橋梁工程概論課件

第五章 混凝土簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)10/13/20231李亞東：《橋梁工程概論》第五章混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造特點(diǎn)混凝土簡(jiǎn)支梁橋的預(yù)制和施工方法混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算背景圖片：浙江瑞安飛云江橋中國最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，最大跨度62m第一節(jié) 混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造特點(diǎn)10/13/20232李亞東：《橋梁工程概論》第五章概述單孔靜定結(jié)構(gòu)，受力明確構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于在工廠內(nèi)或工地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)施工方便 ，裝配式的施工方法，可以大量節(jié)約模板支架木材，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期，顯著加快建橋速度中小跨徑橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋型一、截面型式三種類型：板橋（6m以下）、肋板式橋和箱型梁橋公路板橋截面10/13/20233李亞東：《橋梁工程概論》第五章鐵路板橋截面肋板式梁橋－∏型和T型∏型↑公路∏型←鐵路∏型不需橫向聯(lián)結(jié)支座脫空問題較少應(yīng)用11/19/20234李亞東：《橋梁工程概論》第五章公路T梁橋整體式雙主梁式裝配式鐵路T梁橋11/19/20235李亞東：《橋梁工程概論》第五章箱型梁橋公路橋11/19/20236李亞東：《橋梁工程概論》第五章鐵路橋美國中小跨度公路橋梁的常用截面形式11/19/20237李亞東：《橋梁工程概論》第五章二、分塊方式11/19/20238李亞東：《橋梁工程概論》第五章裝配式梁橋預(yù)制拼裝單元的劃分－直接影響到結(jié)構(gòu)受力、構(gòu)件預(yù)制、運(yùn)輸和安裝以及拼裝接頭的施工等問題，也與所選用的橫截面型式緊密相關(guān)。塊件劃分的一般原則：

考慮運(yùn)輸工具和裝吊設(shè)備的承載能力，裝載限界的要求；

構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單，并且盡可能少用接頭。

塊件形狀和尺寸應(yīng)力求標(biāo)準(zhǔn)化。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋常用的分塊方式有–縱向豎縫劃分–縱向水平縫劃分–縱橫向豎縫劃分縱向豎縫劃分應(yīng)用最為普遍。在這種結(jié)構(gòu)中，作為主要承重構(gòu)件的各根主梁，包括相應(yīng)行車道板，都是整體預(yù)制的，接頭和接縫僅布置在次要構(gòu)件——橫隔梁（板）和行車道板內(nèi)。這種劃分方法使主梁受力可靠，施工也方便。縱向豎縫11/19/20239李亞東：《橋梁工程概論》第五章縱向豎縫縱向水平縫劃分水平縫11/19/202310李亞東：《橋梁工程概論》第五章用縱向水平縫將橋梁的全部梁肋與板分割開來，再借助縱橫向的豎縫將板劃分成平面呈矩形的預(yù)制構(gòu)件，施工時(shí)先架設(shè)梁肋，再安裝預(yù)制板，最后在接縫內(nèi)或連同在板上現(xiàn)澆一部分混凝土使結(jié)構(gòu)連成整體。縱縫11/19/202311李亞東：《橋梁工程概論》第五章橫向分段塊件的預(yù)應(yīng)力連接預(yù)留縱、橫向預(yù)應(yīng)力孔道剪力鍵槽11/19/202312李亞東：《橋梁工程概論》第五章三、結(jié)構(gòu)布置介紹：板橋（整體式、裝配式）肋板式橋（公路、鐵路T型梁）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁（一）板橋1、整體式板橋11/19/202313李亞東：《橋梁工程概論》第五章11/19/202314李亞東：《橋梁工程概論》第五章腹板加厚斷縫11/19/202315李亞東：《橋梁工程概論》第五章中橫隔板端橫隔板2、公路橋11/19/202316李亞東：《橋梁工程概論》第五章橫隔板接頭構(gòu)造11/19/202317李亞東：《橋梁工程概論》第五章（三）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁11/19/202318李亞東：《橋梁工程概論》第五章其主要優(yōu)點(diǎn)是：1、采用高強(qiáng)度鋼筋，可節(jié)約鋼材20－40%；2、預(yù)加壓應(yīng)力大大提高梁體的抗裂性，并增加了梁的耐久性；3、由于利用高標(biāo)號(hào)混凝土，截面尺寸減小，梁體自重減輕，可以增大跨越能力，也有利于運(yùn)輸和架設(shè)；4、混凝土全截面受壓，充分發(fā)揮了混凝土抗壓性能的優(yōu)勢(shì)，也提高了梁的剛度。道碴橋面后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖（l

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24.0m）11/19/202319李亞東：《橋梁工程概論》第五章道碴橋面后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖(續(xù)）11/19/202320李亞東：《橋梁工程概論》第五章公路預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖（l

