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1、第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥,第一章概述第一节钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点第二节梁桥的主要类型及其适用情况第二章桥面布置与构造第一节桥面组成与布置第二节桥面铺装、防水及排水设施第三节桥面伸缩装置第四节人行道、栏杆与灯柱第三章板桥的构造第一节板桥的特点第二节简支板桥的构造第三节悬臂与连续板桥的构造特点第四节斜板桥的受力特征与构造,第四章装配式简支梁桥的构造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T形梁桥第三节装配式预应力混凝土T形梁桥第四节组合式梁桥第五章荷载横向分布计算第一节概述第二节杠杆原理法第三节偏心压力法第四节考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法第五节铰接板(梁
2、)法和刚接板(梁)法第六节比拟正交异性板法第七节剪力荷载横向分布系数计算,第六章简支梁桥的计算第一节主梁结构内力计算第二节横隔梁内力计算第三节桥面板的计算第四节结构挠度与预拱度计算第五节计算举例第七章悬臂和连续体系梁桥第一节悬臂和连续体系梁桥的一般特点第二节钢筋混凝土悬臂和连续体系梁桥的一般构造第三节预应力混凝土T型刚构桥第四节预应力混凝土连续体系梁桥第五节悬臂和连续体系梁桥计算要点,第八章桥梁支座第一节概述第二节支座的类型和构造第三节支座的计算,第一章概述 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥都是采用抗压性能好的混凝土和抗拉能力强的钢筋结合在一起建成的。梁桥是指结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反
3、力的无推力梁式体系的桥梁。钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥，按施工方法不同可分为整体式梁桥和装配式梁桥。钢筋混凝土与预应力混凝土梁桥在桥梁工程中占有较重要的地位，至今绝大多数中、小跨桥梁都属于钢筋混凝土与预应力混凝土梁式结构。,第一节钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点,一、钢筋混凝土梁桥的一般特点 钢筋混凝土梁桥是钢筋混凝土结构的一种结构类型，因此，它具有钢筋混凝土结构的所有特点，即：混凝土骨料可以就地取材，因而成本低；耐久性好，维修费用极少；材料可塑性强，可以按照设计意图做成各种形状的结构；可以采用装配式结构，工业化程度高，既提高工程质量又加快施工进度；整体性好，结构刚度大，变形小；噪声小等
4、。,钢筋混凝土梁桥，也有一些明显的不足之处 ：在钢筋混凝土梁桥中，在梁的受拉区布置有受力的钢筋，以承担外荷载产生的拉应力，钢筋和混凝土粘结在一起共同变形，由于受到混凝土裂缝宽度的限制，所以钢筋的拉应变或应力也将受到相应的制约。 另外，就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥，由于施工工期长，消耗的支架和模板多，而且施工受季节的影响很大，往往会使施工费用增加。装配式钢筋混凝土简支梁桥，其经济合理的最常用跨径在20m以下。悬臂梁与连续梁桥合宜的常用跨径约为6070m以下。,二、预应力钢筋混凝土梁桥的一般特点 预应力混凝土梁桥除了具有钢筋混凝土梁桥的所有优点外，还有下述重要特点： 1.能最有效地利用现代化的高
5、强材料(高强度混凝土、高强度钢材)，减小构件截面，显著降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。2.与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省3040%钢材，跨径愈大，节省愈多。3.全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁，在一般荷载下也无裂缝。4.预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。,要建造好一座预应力混凝土桥梁，首先要有作为预应力筋的优质高强度钢材和高强度混凝土，同时需要有一整套专门的预应力张拉设备和材质好、制作精度高的锚具，并且要掌握较复杂的施工工艺。预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m，连续刚构桥的最大跨径已
