混凝土简支梁桥的构造与设计
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3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥的构造与设计装配式钢筋混凝土简支梁桥受力明确,构造简单,施工方便,便于工业化生产,可节省大量的模板和支架,降低劳动强度,缩短工期,因此在小跨径桥梁中,尤其是标准跨径为13~25m 的桥梁,成为应用最多的桥型。
3.2.1 横截面设计梁桥的横截面设计主要是确定横截面的布置形式,包括主梁截面形式、主梁间距、截面各部尺寸等,它与立面布置、建筑高度、施工方法、美观要求及经济用料等因素有关。
1.横截面形式装配式钢筋混凝土简支梁桥横截面最基本的类型为T 形。
我国目前用得最多的装配式简支梁桥是图3.15a 所示的T 形梁桥。
T 形梁的翼板构成桥梁的行车道板,直接承受车辆和人群荷载的作用,又是主梁的受压翼缘。
它的优点是:外形简单,制造方便,肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架,主梁之间借助横隔梁连接,整体性较好,接头也较方便。
但构件的截面形状不稳定,运输和安装较麻烦;横向接头正好位于桥面板的跨中,对板的受力不利。
装配式钢筋混凝土T 梁的常用跨径约为7.5~25m。
图3.15 装配式简支梁桥的横截面 d )b )c )a )箱形截面梁由于受拉区混凝土不参与工作,多余的底板徒然增大了自重,所以一般不适用于钢筋混凝土简支梁桥。
下面即重点介绍装配式钢筋混凝土T 形梁桥的构造和设计,图3.16即为该类桥梁上部构造的典型概貌。
图3.16装配式T形简支梁桥概貌2.主梁布置对于一定的跨径和桥面宽度(包括行车道和人行道)的桥梁,确定出适当的主梁间距(或片数),是构造布置中首先需要解决的重要课题。
应从材料用量经济,尽可能减少预制工作量,考虑构件的吊装重量及保证翼板的刚度等方面综合考虑确定。
显然,主梁间距越大,主梁的片数就越少,预制工作量就少,但构件的吊装重量增大,使运输和架设工作趋于复杂,同时桥面板的跨径增大,悬臂翼缘板端部较大的挠度对引起桥面接缝处纵向裂缝的可能性也增大。
根据建桥经验,装配式钢筋混凝土T形简支梁桥的主梁间距一般在1.5~2.3m之间。
《桥梁工程》任务书设计题目上部结构:混凝土简支T梁桥结构计算及配筋下部结构:重力式墩台构造图设计资料1.上部结构形式及基本尺寸装配式钢筋混凝土简支T梁桥,双车道,主梁之间的桥面板为铰接,每个同学在桥梁设计选题里选择一种跨径、桥面宽度和主梁细部尺寸后画出主梁纵、横断面布置图。
比如下图所示为横向5梁式,纵向5块横隔板的布置方式(按照下图的尺寸标注样式,将自己拟定的尺寸与下图的标注线一一对应起来,单位cm)。
2.桥面布置桥梁位于直线上,两侧设人行道,桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土,其下为C25混凝土垫层,设双面横坡,坡度为1.5% 。
横坡由混凝土垫层实现变厚度(6-12cm)。
3.材料1)混凝土:上部结构C30(容重为25kN/m 3)下部结构C25(容重为23kN/m 3主筋:II级钢筋;构造钢筋:I级钢筋2)桥面铺装:沥青混凝土(容重为21kN /m 3);混凝土垫层C25(容重为23kN/m 3)4)人行道:人行道包括栏杆荷载集度为6 kN/m;4.设计规范及参考书目1)《公路桥涵设计通用规范》2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》3)《桥梁工程》4)《混凝土结构设计原理》5)《结构力学》6)《桥梁通用构造及简支梁桥》设计与计算要求(1)取行车道板(单位板宽即1m宽)、边梁和中梁进行恒载、活载内力计算。
(2)选取合适的方法进行荷载横向分布系数计算,并根据规范公式计算主梁自振频率和冲击系数。
(3)按规范进行作用组合(分别对应承载能力极限状态和正常使用极限状态)(4)根据作用组合进行行车道板和一片梁的截面配筋设计(主要是正截面抗弯验算与斜截面抗剪验算)成果要求1.完整的计算书,要求条理清楚,格式整齐。
计算说明书包括:行车道板的内力计算、配筋、验算;主梁的荷载横向分布系数的计算;主梁内力计算、配筋、验算。
2.绘制相关图纸:墩台构造图、桥面板、主梁钢筋布置图(纵断面和横断面及局部构造图)。
图纸可以打印或手绘,但同等条件下,打印图纸较手绘的可优先评较高一个等级。
桥梁工程(1)第一章混凝土简支梁桥构造和设计(1)为了保证板块共同承受车辆荷载,装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造。
常用的横向连接有企口混凝土铰接和钢板焊接两种。
(2)装配式T形简支梁概貌(识图填空)P66T形钢构桥:将悬臂梁桥的墩柱与梁体固结后形成的带挂梁或带铰的结构牛腿:悬臂梁桥的悬臂端与挂梁端结合部的局部构造.连接构造、中间隔板、梁肋、行车道板、端横隔板、人行道板、人行道挑梁、(路面层、混凝土保护层、馈水层、三角垫层)(3)钢筋混凝土简支梁的T形截面的下翼缘一般与肋板等宽。
