第四章.装配式简支梁桥的设计与构造

…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-1装配式简支梁桥的构造类型概念：构造类型：涉及主梁截面形式、横隔梁布置、块件划分方式、块件的连结集整几方面第四章装配式简支梁桥的设计与构造…《桥梁工程》主讲：李长雨基本截面类型：∏形、T形（包括带与不带马蹄两种）和箱形三种a)b)c)一、装配式简支梁桥的截面形式§4-1装配式简支梁桥的构造类型…《桥梁工程》主讲：李长雨施工稳定性好，安装较方便；腹板薄，配筋通常只能采用钢筋网片，难以形成骨架；钢筋用量相对较多，构件重量较大；通常采用钢筋混凝土(RC)，适用跨径为6~12m。槽形截面的特点：§4-1装配式简支梁桥的构造类型…《桥梁工程》主讲：李长雨T形截面的特点：制造简单；肋内配筋可以做成钢筋骨架；整体性较好，接头方便施工稳定性差，运输和安装较复杂；构件在桥面板的跨中接头，对板的受力不利；采用RC时，适用跨径为4.5～20m；采用PC时，适用跨径为20～40m；跨中接头位置§4-1装配式简支梁桥的构造类型…《桥梁工程》主讲：李长雨抗扭刚度大，偏心荷载下梁的受力较均匀；横向抗弯刚度大，稳定性好；制作较复杂，重量相对较大；箱形截面的特点：§4-1装配式简支梁桥的构造类型…《桥梁工程》主讲：李长雨块件划分的原则（1）技术可行：预制、吊装、运输条件（2）受力较小：接缝的位置（3）施工简单：接缝的数量（4）力求标准化块件划分方式（1）纵向竖缝（2）纵向水平缝（3）纵、横向竖缝§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨（1）纵向竖缝划分二、块件的划分方式§4-1装配式简支梁桥的构造类型…《桥梁工程》主讲：李长雨（1）纵向竖缝AAA-A延纵向的竖缝σg恒载应力Mg+σp活载应力Mp=σg+σp应力总和§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨（1）纵向水平缝AAσg恒载应力MgA-A延纵向的水平缝+σp活载应力Mpσ’p=σg+σ’p应力总和σp§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨（2）纵向水平缝划分——组合式梁桥搁预制板和浇砼配筋和架设稳定§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨（3）纵、横向竖缝划分—串联梁§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨预应力筋的设置：①预留孔道；②直接设于底板，张拉锚固后，灌砼保护层。（只适用于箱形和槽形梁段）§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨接缝处理：①2.0~10cm厚砂浆或无筋砼接缝；②1mm环氧树脂粘结剂梁段制作（精度高）：①全梁预制法（间隔0.16cm钢板）②间隔浇筑法间隔法全梁预制法123456789钢板§4-1装配式简支梁桥的构造类型二、块件的划分方式…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁布置横隔梁布置一、构造布置…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁布置横隔梁布置一、构造布置bl/2l/2l/4l/4b端横隔板中横隔板1/4横隔板AAA-ABBB-B…《桥梁工程》主讲：李长雨一、构造布置§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨2.装配式简支T形梁桥：§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨（一）主梁二、截面尺寸的拟定边梁中梁15~18cmh=(1/11~1/16)lh’=3/4hRA10cmh/10150~220cm§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨1.T形梁横截面拟定：15~18cmh=(1/11~1/16)l不应小于10cmh/10翼缘板一般采用变厚形式，其厚度随主梁间距而定，边缘厚度不小于10cm；当板间采用横向整体现浇连接时，悬臂端厚度不应小于14cm；主梁间距小于2.0m的铰接梁桥，板边缘厚度可采用12cm(铺装不受力）或10cm（铺装受力）；主梁间距大于2.0m的刚接梁桥，桥面板的跨中厚度一般不小于15cm，边缘板边厚度不小于14cm。§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨18~20cmh=(1/14~1/25)lh/10下马蹄面积占截面总面积的10~20％；马蹄总宽度约为肋宽的2~4倍，并注意马蹄部分斜坡区管道保护层不宜小于60mm；下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高的（0.15~0.20）倍，斜坡宜陡于45。§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨二、截面尺寸的拟定R§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥横隔梁18~20cm梁高hh’=3/4h16~18cm主梁横隔梁的作用：保证各根主梁连接成整体端部横隔梁一般与主梁同高；内横隔梁为主梁肋高度的0.7~0.9倍；为便于施工，通常作成上宽下窄形式；横隔梁中部可挖空，以减小其自重和利于施工；端横梁必须设置，跨内横隔梁将随跨径的大小每隔5.0~10.0m设置一道。…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨（三）主梁翼板尺寸1、宽度：一般比主梁中距小2cm。2、厚度：应满足强度和构造尺寸的要求，通常做成变厚度。根部厚度应≥1/10h；端部有两种处理方法。2cm沥青表面处治§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨RC跨径（m）10131620梁高（m)0.8~0.90.9~1.01.0~1.11.0~1.3桥梁型式适用跨径（m）主梁间距（m）主梁高度（m)主梁肋跨度（m）钢砼梁8＜L＜201.5~2.2（1/11~1/16）Lb=0.16~0.20预应力砼梁20＜L＜501.8~2.5（1/14~1/25）Lb=0.18~0.20PC跨径（m）2025303540梁高（m)1.51.72.02.32.5简支梁桥适用跨径及特性参数标准图简支梁的构造尺寸§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨1、主梁钢筋种类：主筋——抵抗拉力；架立钢筋——固定箍、斜筋，形成骨架斜钢筋——抗剪；箍筋——抗剪分布钢筋——防裂等。