6、达301m。,第二节梁桥的主要类型及其适用情况,图2-1-1示出钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥各种体系的基本图式。一、按承重结构的静力体系分类(一)简支梁桥简支梁桥是梁桥中应用最早、使用最广泛的一种桥型(图2-1-1a) 。在钢筋混凝土简支梁桥中，经济合理的常用跨径在20m以下。我国预应力混凝土简支梁的标准跨径在40m以下。(二)悬臂体系梁桥将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。仅梁的一端悬出的称为单悬臂梁(图2-1-1b)；两端均悬出的称为双悬臂梁(图2-1-1c)。无论是钢筋混凝土或预应力混凝土悬臂梁桥，在实际桥梁工程中均较少采用。,NEXT,BACK,NEXT,T型刚构桥是一种具有悬
7、臂受力特点的梁式桥。因墩上伸出悬臂，形同T形，由此而得名。 钢筋混凝土T形刚构桥(图2-1-1d)是从墩上伸出较短的悬臂，跨中用简支挂梁组合而成。 预应力混凝土T型刚构桥分为跨中带剪刀铰和跨中设挂梁的两种基本类型，见图2-1-1e和f。其中带铰的T型刚构桥是超静定结构；跨中设挂梁的T型刚构桥是静定结构。钢筋混凝土T型刚构桥常用跨径在4050m左右，预应力混凝土T型刚构桥的常用跨径可在60200m。,(三)连续体系梁桥将简支梁梁体在支点上连续而成连续梁桥(图2-1-1g)。 钢筋混凝土连续梁桥同悬臂梁桥一样，因在施工上和使用上存在同样缺点而应用甚少，而预应力混凝土的连续梁的应用却非常广泛。 预应
8、力混凝土连续梁桥的常用跨径范围为40160m，最大跨径已达210m左右。连续刚构桥是预应力混凝土梁式桥型之一(图2-1-1h和i)，它综合了连续梁桥和T型刚构桥的受力特点，将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成。,二、按承重结构横截面型式分类 (一)板桥板桥的承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板（图2-1-2）。,(二)肋梁桥在承重结构横截面内形成明显肋形结构的梁桥称为肋梁桥。在此种桥上，梁肋(或称腹板)与顶部的钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构(图2-1-4)。,(三)箱形梁桥 横截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥简称为箱形梁桥。 图2-1-5a和b所示为单室和多室的整体式箱形梁桥的
9、横截面。图2-1-5c表示装配式的多室箱形截面，腹板和底板的一部分构成L型和倒T型的预制构件，在底板上留出纵向的现浇接头，顶板采用微弯板型式以节省钢材。,第一节桥面组成与布置,一、桥面的组成 钢筋混凝土和预应力混凝土桥的桥面部分通常包括桥面铺装、防水及排水设施、伸缩装置、人行道(或安全带)、缘石、栏杆与护栏、灯柱等构造。桥面直接与车辆、行人接触，它对桥梁的主要结构起保护作用，使桥梁能够正常使用。,第二章桥面布置与构造,二、桥面的布置 (一)双向车道布置双向车道布置是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上 。(二)分车道布置 行车道的上下行交通，在桥梁上按分隔设置式进行桥面布置，因而上下行交通互不
10、干扰，可提高行车速度，便于交通管理。,分车道布置可在桥面上设置分隔带，用以分隔上下行车辆，如图2-2-2a所示。也可以采分离式主梁布置，在主梁间设置分隔带，见图2-2-2b。有的桥梁采用分离式主梁，在两主梁间的桥面上不加联系，各自通行单向交通，见图2-2-2c。分隔带可以采用混凝土制作的护栏，如图2-2-3a所示 ，可用盖板分离，也可采用钢杆或钢索(链)分隔。钢制护栏的构造见图2-2-3b，护栏的立柱用盘状锚筋和垫板、螺栓锚固在梁的翼缘板上，以防止上拔。,图2-2-2分车道的桥面布置（尺寸单位：m）,BACK,BACK,第二节桥面铺装、防水及排水设施,一、桥面铺装桥面铺装即行车道铺装，亦称桥面
11、保护层，它是车轮直接作用的部分。桥面铺装的作用在于防止车辆轮胎直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。装配式钢筋混凝土、预应力混凝土梁桥一般采用水泥混凝土或沥青混凝土铺装，其厚度为0.060.08m。桥面铺装一般不作受力计算。 ,二、桥面纵、横坡桥面设置纵横坡，以利雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护了行车道板，延长桥梁使用寿命。桥面的纵坡，一般都做成双向纵坡，在桥中心设置竖曲线，纵坡一般以不超过3%为宜。对于沥青混凝土或水泥混凝土铺装，横坡一般采用1.52.0%。行车道路面普遍采用抛物线型横坡，人行道则用直线型。常用的设置型式有以下几种：1.