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29.16m）11/19/202321李亞東：《橋梁工程概論》第五章四、鋼筋構(gòu)造11/19/202322李亞東：《橋梁工程概論》第五章（一）一般構(gòu)造梁內(nèi)鋼筋可分為兩大類：

受力鋼筋，對(duì)于鋼筋混凝土梁而言，主要是指梁彎曲后承受沿梁軸方向拉力的主筋和承受腹板內(nèi)斜拉力的斜筋和箍筋（或稱蹬筋）；

構(gòu)造鋼筋，其中包括施工時(shí)為便于綁扎成型和固定主要鋼筋位置的

“ 架立筋

”

以及難于通過計(jì)算確定其受力大小而憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的輔助鋼筋。（二）公路鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁鋼筋構(gòu)造實(shí)例

1、板橋2、裝配式T型梁橋整體式簡(jiǎn)支板橋11/19/202323李亞東：《橋梁工程概論》第五章用于板間搭接主筋11/19/202324李亞東：《橋梁工程概論》第五章架立筋鋼筋骨架架立筋短斜筋箍筋縱向防裂鋼筋11/19/202325李亞東：《橋梁工程概論》第五章（三）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁鋼筋構(gòu)造特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋

1、預(yù)應(yīng)力筋的縱向布置11/19/202326李亞東：《橋梁工程概論》第五章2、預(yù)應(yīng)力筋的錨固布置分散、均勻、對(duì)稱原則11/19/202327李亞東：《橋梁工程概論》第五章鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋布置圖（跨度l

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24.0m）11/19/202328李亞東：《橋梁工程概論》第五章五、T梁截面尺寸擬定11/19/202329李亞東：《橋梁工程概論》第五章（一）梁高取決于經(jīng)濟(jì)、梁重、建筑高度以及運(yùn)輸凈空等因素，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)還要考慮梁的標(biāo)準(zhǔn)化，提高互換性。（二）梁肋厚度取決于最大主拉應(yīng)力和主筋布置要求。（三）上翼緣板尺寸上翼緣板寬度視主梁間距而定，翼板的厚度應(yīng)滿足強(qiáng)度和構(gòu)造最小尺寸的要求。（四）下翼緣尺寸根據(jù)主筋數(shù)量、類型、排列以及規(guī)定的鋼筋凈距和保護(hù)層厚度加以確定。第二節(jié) 混凝土簡(jiǎn)支梁橋的預(yù)制和施工方法11/19/202330李亞東：《橋梁工程概論》第五章一、概述11/19/202331李亞東：《橋梁工程概論》第五章施工方法：就地澆筑和預(yù)制安裝。就地澆筑－無需預(yù)制場(chǎng)地，不需要大型吊運(yùn)設(shè)備，梁體的主筋也不中斷。但是，需要支架，工期長(zhǎng)，施工質(zhì)量不如預(yù)制容易控制，而且對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于收縮和徐變引起的應(yīng)力損失也較大。預(yù)制安裝－上、下部結(jié)構(gòu)可平行施工，工期短；混凝土收縮徐變的影響小，質(zhì)量易于控制；有利于機(jī)械化生產(chǎn)。但需要設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地和擁有必要的運(yùn)輸和吊裝設(shè)備，而且當(dāng)預(yù)制塊件之間的受力鋼筋中斷時(shí)需要作接縫處理。二、混凝土簡(jiǎn)支梁橋的預(yù)制11/19/202332李亞東：《橋梁工程概論》第五章（一）模板和支架模板－用于澆筑混凝土，形成結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的臨時(shí)性板塊結(jié)構(gòu)支架－用于在施工過程中臨時(shí)支承梁體作用－模板和支架不僅控制梁體尺寸精度，影響施工進(jìn)度和混凝土澆筑質(zhì)量，還影響施工安全。要求－

