第五章_混凝土简支梁桥.ppt

1、第五章第五章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点 混凝土简支梁桥的混凝土简支梁桥的制造制造和施工方法和施工方法 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算 背景图片：背景图片：温福铁路白马河大桥温福铁路白马河大桥中国最大跨度的中国最大跨度的铁路铁路预应力混凝土简支梁桥，跨度预应力混凝土简支梁桥，跨度64m 第一节第一节 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点概述概述单孔静定结构，受力明确单孔静定结构，受力明确构造简单，易于设计成系列化和标准化，有利于在工构造简单，易于设计成系列化和标准化，有利于在工厂内或工地上广

2、泛采用工业化施工，组织大规模预制厂内或工地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产生产 施工方便施工方便 ，装配式的施工方法，可以大量节约模板支，装配式的施工方法，可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度度 中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型 一、截面型式一、截面型式 三种类型：三种类型：板桥板桥（6m以下）、以下）、肋板式桥肋板式桥和和箱型梁桥箱型梁桥公路板桥截面公路板桥截面铁路板桥截面铁路板桥截面肋板式梁桥肋板式梁桥型和型和T T型型型型公路公路型型铁路铁路型型不需横向联结不需横向联结支座脱空

3、问题支座脱空问题较少应用较少应用肋板式梁桥肋板式梁桥型和型和T T型（续）型（续）T型型 铁路铁路T梁桥梁桥公路公路T梁桥梁桥整体式整体式双主梁式双主梁式装配式装配式槽型梁槽型梁二、分块方式二、分块方式装装配配式式梁梁桥桥预预制制拼拼装装单单元元的的划划分分直直接接影影响响到到结结构构受受力力、构构件件预预制制、运运输输和和安安装装以以及及拼拼装装接接头头的的施施工工等等问问题，也与所选用的横截面型式紧密相关。题，也与所选用的横截面型式紧密相关。块块件件划划分分的的一一般般原原则则：考考虑虑运运输输工工具具和和装装吊吊设设备备的的承承载载能能力力，装装载载限限界界的的要要求求；构构造造应应当当

4、简简单单，并并且且尽可能少用接头。尽可能少用接头。块件形状和尺寸应力求标准化。块件形状和尺寸应力求标准化。钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式常用的分块方式有有纵向竖缝划分纵向竖缝划分纵向水平缝划分纵向水平缝划分纵横向竖缝划分纵横向竖缝划分 纵向竖缝划分纵向竖缝划分应用最为普遍。在这种结构中，作为主要承重构件的各根主梁，应用最为普遍。在这种结构中，作为主要承重构件的各根主梁，包括相应行车道板，都是整体预制的，接头和接缝仅布置在次要包括相应行车道板，都是整体预制的，接头和接缝仅布置在次要构件构件横隔梁（板）和行车道板内。这种划分方法使主梁受力横隔梁（板）和行车道

5、板内。这种划分方法使主梁受力可靠，施工也方便。可靠，施工也方便。纵向竖缝纵向竖缝纵向竖缝纵向竖缝纵向水平缝划分纵向水平缝划分用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，再借助纵横向的用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，再借助纵横向的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结安装预制板，最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体。构连成整体。水平缝水平缝纵缝纵缝纵横向竖缝划分纵横向竖缝划分将用纵向竖缝划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。对将用纵向竖缝

6、划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。对于这样的预制梁段，由于没有普通钢筋穿过接缝，就必须对安装于这样的预制梁段，由于没有普通钢筋穿过接缝，就必须对安装就位后的梁段串连以预应力筋施加预压力才能保证所有接缝具有就位后的梁段串连以预应力筋施加预压力才能保证所有接缝具有足够的连结强度，使梁整体受力。足够的连结强度，使梁整体受力。横向分段块件的预应力连接横向分段块件的预应力连接 预留纵、横向预应力孔道预留纵、横向预应力孔道 剪力键槽剪力键槽三、结构布置三、结构布置介绍：板桥（整体式、装配式）介绍：板桥（整体式、装配式）肋板式桥（公路、铁路肋板式桥（公路、铁路T型梁）型梁）预应力混凝土简支梁预应力混