12、对于板桥或就地浇筑的肋梁桥，可以将横坡直接设在墩台顶部，而使桥梁上部构造做成双向倾斜，此时，铺装层在整个桥宽上做成等厚的；,2.在装配式肋板式梁桥中，为使主梁构造简单、架设与拼装方便，通常横坡不设在墩台顶部，而直接设在行车道板上。先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层，形成双向倾斜，再铺设等厚的混凝土铺装层；3.在装配式肋板式梁桥中，也有通过支座垫石高度变化来形成横坡，而免去做三角垫层的工序，使得施工简便； 4.在比较宽的桥梁(或城市桥梁)中，用三角垫层设置横坡将使混凝土用量或恒载重量增加太多。为此，可将行车道板做成倾斜面而形成横坡 。,三、防水层桥面的防水层，设置在行车道铺装层下边，它将透过铺
13、装层渗下的雨水汇集到排水设施(泄水管)排出。国内常用的为贴式防水层，由两层防水卷材(如油毛毡)和三层粘结材(沥青胶砂)相间组合而成，一般厚0.010.02m。行车道板与铺装层之间是否设置防水层应视当地气温、桥梁结构和桥面铺装型式等具体情况而定。图2-2-5中示出两种不同的桥面铺装型式。,NEXT,BACK,NEXT,四、桥面排水设施当桥面纵坡大于2%，而桥长大于50m时，为防止雨水积滞桥面就需要设置泄水管，每隔桥长1215m设置一个。当桥面纵坡小于2%时，泄水管就需要设置更密一些，一般每隔68m设置一个。泄水管的过水面积通常每平方米桥面上不少于210-4310-4m2。泄水管可沿行车道两侧左右
14、对称排列，也可交错排列。泄水管离缘石的距离为0.100.50m，见图2-2-5a。,泄水管也可布置在人行道下面，见图2-2-6。桥面水通过设在缘石或人行道构件侧面的进水孔流入泄水孔，并在泄水孔的三个周边设置相应的聚水槽，起到聚水、导流和拦截作用。为防止大块垃圾进入，堵塞泄水道，在进水的入口处设置金属栅门。,钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥上的泄水管道有下列几种型式：(一)金属泄水管图2-2-7a所示为一种构造比较完备的铸铁泄水管，适用于具有防水层的铺装结构。泄水管的内径一般为0.100.15m，管子下端应伸出行车道板底面以下至少0.150.20m，以防渗湿主梁梁肋表面。(二)钢筋混凝土泄水管图2-
15、2-7b所示为钢筋混凝土的泄水管构造，它适用于不设防水层而采用防水混凝土的铺装构造上，布置细节可参见图2-2-5a。,NEXT,BACK,(三)横向排水孔道对于一些跨径不大，不设人行道的小桥，有时为了简化构造和节省材料，可以直接在行车道两侧的安全带或缘石上预留横向孔道，用铁管或竹管等将水排出桥外(图2-2-8)。管口要伸出构件0.020.03m以便滴水。,(四)封闭式排水系统对于城市桥梁、立交桥及高速公路上的桥梁，应该避免泄水管挂在板下，这样既影响桥的外观，又有碍公共卫生。完整的排水系统应将排水管道直接引向地面，如图2-2-9所示。,小跨径桥，纵向排水管中的水应在箱梁中或在主梁腹板内侧通往桥台
16、，并用管道引向地面。在活动支座处，竖向管道的连接应使桥梁的纵向活动不受影响。在长桥中，纵向排水管可通向一个设在台帽上的大漏斗中排水。排水管道原则上不许现浇在混凝土内，因为冬天水管的堵塞可能冻裂混凝土，而应采用在混凝土中预留孔道或埋入直径较大的套管，然后再设置排水管道。在箱梁或箱墩中设置的排水管道系统，要在箱孔的深处预先考虑23个排水线路，以免一路受阻或爆裂而影响排水功能。,第三节桥面伸缩装置,一、对伸缩装置的要求为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形，需要在桥面伸缩缝处设置伸缩装置。这种装置称为桥面伸缩装置。对桥面伸缩装置，在设计与施工中，应全面考虑下述要求：1.能自由伸缩；2.牢固可靠；3.桥面
17、要保持平顺；4.要防止雨水和污物渗入阻塞；5.安装、检查、养护简易方便。,在设置伸缩装置处，栏杆与桥面铺装都要断开。伸缩装置必须与桥面牢固连接，如结构埋置太浅，在车辆不断冲击下会使其附近的桥面铺装崩碎破坏。在选择伸缩装置类型时，主要取决于因温度变化、混凝土徐变及收缩引起的桥梁的伸缩量。桥梁伸缩量的大小由计算确定，并考虑其他因素影响再增加20%的安全富裕量。,二、伸缩装置的类型(一)锌铁皮伸缩装置对于中小跨径的桥梁，当变形量在24cm以内时，常采用以锌铁皮为跨缝材料的伸缩装置，其构造如图2-2-10a所示。 处于人行道部分的伸缩装置，通常就用一层U型锌铁皮跨搭，其上再填充沥青膏来实现，其构造如图
