橋梁工程課件2-4-12裝配式簡(jiǎn)支梁橋

第四章裝配式簡(jiǎn)支梁橋的

設(shè)計(jì)與構(gòu)造

2021/10/10星期日1鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋?qū)儆趩慰嘴o定結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：具有受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，中小跨徑（10～40m）橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋型。2021/10/10星期日2§4-1裝配式簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造類型

構(gòu)造類型主要指：主梁橫截面形式

沿縱截面上的橫隔梁布置

吊裝塊件的劃分方式塊件的連接集整方法

2021/10/10星期日3一．裝配式簡(jiǎn)支梁橋的截面型式（有三種：∏、T和□箱形）2021/10/10星期日4∏形梁特點(diǎn)（圖2-4-1a）①

橫向連結(jié):塊件間用穿過腹板的螺栓連結(jié)（相鄰腹板栓結(jié)）。②

適應(yīng)跨徑：6～12m（小橋）。③

優(yōu)點(diǎn)：截面形狀穩(wěn)定，橫向剛度大，堆放、裝卸及安裝均方便。④缺點(diǎn)：制造較復(fù)雜，通常用鋼筋網(wǎng)配筋，難以形成鋼筋骨架，自重大，跨度小。2021/10/10星期日5

T形梁特點(diǎn)（圖2-4-1b）①橫向連結(jié):ⅰ鋼板焊接；ⅱ濕接（現(xiàn)澆）；ⅲ橫隔梁的作用*。*參見圖2-4-7。②適應(yīng)跨徑：鋼筋混凝土7.5～20m；預(yù)應(yīng)力混凝土20～40m。③

優(yōu)點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單,易制成鋼筋骨架,通常配有橫梁,整體性好.④缺點(diǎn)：截面形狀不穩(wěn)定，運(yùn)輸安裝復(fù)雜，橋面板在板的跨中接頭，對(duì)板的受力不利。注意事項(xiàng)：在保證抗剪的條件下，盡可能減小腹板厚，但小于15～16cm的腹板是很難保證澆鑄質(zhì)量的。當(dāng)需要時(shí)，梁肋底部做成馬蹄形。2021/10/10星期日6圖2-4-7裝配式T形簡(jiǎn)支梁橋2021/10/10星期日7箱形梁特點(diǎn)（圖2-4-1h）①橫向連結(jié):ⅰ翼板之間鋼板焊接；ⅱ橫隔板；?，F(xiàn)澆面板。②適應(yīng)跨徑：鋼筋混凝土20m左右，一般不做鋼筋砼簡(jiǎn)支箱梁，主要是受拉區(qū)砼不參與工作，只增加自重，可用于小跨徑的連續(xù)彎橋；預(yù)應(yīng)力混凝土20～40m。③優(yōu)點(diǎn)：抗扭剛度大，橫向偏心荷載作用下，各梁受力均勻，比其它截面形式的梁節(jié)省鋼材；橫向抗彎剛度大，穩(wěn)定性好。箱形梁可以做成薄壁結(jié)構(gòu)，能夠減輕自重，增大跨越能力。④

缺點(diǎn)：預(yù)制施工復(fù)雜，安裝重量大。2021/10/10星期日8橫梁—也叫橫隔梁，橫隔板橫梁的作用①橫梁之間的接頭與橋面板的接縫一道,將裝配式塊件連成整體。②由于其抵抗橫向彎矩的剛度遠(yuǎn)大于橋面板的剛度，所以在荷載橫向分配中起主要作用。橫梁的布設(shè)原則①

對(duì)于普通的梁式橋，3～5根（道），視跨徑大小而定。②

對(duì)于箱形梁橋，可以不設(shè)，但端橫梁通常是必要的。③

當(dāng)橫梁高度較大時(shí)，為減輕重量，橫梁應(yīng)挖空。2021/10/10星期日9二．裝配式梁橋的塊件劃分方式影響塊件劃分的因素①梁的橫截面形式；②構(gòu)件的預(yù)制、運(yùn)輸與起吊安裝能力；③結(jié)構(gòu)的受力；④接頭的拼裝施工。這些因素是互相影響的。裝配式梁橋設(shè)計(jì)中的塊件劃分原則①.

