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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 设计及方案 > 第二章-混凝土简支梁桥-1
主讲内容1.铁路混凝土简支梁的构造、设计与计算2.公路混凝土简支梁的构造、设计与计算3.桥梁支座第二章混凝土简支梁桥第二章混凝土简支梁桥桥梁工程一、铁路普通钢筋混凝土简支梁的构造第一节铁路混凝土简支梁桥(一)截面形式、技术指标截面形式的决定因素:使用、受力、施工和及经济常用的截面形式及特点:板式:跨径小于6米Π形:跨径5.5~16米(现已不用)T形:跨径8~20米第二章混凝土简支梁桥桥梁工程铁路混凝土简支梁桥设计分为普通高度和低高度,一般采用普通高度,只有当建筑高度受限时,可采用低高度梁。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(二)、构造示例(以16m跨度T梁为例)1、梁的总体布置第二章混凝土简支梁桥桥梁工程主梁高度为1.9m,道碴槽宽1.92m,两片梁的中心距为1.8m。跨中部分腹板厚300mm,靠近梁端部分增厚到490mm,以适应主拉应力的变化;下翼缘宽700mm,利于钢筋布置。道碴槽板厚按规定最小为120mm,在道碴槽板与梁肋相交处设置梗胁,满足桥规要求。挡碴墙设有5条断缝→使墙不参与主梁工作,防止墙顶混凝土压碎。内边墙也设置断缝。横隔板在梁端以及距梁端5.25m处,设有与梁一起灌筑的横隔板。其作用是将两片梁连成整体共同工作,保持横向稳定性,,防止梁受扭转变形。端横隔板比中横隔板为厚:维修或更换支座时,顶梁之用。为了便于维修检查,所有横隔板中间留有方孔。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程道碴槽板顶铺设垫层,并形成排水坡,其上铺设防水层,雨水流到挡碴墙内侧汇向泄水管排出桥面。两片梁之间留有6mm的缝隙。两跨梁之间或梁与桥台之间也留有这样的缝隙。为了防止掉碴,在这些纵向缝隙上设置钢筋混凝土盖板,在梁与梁及梁与桥台间的横向缝隙上设铁盖板。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程泄水管及防水层纵向钢筋混凝土盖板横向铁盖板为了养护人员工作及翻修道床时堆放道碴,梁的两侧设有人行道。人行道的支架角钢利用埋设在挡碴墙内的U形螺栓来连接。支架角钢上的步板常用钢筋混凝土预制。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程人行道及栏杆2.梁内钢筋第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(1)梁体内钢筋布置主梁受力主筋43ф2015个编号(N1-N15)N1~N12(共23根)由跨中向两端相继弯起锚固在梁的受压区,和箍筋一起承受主拉应力,其中N1~N10弯至梁顶后伸入受压区长度大于20倍的斜筋直径,满足锚固长度要求,不设与纵筋平行的直段,且不设弯钩;N11~N12因不能满足上述锚固长度要求,需要向上弯转锚固在受压区。N15钢筋(共16根)伸入支座,与弯起的N13、N14钢筋端部均加直角钩以保证具有足够锚固。N1~N7布置在下翼缘中心部分且在最上两排,使它们能在腹板较薄的跨中部分相继弯起。N8~N14或布置在下翼缘中心偏外部分,或布置在下翼缘的底排,它们只能在腹板较厚的梁端部分相继弯起。主钢筋在梁下翼缘内布置,为了缩小下翼缘尺寸,采用三根钢筋成束布置。。梁体钢筋包括:主筋、箍筋、斜筋、架立筋和纵向水平分布筋第二章混凝土简支梁桥桥梁工程主梁箍筋4肢2个编号(N21,N22),所有箍筋均钩在架立钢筋上。在梁的下翼缘内设有捆扎主筋用的小箍筋下翼缘有小箍筋主梁构造筋:如N34,箍筋钩于其上,形成钢筋骨架第二章混凝土简支梁桥桥梁工程纵向水平钢筋:限制腹板裂纹开展过宽(2)道碴槽板及横隔板内钢筋布置第二章混凝土简支梁桥桥梁工程道碴槽板及横隔板内钢筋布置图横隔板:端横隔板的钢筋布置的比中横隔板要密。因为此处正是安放支座的位置,要传递强大的集中反力。