18、2-2-10b所示。 (二)钢板伸缩装置 对于梁端变形量较大(46cm以上)的情况，可采用以钢板为跨缝材料的伸缩装置。图2-2-11a所示为最简单的钢板伸缩装置的构造。如果梁端的变形量更大，还可采用梳齿形伸缩装置，其构造如图2-2-11b所示。,NEXT,BACK,BACK,(三)橡胶板伸缩装置利用各种断面形状的优质橡胶带作为伸缩缝的填嵌材料，它既富于弹性，又易于胶贴(或胶接)，能满足变形要求和兼备防水的功能。橡胶带是厂制品，使用起来也很方便。目前在国内外已获得广泛采用。图2-2-12a所示伸缩装置是用氯丁橡胶制作的具有2个圆孔的嵌条。将梁架好后，在端部焊上角钢(角钢之间的净距可比橡胶嵌条的宽
19、度小1cm)，涂上胶后，再将橡胶嵌条强行嵌入。橡胶嵌条可随着人行道弯折，嵌条接头处用胶粘接。 变形量更大的大跨度桥上，可以采用橡胶与钢板或型钢组合的伸缩装置。组合伸缩装置多种多样，图2-2-12b所示由橡胶和型钢组成的SG型(模数式)伸缩装置的变形量最大可达64cm。,NEXT,BACK,为了提高行车的舒适性，减轻桥梁的养护工作和提高桥梁的使用寿命，就应力求减少伸缩装置的数量。近些年来，在建桥实践中将多孔简支梁桥的桥面铺装采取桥面连续的新颖结构措施，就是解决这一问题的办法之一。桥面连续措施的实质，就是将多孔简支梁在伸缩缝处施行铰接。伸缩缝处的桥面部分应当具有适应车辆荷载作用所需的柔性，并应有足
20、够的强度来随因温度变化和制动作用所产生的纵向力。这样，桥面连续的多孔简支梁桥，在竖直荷载作用下的变形状态属于简支体系，而在纵向水平力作用下则属于连续体系。,第四节人行道、栏杆与灯柱,一、人行道与安全带(一)人行道位于城镇和近郊的桥梁均应设置人行道。人行道一般高出行车道0.250.35m。在跨径较小的装配式板桥中，可专设人行道板梁(图2-2-13a)。在人行道内边缘设有缘石，以对人行道起保护作用。缘石可用石料或预制混凝土块砌筑，也可在板上现浇。在跨径小而人行道又宽的桥上，可在桥下用加高墩台盖梁来抬高人行道板梁，使它高出行车道的桥面(图2-2-13b)。在跨径较大的装配式板桥中，若专设人行道板梁就
21、会不经济，此时常制成一些人行道块件搁于板上(图2-2-13c)。,NEXT,BACK,NEXT,在装配式肋梁桥上，人行道通常都是做成预制块件安装的。按预制块分有分块式和整体式；按安装在桥上的型式分有悬臂式和搁置式两种。图2-2-14是一种分块预制悬臂式人行道的构造型式。图2-2-15是一种整体式预制人行道的构造型式。,NEXT,BACK,图2-2-16所示是具有高路缘的预制钢筋混凝土人行道构造。这样的人行道能可靠地防止车辆冲越以确保行人安全。人行道顶面一般铺设2cm厚的水泥砂浆或沥青砂作为面层，并做成倾向桥面的11.5%的排水横坡。桥面铺装中若设置贴式防水层，就要在人行道内侧设置缘石，以便把防
22、水层伸过缘石底面，从人行道与缘石之间的砌缝里向上叠起。此外，人行道在桥面断缝处也必须设置伸缩装置。,NEXT,BACK,(二)安全带不设人行道的桥上，两边应设宽度不少于0.25m，高为0.250.35m的护轮安全带。安全带可以做成预制块件或与桥面铺装层一起现浇。预制安全带有矩形截面和肋板式截面两种，见图2-2-17，以矩形截面最为常用。现浇的安全带宜每隔2.53m做一断缝，以免参与主梁受力而被损坏。,NEXT,二、栏杆与护栏 (一)栏杆 栏杆是桥上的安全设施，要求坚固；栏杆又是桥梁的表面建筑，也要有一个美好的艺术造型。栏杆的高度一般为80120cm，标准设计为100cm，栏杆的间距一般为160
23、270cm，标准设计为250cm。公路与城市道路的栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、钢、铸铁或钢与混凝土混合材料制作。从型式上可分为节间式与连续式。节间式由立柱、扶手及横档(或栏杆板)组成。 公路桥栏杆的材料和尺度与主体工程配合，常采用简单的上扶手、下扶手和栏杆柱组成(图2-3-18a) 。 城市桥梁的栏杆艺术造型应使栏杆与周围环境和桥梁本身相协调，这主要是指栏杆在型式、色调、图案和轮廓层次上应富有美感，而不是过分追求华丽的装饰。图2-2-18b、c所示是采用得较多的具有双菱形和长腰圆形预制花板的栏杆图式。,NEXT,BACK,(二)护栏护栏是用以封闭沿线两侧，不使人畜与非机动车辆闯入公路的隔离设施
24、，它同时具有吸收碰撞能量、迫使失控车辆改变方向并使其恢复到原有行驶方向，防止其越出路外或跌落桥下的作用。对于高速公路、一级公路等高等级公路上的特大桥、大桥和中桥，均应无条件的设置桥梁护栏，一般公路的特大、大、中桥在条件许可的情况下也应设置桥梁护栏。,桥梁上常采用钢筋混凝土墙式护栏、金属制梁柱式护栏和组合式桥梁护栏。钢筋混凝土墙式护栏有NJ型(图2-2-19a)和F型(图2-2-19b)两种，其中NJ型已为世界各国广泛使用；F型是近年来才使用的，它更适合于重交通的公路使用。金属制梁柱式护栏(图2-2-20)的横梁和立柱，是桥梁护栏的受力构件。它具有良好的吸收车辆碰撞能量的特性，以及便于加工和安装