为了满足布置预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求,预应力混凝土T梁的下缘应扩大做成马蹄形;马蹄的尺寸应满足预施应力各个阶段的强度要求。
若马蹄尺寸过小,往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝,特别是马蹄斜坡部分。
因此马蹄面积不宜过小,一般应占截面总面积的10% —20%。
(4)桥面板(翼缘板)横向连接有刚性接头和铰接接头两种。
刚性接头既可承受弯矩,也可承受剪力。
交接接头只承受剪力。
(5)悬臂梁桥的受力特点:①属于静定体系,内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。
②支点处存在负弯矩,跨中弯矩显著减小。
③悬臂端易下挠,行车舒适性差。
(6)悬臂梁桥和连续比较:相同点:负弯矩的卸载使截面高度减小,跨越能力提高。
不同点:①跨越能力:连续比悬臂体系大②静力图示:对温度环境、基础条件的要求不同。
(7)T形钢构桥的分类:两T构之间带挂梁和两T构之间带铰。
①两T构之间带挂梁属于静定结构,桥梁基础的不均匀沉降、混凝土收缩徐变及温度变化等因素均不会对结构产生次内力。
与连续梁相比,该桥型具体悬臂法施工阶段的受力状态与运营阶段一致,无需体系转换,省掉设置大吨位支座及更换支座等优点,当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时,更能加快全桥施工进度,以获得良好经济效果。
与带剪力铰的T形钢构桥相比,其受力和变形性能均略差一些,但其受力明确,对施工阶段的标高控制的精度可以稍微放宽些,没有像后者为设置剪力铰进行强迫和龙的可能及为更换剪力铰处支座的麻烦。
混凝土简支梁桥的构造
混凝土简支梁桥是一种建造在河流、道路或铁路上的桥梁结构。
它的主要构造组成包括桥墩、桥台、梁、支座和栏杆等部分。
桥墩是桥梁结构的支撑结构,其底部通常设置在桥基或岩石上。
桥墩通常采用矩形或圆形截面,并通过钢筋混凝土加固。
桥墩还要承担风荷载和横向力等作用。
桥台是简支梁桥的另一个重要组成部分,通常设置在桥墩的两端。
桥台用于固定桥梁的端部,通过桥台将桥梁的荷载引入桥墩中,并将其分散到地基上。
通常包括上部结构和下部结构两个部分。
梁是桥梁结构的主要承载构件,其作用是将车辆和行人的荷载引向桥墩上,并通过桥墩将荷载分散到地基上。
梁通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土制成。
支座是用于支撑梁的构件,通常由橡胶、钢板和钢筋混凝土等材料组成。
支座的作用是缓解梁的变形和震动,并通过支座引导荷载到桥墩上。
栏杆是桥梁结构的一部分,通常用于保护行人和车辆。
栏杆通常采用钢筋混凝土或钢制构造,并根据需要设置反光装置等安全设施。
目录第一章设计基本资料 (1)一、设计题目选择 (1)二、桥址概况 (1)第二章钢筋混凝土简支 T 形梁桥上部结构设计 (2)一、上部结构布置 (2)(一)主梁布置 (2)(二)截面主要尺寸拟定 (2)(三)横截面沿跨长的变化 (4)(四)横隔梁设置 (4)二、行车板计算 (4)(一)计算图示:按单向板计算 (4)(二)恒载弯矩计算 (4)(三)活载弯矩计算 (5)(四)翼缘板配筋及强度复核 (6)三、主梁计算 (8)(一)跨中截面荷载横向分布系数计算(偏心压力法) (8)(二)支点截面荷载横向分布系数计算(杠杆原理法) (10)(三)内力计算 (11)(四)配筋及强度复核 (19)(五)持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 (35)(六)持久状况正常使用极限状态下挠度验算 (36)四、横隔梁计算 (40)(一)确定作用在跨中横隔梁上的可变作用 (40)(二)跨中横梁的作用效应影响线计算 (40)(三)截面作用效应计算 (43)(四)横隔梁截面配筋及验算 (44)结束语 (49)致谢 (50)参考文献 (51)附录 (52)第一章设计基本资料一、设计题目选择桥梁全长 L=16m混凝土简支梁桥上部结构主要设计技术指标:1. 设计荷载:公路—Ⅰ级人群荷载 3KN/㎡2. 桥梁宽度:净宽 7 米+2×1米桥下净空:≧6米3. 设计时速:80km/h4. 桥面横坡、纵坡:双向 2%,横坡由 C40 混凝土桥面铺装控制5. 梁截面类型:普通钢筋混凝土简支 T 梁6. 主梁跨径和全长标准跨径 LB=16m计算跨径 LP=15. 5m 主梁全长 L 全=15. 96m7. 桥轴平面线型:直线材料:混凝土:C30 钢筋:主钢筋,弯起钢筋和架立钢筋用Ⅱ级,其它用 I 级。
桥面铺装:沥青混凝土 6c m,C40 防水混凝土10c m;二、桥址概况1.该桥设计车速 80km/h,桥位于直线段内,桥位起迄中心桩号为K22+105~K22+121。