橋梁工程：第8講 簡支梁橋的設(shè)計與構(gòu)造

1、第8講 簡支梁橋的設(shè)計與構(gòu)造 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge京周公路啞吧河橋位于北京至周口店的公路上，是中國公路上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋。該橋為跨徑20m的裝配式簡支T梁橋，橋?qū)拑?m，由6片T梁組成；預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)采用43絲5高強鋼絲束，柯式（K式）錨具，鐵皮管道，采用600kN單作用千斤頂張拉；每片T梁的吊裝重量為240kN。建橋目的在于取得公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋的設(shè)計與施工經(jīng)驗，對編制操作規(guī)程、推廣應(yīng)用起了促進的作用。于1956年建成通車。由交通部公路規(guī)劃設(shè)計院、交通部科學(xué)研究院設(shè)計，交通部第七工程局施工。 京周公路啞吧河橋 中

2、國公路上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋Yabahe Bridge The First Prestressed Concrete Highway Bridge Built In ChinaLocation: Jing-Zhou HighwayMain span: 20m First P.C. highway bridge built in China Superstructure; 20m simply supported assembly T-girders Prestressing steel: 5mm high strength steel wires Korovkin anchoragesComp

3、leted in 1956Design Highway Planning and Design Institute Academy of Highway Sciences, Ministry of Communications交通部科學(xué)研究院設(shè)計Constructed by The 1st engineering Bureau, Ministry of Communications Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院開封黃河大橋 Kaifeng Bridge over Yellow Ri

4、verLocation: Kaifeng, Henan Prov.Main span: 50m The extra large highway bridge over Yellow River Superstructure: 7750m+3120m P.C. simply supported T-girders Substructure: 2.20m boring piles foundation Length of the continuous deck: 450m Completed in 1989Designed by Highway Planning, Survey and Desig

5、n Institute of Henan Prov.Constructed by Highway Engineering Bureau (局)of Henan Prov. 開封黃河大橋位于河南省開封市西北，為一跨越黃河的特大公路橋。橋全長4475.09m，共108孔，其中77孔為跨徑50m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁，其余31孔跨徑為20m。橋?qū)?8.5m：機動車道12.3m，非機動車道人行道兩側(cè)各3.1m。下部結(jié)構(gòu)為單排雙柱式墩，220cm大直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該橋是繼洛陽、鄭州黃河大橋建成后的又一座同類型的梁橋，在吸取這些橋梁的設(shè)計、施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化設(shè)計，降低造價并縮短工期。該橋主要

6、技術(shù)特征：上部T梁采用部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計，中墩蓋梁改為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橋面連續(xù)長度增至450m等。于1989年建成。 河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院設(shè)計，河南省交通公路工程局施工。Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Total Bridge PrefabricationLecture 8 Design and Texture of Simple Be

7、am Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院簡支梁橋的上部結(jié)構(gòu)概貌General picture of beam superstructure T girder bridge 欄桿- hand railing 泄水管drain pipe 橋面鋪裝 bridge deck pavement端橫隔梁end diaphragm 中橫隔梁 middle diaphragm伸縮縫expansion joint 主梁 main girder 相鄰橋跨結(jié)構(gòu)adjacent superstructure 人行道 pedestrian way 支座 bearing Lecture 8 Desig

8、n and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Box girder Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and

9、 Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Te

10、xture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院簡支T梁的安裝Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Pier Segment in Match Casting Position.Kisosansen Project - JapanLecture 8 Design and Texture of Simple

11、 Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院肋板式梁橋型和T型公路型型鐵路型不需橫向聯(lián)結(jié)支座脫空問題較少應(yīng)用Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院肋板式梁橋型和T型（續(xù)）T型公路T梁橋Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院箱型梁橋公路橋鐵路橋彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge

12、彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院美國中小跨度公路橋梁的常用截面形式Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院二、分塊方式裝配式梁橋預(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 Lecture 8 Desi

13、gn and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Division with longitudinal and vertical joint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。 縱向豎縫縱向豎縫Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院縱向水平縫劃分用縱向水平縫將橋梁的全部梁肋

14、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。 縱縫水平縫Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院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。對于這樣的預(yù)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(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)壓力才能保證所有接縫具有足夠的連結(jié)強度，使梁整體受力。 Lecture 8 Design and Texture of Simple B

15、eam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院橫向分段塊件的預(yù)應(yīng)力連接 預(yù)留縱、橫向預(yù)應(yīng)力孔道 剪力鍵槽彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院（二）肋板式橋1、鐵路橋（跨度、腹板、橫隔板）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院2、公路橋Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/

16、03/2009 山東交通學(xué)院橫隔板接頭構(gòu)造Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院（三）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁其主要優(yōu)點是： 1、采用高強度鋼筋，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(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，也提高了梁的剛度。 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞

17、 16/03/2009 山東交通學(xué)院道碴橋面后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖（l = 24.0m）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院道碴橋面后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖(續(xù)）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院公路預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造圖（l = 29.16m）Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交

18、通學(xué)院1、板橋Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院2、裝配式T型梁橋Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院預(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 （三）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁鋼筋構(gòu)造特點彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design

19、and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院2、預(yù)應(yīng)力筋的錨固布置分散、均勻、對稱原則Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋布置圖（跨度l = 24.0m）彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院五、T梁截面尺寸擬定（一）梁高 取決于經(jīng)濟、梁重、建筑高度以及運輸凈空等因素，標(biāo)

20、準(zhǔn)設(shè)計還要考慮梁的標(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層厚度加以確定。 Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Types of Concrete Deck SectionsLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009

21、山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Prestressed Concrete Inverted T-Beam with In-Situ ConcreteLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Reinforced Concrete Voided SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/200

22、9 山東交通學(xué)院In-Situ RC Side Spans, Continuous with Voided Post-Tensioned BeamLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Statically Determinate Cast In-Situ RC SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Portal (門)-Arch Footbridge, In-Situ End Sp

23、ans with Precast RC Sections 彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Precast Pre-Tensioned Simply Supported M Standard Beams彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Cast In-Situ Continuous Post-Tensioned Voided Sl

24、abLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Cast In-Situ Continuous RC Slab彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Estimated Span Range for U-Beams彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東

25、交通學(xué)院Estimated Span Range for Inverted T-BeamsLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Bolted Steel beam with Composite RC Slab彭霞 2009山東交通學(xué)院Lecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Precast U-Beams with In-Situ Composite SlabLecture 8 Design

26、and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院M-beams with Composite In-Situ SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Cast In-Situ Simply Supported Post-Tensioned Voided SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Precast Segmental Post-Tensioned Continuous Beam & SlabLecture 8 Design and Texture of Simple Beam Bridge 彭霞 16/03/2009 山東交通學(xué)院Total Brid