25、的特点。组合式桥梁护栏(图2-2-21)是钢筋混凝土墙式护栏和金属制梁柱式护栏的一种组合形式。它兼有墙式护栏坚固和梁柱式护栏美观之优点，在高等级公路桥上使用得更普遍些。,NEXT,BACK,BACK,三、灯柱在城市及城郊行人和车辆较多的桥梁上，要有照明设备，一般采用灯柱在桥面上照明。灯柱可以利用栏柱，也可单独设在人行道内侧。照明用灯一般高出车道5m左右，灯柱的设计要经济合理，要确实能起到照明作用。同时也要符合在全桥的立面上具有统一的格调和型式。钢筋混凝土灯柱的柱脚可以就地浇筑并将钢筋锚固于桥面中。铸铁灯柱的柱脚可固定在预埋的锚固螺栓上。为了照明以及其它用途所需的电讯线路等通常都从人行道下的预留
26、孔道内通过。,第三章板桥的构造,第一节板桥的特点 板桥是小跨径钢筋混凝土桥中最常用的桥型之一。由于它建成以后上部结构的外形像一块薄板，故习惯称之为板桥。,板桥的特点如下：1.外形简单，制作方便。2.建筑高度小，适宜于桥下净空受到限制的桥梁使用。3.对于整体式板桥，比一般梁有更高的承载能力和更大的刚度。且极易适应斜、弯、坡及S形、喇叭形或形状更复杂桥梁的要求。4.对于装配式板桥的预制构件，便于工厂化生产，构件重量较轻，便于安装。5.整体式板桥，需要搭设施工支架，工期较长。一般为实心截面，其材料使用率亦较低。,板桥跨径超过一定限度时，截面的增高使自重加大。因此，钢筋混凝土简支板桥的标准跨径一般不超
27、过13m，预应力混凝土简支板桥不超过25m，而钢筋混凝土连续板桥的标准跨径不超过16m，预应力混凝土连续板桥不超过30m。,第二节简支板桥的构造,一、整体式板桥的构造整体式板桥的横截面一般都设计成等厚度的矩形截面，有时为了减轻自重也可将受拉区稍加挖空做成矮肋式板桥(图2-3-1)。对于修建在城市内的宽桥，也可以使板沿桥中线断开，将一桥化为并列的二桥。为了缩短墩台的长度，也有将人行道做成悬臂型式从板的两侧挑出，但这样会带来施工的不便。,根据桥规规定，钢筋混凝土板的主钢筋直径不应小于10mm，间距不应大于20cm。考虑到当车辆在偏近板边行驶时，参与受力的板宽要比中间的小，除在板中间的2/3范围内按
28、计算需要量进行配筋外，在两侧各1/6的范围内应比中间的增加15%。整体式板的主拉应力较小，按计算可以不设弯起的斜钢筋，但习惯上仍然将一部分主筋按30或45的角度，在跨径1/41/6处弯起。通过支点不弯起的主钢筋每米板宽内不应少于三根，并不应少于主钢筋截面面积的1/4。整体式板桥的跨径通常与板宽相差不大，故在荷载作用下实际上处于双向受力状态。因此，除了依据计算配置纵向受力钢筋以外，还要在板内设置垂直于主钢筋的横向分布钢筋。分布钢筋设在主钢筋的内侧，其直径不应小于8mm，间距不应大于20cm，截面面积不宜小于板的截面面积的0.1%。在主钢筋的弯折处，应布置分布钢筋。整体式简支板桥的跨径一般在8m以
29、下，其桥面净宽依路线标准而定。,二、装配式板桥的构造常用的装配式板桥，按其截面型式主要有实心板和空心板两种。(一)矩形实心板桥这种板桥是目前广泛采用的型式，其通常跨径不超过8m。板高为0.160.36m，桥面净空为净-7和净-9两种，设计荷载为汽车荷载公路-级。钢筋一般采用HRB335。当做成预应力混凝土板时，也可用冷拉级钢筋做预应力筋代替。图2-3-2是一座装配式钢筋混凝土矩形板桥的设计示例。,NEXT,BACK,(二)空心矩形板桥钢筋混凝土空心板目前常用跨径范围为613m，预应力混凝土空心板桥范围为816m。空心板较同跨径的实心板重量轻，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的T梁小，因此目前
30、使用较多。相应于这些跨径的板厚，对于钢筋混凝土板为0.40.8m，对于预应力混凝土板为0.40.7m。图2-3-3所示为几种常用的开孔型式。空心板横截面的最薄处不得小于8cm，以保证施工质量和局部承载的需要。为了保证抗剪强度，应在截面内按计算需要配置弯起钢筋和箍筋。,NEXT,BACK,图2-3-4所示为标准跨径13m的先张法预应力混凝土空心板桥的构造。原规范荷载等级为汽车-20级，挂车-100。桥面净空为净-7+20.25m的安全带，总宽为8m，由8块宽99cm的空心板组成，板与板之间的间隙为1cm。板全长12.96m，计算跨径12.6m，板厚60cm。空心板横截面型式采用上述的d型，腰圆孔
31、宽38cm，高46cm。,NEXT,BACK,(三)装配式板的横向联结1.企口混凝土铰联结企口式混凝土铰的型式有圆形、棱形、漏斗形等三种(图2-3-5)。铰缝内用C2530号以上的细骨料混凝土填实。如果要使桥面铺装层也参与受力，也可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋互相绑扎，再浇筑在铺装层内(图2-3-5d)。铰接板顶面应设现浇混凝土层，其厚度不宜小于8cm。 2.钢板联结为了加快工程进度，亦可采用钢板联结(图2-3-6)。它的构造是：用一块钢盖板N1焊在相邻两构件的预埋钢板N2上。联结构造的纵向中距通常为80150cm，根据受力特点，在跨中部分布置较密，向两端支点处逐渐减疏。,NEXT