最大尺寸及重量應(yīng)滿足預(yù)制、運(yùn)輸及安裝的能力要求；②.

塊件劃分應(yīng)滿足受力要求，接頭應(yīng)設(shè)置于內(nèi)力較小處；③.

拼裝接頭盡量要少，接頭型式要牢固可靠，施工方便；④.

構(gòu)件的外形尺寸要便于預(yù)制、運(yùn)輸和安裝；⑤.

構(gòu)件的尺寸應(yīng)力求標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)件的種類應(yīng)盡量減少。

2021/10/10星期日10(一)縱向豎縫劃分①適用的截面形式：∏形、T形和箱形梁，在簡(jiǎn)支梁橋中應(yīng)用最為普遍。②構(gòu)造：各主梁，包括相應(yīng)的行車道板都是整體預(yù)制的。接頭或接縫設(shè)在次要部分（橫梁及行車道板）內(nèi)。對(duì)于∏形梁則為栓接接縫。③縱向豎縫劃分的優(yōu)點(diǎn)：主梁受力可靠，施工方便，工期短。④缺點(diǎn)：構(gòu)件尺寸大，重量大，增加運(yùn)輸安裝方面的困難。Fig.2-4-2。⑤針對(duì)吊裝重量大所作的改良：減窄預(yù)制件，其余部分現(xiàn)澆，也叫濕接縫。由此帶來的缺點(diǎn)是：延長(zhǎng)了施工周期。flash2021/10/10星期日11(二)縱向水平縫劃分特點(diǎn)：采用縱向水平縫將梁肋與板分割，再用縱橫向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，最后現(xiàn)澆接縫，形成組合梁板。主要形式：①T形——用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁板。②箱形——用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁板。優(yōu)點(diǎn)：拼裝單元尺寸小，便于吊裝和運(yùn)輸。(Fig.2-4-2)缺點(diǎn)：施工復(fù)雜，結(jié)合面必須保證足夠的抗剪強(qiáng)度。flash2021/10/10星期日12行車道板部分又有兩種方式：ⅰ現(xiàn)澆式整體板；ⅱ劃分成其平面呈矩形的預(yù)制塊件。通常稱這種劃分方式的梁為組合梁橋。如：I形（T形）組合梁、箱形組合梁。

組合梁的受力特點(diǎn)：①組合梁梁肋頂緣的壓應(yīng)力最大。②組合梁受拉鋼筋應(yīng)力比普通梁大。2021/10/10星期日13(三)縱、橫向豎縫劃分特點(diǎn)：對(duì)縱向豎縫的主梁用橫向豎縫劃分為若干小的梁段，然后用預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)壓應(yīng)力將其肋成整體。(串聯(lián)梁)Fig.2-4-4優(yōu)點(diǎn)：預(yù)制件小，便于運(yùn)輸和吊裝。缺點(diǎn)：對(duì)預(yù)制件加工精度高，接縫間隙不應(yīng)大于環(huán)氧樹脂涂層的厚度。(實(shí)際制作中采用全梁預(yù)制和間隔澆筑方法予以解決)橫向分段塊件的形式：

對(duì)于箱形、槽形梁段也可將預(yù)應(yīng)力筋直接設(shè)在底板上面，待張拉以后再澆筑混凝土覆蓋層。2021/10/10星期日142021/10/10星期日15串聯(lián)梁的分段形式2021/10/10星期日16§4-2裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋

常用的是T形梁橋，我國(guó)公路橋標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為10.13.16.20m四種。flash2021/10/10星期日17一．構(gòu)造布置(一)主梁布置主梁的片數(shù)與間距：一般為1.5～2.2m；對(duì)于凈—7+2×1.00的橋?qū)?，通常布置為五梁式?二)橫隔梁布置①

端橫梁必須設(shè)（滿足受力與安裝運(yùn)輸?shù)囊螅?；?/p>

中橫梁應(yīng)設(shè)1～3道，視跨徑而定。2021/10/10星期日18二．截面尺寸(一)主梁梁肋尺寸肋高：通過對(duì)10m和20m的T梁經(jīng)濟(jì)分析，高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍1/11-1/16（跨徑大的取小值）。跨徑為10，13，16和20m的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的梁高為：0.9，1.0，1.1和1.3m。肋寬：①

