橋梁工程梁式橋和板式橋設計PPT課件

1、Chapter 1 梁式橋概述 Introduction of the beam bridge 1.1 Classification 類型的類型的劃分劃分（1）按承重結構的靜力體系劃分 Classification based on the structural system 簡支梁橋 Simple supported beam連續(xù)梁橋 bridgeContinuous beam bridge懸臂梁橋 Cantilever beam bridge第1頁/共71頁Development on the structure 結構體系的演變結構體系的演變簡支梁Simple supported beam

2、Span increasing 跨度增加qlql2/8ql2/8ql2/8連續(xù)梁Continuous beam 懸臂梁Cantilever beam第2頁/共71頁 1.1 Classification 類型的類型的劃分劃分（1）按承重結構的靜力體系劃分 Classification based on the structural system（2）按承重結構的截面形式劃分 Classification based on the structural section n板橋n肋板式梁橋n箱形梁橋Chapter 1 梁式橋概述 Introduction of the beam bridge 第3

3、頁/共71頁截面形式的演變截面形式的演變 Evolution of the section實心板Solid slab肋板Slab with ribs空心板Slab with hollowT形梁T beam箱梁Box girderSpan increasing 跨度增加Chapter 1 梁式橋概述 Introduction of the beam bridge 第4頁/共71頁Chapter 2 第二章梁式橋設計要點與構造Outline on the design and construct of beam bridge Part 2 RC & PC beam bridge第二篇 鋼筋

4、混凝土和預應力混凝土梁式橋BRIDGE ENGRGPART II第5頁/共71頁 1.1簡支體系簡支體系 Simple-supported structure簡支板橋 Simple-supported slab bridgen建筑高度小 Heightn外形簡單，施工安裝簡便 Formn跨徑不宜過大 Span種 類 Type跨徑（m） Span 板厚（m） Thickness 實心板 SolidRC8m0.160.36裝配式空心板Hollow slab RC6130.40.8PC8160.40.7簡支板的構造尺寸 Dimension of Simple-supported slab 1 梁式橋的

5、立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第6頁/共71頁1.1.1.1.簡支體系簡支體系 Simple-supported structure簡支梁橋 Simple-supported beam bridgeType 種 類Span 跨徑 l（m）Height梁高（m）Prefabricated 裝配式RC 820(1/111/18) lPC2040(1/151/25) l簡支梁的構造尺寸 Dimension of Simple-supported beam 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam brid

6、ge第7頁/共71頁RCSpan (m)10131620Height (m)0.80.90.91.01.01.11.01.3PCSpan (m)25303540Height (m)1.251.451.651.752.02.3Standard dimension of simple-supported beam 標準圖簡支梁的構造尺寸 1.1. Simple-supported structure 簡支體系簡支體系Simple-supported beam bridge 簡支梁橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第8頁/共71頁1.

7、2 cantilever beam system 懸臂體系懸臂體系RC cantilever beam bridge 鋼筋混凝土懸臂梁橋T section T形截面h = (1/121/20) lH = (1.01.5)hBox girder箱形截面h = (1/201/35) lH = (1.01.5)hnSingle span with two cantilevers單孔雙懸臂梁橋T section T形截面lx=(0.30.4) lBox girder 箱形截面lx=(0.40.6) lHhllxlx 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam b

8、ridge第9頁/共71頁1.2 Cantilever beam system 懸臂體系懸臂體系nThree span with cantilevers and a hang Beamn三跨帶掛梁單懸臂梁橋l1=(0.60.8) llg=(0.40.6) lh=(1/121/20) lgH=(1.51.8) hHhll1l1lgRC cantilever beam bridge 鋼筋混凝土懸臂梁橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第10頁/共71頁1.2 1.2 Cantilever beam system 懸臂體系懸臂體系nMu

9、lti-span with double cantilevers and hang beams 多跨帶掛梁雙懸臂梁橋l1=(0.750.8) llg=(0.50.6) lll1lgHhllgRC cantilever beam bridge 鋼筋混凝土懸臂梁橋 T section T形梁 Box girder 箱形梁h=(1/121/20) l h=(1/121/20) l H=(1.51.8) h H=(1.01.5) h 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第11頁/共71頁1.2 1.2 Cantilever beam syst

10、em 懸臂體系懸臂體系PC cantilever beam bridge 預應力混凝土懸臂梁橋PC cantilever beam bridge is more suitable for large span of more than 50m 跨度超過50m以上，采用預應力混凝土懸臂梁橋更合理。l1=(0. 50.8) l h=(1/201/25) l lg=(0.20.4) l H=(1.01.5) hll1lgHhllg 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第12頁/共71頁1.2 1.2 Cantilever beam syst

