板桥的设计与构造

第二章板桥的设计与构造板桥是小跨径钢筋砼桥中最常用的桥型之一，一般具有以下优点：（1）建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，与其他类型桥梁相比，可降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度；（2）外形简单，制作方便，既便于采用木模技术，又便于进行工业化成批生产；（3）制作装配式板桥的预制构件时，重量不大，架设方便；（4）对于整体式板桥，由于是双向受力结构，因而比一般梁有更高的承载能力和更大的刚度。主要缺点是跨径不宜过大。2-1板桥的类型及特点从结构受力体系看，板桥分为简支板桥、悬臂板桥和连续板桥。一、简支板桥整体式结构：跨径一般为4～8m；装配式结构：跨径在10m以下，当采用预应力砼时可达16m。一般情况下宜采用装配式结构。在缺乏起重设备，交通不便但有模板支架材料的情况下，宜采用就地浇注的整体式钢筋砼板桥。二、悬臂板桥一般做成双悬臂式结构，中间跨径l=8～10m，两端伸出的悬臂长度约为0.3l，板在跨中的厚度约为（1/14～1/18)l，在支点处的板厚要比跨中的加大30%～40%。悬臂端可直接伸到路堤上，不用设置桥台，但为保障行车平稳顺畅，两悬臂端部应设置搭板与路堤相衔接。但在车速较高，荷载较重且交通量很大时，搭板容易损坏，从而导致车辆在从路堤上桥时对悬臂的冲击，故很少采用。三、连续板桥目前我国修建的连续板桥有三孔、四孔、四孔以上，但桥梁全长较大时，可以几孔一联，做成多联式的连续板桥；连续板桥较简支板桥，具有伸缩缝少，车辆行驶平稳的优点；由于在支点处产生负弯矩，对跨中弯矩起到卸载作用，故可比简支板桥跨径做得大些，或者厚度做得薄些；连续板桥的两端直接搁置在桥台上，不需要设置搭板；一般是做成不等跨的，边跨与中跨之比约为0.7～0.8，这样可使各跨弯矩接近相等；我国建成的跨境大多在14m以内，国外采用预应力砼时跨径可达33.5m。1.整体式连续板桥---当采用就地浇注砼时，连续板桥可做成变厚度的，支点截面的厚度较大，约为跨中截面板厚h的1.2～1.5倍。不仅可承受较大负弯矩，而且可进一步减小跨中的板厚。2.装配式连续板桥---由于连续板的构件较长，为便于制作和安装，除横向被划分为若干块以外，在纵向也被分为若干节段，在制作时预留接头钢筋，待安装就位后，连接接头筋，再浇筑砼缝使之成为整体。2-2简支板桥的构造构造上划分：整体式、装配式、装配-整体组合式一、整体式板桥的构造横截面一般设计成等厚度的矩形截面，有时为减小自重，可将受拉区稍加挖空做成矮肋式板桥；对于在城市内的宽桥，为防止因温度变化和砼收缩而引起的纵向裂缝，以及由于活载在板的上缘产生过大横向负弯矩，可将板沿桥中线断开，将一桥化为并列的两桥；双向受力，要求：1.沿纵向配置受力钢筋；2.沿横向垂直于主钢筋方向配置分布钢筋：单位长度上不少于单位板宽主筋面积的15%，间距@≤25cm；2.两侧人行道板宽1/6范围内比中间增加钢筋15%；3.一部分主筋可以在1/4L~~1/6L处弯起，按30~45度。整体式板桥构造示例二、装配式板桥的构造按截面形式主要有：实心板和空心板1.矩形实心板桥是目前采用最广泛的形式，其跨径通常不超过8m；矩形实心板通常为钢筋混凝土铰接板，其标准图：跨径为1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m和8.0m板高从16～36cm桥面净空为净-7和净-9两种荷载为汽车-15级、挂车-80级和汽车-20级，挂车-100级两种钢筋采用HRB335，当做成预应力砼板时，可用精轧螺纹钢筋作预应力主筋预应力混凝土实心板目前用的不多；实心矩形板具有形状简单、施工方便、建筑高度小等优点，因而容易推广。