混凝土简支梁桥
5.1.5钢筋布置
(2)钢筋混凝土简支梁桥钢筋布置
1)装配式板桥 装配式板桥中板的钢筋构造,N1为受力钢筋,N2为架立钢筋,
N3、N4为箍筋, N5、N6为铰缝连接钢筋。板内钢筋均为直线钢 筋,箍筋保证抗剪强度。
5.1.5钢筋布置
(2)钢筋混凝土简支梁桥钢筋布置 2) 装配式T形梁桥 标准跨径20m的装配式T形梁的钢筋构造:
5.1.6钢筋布置
(2)装配式T梁的连接
2)扣环式接头 强度可靠、整体性好。
5.1.6钢筋布置
(3)桥面板的企口铰连接
钢筋混凝土T梁桥, 钢板式连接的翼板之间整体性差,只能作为 铰接悬臂板处理。装配式T梁标准设计中所采用的连接方式:将悬 臂板端部连接起来做成企口铰接。
5.2 行车道板计算
细集料混凝土填入铰内, 捣实形成混凝土铰; ②在铰缝内设置钢筋骨架, 与预制板内伸出的钢筋 绑扎在一起,浇筑混凝 土形成企口铰。 铰缝的上口宽度一般在 8~10cm,铰槽深度约 为预制板高的2/3。
5.1.6钢筋布置
(1)装配式板桥的横向联系
保证传递横向剪力,使各块板共同参与受力
2)钢板连接 构造:
外悬臂端厚度≥10cm,现浇纵缝厚度≥14cm。
(5)下翼缘尺寸
钢筋混凝土简支T梁,下翼缘与肋板等宽,预应力混凝土 T梁下翼缘做成马蹄形。
马蹄占截面总面积的1020%
马蹄总宽度约为肋宽的24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,高度约为梁高的(0.150.20) 倍,斜坡宜陡于45。
预应力筋弯起的益处
符合弯矩变化的规律 提高梁的抗剪能力 分散锚固,减小锚固区应力集中
4) 装配式预应力混凝土梁的构造示例(L=30m,汽-20,挂-100)
②纵向预应力筋的锚固 预应力筋的锚固分两种情形:在先张法梁中,预应力筋主要靠混 凝土的握裹力锚固在梁体内;在后张法梁中则通过各类锚具锚 固在梁端或梁顶。 a.先张法的锚固 力筋内的应力通过与混凝土之间的摩阻和粘结作用逐渐传递至 混凝土。 构件端截面加宽部分的长度不小于纵向预应力筋直径的20倍, 在锚固区内要配置足够的包围纵向预应力筋的封闭式箍筋或螺 旋箍筋。 b.后张法的锚固 锚下混凝土承受着很大的压力,混凝土中不仅有很大的压应力, 还有很大的拉应力。该区域的混凝土中须配置足够的钢筋以防 开裂。 锚具布置原则: “分散”、“均匀” ,锚具间距满足作业及 局部承压的基本要求。
单向板 双向板 悬臂板 铰接板
5.2.3 车轮在板上的分布
当车轮荷载的分布面积相对于跨径很小时,可近似地将车 轮当作点荷载,而不会引起较大误差;但当车轮分布面积相对 于跨径不可忽略时,则需将该荷载当作面荷载考虑。
实际的车轮分布较复杂,将其简化为a2×b2的矩形,并假
设该荷载沿45°角分布。铺装层厚度h
③其他钢筋的布置 主梁受力钢筋为预应力筋 箍筋 锚下局部加强钢筋 翼板横向钢筋 架立钢筋 分布钢筋 一般不设斜筋
下翼缘(下马蹄)内必须设置闭合式或螺旋形的加强箍筋, 其间距不大于15cm。预应力管道间的最小净距主要由灌注 混凝土的要求所确定,在有良好振捣工艺时,最小净距不小 于4cm。
开封黄河大桥为一跨越黄河的特大公 路桥。桥全长4475.09m,共108孔, 其中77孔为跨径50m的预应力混凝土 简支T型梁,其余31孔跨径为20m。 该桥主要技术特征:上部T梁采用部 分预应力A类构件设计,中墩盖梁改 为预应力混凝土结构,桥面连续长度 增至450m等。
普兰店海湾桥在沈大高速公路上,为一由较大跨度的预应力混 凝土简支梁组成。主桥为16孔50m鱼腹式简支梁,每片梁重
①纵向预应力筋布置 预应力混凝土简支梁主筋布置的共
同特点:在跨中均靠近梁的下缘布置, 通过对混凝土施加的压力来抵消荷载 引起的拉应力。
a、索界图
索界:根据预应力构件截面上下缘不出现拉应力原则,对于结构
最小外荷载(G1)、最不利荷载( G1 、G2、活载)分别确定预应力 在各个截面上偏心距的极限,将其分别连线可以得到上下两条曲线, 曲线所包含的区域即索界,两条曲线称为索界的上下限。
a2=a1+2h b2=b1+2h 局部轮压
5.2.4板的有效工作宽度
板在局部分布荷载作用下,不仅直接承压的板带要 参与工作,与其相邻的板带也要参与工作。
其宽度由下式确定:
荷载集度(kN/m2)
(1)单向板
荷载位于跨中
荷载位于支承处 荷载靠近板的支承附近
(单个荷载) (多个荷载)
(2)悬臂板
有效工作宽度
梁端处,肋板与马蹄同宽。
5.1.5钢筋布置
(1)一般构造 钢筋混凝土梁
1)受力钢筋:承受弯曲拉应力的主筋,承受腹板内主拉应力 的斜筋和箍筋。通过计算确定。
2)构造钢筋:根据构造要求布置的钢筋,包括:为形成钢筋 骨架和固定主要钢筋位置的架立筋,以及为防止出现混凝 土收缩裂缝而设置在梁肋内的分布钢筋。