道碴槽板是一个支承在梁肋上的双悬臂梁道碴槽主筋:N18、N19、N20布置在板顶部道碴槽构造筋:N50、N51加强板与肋的联系挡碴墙:N52封闭筋,防意外受力;墙内钢筋断开第二章混凝土简支梁桥桥梁工程取值范围:普通高度梁:高跨比:1/6~1/9低高度梁:高跨比:1/11~1/15(一)结构尺寸拟定二、钢筋混凝土简支梁的设计与计算第二章混凝土简支梁桥桥梁工程梁高:影响因素:受力、使用、经济梁肋厚度:决定因素:主拉应力值和主筋的布置要求常用形式:支座处厚,跨中减薄,且下缘有马蹄梁肋中心距:决定因素:内外板悬臂弯矩大致相近,稳定性,还要有一定的横向刚度常用值:标准设计梁肋间距取1.8m梁宽(即道碴槽的宽度)决定因素:线路使用要求取值:对于单线铁路两片梁总宽3.9m,单片梁宽为1.92m(中间为6cm的空隙),板的最小厚度12cm。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(二)、道碴槽板的计算2、计算荷载恒载:板自重;线路设备;人行道恒载第二章混凝土简支梁桥桥梁工程1、计算图式:T梁翼缘组成的桥面板——按固定在梁肋上的悬臂梁计算箱梁两腹板间桥面板——按单向板计算活载:第二章混凝土简支梁桥桥梁工程列车活载:采用特种活载,按均布荷载计算方法如下:顺桥向:按1.2m;横桥向:自枕木底面向下按45°扩散,以木枕为例,分布宽度:2.5+2×0.32=3.14m第二章混凝土简支梁桥桥梁工程列车活载强度:2)1(3.6614.32.1250)1(mkNqμμ+=×+=)306(11L++=+αμ2)1(4≤−=hα其中:h―轨底到道碴槽板顶面的高度L―板计算跨度人行道恒载:支架栏杆、步板;人行道活载:距桥中心2.45m以内,按10kN/m2计算;距桥中心2.45m以外,按4kN/m2计算;明桥面:按4kN/m2计算。3、荷载组合:内侧板:结构恒载+列车活载外侧板:运营:恒载+列车活载检修:结构恒载+人行道荷载(2.45m以内外)人行道荷载第二章混凝土简支梁桥桥梁工程5、钢筋配置4、道碴槽板的内力计算取单宽板进行计算控制截面:板肋交接处及板厚变化处利用一般的力学方法计算出截面的弯矩和剪力第二章混凝土简支梁桥桥梁工程按单筋矩形板配筋,配筋时要满足最小配筋率要求。1.荷载及荷载组合2.内力计算及配筋3.正、斜截面强度计算4.裂缝和挠度检算5.检算板与肋相交处的剪应力,当受拉区的翼缘突出梁肋较大时,尚应验算梁肋下翼缘相交处的剪应力(三)、主梁的计算第二章混凝土简支梁桥桥梁工程三、预应力混凝土简支梁桥钢筋混凝土结构的局限性抗拉强度低,使用时开裂,限制裂缝宽度的同时也限制了高强混凝土和高强钢筋的采用,跨度越大,自重所占比例越高,跨度难以发展。预应力混凝土梁的优越性采用混凝土和高强钢筋;提高抗裂性,增强耐久性和刚度;尺寸、自重减小;增大跨度;预剪力可以提高抗剪能力;力筋应力变幅小,疲劳性能好。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(一)、先张法预应力混凝土梁的构造与施工1.截面形式普通高度:工字形(带马蹄的T梁)低高度:板式;空心板;下翼缘较宽的矮肋工形梁2.预应力钢筋高强钢丝:与混凝土粘结性差粗钢筋:质量不稳定(从制造工艺上)钢绞线:强度高、质量稳定、自锚可靠,但松弛率较大3.力筋的线形直线:需绝缘折线:受力合理但是施工复杂第二章混凝土简支梁桥桥梁工程4.构造示例第二章混凝土简支梁桥桥梁工程道碴桥面先张法预应力混凝土梁,跨度为16.00m,全长16.5m,梁的横截面型式采用上翼缘较宽的工字形截面,梁高1.6m,底宽0.78m,腹板厚度从跨中到梁端,按剪力变化情况分段加厚:由0.14m、0.26m到0.46m。预应力钢筋每片梁计有30根7根5钢绞线,直线配筋,全部集中在梁的下翼缘内,并根据弯矩包络图,在预应力钢筋理论切断点延长一定锚固长度后,用塑料套管将部分预应力钢筋和混凝土隔离开φ设计计算注意事项传递长度与锚固长度概念的区别传递长度与锚固长度在设计计算时应用第二章混凝土简支梁桥桥梁工程1.截面形式:工字形或箱形2.预应力钢筋高强钢丝束:与混凝土粘结性差钢绞线:强度高、质量稳定、自锚可靠,但松弛率较大3.力筋的线形直线:小跨径;曲线:受力合理(大跨径)4.张拉体系(1)拉锚体系:千斤顶笨重、操作复杂(已不用)(2)拉丝体系:轻便、利于操作第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(二)、后张法预应力混凝土简支梁的构造5.