第五章混凝土簡支梁橋

1、 混凝土簡支梁橋的設計與構造特點混凝土簡支梁橋的設計與構造特點 混凝土簡支梁橋的制造和施工方法混凝土簡支梁橋的制造和施工方法 混凝土簡支梁橋的設計計算混凝土簡支梁橋的設計計算 背景圖片：溫福鐵路白馬河大橋中國最大跨度的背景圖片：溫福鐵路白馬河大橋中國最大跨度的鐵路預應力混凝土簡支梁橋，跨度鐵路預應力混凝土簡支梁橋，跨度64m 第一節(jié)第一節(jié) 混凝土簡支梁橋的設計與構造特點混凝土簡支梁橋的設計與構造特點概述概述 單孔靜定結構，受力明確單孔靜定結構，受力明確 構造簡單，易于設計成系列化和標準化，有利于在工構造簡單，易于設計成系列化和標準化，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)模預制廠內(nèi)

2、或工地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預制生產(chǎn)生產(chǎn) 施工方便施工方便 ，裝配式的施工方法，可以大量節(jié)約模板支，裝配式的施工方法，可以大量節(jié)約模板支架木材，降低勞動強度，縮短工期，顯著加快建橋速架木材，降低勞動強度，縮短工期，顯著加快建橋速度度 中小跨徑橋梁中應用最廣泛的橋型中小跨徑橋梁中應用最廣泛的橋型 一、截面型式一、截面型式 三種類型：三種類型：板橋板橋（6m以下）、以下）、肋板式橋肋板式橋和和箱型梁橋箱型梁橋公路板橋截面公路板橋截面鐵路板橋截面鐵路板橋截面肋板式梁橋肋板式梁橋型和型和T T型型 型型公路公路型型鐵路鐵路型型不需橫向聯(lián)結不需橫向聯(lián)結支座脫空問題支座脫空問題較少應用較少應用肋

3、板式梁橋肋板式梁橋型和型和T T型（續(xù)）型（續(xù)） T型型 鐵路鐵路T梁橋梁橋公路公路T梁橋梁橋整體式整體式雙主梁式雙主梁式裝配式裝配式槽型梁槽型梁二、分塊方式二、分塊方式 裝配式梁橋預制拼裝單元的劃分裝配式梁橋預制拼裝單元的劃分直接影響到結構受直接影響到結構受力、構件預制、運輸和安裝以及拼裝接頭的施工等問力、構件預制、運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。題，也與所選用的橫截面型式緊密相關。 塊件劃分的一般原則塊件劃分的一般原則：考慮考慮運輸工具和裝吊設備的運輸工具和裝吊設備的承載能力，裝載限界的要求；承載能力，裝載限界的要求；構造應當簡單，并且構造應當簡單，并且

4、盡可能少用接頭。盡可能少用接頭。塊件形狀和尺寸應力求標準化。塊件形狀和尺寸應力求標準化。 鋼筋混凝土和預應力混凝土梁橋鋼筋混凝土和預應力混凝土梁橋常用的分塊方式常用的分塊方式有有 縱向豎縫劃分縱向豎縫劃分 縱向水平縫劃分縱向水平縫劃分 縱橫向豎縫劃分縱橫向豎縫劃分 縱向豎縫劃分縱向豎縫劃分應用最為普遍。在這種結構中，作為主要承重構件的各根主梁，應用最為普遍。在這種結構中，作為主要承重構件的各根主梁，包括相應行車道板，都是整體預制的，接頭和接縫僅布置在次要包括相應行車道板，都是整體預制的，接頭和接縫僅布置在次要構件構件橫隔梁（板）和行車道板內(nèi)。這種劃分方法使主梁受力橫隔梁（板）和行車道板內(nèi)。這種

5、劃分方法使主梁受力可靠，施工也方便?？煽?，施工也方便。 縱向豎縫縱向豎縫縱向豎縫縱向豎縫縱向水平縫劃分縱向水平縫劃分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制構件，施工時先架設梁肋，再豎縫將板劃分成平面呈矩形的預制構件，施工時先架設梁肋，再安裝預制板，最后在接縫內(nèi)或連同在板上現(xiàn)澆一部分混凝土使結安裝預制板，最后在接縫內(nèi)或連同在板上現(xiàn)澆一部分混凝土使結構連成整體。構連成整體。 水平縫水平縫縱縫縱縫縱橫向豎縫劃分縱橫向豎縫劃分將用縱向豎縫劃分的主梁再通過橫向豎縫劃分成較小的梁段。對將用縱向豎縫劃分的

