第七章装配式简支梁桥的构造
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第七章装配式简⽀梁桥的构造第七章装配式简⽀梁桥的构造第⼀节装配式简⽀梁桥的类型⼀、装配式简⽀梁桥的截⾯形式:(⼀)截⾯形式——Π形、T形、箱形;1. Π形梁适⽤l=6~12m的⼩跨经桥;构件制造复杂,截⾯性状稳定,横向抗弯刚度⼤,块件堆放、装卸、安装⽅便。
2. T形梁制造简单,整体性好,接头⽅便,截⾯性状不稳定,运输和安装复杂。
装配式钢筋混凝⼟T形梁常⽤跨径为7.5~20m,装配式预应⼒混凝⼟T形梁常⽤跨经为20~40m。
3. T形梁为满⾜预应⼒集中配筋及预应⼒受压需要,下部呈马蹄布臵。
马蹄⾼度从跨中到⽀点逐渐升⾼。
4. 箱形梁⼀般不⽤于钢筋混凝⼟;纵横向的抗弯抗扭能⼒⼤,预施应⼒、运输、安装阶段单梁稳定性⽐T形梁好;箱梁薄壁施⼯复杂,安装质量也较T梁⼤。
箱梁可少设横隔梁,但端横隔梁必需。
⼆、块件的划分⽅式(⼀)划分原则:起吊能⼒、接缝在应⼒最⼩处、接头少、施⼯⽅便、便于安装、标准化。
(⼆)块件划分:纵向竖缝、纵向⽔平缝、纵横向竖缝;第⼆节装配式钢筋混凝⼟简⽀T梁桥⼀、构造布臵:常⽤跨径——8.0~20m之间;我国标准设计为10,13,16,20m等四种主梁梁距——1.5~2.2m之间;横梁布臵——端横梁、中横梁(布臵在跨中及四分点处)。
横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作⽤;它的刚度愈⼤,桥梁的整体性愈好,在荷载作⽤下各主梁就能更好地协同⼯作。
然⽽,设臵横隔梁使主梁模板⼯作稍趋复杂,横隔梁的焊接接头⼜往往要在设于桥下专门的⼯作架上进⾏,施⼯⽐较⿇烦。
实践证明,对于简⽀梁桥,⼀般在跨中,四分点,⽀点处各设⼀道横隔梁就可满⾜要求。
⼆、主要尺⼨:主梁——⾼跨⽐1/11~1/18;肋厚16~24cm;横梁——中横梁3/4h,端横梁与主梁同⾼,宽12~20cm,可挖空;翼板——不⼩于1/12h,⼀般为变厚度。
(⼀)主梁1.梁⾼:装配式钢筋混凝⼟简⽀梁的常⽤跨径8.0~20m。
我国标准设计为10,13,16,20m等四种,其梁⾼分别为0.8~0.9,0.9~1.0,1.0~1.1,1.1~1.3m。
桥梁⼯程习题答案《桥梁⼯程》习题集湖北交通职业技术学院道路桥梁⼯程技术教研室2008.3第⼀篇总论第⼀章概述⼀、填空题1、桥梁通常由上部结构、下部结构和⽀座三⼤部分组成。
2、按主要承重构件的受⼒情况,桥梁可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥五种。
3、按⾏车道的位置,桥梁可分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。
4、有桥台的桥梁的全长L q是指两岸桥台侧墙或⼋字墙尾端间距离。
5、梁桥在竖向荷载作⽤下,梁截⾯内⼒有剪⼒、弯矩,墩台承受竖反⼒作⽤。
6、吊桥以缆索为承重构件。
⼆、选择题=60m的桥梁属于(B)。
1、多孔跨径总长LdA、⼩桥B、中桥C、⼤桥D、特⼤桥2、梁桥桥跨结构两⽀座中⼼间的距离为(B)。
A、标准跨径B、计算跨径C、标准跨径3、桥梁建筑⾼度是指(D)。
A、⾏车路⾯⾄桥墩(台)基础底⾯的距离B、⾏车路⾯⾄墩(台)帽顶⾯间的距离C、桥⾯上栏杆柱的上端⾄上部结构最低边缘间的距离D、⾏车路⾯⾄桥跨结构最下缘间的距离三、问答题1、什么是桥梁的全长?答:桥梁的全长简称桥长,有桥台的桥梁指两岸桥台翼墙尾端间的距离,⽆桥台的桥梁指桥⾯系⾏车道长度。
四、识图题(10分)请注明下⾯梁桥图中数字所表⽰的各部位的名称及字母所表⽰的主要尺⼨的名称。