7、凝土简支梁（一）板桥（一）板桥1 1、整体式板桥、整体式板桥2 2、装装配配式式板板桥桥（实实心心板板和和空空心心板板）钢板联结构造钢板联结构造空心板截面形式空心板截面形式（二）肋板式桥（二）肋板式桥1 1、铁路桥（跨度、腹板、横隔板）、铁路桥（跨度、腹板、横隔板）断缝断缝腹板加厚腹板加厚中横隔板中横隔板端横隔板端横隔板2 2、公路桥、公路桥横隔板接头构造横隔板接头构造（三）预应力混凝土简支梁（三）预应力混凝土简支梁其其主要优点主要优点是：是：1 1、采用高强度钢筋，可节约钢材、采用高强度钢筋，可节约钢材2020 40%40%；2 2、预加压应力大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐、预加压应力

8、大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；久性；3 3、由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减、由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；4 4、混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优、混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。势，也提高了梁的刚度。道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图（道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图（l l=24.0m=24.0m）道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图道碴桥面后张法预应力混凝土梁构造图(续）续）公路预应力混凝土梁构造图（公路预应力混

9、凝土梁构造图（l l=29.16m=29.16m）四、钢筋构造四、钢筋构造（一）一般构造（一）一般构造 梁梁内内钢钢筋筋可可分分为为两两大大类类：受受力力钢钢筋筋，对对于于钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁而而言言，主主要要是是指指梁梁弯弯曲曲后后承承受受沿沿梁梁轴轴方方向向拉拉力力的的主主筋筋和和承承受受腹腹板板内内斜斜拉拉力力的的斜斜筋筋和和箍箍筋筋（或或称称蹬蹬筋筋）；构构造造钢钢筋筋，其其中中包包括括施施工工时时为为便便于于绑绑扎扎成成型型和和固固定定主主要要钢钢筋筋位位置置的的“架架立立筋筋”以以及及难难于于通通过过计计算算确确定定其其受力大小而凭经验设置的辅助钢筋。受力大小而凭经验设置的辅助

10、钢筋。（二）公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例（二）公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例 1 1、板桥、板桥 2 2、装配式、装配式T T型梁桥型梁桥 1 1、板桥、板桥整体式简支板桥整体式简支板桥双向受力配筋双向受力配筋装配式矩形板桥装配式矩形板桥箍筋箍筋主筋主筋架立筋架立筋用于板间搭接用于板间搭接2 2、装装配配式式T T型型梁梁桥桥钢筋骨架钢筋骨架短斜筋短斜筋架立筋架立筋箍筋箍筋纵向防纵向防裂钢筋裂钢筋（三）预应力混凝土简支梁钢筋构造特点（三）预应力混凝土简支梁钢筋构造特点预应力筋预应力筋和非预应力筋非预应力筋 1 1、预应力筋的纵向布置、预应力筋的纵向布置 2 2、预应力筋的锚固布置、预应力

11、筋的锚固布置分散、均匀、对称原则分散、均匀、对称原则铁路后张法预应力混凝土梁钢筋布置图（跨度铁路后张法预应力混凝土梁钢筋布置图（跨度l l=24.0m=24.0m）五、五、T梁截面尺寸拟定梁截面尺寸拟定（一）梁高（一）梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，标准设计还要考虑梁的标准化，提高互换性。标准设计还要考虑梁的标准化，提高互换性。（二）梁肋厚度（二）梁肋厚度 取决于最大主拉应力和主筋布置要求。取决于最大主拉应力和主筋布置要求。（三）上翼缘板尺寸（三）上翼缘板尺寸 上翼缘板宽度视主梁间距而定，翼板的厚度应满足上翼缘板宽度视主梁间距而

12、定，翼板的厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求。强度和构造最小尺寸的要求。（四）下翼缘尺寸（四）下翼缘尺寸 根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度加以确定。保护层厚度加以确定。第二节第二节 混凝土简支梁桥的混凝土简支梁桥的制造制造和施工方法和施工方法一、概述一、概述 施工方法：施工方法：就地浇筑就地浇筑和和预制安装预制安装。就就地地浇浇筑筑无无需需预预制制场场地地，不不需需要要大大型型吊吊运运设设备备，梁梁体体的的主主筋筋也也不不中中断断。但但是是，需需要要支支架架，工工期期长长，施施工工质质量量不不如如预预制制容容易易控控制制，而而且