6、主梁再通過橫向豎縫劃分成較小的梁段。對于這樣的預制梁段，由于沒有普通鋼筋穿過接縫，就必須對安裝于這樣的預制梁段，由于沒有普通鋼筋穿過接縫，就必須對安裝就位后的梁段串連以預應力筋施加預壓力才能保證所有接縫具有就位后的梁段串連以預應力筋施加預壓力才能保證所有接縫具有足夠的連結強度，使梁整體受力。足夠的連結強度，使梁整體受力。 橫向分段塊件的預應力連接橫向分段塊件的預應力連接 預留縱、橫向預應力孔道預留縱、橫向預應力孔道 剪力鍵槽剪力鍵槽三、結構布置三、結構布置介紹：板橋（整體式、裝配式）介紹：板橋（整體式、裝配式） 肋板式橋（公路、鐵路肋板式橋（公路、鐵路T型梁）型梁） 預應力混凝土簡支梁預應力混

7、凝土簡支梁（一）板橋（一）板橋1 1、整體式板橋、整體式板橋2 2、裝配式板橋（、裝配式板橋（實心板和空心板）實心板和空心板）鋼板聯(lián)結構造鋼板聯(lián)結構造空心板截面形式空心板截面形式（二）肋板式橋（二）肋板式橋1 1、鐵路橋（跨度、腹板、橫隔板）、鐵路橋（跨度、腹板、橫隔板）斷縫斷縫腹板加厚腹板加厚中橫隔板中橫隔板端橫隔板端橫隔板2 2、公路橋、公路橋橫隔板接頭構造橫隔板接頭構造（三）預應力混凝土簡支梁（三）預應力混凝土簡支梁其其主要優(yōu)點主要優(yōu)點是：是： 1 1、采用高強度鋼筋，可節(jié)約鋼材、采用高強度鋼筋，可節(jié)約鋼材2020 40%40%； 2 2、預加壓應力大大提高梁體的抗裂性，并增加了梁的耐、

8、預加壓應力大大提高梁體的抗裂性，并增加了梁的耐久性；久性； 3 3、由于利用高標號混凝土，截面尺寸減小，梁體自重減、由于利用高標號混凝土，截面尺寸減小，梁體自重減輕，可以增大跨越能力，也有利于運輸和架設；輕，可以增大跨越能力，也有利于運輸和架設；4 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)、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，也提高了梁的剛度。勢，也提高了梁的剛度。 道碴橋面后張法預應力混凝土梁構造圖（道碴橋面后張法預應力混凝土梁構造圖（l l = 24.0m = 24.0m）道碴橋面后張法預應力混凝土梁構造圖道碴橋面后張法預應力混凝土梁構造圖( (續(xù)）續(xù)）公路預應力混

9、凝土梁構造圖（公路預應力混凝土梁構造圖（l l = 29.16m = 29.16m）四、鋼筋構造四、鋼筋構造（一）一般構造（一）一般構造 梁內(nèi)鋼筋可分為兩大類：梁內(nèi)鋼筋可分為兩大類：受力鋼筋受力鋼筋，對于鋼筋，對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（或稱蹬力的主筋和承受腹板內(nèi)斜拉力的斜筋和箍筋（或稱蹬筋）；筋）；構造鋼筋構造鋼筋，其中包括施工時為便于綁扎成型，其中包括施工時為便于綁扎成型和固定主要鋼筋位置的和固定主要鋼筋位置的“ “ 架立筋架立筋”以及難于通過計算以及難于通過計算確定其受力大小而

10、憑經(jīng)驗設置的輔助鋼筋。確定其受力大小而憑經(jīng)驗設置的輔助鋼筋。（二）公路鋼筋混凝土簡支梁鋼筋構造實例（二）公路鋼筋混凝土簡支梁鋼筋構造實例 1 1、板橋、板橋 2 2、裝配式、裝配式T T型梁橋型梁橋 1 1、板橋、板橋整體式簡支板橋整體式簡支板橋雙向受力配筋雙向受力配筋裝配式矩形板橋裝配式矩形板橋箍筋箍筋主筋主筋架立筋架立筋用于板間搭接用于板間搭接2 2、裝配式、裝配式T T型梁橋型梁橋鋼筋骨架鋼筋骨架短斜筋短斜筋架立筋架立筋箍筋箍筋縱向防縱向防裂鋼筋裂鋼筋（三）預應力混凝土簡支梁鋼筋構造特點（三）預應力混凝土簡支梁鋼筋構造特點 預應力筋預應力筋和非預應力筋非預應力筋 1 1、預應力筋的縱向布

