 3.3.2 截面尺寸拟定 e-+Mg2+Mp二期恒载及活载Ny e-Mg1hNy-Nye=ko+ku=(Mg2+Mp)/(Ny-Ny)eeku上核心点koNy-NyNy-Ny3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥结论n截面设计中应使截面的形心位置要高，以加大偏心距e，从而节省预应力筋的数量；e=Mg1/Ny Ny e=Mg1n截面核心距的大小体现了运营阶段承受

26、荷载的能力，而且核心距k值越大，预应力筋就越节省；ko+ky=(Mg2+Mp)/(Ny-Ny)(Ny-Ny)(ko+ky)=(Mg2+Mp)3.3.2 截面尺寸拟定 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥截面效率指标=k/h好的预应力T形梁设计，应当是截面效率指标大，形心位置高。一般地说，腹板愈薄，值也愈大；马蹄愈小，翼缘愈宽，则形心位置越高。3.3.2 截面尺寸拟定 hb1bnh=（1/16 1/18）lnh=（0.150.2）h nb=1.82.3mnb

27、=0.140.18mnb1=(2.03.0)bn马蹄区管道保护层厚度6cmn马蹄面积不宜少于全截面的10%12%bh453.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥（1）纵向预应力筋布置上、下限心点和索界 3.3.3 配筋特点 h=(Ny Ny)ftCoNyk上限心点CuNyft下限心点张拉阶段运营阶段抗拉极限强度3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装

28、配式预应力混凝土简支梁桥（1）纵向预应力筋布置上、下限心点和索界 3.3.3 配筋特点 上限心点下限心点CoCuMg1M=Mg1+Mg2+MpMg1/NyM/Ny3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥n 纵向预应力筋的布置 3.3.3 配筋特点 n 纵向预应力筋的重心线布置在索界以内，是最常用的形式 n 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n 直线预应力筋布置，适合先张法施工。预应力筋布置

29、在索界以下，放张时梁端上部容易开裂3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥3.3.3 配筋特点 锚固位置局部应力集中，锚具在两端的布置因遵循“分散”“均匀”“对称”的原则并配置一定的加强钢筋，后张法构件张拉力一般较大，还需设钢套筒和钢垫板。n 纵向预应力筋的锚固 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥3.3.4 构造实例 S

30、CHOOL OF TRANSPORTATION,WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥3.3.4 构造实例 SCHOOL OF TRANSPORTATION,WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥 3.3.4 构造实例 3.3

31、design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 装配式预应力混凝土简支梁桥3.3.4 construction site A case 构造实例 Section 3 design and construct of simple-supported and fabricated beam bridge 装配式简支梁桥的设计与构造

32、1.装配式简支梁桥的构造特点n截面形式n块件划分方式2.装配式钢筋混凝土简支梁桥n截面尺寸拟定、钢筋构造和连接构造3.装配式预应力混凝土简支梁桥n截面尺寸拟定：截面效率指标n预应力配筋构造：索界与纵向预应力配筋n预应力筋的锚固 Review of this section 本节回顾SCHOOL OF TRANSPORTATION,WUT PRODUCED BY：X J CHEN 第四节 连续桥梁和刚构桥和刚构桥 4.1 连续梁桥4.1.1.概述（1）总体布置(0.60.8)ll(1/301/50)l(1/151/20)l 支架施工可取0.8l 悬臂施工可取 0.65l 第四节 连续桥梁和刚构桥

33、 4.1 连续梁桥（2）结构构造 截面形式 箱形截面 II单箱单室单箱双室双箱单室 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 截面形式 箱形截面 II垂直腹板形式斜腹板形式 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 预应力筋的布置方式 先简支后连续施工支架现浇施工悬臂施工顶推施工 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 细部尺寸 IIIIIIl 顶板厚度l 底板厚度l 腹板厚度l 加腋构造顶板厚度腹板厚度底板厚度加腋构造 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 细部尺寸 IIIIII顶板厚度两个因素决定：1）横向弯矩2）纵横向

34、布置预应力筋纵向预应力筋横向预应力筋l0.5l0.5lb1 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 细部尺寸 IIIIIIl 底板厚度跨中支点b2=200250mmb2=(1/101/12)HII-III-Ib2b2H 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 细部尺寸 IIIIIIl 腹板厚度 1）布置纵向预应力筋管道的需要 无管道时 200mm 有管道时 250300mm 有锚固头时350mm 2）抗剪的需要 300800mmII-III-Ib3b3H 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 细部尺寸 l 加腋构造加腋使得截面的受力得到改

35、善竖加腋水平加腋1）水平加腋对纵向布束有利2)竖加腋可加大腹板的刚度，对改善腹板受力有利2：11：31：12：11：31：12：13 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 截面形式 横隔梁设置端 IIIIIIII-III-I端横隔梁人孔端横隔梁 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.1 连续梁桥（2）结构构造 截面形式 端横隔梁构造厚度l300500mm 端横隔梁配筋示意 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.2 连续刚构桥（1）力学特点恒载下，与连续梁桥内力基本一致活载下，跨中正弯矩较连续梁桥要小（2）构造特点(0.550.58)ll(1/2.51/3.5)H(1/161/20)l 第四节 连续桥梁和刚构桥 4.2 刚构桥（3）立面形式 双肢薄壁墩V形墩单薄壁墩