11、em 懸臂體系懸臂體系 由于施工階段的受力與結構使用狀態(tài)下的受力的一致性， T形剛構橋常是經(jīng)濟的方案。n 全橋的T形單元尺寸盡可能相同， 以簡化設計與施工；n T形剛構的布置應盡可能對稱，以避免T形剛構的橋墩承受不平衡彎矩。PC rigid-frame bridge 預應力混凝土T形剛構橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第13頁/共71頁1.2 1.2 Cantilever beam system 懸臂體系懸臂體系Structural arrangement of rigid-frame剛構的布置形式：PC rigid-fram

12、e bridge 預應力混凝土T形剛構橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第14頁/共71頁1.2 1.2 Cantilever beam system懸臂體系懸臂體系T形剛構支點、跨中梁高與跨徑的關系：n 帶鉸T形剛構 l100m H=(1/141/22) l h=(0.200.4) H 且h 1.0mn 帶掛梁T形剛構l100m H=(1/171/21) l h=(0.200.4) H 且h 1.5mPC rigid-frame bridge 預應力混凝土T形剛構橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangeme

13、nt for beam bridge第15頁/共71頁1.3 1.3 Continuous beam system 連續(xù)體系連續(xù)體系nMid-span 中間跨 l =8 14m nSide-span 邊跨（ 0.70.8）l nHeight on mid-span section跨中截面高 h= (1/181/30)lnHeight on supported section支點截面高 H =(1.21.5)hContinuous slab bridge 連續(xù)板橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam bridge第16頁/共71頁1.3 1.3 C

14、ontinuous beam system 連續(xù)體系連續(xù)體系不等跨變截面連續(xù)梁布置（以三跨為例）n邊跨（ 0.60.8）l 支架施工可取0.8l 懸臂施工可取 0.65ln折線形變截面 支點截面高 H =(1/161/20)l，跨中截面高 h= (1/221/28)ln曲線形變截面支點截面高 H =(1/161/20) l，跨中截面高 h= (1/301/50)l等跨等截面連續(xù)梁布置n截面高 h =(1/151/30)l ，常用 h= (1/181/20)lContinuous beam bridge連續(xù)梁橋 1 梁式橋的立面布置 Elevation arrangement for beam

15、bridge第17頁/共71頁2 design and construct of the slab bridge 板橋的設計與構造2.1 2.1 form of the simple-supported slab bridge 簡支板簡支板橋的構造橋的構造Section of slab 板橋的截面形式 Solid實心板Irregular shape 異形板Integral 整體式Assemble 裝配式Solid實心板Hollow 空心板第18頁/共71頁 (1) Reinforcement detail 配筋構造：n主筋不小于 12mm720cm 且兩側邊緣板帶的主鋼筋數(shù)量，宜較中間2/3板

16、寬范圍內板帶增加15%n分布筋不小于 6 mm25cmn保護層厚度不小于2cmn深入支點的主筋總量不少于跨中主筋總量的1/4，且間距不少于每米3根 Cast-in-site slab bridge 整體式板橋整體式板橋2.1 Construct of the simple-supported slab bridge 簡支板橋的構造第19頁/共71頁Cast-in-site slab bridge 整體式板橋整體式板橋（2）實例 A case 標準跨徑6m，橋面凈寬-7m+2x0.2m,汽車-20級，掛車-1002.1 Construct of the simple-supported slab

17、 bridge 簡支板橋的構造第20頁/共71頁Construction of the prefabricated slab 裝配式板橋的構造裝配式板橋的構造裝配式板橋分實心板和空心板標準圖實心鉸接板跨徑為：1.5m、 1.0m， 1.5m， 2.0m， 3.0m， 4.0m， 6.0m和8.0m 橋面凈寬按照老規(guī)范有凈-7和凈-9兩種。 2.1 Construct of the simple-supported slab bridge 簡支板橋的構造第21頁/共71頁2.1 簡支板橋的構造Construction of the prefabricated slab裝配式板橋的構裝配式板橋的構

18、造造 標準圖實心鉸接板實例 第22頁/共71頁2.1 Construct of the simple-supported slab bridge 簡支板橋的構造Construction of the prefabricated slab裝配式板橋的構裝配式板橋的構造造Transverse connection 裝配式板橋的橫向聯(lián)接l企口混凝土鉸連接l鋼板連接 企口混凝土鉸連接 鋼板連接 第23頁/共71頁 Static characteristic of the skew bridge斜交板橋的受力特斜交板橋的受力特點點力的傳遞規(guī)律 正交簡支板 斜交簡支板 2.2 Features of th