11、置、預應力筋的縱向布置 2 2、預應力筋的錨固布置、預應力筋的錨固布置 分散、均勻、對稱原則分散、均勻、對稱原則鐵路后張法預應力混凝土梁鋼筋布置圖（跨度鐵路后張法預應力混凝土梁鋼筋布置圖（跨度l l = 24.0m = 24.0m）五、五、T梁截面尺寸擬定梁截面尺寸擬定（一）梁高（一）梁高 取決于經(jīng)濟、梁重、建筑高度以及運輸凈空等因素，取決于經(jīng)濟、梁重、建筑高度以及運輸凈空等因素，標準設計還要考慮梁的標準化，提高互換性。標準設計還要考慮梁的標準化，提高互換性。 （二）梁肋厚度（二）梁肋厚度 取決于最大主拉應力和主筋布置要求。取決于最大主拉應力和主筋布置要求。 （三）上翼緣板尺寸（三）上翼緣板尺

12、寸 上翼緣板寬度視主梁間距而定，翼板的厚度應滿足上翼緣板寬度視主梁間距而定，翼板的厚度應滿足強度和構造最小尺寸的要求。強度和構造最小尺寸的要求。（四）下翼緣尺寸（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層厚度加以確定。保護層厚度加以確定。 一、概述一、概述 施工方法：施工方法：就地澆筑就地澆筑和和預制安裝預制安裝。 就地澆筑就地澆筑無需預制場地，不需要大型吊運設備，梁體無需預制場地，不需要大型吊運設備，梁體的主筋也不中斷。但是，需要支架，工期長，施工質(zhì)量不的主筋也不中斷。但是，需要支架，工期長，施工質(zhì)量不如預制容易控制，而且對

13、于預應力混凝土梁由于收縮和徐如預制容易控制，而且對于預應力混凝土梁由于收縮和徐變引起的應力損失也較大。變引起的應力損失也較大。 預制安裝預制安裝上、下部結構可平行施工，工期短；混凝土上、下部結構可平行施工，工期短；混凝土收縮徐變的影響小，質(zhì)量易于控制；有利于機械化生產(chǎn)。收縮徐變的影響小，質(zhì)量易于控制；有利于機械化生產(chǎn)。但需要設置預制場地和擁有必要的運輸和吊裝設備，而且但需要設置預制場地和擁有必要的運輸和吊裝設備，而且當預制塊件之間的受力鋼筋中斷時需要作接縫處理。當預制塊件之間的受力鋼筋中斷時需要作接縫處理。 二、混凝土簡支梁橋的預制二、混凝土簡支梁橋的預制（一）模板和支架（一）模板和支架 模板

14、模板用于澆筑混凝土，形成結構形狀和尺寸的臨時用于澆筑混凝土，形成結構形狀和尺寸的臨時性板塊結構性板塊結構 支架支架用于在施工過程中臨時支承梁體用于在施工過程中臨時支承梁體 作用作用模板和支架不僅控制梁體尺寸精度，影響施工模板和支架不僅控制梁體尺寸精度，影響施工進度和混凝土澆筑質(zhì)量，還影響施工安全。進度和混凝土澆筑質(zhì)量，還影響施工安全。 要求要求具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項荷載；承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項荷載；保證工程構保證工程構造物的設計形狀、尺寸及各部分相互之間位置的正確造物的設計形狀、尺寸及各部分相互之間位置的正

15、確性；性；構造和制作力求簡單，裝拆既要方便又要盡量構造和制作力求簡單，裝拆既要方便又要盡量減少構件的損傷，以提高裝、拆、運的速度和增加周減少構件的損傷，以提高裝、拆、運的速度和增加周轉(zhuǎn)使用的次數(shù)。轉(zhuǎn)使用的次數(shù)。 1 1、模板的類型和構造、模板的類型和構造 按制作材料分類按制作材料分類木模板、鋼模板、鋼木結合模板木模板、鋼模板、鋼木結合模板；也可因地制宜利用也可因地制宜利用土模土?；蚧虼u模磚模來制梁。來制梁。 按模板的裝拆方法分類按模板的裝拆方法分類零拼式模板、分片裝拆式模零拼式模板、分片裝拆式模板、整體裝拆式模板板、整體裝拆式模板等。等。T梁木模板梁木模板鋼模板構造鋼模板構造簡支小箱梁內(nèi)鋼模板

