第二章混凝土桥 第二节梁式桥构造及第三节简支梁设计计算

• 连续梁按其截面变化可分为等截面连续梁 和变截面连续梁；按其各跨的跨长可分为 等跨连续梁和不等跨连续梁。 • 预应力混凝土连续梁桥一般跨径范围为 40～160m，最大跨径已达240m。
③悬臂梁桥和T形刚架桥
• 悬臂梁桥是简支梁桥的梁体向一端或 两端伸过其支点所形成的梁式桥结构。 可分为单悬臂梁和双悬臂梁。 • T形刚架桥是由桥跨梁体与桥墩(台)刚 接形成的具有悬臂受力特点的无支座T 形梁式桥结构。 • 在荷载作用下悬臂梁桥和T形刚架桥有 与连续梁桥类似的内力分布，一般为 静定结构。
时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2101
时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2201
时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁 图号：专桥2201
（2）公路桥 公路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径：10、13、16、20m
图中所示为常用 的主梁中横隔板联结 构造。在梁内预埋钢 板钢板与横隔梁内受 力钢筋焊接，当T梁安 装就位后，在预埋钢 板上再加焊盖接钢板 ，将T梁联成整体。 为简化接头的施工， 常用拴接方式，预埋 钢板和盖接钢板上需 预制螺栓孔，这种接 头具有拼装迅速的优 点，但螺栓易松动。
2、公路钢筋混凝土简支梁钢筋构造实例 （1）板桥
（2）装配式T形梁桥
横隔梁的钢筋构造
3、预应力混凝土梁的钢筋构造特点
预应力混凝土梁内钢筋分为预应力钢筋（tendon）和非预应 力钢筋。非预应力钢筋（包括非预应力受力钢筋和构造钢筋）的 构造与普通钢筋混凝土梁中钢筋构造相同。 （1）预板。 (b)为矮肋式板桥。 (c)为小跨径装配式板桥。 (d)为装配式空心板桥。 (e)为装配—整体组合式板桥。
下图为铁路板式简支梁桥的横截面，一般在跨 度6m以下采用。稳定性好，两片板之间不需要横向 联结。
2、肋板式梁桥
在横截面内形成明显肋状结构的梁桥称为肋板 式梁桥，或简称肋梁桥。 这类桥以梁肋（或称腹板）与顶部的钢筋混凝 土桥面板结合在一起作为承重结构。 肋板式梁桥的横截面分为П 形和T形两种基本类 型。 承载能力比板桥高，常用于中等跨径（20-40m） 桥梁。
• 简支梁式桥是静定结构，其结构的内力不受地基 变形的影响。由于其各跨独立受力，最易设计成 各种标准跨径的装配式结构。 • 其桥跨结构主要承受由荷载引起的弯矩和剪力， 随着跨度的增大，荷载在主梁(板)跨中引起的弯 矩将急剧增加，同时在主梁(板)内力中，恒载引 起的内力所占比例也将明显增大。减小结构恒载 是提高简支梁式桥跨越能力的最有效途径。
• 梁式桥承载结构体系的截面类型与梁式 桥的跨度、立面布置、建筑高度、施工 方法以及所使用材料的性质等有关。其 关键在于充分合理地利用材料，满足结 构的承载要求，并在施工中容易实施。 目前经常采用的截面形式为： • 板式截面 • 肋梁式截面 • 箱形截面
板式截面
肋梁式截面
箱形截面
3.梁式桥的构造特点 ①.简支梁式桥
②连续梁桥 • 连续梁桥是多跨简支梁桥在中间支座 处连接贯通，形成整体的、连续的、 多跨的梁结构。在荷载作用下中间支 座处产生较大的负弯矩，使梁跨中的 弯矩明显减小，整个梁中的弯矩沿梁 跨方向分布更加合理。同样的截面高 度连续梁桥有更大的跨越能力。 • 钢筋混凝土连续梁桥仅用于中小跨径 的桥梁。
• 大跨度连续梁桥宜采用预应力混凝土结构。 其特点是：①有效避免混凝土开裂；②能够 采用现代桥梁施工技术；③可充分利用高强 度材料；④车辆荷载作用下变形和缓，行车 平稳，伸缩缝较少；⑤结构全截面受力；⑥ 连续梁桥的中间桥墩只布置单排支座；⑦连 续梁是超静定结构。
• 悬臂梁桥受力特点和施工方法与连续梁桥相 近，而在结构上却增加了悬臂与挂梁间的牛 腿和剪力铰构造，使用上其行车舒适性也不 如连续梁桥。因此在实际桥梁工程中的应用 受到很大限制。
• T形刚架桥宜采用预应力混凝土结构。预应 力混凝土T形刚架桥，的结构性能与悬臂施 工法达到了高度协调统一，其梁跨在施工 中的受力状态与运营荷载作用下的受力状 态基本一致，且省去了桥梁支座，在施工 中不必设置墩上临时固定装置，避免了施 工过程中的结构体系转换问题。
（2）预应力筋的锚固 ① 先张法 ② 后张法 满足“均匀”、“分散”、“对称”的原则
4、预应力混凝土梁钢筋构造举例
（五）T形梁截面尺寸的选定 1、梁高 取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素 标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性 铁路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/9~1/6 预应力混凝土梁：1/11~1/10 跨度越大比值越小 公路普通钢筋混凝土梁：高跨比1/16~1/11 预应力混凝土梁： 1/25~1/15 随跨度增大取小值 对 建筑高度受严格限制的情况，主梁高度要适当减小
2、梁肋厚度
取决于最大主拉应力和主筋布置要求 跨中区段可薄于支点区段 梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布 置要求确定 铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度：20~60cm 预应力混凝土梁：不小于14cm 公路钢筋混凝土桥： 15~18cm
3、上翼缘板尺寸
上翼缘板宽度取决于主梁间距 翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求 翼板厚度与梁高比