滿足抗剪要求；②

不產(chǎn)生屈曲；③

宜于澆筑混凝土?xí)r振搗；④

滿足構(gòu)造要求；⑤越薄越好，以減輕重量。通常的寬度一般為15～18cm，視鋼筋構(gòu)造而定。（凈保護(hù)層）2021/10/10星期日19(二)橫隔梁尺寸橫隔梁高①保證足夠的抗彎剛度，一般要有3/4h（主梁高）；②當(dāng)主梁肋有馬蹄時(shí)，橫梁高應(yīng)至馬蹄的加寬處；③端橫梁可以與主梁同高，以利運(yùn)輸及安裝后的穩(wěn)定，但維修檢查支座時(shí)又有不便。如何取舍，可視工地的運(yùn)輸、安裝具體情況而定。橫梁寬：通常為12～16cm即可滿足受力及構(gòu)造要求。為便于脫模，宜做成楔形（上寬下窄、內(nèi)寬外窄）。2021/10/10星期日20(三)主梁翼板尺寸翼板的寬度①視主梁間距：≤主梁間距；②當(dāng)為濕接縫時(shí)，<主梁間距；③實(shí)際制作中的尺寸，在①的情況下，應(yīng)小于主梁間距2cm，以滿足施工需要。翼板厚度①

應(yīng)滿足強(qiáng)度要求，端薄根厚漸變，根部為1/10h（主梁高）；②應(yīng)滿足構(gòu)造要求；③

根據(jù)施工情況所決定的受力圖式；Ⅰ板受力筋置入翼板內(nèi)：端部要10cm厚；*全部橋面上恒載、活載由翼板承擔(dān)Ⅱ板受力筋置于翼板外：端部要8cm厚。*恒載和施工臨時(shí)荷載翼板承擔(dān)，活載由翼板及鋪裝層共同承擔(dān)。

2021/10/10星期日212021/10/10星期日22三．主梁鋼筋構(gòu)造

主鋼筋、架立鋼筋、斜鋼筋、箍筋和分布鋼筋五種。2021/10/10星期日23(一)主鋼筋鋼筋面積：根據(jù)抗彎強(qiáng)度需要進(jìn)行計(jì)算，但要求不小于最小含筋率所需的面積。主鋼筋的錨固①

必須有不小于主筋面積20%的主鋼筋通過支點(diǎn)，且不少于2根。②

應(yīng)有兩根主筋過支點(diǎn)后在規(guī)定所允許的地方向上彎起至梁頂。其余過支點(diǎn)鋼筋，在允許的地方彎成直鉤（螺紋鋼筋）或半圓鉤（光圓鋼筋）(圖2-4-10)。③

跨內(nèi)主筋在不需要點(diǎn)之外h0/2處可以截?cái)嗷驈澠?。?dāng)彎起作斜筋用時(shí)，應(yīng)與斜筋的角度相同。2021/10/10星期日242021/10/10星期日25彎起筋與斜筋及架立筋一起，通常焊成骨架。在彎起點(diǎn)處或布有斜筋的地方施焊（單面或雙面）。主鋼筋的凈保護(hù)層厚（凈距）底部：3cm≤α<5cm側(cè)面：α≥2.5cm主筋骨架之間的凈距主筋布置≤三層α≥max（3cm，d）主筋布置>三層α≥max（4cm，1.25d）

2021/10/10星期日26(二)斜筋（包括彎起主筋、彎起筋及附加鋼筋）面積：根據(jù)抗剪需要，計(jì)算求得。（有相當(dāng)?shù)男苯钍侵鹘顝澠鸷笞餍苯畹模＝嵌龋?5°為宜，限制30°≤α≤60°。斜筋的錨固：必須與主筋及架立鋼筋焊成骨架整體。2021/10/10星期日27(三)架立鋼筋作用：固定箍筋和斜筋并使梁內(nèi)全部鋼筋形成立體或平面骨架。面積：其直徑可略小于主筋直徑，通常選用光圓鋼筋。焊接：通常與斜筋一起施焊，形成骨架。2021/10/10星期日28(四)箍筋面積①