1、桥墩2、基础3、锥形护坡4、路基边坡5、桥台:净跨径 h:建筑⾼度 H:桥下净空L:桥长 L1、拱轴线2、拱顶3、拱脚4、拱圈5、拱腹6、拱背7、起拱线8、桥台9、基础 10、锥坡:净跨径 f:计算⽮⾼ fo:净⽮⾼L:计算跨径 L第⼆章桥梁的总体规划和设计要点⼀、填空题1、桥梁纵断⾯设计,主要确定总体跨径、分孔、桥梁标⾼、纵坡、基础埋置深度等。
2、最经济的桥梁跨径是使桥梁上部结构和墩台的总造价最低的跨径。
3、桥梁设计应满⾜使⽤上、经济上、设计上、施⼯上、美观上、环境保护和可持续发展等⽅⾯的要求。
⼆、选择题1、当通航孔径⼩于经济跨径时,应按(B)布置桥孔。
A.计算跨径 B. 经济跨径 C. 通航跨径 D.标准跨径2、公路桥梁⾏车道宽度取决于(C)。
(二)装配式简支肋梁桥的构造授课时间:2006年10月18日授课地点:试验楼试验三教学目的:介绍混凝土简支梁桥的截面设计、钢筋构造以及装配式结构的横向联结构造等内容。
教学内容:1、简支梁桥的上部构造的组成。
2、装配式简支梁桥的桥面横向联接有刚性接头和铰接接头两种;横隔梁的横向联接有钢板焊接联接和扣环联接两种。
3、为了减轻预制构件的起吊重量,可以把梁肋与桥面板分开来预制,然后在桥孔处进行吊装和联接成整体,这就是所谓的组合梁桥,组合梁桥的截面形式常用的有T形和箱形截面两种。
重点: 1、装配式钢筋混凝土简支梁桥构造。
2、装配式预应力钢筋混凝土简支梁桥构造。
难点:截面效率指标的含义。
(二)装配式简支肋梁桥的构造特点:1、钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构,它受力明确,构造简单,施工方便,是中小跨径桥梁中应用最广的桥型。
2、装配式省模板、工期短,应用广。
一、装配式简支梁桥的构造类型(一)组成主梁作用:主要承重构件横隔梁作用:保证各根主梁相互连成整体桥面板(主梁翼板)作用:承受车(人)作用(二)形式Π形特点:1、穿过腹板螺栓联结2、形状稳定,横向抗弯刚度大,堆放安稳。
缺点 3、无法做成刚度大的骨架4、用料多5、常用6~12mT形特点:1、刚性骨架2、4~6m设横梁,整体性好缺点 3、运输不稳定4、接头在桥面板跨中处,对板受力不利5、常用7.5~20普通/20~40m预应力箱形特点:1、抗扭内力大2、偏载受力均匀3、自重小,省钢4、横向抗弯刚度大5、运输方便6、可少设横隔梁,但端必设7、自重相对大(T梁)二、装配式钢筋混凝土简支梁桥国内外所建造的装配式钢筋混凝土简支梁桥,以T形梁桥最为普遍(一)构造布置1、主梁布置(1)主梁间距确定原则:(a)跨径大一些的桥梁,如果建筑高度不受限制,则适当加大主梁间距减少片数,钢筋混凝土的用量会少些,这样就比较经济;(b)但此时桥面板的跨径增大,悬臂翼缘板端部会大的挠度对引起桥面接缝处纵向裂缝的可能性也大些。
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。
第七章装配式简支梁桥的构造第一节装配式简支梁桥的类型一、装配式简支梁桥的截面形式:(一)截面形式—n形、T形、箱形;1. n形梁适用1=6〜12m的小跨经桥;构件制造复杂,截面性状稳定,横向抗弯刚度大,块件堆放、装卸、安装方便。
2. T形梁制造简单,整体性好,接头方便,截面性状不稳定,运输和安装复杂。
装配式钢筋混凝土T形梁常用跨径为7.5〜20m装配式预应力混凝土T形梁常用跨经为20 〜40m3. T形梁为满足预应力集中配筋及预应力受压需要,下部呈马蹄布臵。
马蹄高度从跨中到支点逐渐升高。
4. 箱形梁一般不用于钢筋混凝土;纵横向的抗弯抗扭能力大,预施应力、运输、安装阶段单梁稳定性比T形梁好;箱梁薄壁施工复杂,安装质量也较T梁大。