16、簡支小箱梁內(nèi)鋼模板高鐵高鐵32m箱梁外模箱梁外模2 2、臨時支架、臨時支架 就地澆筑梁橋時，需要在梁下搭設簡易臨時支架就地澆筑梁橋時，需要在梁下搭設簡易臨時支架(falsework)。與腳手架。與腳手架(贗架，贗架，scaffolding)的區(qū)別。的區(qū)別。 材料可采用木結構，也可采用工具式鋼結構拼裝，如軍材料可采用木結構，也可采用工具式鋼結構拼裝，如軍用梁、工具式鋼管、萬能桿件等。用梁、工具式鋼管、萬能桿件等。荊岳荊岳長江長江大橋大橋引橋引橋滿堂滿堂支架支架施工施工荊岳荊岳長江長江大橋大橋引橋引橋滿堂滿堂支架支架施工施工某斜拉橋邊跨現(xiàn)澆段萬能桿件支架某斜拉橋邊跨現(xiàn)澆段萬能桿件支架長沙大道高架橋

17、支架長沙大道高架橋支架2012.3.12婁底吉星路漣婁底吉星路漣水河大橋由于過早拆除水河大橋由于過早拆除支架導致主梁斷裂支架導致主梁斷裂（二）鋼筋工作（二）鋼筋工作1 1、鋼筋的準備、鋼筋的準備 抽樣試驗（質(zhì)量檢查）抽樣試驗（質(zhì)量檢查）整直整直除銹去污除銹去污劃線下料劃線下料（設計折線尺寸與實際下料尺寸）（設計折線尺寸與實際下料尺寸）2 2、鋼筋彎制成型和接頭、鋼筋彎制成型和接頭 工作平臺，手工或電動彎筋器，標準彎鉤。鋼筋的接頭工作平臺，手工或電動彎筋器，標準彎鉤。鋼筋的接頭一般采用電焊（閃光對焊，電弧焊等），現(xiàn)多采用套筒一般采用電焊（閃光對焊，電弧焊等），現(xiàn)多采用套筒冷擠壓和直螺紋連接。焊接

18、接頭在構件內(nèi)應盡量錯開布冷擠壓和直螺紋連接。焊接接頭在構件內(nèi)應盡量錯開布置，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面積的50%。3 3、鋼筋骨架的組成、鋼筋骨架的組成 焊接鋼筋骨架，單片平面骨架焊接鋼筋骨架，單片平面骨架立體骨架，焊接變形，立體骨架，焊接變形，綁扎鋼筋順序及注意事項。綁扎鋼筋順序及注意事項。 鋼筋直螺紋（套筒）連接鋼筋直螺紋（套筒）連接鋼鋼筋筋骨骨架架焊焊接接及及預預留留拱拱度度T梁跨徑（m）10101620工作臺上預留拱度（cm）3354657（三）混凝土工作（三）混凝土工作 主要工序主要工序：配制：配制運送運送 澆

19、筑澆筑養(yǎng)護養(yǎng)護拆（脫）模拆（脫）模 配制配制上料順序（石上料順序（石-水泥水泥-砂），機械或人工攪拌，坍砂），機械或人工攪拌，坍落度，水灰比，添加劑（早強、泵送、抗裂等）落度，水灰比，添加劑（早強、泵送、抗裂等） 運送運送轉(zhuǎn)運次數(shù)，時間和距離，離析、泌水和灰漿流轉(zhuǎn)運次數(shù)，時間和距離，離析、泌水和灰漿流失現(xiàn)象失現(xiàn)象 澆筑澆筑澆注工藝，插入（平板）式振搗器，分層澆筑澆注工藝，插入（平板）式振搗器，分層澆筑時的早凝及結合縫的處理時的早凝及結合縫的處理 養(yǎng)護養(yǎng)護與溫度、濕度的關系，自然養(yǎng)護，蒸氣法養(yǎng)護，與溫度、濕度的關系，自然養(yǎng)護，蒸氣法養(yǎng)護，大體積混凝土的水化熱大體積混凝土的水化熱 拆模拆模當強度達到設計強度的當強度達到設計強度的25 50%時，即可拆除時，即可拆除梁的側模；達到設計吊裝強度并不低于設計標號的梁的側模；達到設計吊裝強度并不低于設計標號