滿足抗剪要求，按剪力包絡(luò)圖計(jì)算求得。②

滿足構(gòu)造要求：ⅰ大于最小配箍率；ⅱ每根箍筋所箍受拉筋每排不多于5根，所箍受壓筋每排不多于3根。箍筋間距S①

滿足抗剪要求；②

滿足構(gòu)造要求：ⅰS

≤min（h/2，40cm，受壓鋼筋15d）；ⅱ支點(diǎn)兩側(cè)各h范圍內(nèi)S≤10cm,ф≥8mm；ⅲ主橫梁交叉處不設(shè)箍筋。

2021/10/10星期日29

(五)分布鋼筋——也叫縱向防裂分布鋼筋面積：直徑：ф6，ф8，ф10密度：上疏（20～25cm），下密（13～15cm）凈距：≥1.5cm2021/10/10星期日30《橋規(guī)》規(guī)定鋼筋面混凝土保護(hù)層厚度為下圖所示。2021/10/10星期日31(六)焊接鋼筋骨架強(qiáng)度要求：焊縫處強(qiáng)度不低于鋼筋本身強(qiáng)度焊縫長(zhǎng)度要求（圖2-4-12）：①對(duì)于利用主鋼筋彎起的斜筋，在起彎處應(yīng)與其他主筋相焊接，可采用每邊各長(zhǎng)2.5d的雙面焊縫或一邊長(zhǎng)5d的單面焊縫（A）。彎起鋼筋的末端與架立鋼筋（或其它主筋）相焊接時(shí)，采用長(zhǎng)5d的雙面焊縫或10d的單面焊縫（B）。d為受力鋼筋直徑。②對(duì)于附加的斜筋，其與主筋或架立筋的焊縫長(zhǎng)度，采用每邊各長(zhǎng)5d的雙面焊縫或10d的單面焊縫（C、D）。③各層主鋼筋相互焊接固定的焊縫長(zhǎng)度，采用2.5d的雙面焊縫或5d的單面焊縫（E）。2021/10/10星期日322021/10/10星期日33主梁翼板鋼筋（主筋、分布筋）主筋沿橫向布置在板的上緣①

滿足懸臂抗彎（負(fù)彎矩）強(qiáng)度要求。②

滿足構(gòu)造要求。直徑≥10mm，每米板寬內(nèi)≥5根。分布筋順主梁跨徑方向設(shè)置滿足構(gòu)造要求。直徑≥6mm，間距≤25cm；單位板寬內(nèi)截面積≥主筋截面積15%有橫隔梁部位分布筋的截面積應(yīng)增至主筋截面積的30%2021/10/10星期日34梁端的鋼筋加強(qiáng)：因溫度以及行車振動(dòng)影響，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生梁端劈裂現(xiàn)象，為此，可在端部底層鋼筋的上、下側(cè)各設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行加強(qiáng)。2021/10/10星期日35鋼筋的錨固：

由彎矩包絡(luò)圖得到的鋼筋理論切斷點(diǎn)必須長(zhǎng)一個(gè)至少最小錨固長(zhǎng)度的距離才能作為實(shí)際斷點(diǎn)。2021/10/10星期日36實(shí)例介紹

設(shè)計(jì)跨徑為20m的T梁，荷載為汽車—15級(jí)，掛車荷載為掛—80，梁的實(shí)際全長(zhǎng)19.96(其中4cm為伸縮縫)。支座中心至主梁端距離為0.23m，2021/10/10星期日372021/10/10星期日38四.裝配式主梁的連接構(gòu)造裝配式各主梁均需橫向連接方能形成整體受力，這種連接主要通過端橫隔梁和中橫隔梁與主梁的接頭實(shí)現(xiàn)的，因此接頭需要較好的整體性以及抗疲勞性。中主梁與中橫隔梁的連接構(gòu)造通過預(yù)埋鋼板和受力鋼筋的焊接方式，而端橫隔梁的焊接鋼板接頭近墩臺(tái)一側(cè)無法施焊，故焊接接頭只設(shè)于內(nèi)側(cè)。