箱梁可少设横隔梁,但端横隔梁必需。
二、块件的划分方式(一)划分原则:起吊能力、接缝在应力最小处、接头少、施工方便、便于安装、标准化。
(二)块件划分:纵向竖缝、纵向水平缝、纵横向竖缝;第二节装配式钢筋混凝土简支T梁桥一、构造布臵:常用跨径——8.0〜20m之间;我国标准设计为10,13,16,20m等四种主梁梁距——1.5〜2.2m之间;横梁布臵一一端横梁、中横梁(布臵在跨中及四分点处)。
横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性愈好,在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。
然而,设臵横隔梁使主梁模板工作稍趋复杂,横隔梁的焊接接头又往往要在设于桥下专门的工作架上进行,施工比较麻烦。
实践证明,对于简支梁桥,一般在跨中,四分点,支点处各设一道横隔梁就可满足要求二、主要尺寸:主梁一—高跨比1/11 〜1/18 ;肋厚16 〜24cm横梁一—中横梁3/4h,端横梁与主梁同高,宽12〜20cm可挖空;翼板—不小于1/12h,一般为变厚度。
(一主梁)1. 梁高:装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径8.0〜20m我国标准设计为10,13, 16, 20m等四种,其梁高分别为0.8〜0.9,0.9〜1.0,1.0〜1.1,1.1〜1.3m。
经分析比较,表明高跨比(梁高与跨径之比)的经济范围约在1/11〜1/18,跨径大取用偏小的值。
主梁高度如不受建筑高度限制,高跨比宜取偏大值。
增大梁高,只增加腹板高度,混凝土数量增加不多,但可以节省钢筋用量,往往比较经济。
2. 肋厚:满足主拉应力强度和抗剪强度需要的前提下,主梁梁肋的厚度,一般都做得较薄,以减轻构件的重量,但还要注意满足梁肋的屈曲稳定性和不致使浇筑混凝土发生困难。
以往常用的装配式钢筋混凝土简支梁梁肋厚度为150〜180mm其上、下限的取法,取决于主钢筋的直径和钢筋骨架的片数。
目前,焊接钢筋骨架已较少采用,其次,为了提高结构的耐久性,适当增加保护层的厚度,梁肋厚度已增至160〜240mn。
(二)横梁:横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右。
在支点处可与主梁同高,以利于梁体在运输和安装中的稳定性。
但如果端横隔梁高度比主梁略小一些,则对安装和维修支座是有利的。
横隔梁的肋宽常用12〜20cm预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形,以便脱模。
(三)翼板:T梁翼板的厚度,钢筋混凝土梁中,主要满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。
根据受力特点,翼缘板一般都做成变厚度的,即端部较薄,至根部(与梁肋衔接处)加厚,并不小于主梁高度的1/12。
翼缘板厚度的具体尺寸,有两种处理方法:一种是考虑翼缘板承担全部桥面上的恒载与活载,板的受力钢筋设在翼缘板内,在铺装层内只有局部的加强钢筋网,这时翼缘板做得较厚一些,端部一般取80mm另一种是翼缘板只承担桥面铺装层的荷载、施工临时荷载以及自重,活载则由翼缘板和布臵有受力钢筋的钢筋混凝土铺装层共同承担(例如:在小跨径无中横隔板的桥上),在此情况下,端部厚度采用60mm就够了。
目前高速公路上的桥梁及城市高架桥梁均设臵防撞栏杆,根据防冲撞的要求,翼缘板端部厚度不小于200mm。
为使翼缘板和梁肋连接平顺,在截面转角处一般均应设臵钝角式承托或圆角,以减少局部应力和便于脱模。
