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装配式简支梁桥的构造_图文

第七章 装配式简支梁桥的构造

? 主要内容:
? ? ? ?
主要截面型式、构造特点; 钢筋混凝土简支梁桥; 预应力混凝土简支梁桥; 组合梁桥;

综述
? ?

? 简支梁桥是梁式桥中应用最早,使用最广泛的一种桥型。 ? 它受力简单,梁中只有正弯矩,常用T型截面梁这种构造
简单的截面形式; 体系温变,混凝土收缩徐变,张拉预应力等均不会在梁 中产生附加内力,设计计算方便,最易设计成各种标准 跨径的装配式结构。 由于简支梁是静定结构,结构内力不受地基变形的影响, 对基础要求较低,能适用于地基较差的桥址上建桥。 在多孔简支梁桥中,相邻桥孔各自单独受力,便于予制、 架设,简化施工管理,施工费用低,因此在城市高架、 跨河大桥的引桥上被广泛采用。 为减少伸缩缝装置,改善行车平整舒适,国内目前常采 用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥。

?
?

开封黄河公路大桥

开封黄河公路大桥,共108孔,77孔为50米预应力T梁,31孔为20 米钢筋混凝土T梁,450米一连桥面连续;

7-1

装配式简支梁桥的类型

? 模板化生产,易于系列
?
化、标准化; T型、箱型、TT型截面, 高宽比例适当,优化, 以增大抗弯惯距,增大 刚度; 20~60米有标准图; 跨度增大,梁重增加快; 措施—纵向分块、横向 分块(少用)

? ?

构件划分—减轻块重的措施 ? 桥梁施工方法的不同导致构件内力
的分配、应力分布的不同;

最常用装配式简支梁桥--T型截面
? 采用整体预制,纵向竖接缝(湿接头) ? 横隔梁4~5道; ? 预应力T型截面腹板底部作成马蹄形,利于
布置预应力,端部支承附近腹板加厚;

其它了解问题
? 梁肋与桥面板分离做法较少采用; ? 预制方法、施工安装顺序、加载过程不同
时,应注意恒载内力的叠加; ? 预应力布置一般在腹板内;

7-2 装配式钢筋混凝土简支梁桥

主要问题
? ? ? ?
1、一般构造; 2、主要截面尺寸; 3、配筋特点 4、联结、局部构造

一般构造、截面尺寸
? 20米以下跨径;
高跨比的经济范围 1/11~~1/16 10米跨,梁高0.9米; 13米跨-梁高>1.0米; 16米跨--梁高>1.1米; 20米跨--梁高>1.3米 腹板厚度15~18厘米 横隔梁比主梁稍矮,约3/4 主梁高,肋宽12~16厘米; 翼板比梁宽小2厘米;根部厚 度不小于主梁高1/12端部不 小于8厘米; –

?

? ?

?

钢筋砼铺装层构造

T 梁受力特点—弯距包络图

主梁配筋特点
? 包括纵向受力钢筋、弯起
(斜)钢筋、箍筋、防裂钢 筋、架立钢筋、分布钢筋 (构造)、局部加强钢筋; 受力特点抛物线正弯距,可 弯起部分主筋;但至少2根 不小于20%主筋通过支承截 面; 抗剪要求斜筋,起角45度; 箍筋间距不大于梁高3/4及 50厘米(一般10~20厘 米),第一根箍筋距支承边 缘5厘米处; 箍筋与混凝土承担60%,斜 筋40%;最大剪力距支座中 心h/2处;

?

?

?

? 通过支承截面不弯起的主 ?
拉钢筋,长度圆钢筋15d, 螺纹钢筋10d 保护层厚度,主钢筋离底 部净距不小于3厘米,不大 于5厘米,与侧面净距不小 与2.5厘米;箍筋不小于 1.5厘米;

钢筋联接 ? 焊接钢筋骨架,按规范焊缝强度不低于钢
筋本身强度

配筋特点--翼板钢筋、梁端加强钢筋

钢筋最小锚固长度
I级钢筋 II级钢筋 III级钢筋 (光圆) 5号钢(螺纹)(螺纹) 项目 10d+半圆钩 20d 25d 受压钢筋 30d+半圆钩 35d 40d 受拉钢筋 受压区 10d+半圆钩 20d 25d 35d 受弯构件及偏心受压构件的拉力钢筋 受拉区 20d+半圆钩 30d 受压区 10d+半圆钩 20d 25d 受拉区 20d+半圆钩 30d 35d 弯起钢筋末端的直线段

T梁配筋图

中主梁横隔梁构造

7-3

装配式预应力混凝土梁桥

? 比较广泛的桥梁结构形式; ? 跨径大于20米,目前可到65米; ? 其发展依赖于基本材料指标,如使用高强轻质混
凝土,高强预应力,预应力工艺、大吨位的张拉 设备,大型安装设备

T梁构造—立面、断面

截面尺寸
? 梁高一般取高跨比1/15~1/25,跨径大取小;梁宽一
?
般1.6~~2.5M,跨径大取大;也可作成鱼腹形 主梁腹板下端做成马蹄形(做法),宽度约为肋宽 的2~4倍,管道保护层不小于6厘米,配合预应力布 置腹板在梁端加厚,与马蹄同厚,并有过渡段 。 (>45 );肋宽一般构造决定,0.14~~0.20m,梁 端部预留预应力锚固张拉位置;

一般构造

横断面

主梁预应力索布置

T梁梁肋钢筋构造

横隔板细部构造、接头构造

行车道板钢筋构造图

预应力混凝土工作原理
? 未开裂预应力混凝土构
件,预应力产生的混凝 土法向应力:

? Ny---预应力; ? ey---预加力的合力至截
面重心的距离;

?

h

?