三、主梁钢筋构造（一）一般构造§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨.《公预规》对梁钢筋构造要求9.3.10钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过。两外侧钢筋，应延伸出端支点以外，并弯成直角，顺梁高延伸至顶部，与顶层纵向架立钢筋相连。两侧之间的其他未弯起钢筋，伸出支点截面以外的长度不应小于10倍钢筋直径（环氧树脂涂层钢筋为12.5倍钢筋直径），R235钢筋应带半圆钩。§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨钢筋混凝土梁主筋净距及保护层：§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨9.3.13钢筋混凝土梁中应设置直径不小于8mm且不小于1/4主钢筋直径的箍筋，其配筋率对R235钢筋不应小于0.18%，HRB335钢筋不应小于0.12%。箍筋间距不应大于梁高的1/2且不大于400mm；当所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，不应大于所箍钢筋直径的15倍，且不应大于400mm。在钢筋绑扎搭接接头范围内的箍筋间距，当绑扎搭接钢筋受拉时不应大于主钢筋直径的5倍，且不大于100mm；当搭接钢筋受压时不应大于主钢筋直径的10倍，且不大于200mm。在支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不宜大于100mm。近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护层距离处。梁与梁或梁与柱的交接范围内可不设箍筋；靠近交接面的一根箍筋，其与交接面的距离不宜大于50mm。3.《公预规》对梁钢筋构造要求：§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨焊接钢筋骨架焊缝尺寸：§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨关于焊接钢筋注意事项：钢筋混凝土梁采用多层焊接钢筋时，可用侧面焊缝使之形成骨架。侧面焊缝设在弯起钢筋的弯折点处，并在中间直线部分适当设置短焊缝；焊接钢筋骨架的弯起钢筋，除用纵向钢筋弯起外，亦可用专设的弯起钢筋焊接；斜钢筋与纵向钢筋之间的焊接，宜为双面焊缝，其长度应为5倍钢筋直径，纵向钢筋之间的短焊缝应为2.5倍钢筋直径；当必须采用单面焊缝时，其长度应加倍；焊接骨架的钢筋层数不应多于6层，单根钢筋直径不应大于32mm；焊接钢筋骨架中，多层主钢筋是竖向不留空隙用焊接方式连接的，其叠高一般不宜超过（0.15~0.2)h，h为梁高。§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨…《桥梁工程》主讲：李长雨2、翼缘板配筋受力钢筋：上缘，d≥10mm，≥5根/m分布钢筋：d≥6mm，间距≤25cm，S单位板宽（分布钢筋）≥15%S单位板宽（主钢筋）§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨横隔梁配筋§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨1、接头要求（1）足够的强度；（2）不致因反复的冲击作用发生松动四、装配式主梁的联结构造§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨5.T梁桥面板横向连接：焊接接头：翼缘板间用钢板连接，接缝处铺装混凝土内放置上下两层钢筋网。湿接接头：通过一定措施将翼缘板伸出钢筋连成整体，在接缝铺装混凝土内再增补适量加强钢筋。§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨局部Φ6钢筋网（4）翼板处的企口铰联结§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨6.T梁横隔梁横向连接：钢板焊接连接扣环连接§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨§4-2装配式钢筋混凝土简支梁桥…《桥梁工程》主讲：李长雨端部梁肋加厚梁肋下部加宽成马蹄形翼缘板加宽一、构造布置§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨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（一）截面效率指标PPhσx=0σs=01/3h1/3h1/3h核心距二、截面尺寸§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨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：PhePMe=M/P（一）截面效率指标二、截面尺寸§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨施工阶段----施加预应力eNy-NyehNy+Mg1ee’=Mg1/Nye’ku下核心点一期恒载Ny（一）截面效率指标二、截面尺寸§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨运营阶段e-+Mg2+Mp二期恒载及活载Nye-Mg1hNy-ΔNye’’=ko+ku=(Mg2+Mp)/(Ny-ΔNy)ee’ku上核心点koNy-ΔNyNy-ΔNy（一）截面效率指标二、截面尺寸§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨结论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/NyNye’=Mg1截面核心距的大小体现了运营阶段承受荷载的能力，而且核心距k值越大，预应力筋就越节省；ko+ky=(Mg2+Mp)/(Ny-ΔNy)(Ny-ΔNy)(ko+ky)=(Mg2+Mp)（一）截面效率指标二、截面尺寸§4-3装配式预应力混凝土梁桥构造…《桥梁工程》主讲：李长雨截面效率指标ρ=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