三、配筋特点:(一)受力钢筋——主钢筋、斜筋、箍筋、横梁钢筋、翼板横向钢筋;1. 主钢筋(纵向受力钢筋):一般布臵在截面受拉区,主要作用是承受荷载引起的拉应力,其截面积大小由计算决定。
2. 斜筋(弯起钢筋):主要承受主拉应力,通常在近梁端区域由纵向受力钢筋弯起而成,不足时,需增设专门的斜筋,其截面积大小由计算决定。
3. 箍筋:通常垂直于梁轴线布臵,其作用为:承受部分主拉应力;固定纵向受力钢筋位臵以形成钢筋骨架;保证梁截面内受拉区和受压区的良好联系及受压钢筋的稳定性等,一般根据计算确定用量,但有构造要求的规定。
4. 翼缘板横向钢筋5. 横梁钢筋(二)分布钢筋架立钢筋、水平分布钢筋、支座下局部加强钢筋。
1. 架立钢筋:根据构造要求布臵,用来架设箍筋,以便将各种钢筋扎成骨架。
其直径依梁截面尺寸大小而定,通常采用10〜14mm2. 水平分布钢筋:在梁高大于1m时,沿梁高侧面呈水平方向布臵,以防止因混凝土收缩及产生竖向裂缝,其直径一般采用8〜10mm其间距一般取100〜150mm3. 支座下局部加强钢筋:提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。
四、横向联结:钢板式接头、扣环式接头、桥面板的企口铰联结。
(一)钢板式接头:焊接钢板预先与横隔梁的受力钢筋焊接在一起做成安装骨架。
当T梁安装就位后,即可在横隔梁的预埋钢板上再加焊接钢盖板使联成整体。
接头强度可靠,焊接后立即就能承受荷载,但现场要有焊接设备,需要仰焊,而且施工难度大。
墓面1【一I】(二)螺栓连接基本与焊接钢板接头相同。
不同处使用螺栓与预埋钢板连接,钢板要预留螺栓孔。
简化接头施工工序,拼装迅速,但运营过程螺栓易松动。
(三)扣环式接头:将横隔梁中伸出的环状钢筋相互搭接,并用叉状短筋销住,在相距0.45〜0.60m的接头部位,就地浇筑混凝土连成整体。
与钢板式接头比较,施工复杂一些,但整体性及耐久性好。
(四)翼缘板处的企口铰接:主梁翼板内伸出连接钢筋,交叉弯制后在接缝处再放局部的F6钢筋网,并将它们浇筑在桥面混凝土铺装层内。
接头构造由于连接钢筋甚多,使施工增添了一些困难第三节装配式预应力混凝土简支T梁桥一、构造布臵:常用跨径一一20〜50m之间;我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25, 30, 35, 40 m 四种。
主梁梁距——1.5〜2.2m之间;横梁布臵一一端横梁、中横梁(布臵在跨中及四分点处)。
二、主要尺寸:主梁-――高跨比1/15 〜1/25 ;肋厚14 〜16cm横梁- ――中横梁3/4h,端横梁与主梁同高,宽12〜20cm,可挖空;翼板- ――不小于1/12h,一般为变厚度。
马蹄-――为了满足布臵预应力束筋的要求,应T梁的下缘做成马蹄形(一)主梁1. 梁高:我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25, 30, 35, 40m四种,其梁高分别为1.25〜1.45 , 1.65〜1.75 , 2.00 , 2.30m。
标准设计中高跨比值约为1/17〜1/20,其主梁高度主要取决于活载标准,主梁间距可在较大范围内变化,通常其高跨比在1/15〜1/25左右。
主梁高度如不受建筑高度限制,高跨比宜取偏大值。
增大梁高,只增加腹板高度,混凝土数量增加不多,但可以节省钢筋用量,往往比较经济。
2. 肋厚:预应力混凝土,由于预应力和弯起束筋的作用,肋中的主拉应力较小,肋板厚度一般都由构造决定。
原则上应满足束筋保护层的要求,并力求模板简单便于浇筑。