N
A

y

N e ?
y

y

y

I

? y— 计 算 的 点 至 截 面 重
心轴的距离;

截面特征
? 形心轴; ? 核心距
– 1)截面核心概 念 – 2)轴向压力在 上、下核心之间 移动,截面不产 生拉应力

普通钢筋砼T梁 与 预应力砼T梁的抗力效应比较
? 普通钢筋砼T梁
– ◎钢筋合力(拉应力)中心与砼合力(压应力)中心为“内力偶距” ; – ◎钢筋合力(拉应力合力)【或砼的压应力合力、二者为一对平衡力 】 为“内力”; – ◎ “内力偶距”、 “内力”的乘积构成抵抗弯矩; – ◎ “内力偶距” 基本不变, – “内力”变化(不同截面纵筋数量不同); – ◎以变化的“抵抗弯矩” 来抵抗荷载效应。 ? 预应力砼T梁 – ◎预应力筋合力(压应力)中心的“偏心距” 【内力偶距】。 – ◎预应力筋合力(压应力合力)为“偏心力”; – ◎ “偏心距” 、 “偏心力”的乘积构成“预加弯矩”; – ◎ “偏心距”变化—预应力筋弯起, – “偏心力”基本不变(弯起角不同,有少量变化)。 – ◎以变化的“预加弯矩” 来抵抗荷载效应。 – ◎◎ “预加弯矩” 在不同的阶段(或截面) ,其效应不同; – ◎◎在施工阶段(梁端)一部分是负效应; – ◎◎ “预加弯矩”要获得更大的正效应、避免过大的负效应,必须使 – “偏心距” 的允许变化范围尽可能的大。 – ◎◎ 使上、下缘都不出现拉应力,“偏心距”只能在上、下核心之内 变化。即:上、下核心距越大,预应力筋越好布置,效果越好。

预应力T梁截面受力特点

? 预加力阶段,上缘达到0应力;运营阶段,截面下缘应力为0; ? Ny*e’=Mg1;
– 偏距 e’ 抵消主梁自重,应在设计中使截面形心高一些以增大偏距; ? (Ny-△Ny)*(Ku+Ko)=Mg2+Mp;【 △Ny —预应力损失】 – 核心距K= Ku+Ko,反映运营阶段承载能力,K越大越节省预应力筋; ? 截面效率指标 ρ=K/h , 一般在0.45~~0.5以上较经济

配筋特点
? 纵向预应力钢筋,
尽可能采用后张 法曲线布置,对 抵抗弯距、剪力 有利;考虑预应 力损失弯起角不 能太大; ? 在跨中截面,尽 可能使预应力重 心靠下,满足构 造要求下,各束 预应力筋互相靠 近,减小马蹄尺 寸; ? 一般锚固在梁端 腹板,特殊情况 顶板可布置;

预应力向梁端弯起原因
? 索界的概念; ? 预应力向梁端起弯的原因:
– 减少梁端负弯矩,提供部分抗剪能力,分散锚下集中力、 便于布置锚具。

预应力向梁端弯起原因
? 减余剪力图 ? 弯起预应力筋产生
竖向分力,抵消梁 内剪力,减低腹板 内主拉应力; 跨径的1/3~1/4 点起弯,一般按圆 弧,弯起半径对钢 铰线、钢丝束不小 于4米;钢筋束按 钢筋直径范围 12<d≤25mm 为 4~15米;

?

锚固与局部加强
? 先张法
? 传递长度

锚固与局部加强
? 后张法锚固(见后) ? 防止局部的劈裂锚具下设置钢垫板、加强钢筋网、螺旋筋; ? 锚具的布置应符合净距要求,均匀布置;

后张法锚固—端部构造示意

普通钢筋按构造要求配置
? 注意马蹄钢筋、管道布置; ?
马蹄内应设闭合式箍筋, 间距不大于15厘米; 布置管道,橡胶抽拔管净 距不小于4厘米,铁皮套管 水平净距不小于4厘米;管 道至构件顶面、侧面净距 不小于3.5厘米,至底面不 小于5厘米; 管道内径比预应力筋外径 至少大1厘米

?

构造图-1

构造图-2

全桥横断面

主梁横断面

预应力钢束布置图1

预应力钢束布置图2

预应力钢束在梁端的平面布置

普通钢筋配筋图1

普通钢筋配筋图2

横隔板构造、配筋

横隔板构造、接缝

横隔板配筋2

行车道板钢筋1

行车道板钢筋2

7-4 组合梁桥

? 减轻预制重量,腹板(梁肋)与桥面板
(翼板)分开预制,再安装;

? 注意内力的叠加及内力重分布

组合梁桥概貌

少筋微弯板构造1

少筋微弯板构造2

弧形薄板与箱形主梁组合

预应力砼组合箱梁桥构造


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