在具体进行一座梁桥的设计计算时:一般采取自上而下的计 算顺序,即先计算桥面板的内力,再计算主梁的内力,最后设 计横隔梁、支座、牛腿等。
结构构件设计计算的一般过程
开始 拟定尺寸 内力计算 截面配筋验算
否
是否通过 是
计算结束
5.2.2 行车道板的类型 行车道板的作用——直接承受车轮荷载、荷载传递给主梁 分类
5.2.1 概述
桥梁结构设计程序:构造尺寸拟定、细部处理;结构和构件 的强度、刚度和稳定性等验算,检验设计是否符合安全、经 济的要求;如不符合,重新修改设计,直到满足要求为止。
桥梁计算分为上部结构计算和下部结构计算。上部结构计算 包括桥面板、主梁、横隔梁、支座以及其他细部构造(如悬臂 梁的牛腿等)的计算,同时还要考虑结构变形、施工验算或其 他特殊项目的验算。下部结构计算包括桥墩、桥台和基础的 计算。
1080KN
5.1 简支梁桥设计与构造
5.1.2 板桥构造与设计
(1)整体式板桥的构造 有实心板、矮肋板、空心板
中 板 构 造
5.1 简支梁桥设计与构造
5.1.2 板桥构造与设计
(2)装配式板桥的构造 有实心板、空心板
5.1 简支梁桥设计与构造
5.1.3 肋梁构造与设计
(1)装配式钢筋混凝土简支梁桥
N5为2根直径φ32的架立钢筋:它在梁端向下弯拆并与伸 出支承中心的主筋N1焊接。
钢筋骨架焊缝尺寸(图中为双面焊,单面应加倍)
5.1.5钢筋布置
(3)预应力混凝土简支梁桥配筋布置
1)装配式预应力混凝土梁的配筋特点 预应力混凝土梁内的配筋,除纵向预
应力筋外,其余钢筋与钢筋混凝土T形 梁内布置的钢筋基本相同。
3)预应力混凝土简支T梁桥
标准跨径30m的装配式预应力混凝土简支T梁。梁全 长29.96m,计算跨径28.90m。设计荷载为公路-I级,梁 肋中心距2.4m。
5.1.6钢筋布置
(1)装配式板桥的横向联系
保证传递横向剪力,使各块板共同参与受力
1)企口混凝土铰连接
型式有圆形、菱形和漏斗形3种。 铰缝的构造处理有两种: ①用与板梁同强度等级的
由于弯矩从跨中至梁端逐步减小,其索界的上下限也逐步上移。
b、减余剪力图
在任意截面内, 当预应力筋的预加 力Ny具有倾角α时, 对混凝土截面必然 产生与荷载剪力相 反的竖向分力(预 剪 力 ) Vy=sinα, 起弯的力筋愈多, 朝着支点方向所累 积的Vy值也愈大。 (第二图的齿状图 应反号,即Vy)
横隔梁布置: 除端横隔梁必须设置外,在跨内应增设1~ 3 道横隔梁。
5.1 简支梁桥设计与构造
5.1.3 肋梁构造与设计
(2)装配式预应力混凝土简支梁桥
当跨径超过20m(25~50m)时,一般采用预应力混凝土 梁,通常其高跨比在1/15-1/25左右。
横截面形式有T型、Π型、I型。
T梁的梁肋下部设马蹄。 装配式T梁: 主梁间距一般均在1.8~2.5m之间,标准图
T 梁截面特征
预加(N y N y )(ku ko ) M g 2 M p
截面效率指标: K
h
通常希望值 0.45~0.5以上 :带马蹄的T形截面(自重较大), 对称的工字形和箱形截面(二期恒载和活载较大)
(2)主梁梁肋尺寸 主梁高度: 高跨比1/16~1/18左右 梁肋宽度: 14 ~16cm (构造和施工要求) 下马蹄尺寸:a. 马蹄面积不少于全截面的10~20%; b.马蹄宽度为肋宽地~4倍; c.马蹄平均高度约为0.15h~0.2h,斜坡应陡于45度。
T梁设计荷载为原设计规范的汽车-15,挂车-80,梁的全 长为19.96m,全桥设置5道横隔梁,支座中心至主梁梁端的距 离为0.23m。
每根梁内总共配置了8根φ32和2根φ16的纵向Ⅱ级受力 钢筋,编号分别为N1、N2、N3、N4和N6,其中最下一层的2 根N1(占主筋截面的20%以上)通过梁端支承中心,其余8根沿 跨长按梁的弯矩图形在一定位置弯起。
5.2.5 行车道板内力计算 行车道板通常由弯矩控制设计。习惯上以1m宽板条
进行计算,根据板的有效工作宽度,就能够得到作用在 每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。 (1)多跨连续单向板的内力
计算中常采用简化方式:先求得同样计算跨径简支梁的跨中弯 矩M0 (组合),然后根据梁板的相对抗扭刚度加以修正。
(2)铰接悬臂板的内力 T形梁翼缘板用铰接方式连接,最大弯矩在悬臂根部。根据
计算分析可知,计算活载弯矩MAP时,最不利的荷载位置是把车 轮荷载对中布置在铰接处。
对于中、小跨径的桥梁,钢筋混凝土和预应力混凝土简 支梁桥是应用最广泛的桥型。目前国内外所采用的简支 梁桥绝大部分采用装配式结构。
装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径是8.0-20.0m,高 跨比的经济范围约在1/18-1/11。
装配式T梁: 主梁间距一般均在1.5~2.2m之间,标准图 为1.60m。高跨比约在1/16-1/11。