构造示例第二章混凝土简支梁桥桥梁工程1、梁的总体设计梁长32.6m、道碴槽宽1.92m、梁高2.5m、梁中心距1.8m腹板厚跨中16cm→端部20cm下翼缘宽88cm高20cm→利于力筋布置降低力筋重心道碴槽与腹板相交处设梗斜→满足hi/h1/10挡碴墙断缝:使墙不参与主梁受力,防止墙顶混凝土压碎横隔板:作用两片梁成整体,共同很好地分担列车活载第二章混凝土简支梁桥桥梁工程2、梁内钢筋布置力筋:13束钢铰线每束5-7φ5XM-5或QM-5锚具橡胶管或波纹管成孔第二章混凝土简支梁桥桥梁工程第二章混凝土简支梁桥桥梁工程普通钢筋(T20MnSiA3)箍筋:跨中-1/82肢φ10@200mm1/8-1/16支座加密φ10@100mm1/16-梁端4肢φ10@80mm下翼缘处:最下排预应力筋处10根φ8纵向非预应力筋,增强正截面抗裂性;为增强下翼缘的纵向抗裂性,设间距100mmφ8封闭箍筋纵向水平钢筋:防止腹板收缩裂纹,限制下翼缘竖向裂纹上升至腹板时开展过宽沿管道定位筋:保证力筋线形其他同普通钢筋混凝土梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程工程实例:后张T梁制造工艺流程第二章混凝土简支梁桥桥梁工程钢筋制备形成骨架第二章混凝土简支梁桥桥梁工程清理模板钢筋骨架就位第二章混凝土简支梁桥桥梁工程浇筑混凝土蒸汽养护第二章混凝土简支梁桥桥梁工程张拉力筋第二章混凝土简支梁桥桥梁工程存梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程出厂检验第二章混凝土简支梁桥桥梁工程运梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程1、整孔无碴无枕预应力混凝土梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(三)、其它形式预应力混凝土简支梁无碴无枕梁轨道直接搁置在桥面上的。为保证轨道准确的位置和高程,可在灌注梁体混凝土时在整个承轨台范围内预留槽沟,待梁体预加力完毕,再按设计标号灌注第二次混凝土并抹平,以利安放钢轨弹条扣件第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(1)构造优点:建筑高度低、无碴桥面桥面宽由3.9减至2.3~2.5M、自重轻(2)截面形式:II形和箱形(3)桥面特点:梁体灌注后再浇注承轨台,钢轨扣件上下左右预留调整量(4)构造缺点:轨面标高不易调整,工艺较复杂(5)计算特点:除抗弯、抗剪外,还要进行抗扭计算(6)应用:96年铁专院标准图210921112117第二章混凝土简支梁桥桥梁工程构造特点:梁体分段、工厂预制、现场拼接就位、张拉力筋而成整体梁。串联工序:接干拼、胶拼、穿束张拉串联梁的接缝:全梁静载破坏实验表明,胶接缝对梁体极限强度无甚影响,对抗裂性能略有下降。不是接缝本身而是其周围应用:南昆打埂桥及白水河一号桥跨度56m分段拼装式结构2.串联式预应力混凝土梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程体外预应力第二章混凝土简支梁桥桥梁工程秦沈客运专线,部分大桥采用串联预应力混凝土简支梁,32m分六节预制,然后在制式构件或型钢拼装造桥机上,拼装定位、浇筑湿节缝、张拉预应力筋、注浆封锚,然后移动造桥机到下一孔,重复上述工序。第二章混凝土简支梁桥桥梁工程SPZ1100造桥机ZQJ800造桥机第二章混凝土简支梁桥桥梁工程预制的梁段第二章混凝土简支梁桥桥梁工程梁段在造桥机内运送第二章混凝土简支梁桥桥梁工程梁段在支架内运送第二章混凝土简支梁桥桥梁工程梁段就位第二章混凝土简支梁桥桥梁工程梁段位置校准第二章混凝土简支梁桥桥梁工程立接缝模板灌混凝土第二章混凝土简支梁桥桥梁工程支架前移预弯预应力混凝土梁工艺过程图(1)概念:型钢预制成向上拱的预弯梁,然后在1/4跨左右施加一对向下的集中力(预弯力),使下翼缘受拉,此状态下用高等级混凝土将下翼缘包住,待混凝土达到规定强度时,卸去预弯力,下翼缘混凝土(一期混凝土)受压,就位后再浇注二期混凝土。3.预弯预应力混凝土简支梁第二章混凝土简支梁桥桥梁工程(2)预弯预应力混凝土梁特点:①刚度大:钢梁制作时有一定的反拱度,混凝土中钢梁本身刚度大,故整个预弯梁在荷载下的挠度较小,其高跨比较小,一般在1/25~1/40,适用于跨度大、建筑高度要求低的地区。②抗裂性能好:在荷载下当一期混凝土开裂后使较大荷载转移给劲性钢梁,从而延缓裂缝的集中和发展,当移去荷载后,由于劲性钢梁的回弹,则裂缝
本文标题:第二章-混凝土简支梁桥-1
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