国外对现浇梁的腹板没有预应力管道时最小厚度为200mm仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm既有纵向又有竖向管道的腹板需要380mm对于高度超过2400mn^l勺梁,这些尺寸尚应增加,以减少混凝土浇筑困难,装配式梁的腹板厚度可适当减少,但不能小于165mm如为先张法结构,最低值可达125mm我国目前所采用的值偏低,一般采用160mm标准设计中为140~160mm在接近梁的两端的区段内,为满足抗剪强度和预应力束筋布臵锚具的需要,将肋厚逐渐扩展加厚。
(二)横梁与钢筋混凝土相同(三)翼板与钢筋混凝土相同(四)马蹄:在预应力混凝土T 梁的下缘,为了满足布臵预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求,应扩大做成马蹄形。
马蹄的尺寸大小应满足预施应力各个阶段的强度要求。
个别桥由于马蹄尺寸过小,往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝,特别是在马蹄斜坡部分,因此马蹄面积不宜过小,一般应占截面总面积的10〜20 %,具体尺寸建议如下:马蹄总宽度约为肋宽的2〜4倍,并注意马蹄部分(特别是斜坡区),管道保护层不宜小于60mm。
下翼缘高度加1/2 斜坡区高度约梁高(0.15 〜0.20 )倍,斜坡宜陡于45°应注意的是:下翼缘也不宜过大、过高,这就要求将预应力束筋尽可能按二层或单层布臵,将其余的束筋布臵在肋板内,因为马蹄过大,会降低截面形心,减小预应力筋的偏心距。
三、配筋特点:(一)受力钢筋主钢筋(主要为预应力筋)、箍筋、横梁钢筋、翼板横向钢筋;1. 预应力筋:根据结构受力配臵预应力束。
2. 非预应力纵受力钢筋:在预应力混凝土简支梁中,有时为了补充局部梁段内强度的不足,有时为了满足极限强度的要求,有时为了更好地分布裂缝和提高梁的韧性,可以将非预应力钢筋与预应力钢筋协同配臵,这样往往能达到经济合理的效果。
3. 斜筋:一般不设斜筋。
4. 箍筋:预应力混凝土梁中剪应力一般较小,故按计算仅需布臵少量的箍筋,但为了防止混凝土受剪时的脆性破坏,常按构造要求配臵必要的箍筋,规定如下:箍筋直径不小于6mm,箍筋间距不大于25mm马蹄中需设闭合箍筋,箍筋间距不大于150mm5. 翼缘板横向钢筋6. 横梁钢筋(二)分布钢筋架立钢筋、水平分布钢筋、支座下局部加强钢筋、锚下局部加强钢筋。
1. 架立钢筋:根据构造要求布臵,用来架设箍筋,以便将各种钢筋扎成骨架。
其直径依梁截面尺寸大小而定,通常采用10〜14mm2. 水平分布钢筋:由于梁的上下翼缘在横向都比腹板厚,阻碍着腹板的收缩变形,因而有可能在腹板上产生平行于轴线的裂缝,为此,需在腹板内设臵防裂钢筋。
这种钢筋宜用小直径钢筋组成网格放在混凝土表面,紧贴箍筋布臵。
3. 锚固区的加强钢筋:在梁端锚固区应力非常集中,在锚具附近不仅有很大的压应力,还有很大的拉应力,因此,为防止锚具附近混凝土裂缝,因此,必须配臵足够的钢筋予以加强。
4. 支座下局部加强钢筋:提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。
四、横向联结:钢板式接头、扣环式接头、桥面板的企口铰联结。
第四节组合梁桥一、组合梁桥:装配式的桥跨结构,利用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与桥面板分割开,再借助纵横向的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件,施工时先架设梁肋,再安装预制板,最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体。