19、e skew bridge 斜交板橋的特點第24頁/共71頁Static characteristic of the skew bridge 斜交板橋的受力特點斜交板橋的受力特點受力特點 斜跨徑l的簡支斜板的縱向主彎矩比同寬、跨徑l 的正交簡支板之值小，并隨斜交角的增大而減??；bb在與鈍角的平分線相垂直的方向上，具有較大的負彎矩，并隨斜交角的增大而增大，其分布范圍不寬并迅速消減；支撐邊上的反力很不均勻，在兩鈍角部分的支座壓力要大得多，而銳角處反力較小，甚至出現(xiàn)負反力（上翹）；l2.2 Features of the skew bridge 斜交板橋的特點l第25頁/共71頁Constructi

20、on features of the skew slab斜交板橋的構造特點斜交板橋的構造特點整體式斜交板 城市板橋l與b 較接近（ l/b 1.3 n當=2535，平行四邊形布置；n當=4060，主筋延斜邊布置，分布筋兩鈍角之間垂直于主筋，在支撐邊附近著平行于支撐邊；=4060=2535第27頁/共71頁3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式裝配式簡支梁橋的構造特點簡支梁橋的構造特點1.Section 截面型式 槽形、T形和箱形。 3.1 Constructio

21、n features of the prefabricated simple-supported beam bridge裝配式簡支梁橋的構造特點第28頁/共71頁槽形截面的特點：n施工穩(wěn)定性好，安裝較方便；n腹板薄，配筋通常只能采用鋼筋網(wǎng)片，難以形成骨架；n鋼筋用量相對較多，構件重量較大；n通常采用鋼筋混凝土(RC)，適用跨徑為612m。 1. Section 截面型式3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點第29頁/共7

22、1頁T形截面的特點：n制造簡單；n肋內配筋可以做成鋼筋骨架；n整體性較好，接頭方便n施工穩(wěn)定性差，運輸和安裝較復雜；n構件在橋面板的跨中接頭，對板的受力不利；n采用RC時，適用跨徑為4.520m； 采用PC時，適用跨徑為2040m； 1. Section 截面型式跨中接頭位置3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點第30頁/共71頁箱形截面的特點：n抗扭剛度大，偏心荷載下梁的受力較均勻；n橫向抗彎剛度大，穩(wěn)定性好；n制作較

23、復雜，重量相對較大； 1. Section 截面型式3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點第31頁/共71頁塊件劃分的原則塊件劃分的原則（1）技術可行：預制、吊裝、運輸條件（2）受力較?。航涌p的位置（3）施工簡單：接縫的數(shù)量（4）力求標準化塊件劃分方式塊件劃分方式（1）縱向豎縫（2）縱向水平縫（3）縱、橫向豎縫 2. 塊件劃分3.1 Construct characteristic of the simple-suppo

24、rted and fabricated RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點第32頁/共71頁（1）縱向豎縫 2. 塊件劃分AAA-A延縱向的豎縫 g恒載應力Mg+p活載應力Mp=g + p應力總和3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點第33頁/共71頁3.1 Construct characteristic of the simple-supported and fabrica

25、ted RC beam bridge 裝配裝配式簡支梁橋的構造特點式簡支梁橋的構造特點（1）縱向水平縫 2. 塊件劃分AAg恒載應力MgA-A延縱向的水平縫 +p活載應力Mpp=g + p應力總和p第34頁/共71頁主梁布置橫隔梁布置構造布置構造布置 bl/2l/2l/4l/4b端橫隔板中橫隔板1/4橫隔板AAA-ABBB-B3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第35頁/共71頁主梁及橫隔梁布置實例構造布置構造布置 3.2 design and constr

26、uct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第36頁/共71頁主梁截面尺寸的擬定截面尺寸的擬定 邊梁中梁1518cmh=(1/111/16)lh=3/4hRA68cmh/12150220cm3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第37頁/共71頁橫隔板 截面尺寸的擬定截面尺寸的擬定 橫隔板16cm梁高h=3/4hR14cm3.2 design and construct o

27、f simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第38頁/共71頁n 主筋n 主筋的彎起n 分布鋼筋n 其它構造鋼筋n 保護層鋼筋構造鋼筋構造 3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第39頁/共71頁干接頭 濕接頭裝配式主梁的連接構造裝配式主梁的連接構造 3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam

28、 bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第40頁/共71頁n濕接頭實例裝配式主梁的連接構造裝配式主梁的連接構造 連接前 連接后 3.2 design and construct of simple-supported and fabricated RC beam bridge 裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋第41頁/共71頁n 端部梁肋加厚n 梁肋下部加寬成馬蹄形n 翼緣板加寬構造布置構造布置 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第42頁/共71頁n 核心截面概

