组合结构桥梁设计PPT
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第四章装配式简支梁桥的设计与构造钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥特点:属于单孔静定结构,受力明确、构造简单、施工方便,中小跨径桥梁中应用最广泛装配式施工方法特点:大量节约模板支架木材,降低劳动强度,缩短工期,显著加快建桥速度第四章装配式简支梁桥的设计与构造Array第一节装配式简支梁桥的构造类型 第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥 第三节装配式预应力混凝土简支梁桥第四节组合梁桥装配式简支梁桥构造类型的采用依据:跨径大小、是否施加预应力、运输和施工条件等 构造类型涉及内容:装配式主梁的横截面形式、沿纵截面上的横隔梁布置、块件的划分方式以及块件的连接集整第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式按主梁的截面形式分类Π形梁桥T 形梁桥箱形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型(c)(a)(b)(a)(b)(c)T形梁桥箱形梁桥Π形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式Π形梁桥说明:块件之间用穿过腹板的螺栓连接优点:截面形状稳定、横向抗弯刚度大、块件堆放、装卸、安装方便缺点:通常用钢筋网做配筋,难以做成刚度大的钢筋骨架经验结论:跨度较大时Π形梁桥混凝土、钢筋用量较T形梁桥大,构件重,一般用于6-12m的小跨径,目前很少采用第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式T形梁桥说明:主梁之间借助间距4-6m的横隔梁连接优点:制作简单、整体性好、接头方便缺点:截面形状不稳定、运输和安装较为复杂、构件在桥面板的跨中接头对板受力不利经验结论:常用跨径为7.5-20m(钢筋混凝土)、20-40m(预应力),目前在装配式简支梁中应用最广泛。
发展趋势:保证抗剪等条件下,减少梁肋(腹板)厚度,以期减少构件自重装配式简支梁桥的截面形式T 形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式箱形梁桥说明:一般情况下受拉区混凝土不参与工作,多余箱梁底板增大自重,全截面受力预应力混凝土梁例外优点:抗扭能力大、横向抗弯刚度大、在预施应力、运输安装阶段单梁稳定性比T梁好、可做成薄壁结构、减少板厚节省钢筋缺点:箱梁薄壁构件预制施工较复杂、单根箱梁的安装质量通常比T梁大第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式其他说明:装配式梁桥通常借助沿纵向配置的横隔梁的接头和桥面板的接缝练成整体,以使桥上车辆荷载能分配给各主梁共同负担,鉴于横隔梁的抗弯刚度远比桥面板大,横隔梁对荷载分配起主要作用跨度内无横隔梁的装配式简支梁桥的主梁间的横向联系主要由加强桥面板来实现横隔梁高度大时可将其中部挖空,挖空部分边缘做成钝角并配置钢筋第一节装配式简支梁桥的构造类型块件划分方式装配式梁桥块件的划分遵循一般原则重量符合现有运输工具和起吊设备的承载能力 满足受力要求,接头尽量设在内力较小处尽可能少用接头,接头形式要牢固可靠构件便于预制、运输和安装块件形状和尺寸标准化块件划分方式钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用分块方式纵向竖缝划分纵向水平缝划分 纵横向竖缝划分第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型块件划分方式纵向竖缝划分简支梁桥中应用最普遍(见上横截面图示)。
3.4 组合梁桥组合梁桥也是一种装配式的桥跨结构,它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板(翼板)分割开来,桥面板再借纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板,这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。