32、,BACK,三、装配整体式组合板桥的构造装配整体式组合板桥的特点是将板的一部分预制，可以做得轻小一些，便于抬运；安装完毕后便成为其余现浇混凝土的模架。图2-3-7所示为净跨径4m的组合式板桥，它适用于农村道路的桥梁。,NEXT,BACK,四、漫水桥的构造漫水桥除了要满足与高水位桥同等的承载能力外，还应尽量做到阻水面积小，结构的整体性和横向稳定性强。因此，设计漫水应注意：1.板的上、下游边缘宜做成圆端形，以利水流顺畅通过(图2-3-8)2.必须设置与主钢筋同粗的栓钉与墩台锚固，以防水流冲毁。漫水桥下设抬高的人行道和缘石，而在桥面净宽以外设置目标柱或活动栏杆。为增加行车宽度，也可将目标柱埋置在桥墩
33、顶部。目标柱的间距一般取815m。,BACK,第三节悬臂与连续板桥的构造特点,一、悬臂板桥悬臂板桥一般做成双悬臂式结构(图2-3-9)，中间跨径为810m，两端伸出的悬臂长度约为中间跨径的0.3倍，板在跨中的厚度约为跨径的1/141/18，在支点处的板厚要比跨中的加大3040%。悬臂端可以直接伸到路堤上，不用设置桥台。二、连续板桥连续板桥的特点是板不间断地跨越几个桥孔而形成一个超静定结构体系。我国目前修建的连续板桥有三孔、四孔或四孔以上。但当桥梁全长较大时，可以几孔一联，做成多联式的连续板桥。连续板桥一般是做成不等跨的，边跨与中跨之比约为0.70.8，这样可以使各跨中弯矩接近相等。,NEXT,
34、BACK,常见的连续板桥有以下几种：1.整体式连续板桥当采用就地浇筑混凝土时，连续板桥可以做成变厚度的，如图2-3-10a所示。2.装配式连续板桥图2-3-10b是对板的自重为简支与对活载为连续的装配方案。图2-3-10c是对板的自重为悬臂体系与对活载为连续体系的另一种装配方案,NEXT,BACK,3.柱体支承连续板桥为了适应立交工程的需要，作到桥型轻盈、挺拔、少占地面，常将双柱式桥墩的墩帽省去，由墩柱直接支承板体，如图2-3-11所示。,4.撑架连续板桥为了使板桥能适应较大的跨径，降低材料经济指标并减轻安装块件的重量，近年来，在我国出现了一种带八字形斜撑的连续板桥。图2-3-12所示为一座已
35、建成的915.2m的组合式撑架连续板桥中的一孔。以上各种连续板桥，由于是超静定结构，对于支座沉陷比较敏感，容易导致产生附加内力，因此在设计时，要对地基条件及施工质量给予足够的重视。,BACK,第四节斜板桥的受力特征与构造,简支斜板桥也有整体式和装配式两种体系。一、整体式斜板桥(一)受力特征图2-3-13为斜板桥的示意图，图中桥轴线与支承边垂线的交角为斜板桥的斜交角。斜板桥的受力状态与正交板桥有许多不同，除了与桥的宽跨比、斜交角的大小有关外，还与板的抗弯、抗扭刚度，支承条件和荷载状态等有关。,NEXT,BACK,NEXT,整体式斜板桥在受力上有如下特征：1.斜交板除了跨径方向的纵向弯矩外，在钝角
36、处还产生相当大的垂直于钝角平分线的负弯矩，其值随着斜交角的增大而增大，但影响范围并不大。2.斜交板支承反力的分布很不均匀，钝角角隅处的反力会比正交板大几倍，而锐角的角隅处反力变小，甚至会出现负值。3.纵向最大弯矩的位置，随着斜交角的增大从跨中向钝角部位转移。4.斜交板的最大纵向弯矩，一般比与斜跨径相等的正交板要小，而横向弯矩则要大得多。5.斜交板的扭矩变化很复杂，沿板的自由边和支承边上都有正负扭矩交替产生。,斜交板的受力行为可以用图2-3-14所示的以ABCD为支点的Z字形连续梁来比拟：跨中点E处的弯矩，大致在BC方向上最大；在钝角点B和C处产生较大的负弯矩和支点反力；在锐角点A和D处产生相当
37、于连续梁边支承处的较小的反力；在支承线AB和CD上增加支座，对支承边的横向弯矩有较大影响，而对跨中点E处的弯矩影响不大。 斜板桥受力状态复杂，桥规规定整体式斜板桥，当斜交角不大于15时，可按正交板计算，计算跨径为：当l/b1.3时，按两支承轴线间垂直距离的正跨径计算；当l/b1.3时，按顺桥向纵轴线的斜跨径计算；以上l为斜跨径,b为垂直于桥纵轴线的板宽。,(二)钢筋的配置整体式斜板桥的钢筋布置如图2-3-15所示。,图2-3-15斜板桥钢筋布置,1.主钢筋主钢筋配置的数量应依主弯矩的大小来确定；主钢筋的方向可以按下面规定布置：当整体式斜板的斜交角（板的支座轴线的垂直线与桥纵轴线的夹角）不大于1
38、5时，主钢筋可平行于桥纵轴线方向布置；当整体式斜板斜交角大于15时，主钢筋宜垂直于板的支座轴线方向布置。2.分布钢筋斜板的分布钢筋宜垂直于主钢筋方向设置，分布钢筋设在主钢筋的内侧，其直径不应小于8mm，间距不应大于20cm，截面面积不宜小于板的截面面积的0.1%。在斜板的支座附近宜增设平行于支座轴线的分布钢筋；或将分布钢筋向支座方向呈扇形分布，过渡到平行于支承轴线。,3.附加钢筋由于斜板桥受力状态复杂，内力变化剧烈，所以，除了上面通过计算所配钢筋外，在内力变化剧烈和扭矩作用突出的地方再适当增加一些钢筋。(1)钝角部位顶层由于负弯矩的作用，在钝角部分的顶面，与钝角平分线呈直角的方向，会产生很大的