29、念 作用在核心區(qū)域內的軸向力在截面上將不產(chǎn)生拉應力截面尺寸擬定截面尺寸擬定 PPhx=0s=01/3h1/3h1/3h核心距3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第43頁/共71頁n 截面上受彎矩和軸向力作用時,彎矩的作用等效于軸向力上移一段距離： 截面尺寸擬定截面尺寸擬定 P hePMe = M / P3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式

30、預應力混凝土簡支梁橋第44頁/共71頁n 施工階段-施加預應力截面尺寸擬定截面尺寸擬定 eNy-Ny ehNy+Mg1ee= Mg1 / NyeNyku下核心點一期恒載3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第45頁/共71頁n運營階段 截面尺寸擬定截面尺寸擬定 e-+Mg2 +Mp二期恒載及活載Ny e- Mg1hNy - Nye=ko+ku= (Mg2 + Mp ) / ( Ny - Ny ) eeku上核心點koNy - NyNy - Ny3.3 des

31、ign and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第46頁/共71頁結論n截面設計中應使截面的形心位置要高，以加大偏心距e，從而節(jié)省預應力筋的數(shù)量； e= Mg1 / Ny Ny e= Mg1n截面核心距的大小體現(xiàn)了運營階段承受荷載的能力，而且核心距k值越大，預應力筋就越節(jié)??；ko+ky= (Mg2 + Mp ) / ( Ny - Ny ) ( Ny - Ny )(ko+ky)= (Mg2 + Mp )截面尺寸擬定截面尺寸擬定 3.3 design and construct of

32、simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第47頁/共71頁截面效率指標= k / h好的預應力T形梁設計，應當是截面效率指標大，形心位置高。一般地說，腹板愈薄， 值也愈大；馬蹄愈小，翼緣愈寬，則形心位置越高。截面尺寸擬定截面尺寸擬定 hb1bnh=（1/16 1/18 ）lnh=（0.150.2） h nb=1.82.3mnb=0.140.18mnb1=(2.03.0) bn馬蹄區(qū)管道保護層厚度6cmn馬蹄面積不宜少于全截面的10%12%bh453.3 design and construct of simple-

33、supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第48頁/共71頁（1）縱向預應力筋布置上、下限心點和索界 配筋特點配筋特點 h=(Ny Ny)ftCoNyk上限心點CuNyft下限心點張拉階段運營階段抗拉極限強度3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第49頁/共71頁（1）縱向預應力筋布置上、下限心點和索界 配筋特點配筋特點 上限心點下限心點CoCuMg1M=Mg1+Mg2+MpMg1 / NyM

34、/ Ny3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第50頁/共71頁n 縱向預應力筋的布置 配筋特點配筋特點 n 縱向預應力筋的重心線布置在索界以內，是最常用的形式 n 縱向預應力筋的重心線布置在索界以上，預應力筋的彎起角度較大，可提高梁的抗剪能力，但摩擦引起的預應力損失較大n 直線預應力筋布置，適合先張法施工。預應力筋布置在索界以下，放張時梁端上部容易開裂3.3 design and construct of simple-supported and fabr

35、icated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第51頁/共71頁配筋特點配筋特點 錨固位置局部應力集中，錨具在兩端的布置因遵循“分散”“均勻” “對稱”的原則并配置一定的加強鋼筋，后張法構件張拉力一般較大，還需設鋼套筒和鋼墊板。n 縱向預應力筋的錨固 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第52頁/共71頁構造實例構造實例 SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.3 de

36、sign and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第53頁/共71頁構造實例構造實例 SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第54頁/共71頁 構造實例構造實例 3.3 design and construct of simple-supporte

37、d and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋第55頁/共71頁 3.3 design and construct of simple-supported and fabricated PC beam bridge 裝配式預應力混凝土簡支梁橋 構造實例構造實例 第56頁/共71頁Section 3 design and construct of simple-supported and fabricated beam bridge 裝配式簡支梁裝配式簡支梁橋的設計與構造橋的設計與構造1.裝配式簡支梁橋的構造特點n截面形式n塊件劃分方式2.裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋n截面尺寸擬定、鋼筋構造和連接構造3.裝配式預應力混凝土簡支梁橋n截面尺寸擬定：截面效率指標n預應力配筋構造：索界與縱向預應力配筋n預應力筋的錨固 Review of this section 本節(jié)回顧SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第57頁/共71頁 第四節(jié) 連續(xù)橋梁和剛構橋和剛