具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)荷載；

保證工程構(gòu)造物的設(shè)計(jì)形狀、尺寸及各部分相互之間位置的正確性；

構(gòu)造和制作力求簡(jiǎn)單，裝拆既要方便又要盡量減少構(gòu)件的損傷，以提高裝、拆、運(yùn)的速度和增加周轉(zhuǎn)使用的次數(shù)。1、模板的類型和構(gòu)造按制作材料分類－木模板、鋼模板、鋼木結(jié)合模板；也可因地制宜利用土?；虼u模來制梁。按模板的裝拆方法分類－零拼式模板、分片裝拆式模板、整體裝拆式模板等。T梁木模板11/19/202333李亞東：《橋梁工程概論》第五章鋼模板、鋼木模板構(gòu)造11/19/202334李亞東：《橋梁工程概論》第五章采用木?，F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁11/19/202335李亞東：《橋梁工程概論》第五章承臺(tái)分片拆裝式鋼模板11/19/202336李亞東：《橋梁工程概論》第五章2、臨時(shí)支架就地澆筑梁橋時(shí)，需要在梁下搭設(shè)簡(jiǎn)易臨時(shí)支架(falsework)。與腳手架(贗架，scaffolding)的區(qū)別。材料可采用木結(jié)構(gòu)，也可采用工具式鋼結(jié)構(gòu)拼裝，如軍用梁、工具式鋼管、萬能桿件等。11/19/202337李亞東：《橋梁工程概論》第五章虎門大橋索塔支架施工11/19/202338李亞東：《橋梁工程概論》第五章某斜拉橋邊跨現(xiàn)澆段萬能桿件支架11/19/202339李亞東：《橋梁工程概論》第五章（二）鋼筋工作11/19/202340李亞東：《橋梁工程概論》第五章1、鋼筋的準(zhǔn)備抽樣試驗(yàn)（質(zhì)量檢查）→整直→除銹去污→劃線下料（設(shè)計(jì)折線尺寸與實(shí)際下料尺寸）2、鋼筋彎制成型和接頭工作平臺(tái)，手工或電動(dòng)彎筋器，標(biāo)準(zhǔn)彎鉤。鋼筋的接頭一般采用電焊（閃光對(duì)焊，電弧焊等），現(xiàn)多采用套筒冷擠壓和直螺紋連接。焊接接頭在構(gòu)件內(nèi)應(yīng)盡量錯(cuò)開布置，且受拉主鋼筋的接頭截面積不得超過受力鋼筋總截面積的50%。3、鋼筋骨架的組成焊接鋼筋骨架，單片平面骨架→立體骨架，焊接變形，綁扎鋼筋順序及注意事項(xiàng)。鋼筋直螺紋（套筒）連接11/19/202341李亞東：《橋梁工程概論》第五章鋼筋骨架焊接及預(yù)留拱度T梁跨徑（m）＜10101620工作臺(tái)上預(yù)留拱度（cm）33～54～65～711/19/202342李亞東：《橋梁工程概論》第五章（三）混凝土工作11/19/202343李亞東：《橋梁工程概論》第五章主要工序：配制→運(yùn)送→澆筑→養(yǎng)護(hù)→拆（脫）模配制－上料順序（石-水泥-砂），機(jī)械或人工攪拌，坍落度，水灰比，添加劑（早強(qiáng)、泵送、抗裂等）運(yùn)送－轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，時(shí)間和距離，離析、泌水和灰漿流失現(xiàn)象澆筑－澆注工藝，插入（平板）式振搗器，分層澆筑時(shí)的早凝及結(jié)合縫的處理養(yǎng)護(hù)－與溫度、濕度的關(guān)系，自然養(yǎng)護(hù)，蒸氣法養(yǎng)護(hù)，大體積混凝土的水化熱拆模－當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25

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50%時(shí)，即可拆除梁的側(cè)模；達(dá)到設(shè)計(jì)吊裝強(qiáng)度并不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的

70%時(shí)，就可起吊主梁；脫模劑混凝土拌合站11/19/202344李亞東：《橋梁工程概論》第五章混凝土缺陷裂縫、蜂窩、麻面、露筋、空洞腐蝕、表面剝落、碳化等11/19/202345李亞東：《橋梁工程概論》第五章混凝土澆筑示意a)水平層澆筑11/19/202346李亞東：《橋梁工程概論》第五章b)斜層澆筑分段、分層澆筑順序三、混凝土簡(jiǎn)支梁橋的架設(shè)基本工序：起吊－移動(dòng)（縱移，橫移）－落梁（一）陸地架梁法（二）浮吊架梁法11/19/202347李亞東：《橋梁工程概論》第五章東海大橋浮吊架設(shè)混凝土箱梁11/19/202348李亞東：《橋梁工程概論》第五章（三）架橋機(jī)架梁法閘門式架橋機(jī)架梁步驟：安裝梁縱向拖拉就位，支腿支承在架梁孔的前墩上；前（后）方起重橫梁運(yùn)梁前進(jìn)至安裝位置，固定橫梁；落梁，墩頂橫移就位；整孔梁（多片）架設(shè)完后，鋪設(shè)移動(dòng)安裝梁的軌道。重復(fù)上述工序，直至全橋架設(shè)完畢。11/19/202349李亞東：《橋梁工程概論》第五章JQ－2A型公路架橋機(jī)11/19/202350李亞東：《橋梁工程概論》第五章雙導(dǎo)梁公路架橋機(jī)11/19/202351李亞東：《橋梁工程概論》第五章DF－III型公路架橋機(jī)11/19/202352李亞東：《橋梁工程概論》第五章斜纜式架橋機(jī)（江陰大橋，跨度50m）11/19/202353李亞東：《橋梁工程概論》第五章貝雷桁架式架橋機(jī)11/19/202354李亞東：《橋梁工程概論》第五章門式起重機(jī)架橋11/19/202355李亞東：《橋梁工程概論》第五章