13、且对对于于预预应应力力混混凝凝土土梁梁由由于于收收缩缩和和徐徐变引起的应力损失也较大。变引起的应力损失也较大。预制安装预制安装上、下部结构可平行施工，工期短；混凝土上、下部结构可平行施工，工期短；混凝土收缩徐变的影响小，质量易于控制；有利于机械化生产。收缩徐变的影响小，质量易于控制；有利于机械化生产。但需要设置预制场地和拥有必要的运输和吊装设备，而且但需要设置预制场地和拥有必要的运输和吊装设备，而且当预制块件之间的受力钢筋中断时需要作接缝处理。当预制块件之间的受力钢筋中断时需要作接缝处理。二、混凝土简支梁桥的预制二、混凝土简支梁桥的预制 （一）模板和支架（一）模板和支架 模板模板用于浇筑混凝土

14、，形成结构形状和尺寸的临时用于浇筑混凝土，形成结构形状和尺寸的临时性板块结构性板块结构 支架支架用于在施工过程中临时支承梁体用于在施工过程中临时支承梁体 作用作用模板和支架不仅控制梁体尺寸精度，影响施工模板和支架不仅控制梁体尺寸精度，影响施工进度和混凝土浇筑质量，还影响施工安全。进度和混凝土浇筑质量，还影响施工安全。要求要求具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载；承受施工过程中可能产生的各项荷载；保证工程构保证工程构造物的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的正确造物的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的正确性；性；构造和制作

15、力求简单，装拆既要方便又要尽量构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽量减少构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周减少构件的损伤，以提高装、拆、运的速度和增加周转使用的次数。转使用的次数。1 1、模板的类型和构造、模板的类型和构造 按按制制作作材材料料分分类类木木模模板板、钢钢模模板板、钢钢木木结结合合模模板板；也可因地制宜利用也可因地制宜利用土模土模或或砖模砖模来制梁。来制梁。按按模模板板的的装装拆拆方方法法分分类类零零拼拼式式模模板板、分分片片装装拆拆式式模模板、整体装拆式模板板、整体装拆式模板等。等。T梁木模板梁木模板钢模板构造钢模板构造简支小箱梁内简支小箱梁内钢模板钢模板高铁高铁32

16、m箱梁外模箱梁外模2 2、临时支架、临时支架就地浇筑梁桥时，需要在梁下搭设简易临时支架就地浇筑梁桥时，需要在梁下搭设简易临时支架(falsework)。与脚手架。与脚手架(赝架，赝架，scaffolding)的区别。的区别。材料可采用木结构，也可采用工具式钢结构拼装，如军材料可采用木结构，也可采用工具式钢结构拼装，如军用梁、工具式钢管、万能杆件等。用梁、工具式钢管、万能杆件等。荆岳荆岳长江长江大桥大桥引桥引桥满堂满堂支架支架施工施工荆岳荆岳长江长江大桥大桥引桥引桥满堂满堂支架支架施工施工某斜拉桥边跨现浇段万能杆件支架某斜拉桥边跨现浇段万能杆件支架长沙大道高架桥长沙大道高架桥支架支架2012.3

17、.12娄底吉星路涟娄底吉星路涟水河大桥由于过早拆除水河大桥由于过早拆除支架导致主梁断裂支架导致主梁断裂（二）钢筋工作（二）钢筋工作1 1、钢筋的准备、钢筋的准备 抽样试验（质量检查）抽样试验（质量检查）整直整直除锈去污除锈去污划线下料划线下料（设计折线尺寸与实际下料尺寸）（设计折线尺寸与实际下料尺寸）2 2、钢筋弯制成型和接头、钢筋弯制成型和接头 工工作作平平台台，手手工工或或电电动动弯弯筋筋器器，标标准准弯弯钩钩。钢钢筋筋的的接接头头一一般般采采用用电电焊焊（闪闪光光对对焊焊，电电弧弧焊焊等等），现现多多采采用用套套筒筒冷冷挤挤压压和和直直螺螺纹纹连连接接。焊焊接接接接头头在在构构件件内内应