39、拉力，所以在钝角部位靠近板顶的上层，应布置垂直于钝角平分线的加强钢筋。(2)钝角部位下层钝角处有平行于钝角平分线方向的正弯矩，所以在钝角部位靠近板底的下层，应布置平行于钝角平分线的加强钢筋。加强钢筋直径不宜小于12mm，间距100150mm，布置于以钝角两侧1.0m1.5m边长的扇形面积内。(3)自由边部位为了抵抗扭矩，在板的自由边上下应各设一条不少于三根主钢筋的平行于自由边的钢筋带，并用箍筋箍牢。,二、装配式斜板桥装配式斜板桥为横向铰接，相邻铰接板之间仅考虑传递剪力。装配式斜板桥的单块预制板是宽跨比(l/b)很大的窄板，在受力特点上与整体式斜板桥基本相同。根据整体式和装配式斜板桥的受力特点，
40、装配式铰接斜板桥的预制板块，可按宽为两板边垂直距离，计算跨径为斜跨径的正交板计算。桥规中规定，装配式斜板桥预制板的主钢筋可与桥纵轴线平行，其分布钢筋及钝角部位加强钢筋的布置与整体式斜板桥相同。,第四章装配式简支梁桥的构造,钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型。第一节装配式简支梁桥的构造类型一、装配式简支梁桥主梁的横截面型式装配式简支梁桥主梁常用的横截面型式如图2-4-1所示。目前我国用得最多的装配式简支梁是图2-4-1a所示的T形截面梁。,NEXT,NEXT,图2-4-1装配式简支梁桥的横截面,BACK,目前我国用得
41、最多的装配式简支梁是图2-4-1a所示的T形梁桥。装配式的钢筋混凝土T形梁的常用跨径不大于16m，装配式预应力混凝土T形梁则不大于50m。为使受拉主筋或预应力筋在梁肋底部较集中地布置，或者为了满足预加应力的受压需要，就形成呈马蹄形的梁肋底部，如图2-4-1b、c和d所示。图2-4-1g、 h所示的箱形一般不适用于钢筋混凝土的简支梁桥，因为受拉区混凝土不参与工作，多余的箱梁底板徒然增加了自重。箱梁所配置的预应力筋要较T梁减少。此外，箱梁可以做成薄壁结构，这特别对自重占重要部分的大跨径预应力混凝土简支梁桥是十分经济合理的。为了显著减轻预制构件的重量，并便于集中制造和运输吊装，装配式简支梁桥主梁可采
42、用组合梁（如图2-4-1e、f和h）。,二、块件的划分方式通常在装配式梁桥设计中块件划分应遵循的原则是：1.根据建桥现场实际的预制、运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量；2.块件的划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处；3.拼装接头的数量要少，接头型式要牢固可靠，施工要方便；4.构件要便于预制、运输和安装；5.构件的形状和尺寸应力求标准化，增强互换性，构件的种类应尽量减少。 目前，钢筋混凝土与预应力混凝土桥的常用块件划分方式有以下几种：,(一)纵向竖缝划分图2-4-1a、b、c和g所示均为用纵向竖缝划分块件的横截面图式。这种划分方式在简支梁桥中应用最为普遍。这种划分方法使
43、主梁受力可靠，施工也方便。纵向划分的主要缺点是构件的尺寸和重量往往都很大，以致会增加运输与安装上的困难。图2-4-2中可见，跨度增大，吊装重量急剧上升。 为了减轻和减窄用纵向竖缝划分的构件，有时采用缩小桥面板和横隔梁预制尺寸的办法，如图2-4-1d和e所示。在此情况下，需在预制构件内伸出接头钢筋，待安装就位后就可浇筑部分桥面板和横隔梁的混凝土，并且要等现浇混凝土达到足够强度后结构才能进行后续工序的施工。,NEXT,BACK,NEXT,(二)纵向水平缝划分为了进一步减轻拼装构件的起吊重量和尺寸，并使之便于集中预制和运输吊装，还可以采用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与板分割开来，再借助纵横向的竖缝将板
44、划分成平面呈矩形的预制构件，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)，最后在接缝内现浇一部分混凝土使结构连成整体，这样的装配式梁桥通常称为组合式梁桥，其横截面如图2-4-1e、f和h所示。目前国内外采用的组合式梁桥有两种型式：T形组合梁桥和箱形组合梁桥。在T形组合梁桥中，I形梁肋的下马蹄为配筋和架设时的稳定性所需要。上部带一点宽头，是为搁置预制板和现浇混凝土接缝所必需的。I形构件使拼装单元尺寸减小，重量减轻，例如16m、20m I形构件的吊装重量相应为9.75t、13.05t，比装配式T梁桥要轻40%左右(见图2-4-2中虚线所示)。,(三)纵、横向竖缝划分如果要使装配式梁的