施工时先架设梁肋,再安装预制板(有时采用微弯板以节省钢筋),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。
目前,国内外常用的组合式梁桥有两种形式:Ⅰ形组合梁桥和箱形组合梁桥,其横截面如图3.36所示。
前者适用于钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥,后者只适用于预应力混凝土梁桥。
图3.36组合式梁桥横截面a)、b)I形组合梁桥;c)箱形组合梁桥组合梁桥的优点在于可以显著减小预制构件的重量和尺寸,减小预制构件占用的场地,便于运输和吊装,施工时不需另设支架和模板。
但由于组合梁桥的截面将主要承重构件拦腰划为两部分,因此在受力性能方面存在不足。
设计时应加以考虑:1、结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位。
为保证组合梁上下部分结合成一整体受弯构件,必须加强结合面的强度。
为此应适当加大I形梁上缘的宽度,并保证其与预制板结合处的现浇混凝土层的厚度不小于150mm,预制梁顶面还应做成凹凸不小于6mm的粗糟面。
预制梁的箍筋应伸入现浇桥面板,其伸入长度应不小于箍筋直径的10倍,以增强彼此间的结合。
2、组合梁是分阶段受力的。
在第一阶段,梁肋架设后,所有事后安装的预制板和现浇桥面混凝土及横隔梁的重量,连同梁肋本身的自重,均由尺寸较小的预制I字形梁肋来承受。
第二阶段即运营阶段,车辆荷载的作用则由组合梁全截面来承受。
这与整体预制的T梁由主梁全截面来承受全部结构重力不同,不带翼板的肋部的抗弯惯矩比整体的T梁小得多,这就必然大大增加了梁肋承受全部结构重力的负担,因而组合梁梁肋的上下缘应力远大于T梁上下缘的应力。
由此可知,组合式梁桥拼装单元吊装重量的减小,是用增加材料耗费和施工复杂性的代价换来的,故一般跨径不能做得太大。
所以,组合梁的全截面一般要比装配式的整体T梁为大,混凝土和钢筋用量就随之增加,梁肋混凝土用量的增加又导致了不利地加大恒载。
桥梁钢—混凝土组合结构设计原理(第二版),2017一、绪论1.1 组合结构的概念桥梁钢—混凝土组合结构是一种由钢结构和混凝土结构组合而成的结构,在桥梁工程中具有广泛的应用。
1.2 发展历史组合结构在桥梁工程中的应用可以追溯至19世纪,随着材料科学和结构设计理论的不断发展,组合结构的设计原理也得到了不断完善。
二、桥梁钢—混凝土组合结构的优势2.1 结构性能优越钢和混凝土两种材料各自具有不同的优势,组合结构能够充分发挥两种材料的性能,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
2.2 施工便利钢—混凝土组合结构能够充分利用工厂化生产的优势,实现模块化设计和快速施工。
三、桥梁钢—混凝土组合结构设计原理3.1 结构设计原则组合结构的设计原则包括梁板结构设计、腹板设计、节点设计等方面,需要考虑材料的组合、连接和受力性能。
3.2 荷载分析在进行组合结构设计时,需要对荷载情况进行详细的分析,包括静载荷、动载荷以及风荷载等。
四、桥梁钢—混凝土组合结构设计方法4.1 构件设计桥梁钢—混凝土组合结构的设计需要对构件进行合理的设计,包括梁板、腹板、拉杆等构件的设计。
4.2 连接设计钢—混凝土组合结构的连接设计是关键,需要考虑连接的刚度、强度和耐久性,以确保整个结构的稳定性和安全性。
五、桥梁钢—混凝土组合结构的应用5.1 欧洲经典案例欧洲地区有许多著名的桥梁钢—混凝土组合结构案例,例如米兰大桥、巴黎埃菲尔铁塔等。
5.2 我国发展现状近年来,随着我国桥梁建设的快速发展,桥梁钢—混凝土组合结构在我国也得到了广泛应用,例如深圳湾大桥、杭州湾大桥等。
六、桥梁钢—混凝土组合结构的未来发展随着材料科学和工程技术的不断进步,桥梁钢—混凝土组合结构在未来将会有更广阔的发展前景,可以结合新材料和新技术,实现轻质化、高强度化和耐久性的提升。
七、结论桥梁钢—混凝土组合结构作为一种高效、节能、环保的结构形式,在桥梁工程中具有重要的应用价值。
相信随着工程技术的不断进步和设计理论的不断完善,将会有更多具有创新性的桥梁钢—混凝土组合结构问世,为桥梁工程的发展贡献更多力量。