装配式钢筋混凝土矩形实心板桥—配筋示意2.空心矩形板桥为增大跨径，减轻自重，利用材料特性；钢筋混凝土空心板目前使用范围跨径在6～13米，板厚40～80厘米；预应力砼空心板在10-30m，板厚为50-120厘米。预应力混凝土空心板分先张法与后张法；空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的T梁小，因而目前使用较多；空心板横截面的最薄处不得小于8cm，为保证抗剪强度，应在截面内按计算配置弯起钢筋和箍筋。装配式钢筋混凝土空心板桥—截面形式装配式钢筋混凝土空心板桥—配筋示意3.装配式板的横向联结1.企口砼铰连接有圆形、棱形、漏斗形三种，这种铰能保证传递横向剪力使各块板共同受力。2.钢板连接由于企口砼铰需现场浇注砼，并需待砼达到设计强度后才能通车，为加快施工速度，也可采用钢板连接。三、装配—整体式组合板桥的构造为了减小预制构件的安装重量，加强板跨结构的整体工作性能，可以设计一种半装配式或装配—整体式组合板桥，其特点是将板的一部分预制，可以做的较小一些，便于抬运，安装完毕后便成为其余现浇砼的模架。装配式板的构造及配筋图装配式板的断面尺寸-详图装配式板的配筋图-纵面装配式板的配筋图-剖面装配式板的配筋图-底、边板，端部装配式预应力混凝土空心板桥—外观效果图装配式预应力混凝土空心板桥—配筋效透视装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图-1装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图-2空心板构造图及配筋图空心板构造图-详图1空心板构造图-详图2附：先张法预应力空心板设计、施工工艺(1)钢铰线参与受力计算长度应考虑锚固长度；(2)在长线式台座上生产的空心板梁应根据厂家的实际生产工艺确定预应力钢绞线的下料长度，采用的钢铰线隔离措施必须对对预应力的释放有效；预应力钢绞线的二端的套管应能保证钢绞线在其中自由伸缩。(3)预应力钢绞线张拉控制应力为σk=0.75Rby每根张拉控制力为195KN。(4)当采用多根钢束同时张拉时，必须在张拉前调正初应力。初应力约为控制应力的10%。(5)预应力钢绞线张拉程序为O→初应力(0.10σk)→1.05σk(持荷5min)→0→锚固。(6)必须保证橡胶芯囊的正确位置。(7)当混凝土强度达到设计程序的80%时，方可放松预应力束。(8)存放和运输时，支点离梁端不得大于2米。6-3斜板桥的受力特点与构造一、受力性能由于地形或路线线型要求，斜交角为桥轴线与支承线的垂线的夹角；受力特点：1、荷载最短距离（钝角方向）传递，最大主弯距方向向支承边垂线方向偏转的趋势；2、钝角处产生垂直于钝角平分线的较大的负弯距，钝角的支反力较大，镭角的支反力较小，有上翘的趋势，设拉力支座固定，将导致板内有较大的扭距；3、均布荷载下，斜板桥最大跨内弯距比正桥小，跨内纵向最大弯距随斜交角增大，自中央向钝角方向移动；4、跨中横向弯距比正桥大，相当于跨径方向减少的量；5、《桥规》规定斜交角小于15度时，按正桥设计；二、构造特点一、整体式板桥1、按主弯距方向的变化配置主筋，分布钢筋平行板边；钝角范围钢筋加强，上层与钝角二等分线垂直，下层平行加强（反力、负弯距），非支承板边上层加强钢筋网抗扭；2、两钝角角点间范围，主钢筋与支承边垂直，自由边范围主筋沿斜跨径方向，并与中间主筋重叠。二、装配式斜板桥装配式斜板桥标准图可参考；主筋沿跨径方向，分布钢筋在钝角之间垂直于主筋，支承边附近与其平行；