45、预制块件进一步减小尺寸和减轻重量，尚可将用纵向竖缝划分的主梁再通过横向竖缝划分成较小的梁段。图2-4-3就表示这种横向分段装配式T形梁的纵、横截面图。横向分段预制的装配式梁也称串连梁。串连梁的主要优点是块件尺寸小，重量轻，可以工厂化成批预制后方便地运至远近工地。图2-4-4所示为各种横向分段的块件类型。这种装配方案的不足之处是块件预制精度要求很高，若在桥位支架拼装将会失掉装配梁的优点。横向分段的简支梁目前在国内使用尚少。,BACK,第二节装配式钢筋混凝土T形梁桥,国内外所建造的装配式钢筋混凝土简支梁桥，以T形梁桥最为普遍。图2-4-5所示是典型的装配式T形梁桥上部构造概貌，它由几片T形截面的主
46、梁并列在一起装配连接而成。T形梁的顶部翼板构成行车道板，与主梁梁肋垂直相连的横隔梁的下部以及T梁翼板的边缘，均设焊接钢板联结构造将各主梁联成整体，这样就能使作用在行车道板上的局部荷载分布给各片主梁共同承受。,NEXT,BACK,一、构造布置(一)主梁布置对于设计给定的桥面宽度(包括行车道和人行道宽度)，如何选定主梁的间距(或片数)，这是构造布局中首先要解决的课题。近几年来，各地所采用的主梁间距做法不一，一般均在1.62.2m之间。对于行车道净宽7m并附加两侧人行道的上部结构，也就是选用四梁式或五梁式的差别。,(二)横隔梁布置横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互连结成整体的作用，它的刚度
47、愈大，桥梁的整体性愈好，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。T形梁的端横隔梁是必须设置的，它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性，而且能显著加强全桥的整体性；有跨间横隔梁的梁桥，荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象。故当T形梁桥的跨径稍大时(一般在13m以上时)，宜根据跨度、荷载、行车道板构造等情况，在跨径内增设13道横隔梁。,二、截面尺寸图2-4-6中示出了墩中心距为20m的装配式T形梁桥纵、横截面主要尺寸。此设计荷载等级为原规范汽车-20级和挂车-100。,NEXT,(一)主梁梁肋、翼板尺寸1.主梁梁高和肋宽对于跨径10m、13m、16m和20m的标准设计所采用
48、的梁高相应为0.9m、1.1m、1.3m、1.5m。当出现建筑高度受到严格限制的情况时，主梁高度就要适当减小，但需要增加钢筋的用量，必要时尚须增加主梁的片数。当吊装允许时，可适当增加梁高，取得较大的抗弯力臂。通过对跨径10m和20m的T形梁进行的经济分析表明，梁高与跨径之比(俗称高跨比)的经济范围大约为1/111/16，跨径大的取用偏小的比值。主梁梁肋的宽度，在满足抗剪强度需要的前提下，一般都做得较薄，以减轻构件的重量。但是，从保证梁肋的屈曲稳定条件以及不致使捣固混凝土发生困难方面考虑，梁肋也不能太薄。目前常用的梁肋宽度为1518cm，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。,2.主梁翼板尺寸一
49、般装配式主梁翼板的宽度视主梁间距而定，在实际预制时，翼板的宽度应比主梁中距小2cm(见图2-4-6b)，以便在安装过程中易于调整T梁的位置和制作上的误差。根据受力特点翼板通常都做成变厚度的，即端部较薄，向根部逐渐加厚。为了保证翼板与梁肋连结的整体性，翼板与梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的1/10。当该处设有承托时，翼板厚度可计入承托加厚部分厚度；当承托底坡tan1/3时，取1/3。翼板厚度的具体尺寸有两种处理方法：一是考虑翼板承担全部桥面上的恒载与活载，板的受力钢筋全部设在翼板内，在铺装层内只有局部的加强钢筋网，这时翼板做得较厚一些，端部厚度不应小于10cm，当主梁之间采用横向整体现浇连接时
50、，其悬臂端厚度不应小于14cm；另一种是翼板只承担本身自重、桥面铺装层恒载和施工临时荷载，活载则与布置有受力钢筋的钢筋混凝土铺装层共同承担，在此情况端部厚度可适当减小(图2-4-7)。,NEXT,BACK,(三)横隔梁尺寸跨中横隔梁的高度通常可做成主梁高度的3/4左右。梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处(见前面图2-4-1b、d和f)。为便于安装和检查支座，端横隔梁底部与主梁底缘之间宜留有一定的空隙，或可做成和中横隔梁同高；但从梁体在运输和安装阶段的稳定要求来看，端横隔梁又宜做成与主梁同高。如何取舍，可视工地施工的具体情况来定。横隔梁的肋宽通常采用1218cm，且宜做成上宽下窄和