1、纵向竖缝划分
在简支梁桥中应用最为广泛。 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构件—横隔梁（板）和行车 道板（或道碴槽板）内。
结构部分均为预制拼装，不需要现浇混凝土。这种划分方法使 主梁受力可靠，施工也方便。缺点为：构件尺寸和重量大，增 加运输和安装困难。
装配式梁桥块件划分原则： ① 块件的重量应当符合当地现有的运输工具和起吊设备的承 载能力，而块件的尺寸及运输则应满足建筑限界的要求； ② 结构的构造应当简单，并且尽可能少用接头。接头必须耐 久可靠，具有足够的刚度以保证结构的整体性； ③ 为了便于制造以及日后的更换，快件形状和尺寸应力求标 准化。
常用的分块方式有：纵向竖缝划分、纵向水平缝划分和纵、 横向竖缝划分
3、预应力混凝土简支梁的构造特点
预应力梁的优点： （1）采用高强度钢筋，可节约普通钢筋； （2）预加压应力可大幅度提高梁体抗裂性，并增加梁的耐久性； （3）应用高标号混凝土可减小截面尺寸，减轻梁体重量，可以增 大跨越能力，也有利于运输和架设； （4）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。 在结构布置上，预应力混凝土梁与普通钢筋混凝土梁在截面 形式（板、 П形、T形）、块件划分等方面无大的不同。主要不同 之处是：截面尺寸减小；高跨比减小；梁肋下部通常加宽为马蹄 形；在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽。
铁路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：16、20、24、32m
公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：25、30、35、40m(后张)
（四）钢筋构造
1、一般构造 钢筋混凝土梁内钢筋可分为两大类： （1）受力钢筋。包括主要沿轴向布置，承受弯曲 拉应力的主筋和承受主拉应力的斜筋和箍筋； （2）构造钢筋。包括形成钢筋骨架的构造钢筋和 难以通过计算确定而根据经验设置的辅助筋。
各种梁式桥对照图
第三节 简支梁的构造设计与计算
一、 混凝土简支梁桥的设计与构造特点
（一）截面形式 从梁的截面形式区分，混凝土简支梁桥可分为 三类：板桥、肋板式桥和箱梁桥。 1、板桥 板桥的承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或 预应力混凝土板。 主要特点是构造简单，施工方便，建筑高度 小，受拉区混凝土不仅不能发挥作用，反而增大 结构自重。 通常跨径在10m左右。
（2）T形截面 由若干个T形截面梁组成的桥，统称为T（形）梁桥。
(a)为整体现浇施工T梁桥横截面 (b)为现浇双主梁桥横断面，主梁间距为桥梁 全宽的0.55~0.60，有时为减小桥面板的跨径 ，可在两主梁之间设置内小纵梁 (c)为装配式T形梁桥，沿梁纵向设置横隔板
右图为我国铁路钢筋混凝土T形梁横断面 梁高190cm，道碴槽底板（桥面板）为 梁的上翼缘，跨中部分梁肋宽（梗宽或 腹板厚）30cm，截面向两端增加到 49cm。梁肋下缘增宽至70cm。设置横 隔板。
4、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保护层厚 度确定。 对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置
（六）斜交简支板桥
• 根据跨越方式可分为正交板桥和斜交 板桥。角度大于15°，称为斜交。
1、整体式斜交板桥 ①整体式斜交板桥的受力特点
• 在桥梁工程中 , 由于桥位处的地形条件限制或 道路线型的要求 , 许多桥梁采用斜交方式跨越 河流或障碍物。 • 斜交板桥的受力分析比较复杂 , 工程设计中通 常采用近似数值法确定其内力或将其结果制 成表格供设计者直接查用。理论计算和实验 分析表明斜交板的内力分布受斜交角φ的大小 影响,受垂直于板桥轴线的板宽b与垂直于简支 边的跨径l比的影响及受支座类型的影响
3、箱形截面
横截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥称为箱形梁桥。 特点：提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；在一定的 截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度大，在 偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。 适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，以及全截面均 参与受力的预应力混凝土简支梁桥。
（二）分块方式
缺点：抗剪能力弱，必须保证结合面的抗剪强度。 适当加大肋顶宽度和借助肋内的伸出钢筋来提高抗剪强度。 施工时，结合面应按规定作接缝处理。
3、纵横向竖缝划分
为进一步减小拼装构件的起吊重量和尺寸，可将用纵向竖缝 划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。
需要用预应力筋将架设后的梁段串连，所以也叫“串连梁” 特点：尺寸小，重量轻，施工麻烦。
• 桥梁工程中广泛采用的简支梁式桥有三种类 型： 简支板桥 主要用于小跨度桥梁；分为实心板 和空心板。 肋梁式简支梁桥 主要用于中等跨度桥梁；由 于简支梁桥主要承受单向弯矩,采用T、I形截 面是最合理的。
• 箱形简支梁桥 主要用于预应力混凝土梁桥。 特点是截面材料分布较为合理,且便于布置 预应力筋，截面具有良好的抗弯、抗扭性 能，尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土 桥梁和跨度较大的斜交桥和弯桥。