18、应尽尽量量错错开开布布置置，且且受受拉拉主主钢钢筋筋的的接接头头截截面面积积不不得得超超过过受受力力钢钢筋筋总总截截面积的面积的50%。3 3、钢筋骨架的组成、钢筋骨架的组成 焊焊接接钢钢筋筋骨骨架架，单单片片平平面面骨骨架架立立体体骨骨架架，焊焊接接变变形形，绑扎钢筋顺序及注意事项。绑扎钢筋顺序及注意事项。钢筋直螺纹（套筒）连接钢筋直螺纹（套筒）连接钢钢筋筋骨骨架架焊焊接接及及预预留留拱拱度度T梁跨径（m）10101620工作台上预留拱度（cm）3354657（三）混凝土工作（三）混凝土工作主要工序主要工序：配制：配制运送运送 浇筑浇筑养护养护拆（脱）模拆（脱）模配制配制上料顺序（石上料顺序

19、（石-水泥水泥-砂），机械或人工搅拌，砂），机械或人工搅拌，坍落度，水灰比，添加剂（早强、泵送、抗裂等）坍落度，水灰比，添加剂（早强、泵送、抗裂等）运送运送转运次数，时间和距离，离析、泌水和灰浆流转运次数，时间和距离，离析、泌水和灰浆流失现象失现象 浇筑浇筑浇注工艺，插入（平板）式振捣器，分层浇筑浇注工艺，插入（平板）式振捣器，分层浇筑时的早凝及结合缝的处理时的早凝及结合缝的处理养护养护与温度、湿度的关系，自然养护，蒸气法养护，与温度、湿度的关系，自然养护，蒸气法养护，大体积混凝土的水化热大体积混凝土的水化热拆模拆模当强度达到设计强度的当强度达到设计强度的25 50%时，即可拆除时，即可拆除梁

20、的侧模；达到设计吊装强度并不低于设计标号的梁的侧模；达到设计吊装强度并不低于设计标号的70%时，就可起吊主梁；时，就可起吊主梁；脱模剂脱模剂混凝土拌合站混凝土拌合站浇筑浇筑混凝土混凝土混凝土缺陷混凝土缺陷裂缝、蜂窝、麻面、露筋、空洞裂缝、蜂窝、麻面、露筋、空洞腐蚀、表面剥落、碳化等腐蚀、表面剥落、碳化等东海大桥浮吊架设混凝土箱梁东海大桥浮吊架设混凝土箱梁（三）架桥机架梁法（三）架桥机架梁法闸门式架桥机闸门式架桥机架梁步骤：架梁步骤：安装梁纵向拖拉就位，支腿支承在架梁孔的前墩上；安装梁纵向拖拉就位，支腿支承在架梁孔的前墩上；前（后）方起重横梁运梁前进至安装位置，固定横梁；前（后）方起重横梁运梁前

21、进至安装位置，固定横梁；落梁，墩顶横移就位；落梁，墩顶横移就位；整孔梁（多片）架设完后，铺设移动安装梁的轨道。整孔梁（多片）架设完后，铺设移动安装梁的轨道。重复上述工序，直至全桥架设完毕。重复上述工序，直至全桥架设完毕。双导梁公路架桥机双导梁公路架桥机斜缆式架桥机斜缆式架桥机（江阴大桥，跨度（江阴大桥，跨度50m50m）贝雷桁架式架桥机贝雷桁架式架桥机铁路铁路T梁运、架梁运、架铁路铁路运架运架桥机桥机第第三三节节 混凝土简支梁桥的设计混凝土简支梁桥的设计计算计算一、一、概述概述简支梁计算项目包括主梁、横隔梁、桥面板及支座等；简支梁计算项目包括主梁、横隔梁、桥面板及支座等；主要介绍行车道板计算、主梁荷载横向分布及其内力主要介绍行车道板计算、主梁荷载横向分布及其内力计算方法。设计验算见计算方法。设计验算见“砼结构设计原理砼结构设计原理”。