橋梁工程第三章梁式橋梁構造和相關設計

橋梁工程第三章梁式橋梁構造和相關設計圖3.1梁橋受彎示意圖圖3.2板橋橫截面圖3.3肋板式梁橋橫截面圖3.4箱形梁橋橫截面(2)按承重結構的靜力體系劃分1)簡支梁橋2)懸臂梁橋3)連續(xù)梁橋4)T形剛構橋5)連續(xù)-剛構橋圖3.5梁式橋各種體系3.2簡支板橋3.2.1整體式板橋的構造3.2.2裝配式板橋的構造(1)矩形實心板橋(2)空心矩形板橋(3)裝配式板的橫向聯(lián)結1)企口混凝土鉸聯(lián)結2)鋼板聯(lián)結3.2.3裝配—整體式組合板橋的構造圖3.6板橋橫截面圖3.7整體式板橋構造圖3.8跨徑6.0m裝配式矩形板橋構造圖3.9空心板截面形式圖3.10裝配式預應力混凝土空心板的構造圖3.11企口式混凝土鉸圖3.12鋼板聯(lián)結構造圖3.13裝配—整體式組合板橋3.3簡支梁橋3.3.1裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋(1)構造布置1)主梁布置2)橫隔梁布置(2)截面尺寸1)主梁梁肋尺寸2)橫隔梁尺寸3)主梁翼板尺寸圖3.14裝配式T形簡支梁橋概貌圖3.15裝配式T梁縱橫截面(標準跨徑為20m)圖3.16鋼筋混凝土鋪裝層構造(3)主梁鋼筋構造1)一般構造2)主梁鋼筋構造實例介紹標準跨徑為20m的裝配式T形梁的鋼筋構造實例(圖3.22)，主梁和橫隔梁的布置以及主要尺寸見圖3.15。(4)裝配式主梁的聯(lián)結構造圖3.17梁端主鋼筋的錨固圖3.18混凝土保護層的厚度圖3.19焊接鋼筋骨架焊縫尺寸圖(圖中尺寸為雙面焊縫，單面焊縫應加倍)圖3.20T梁的鋼筋布置圖3.21凈距10m裝配式T梁梁端加強鋼筋網的布置圖3.22標準跨徑為20m的裝配式T梁配筋圖圖3.23中主梁橫隔梁構造(主梁跨徑20m)圖3.24橫隔梁接頭構造圖3.25a)螺栓接頭；b)扣環(huán)接頭圖3.26主梁翼板連接構造3.3.2裝配式預應力混凝土簡支梁橋(1)構造布置(2)截面尺寸1)截面效率指標內力的平衡式：設截面效率指標圖3.27跨徑30m預應力混凝土T梁的構造布置圖3.28魚腹形梁的構造布置圖3.29截面特性圖3.30預應力混凝土簡支梁的應力狀態(tài)2)主梁高度與細部尺寸預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度，按截面形式、主梁片數及建筑高度要求，可在較大范圍內變化。為適應預應力筋布置的要求，T梁的下緣一般要擴大成馬蹄形。(3)裝配式預應力混凝土梁的配筋特點1)縱向預應力筋布置圖3.31簡支梁縱向預應力筋布置圖式①索界圖②減余剪力圖2)縱向預應力筋的錨固①先張法的錨固②后張法的錨固③其他鋼筋的布置(4)裝配式預應力混凝土梁的構造示例圖3.41為標準跨徑為30m的裝配式預應力混凝土簡支梁標準設計的構造。此梁的全長為29.96m，計算跨徑為29.16m。設計荷載為汽車—20級，驗算荷載為掛車—100。梁肋中心距為標準尺寸1.60m。在橫截面上，可以用5～7片主梁來構成凈—7、凈—9并附不同人行道寬度的橋面凈空。圖3.32索界圖圖3.33減余剪力圖圖3.34先張法中預應力鋼絲端段的應力傳布圖3.35鋼絲錨結圖3.36錨具底下的混凝土劈裂力圖3.37梁端的墊板和加強鋼筋網圖3.38預制鋼筋混凝土和叉形鋼筋網圖3.39橫截面內鋼筋布置圖3.40無預應力縱向受力鋼筋（虛線）的布置圖3.41圖3.42所示為一構造實例，就是我國河南洛陽黃河公路大橋所采用墩中心距為51.05m的后張法預應力混凝土T梁橋。梁的計算跨徑為50m，全長為51m。載重為汽車—20級，掛車—100，全橋有67孔，橋面凈空為凈—9+2×1.0m人行道，每孔上部結構由5片大梁組成，梁中心距為2.30m。圖3.42跨徑50m后張結預應力混凝土T梁橋構造圖3.4懸臂梁橋3.4.1懸臂梁橋的受力特點3.4.2懸臂梁橋的構造(1)鋼筋混凝土懸臂梁橋(2)預應力混凝土懸臂梁橋(3)截面形式及配筋特點3.4.3牛腿構造圖3.43恒載彎矩比較圖圖3.44鋼筋混凝土懸臂梁橋的立面布置及主要尺寸圖3.45箱形截面形式圖3.46懸臂梁橋變截面主梁構造圖3.47牛腿的應力跡線和配筋3.5連續(xù)梁橋3.5.1結構類型3.5.2橫截面形式及主要尺寸(1)鋼筋混凝土連續(xù)梁橋鋼筋混凝土連續(xù)梁橋橫截面主要有板式和箱形截面。(2)預應力混凝土連續(xù)梁橋預應力混凝土連續(xù)梁橋的截面形式，除中等跨度的橋梁采用板式、T形梁式外，對大跨度連續(xù)梁橋和采用頂推法施工的連續(xù)梁橋，一般采用箱形截面。圖3.48預應力混凝土連續(xù)梁橋圖3.49三跨連續(xù)梁慣矩對內力的影響圖3.50典型截面形式（尺寸單位：cm）圖3.51南京大橋南路高架匝道橋橫斷面（尺寸單位：cm）圖3.52箱形截面形式3.5.3縱向斷面布置(1）鋼筋混凝土連續(xù)梁橋跨徑20m以內的連續(xù)梁橋可采用等截面形式，30m及以上的連續(xù)梁橋可采用變截面形式。梁的根部高度約為最大跨徑的1/15，梁的跨中高度可按構造選用，一般為最大跨徑的1/15～1/25。圖3.53梗腋形式(2)預應力連續(xù)梁橋預應力混凝土等高度連續(xù)梁的梁高約取跨徑的1/16～1/26（頂推法施工時為1/12～1/16），支點腹板總厚度與行車道板寬度之比為1/16～1/21，支點處腹板厚度與梁高之比為1/12～1/16。變高度連續(xù)梁的跨中梁高與跨度之比為1/25～1/35。3.5.4預應力筋布置圖3.54預應力混凝土連續(xù)梁配筋方式圖3.55懸臂施工的連續(xù)梁布束形式3.5.5二次內力超靜定預應力混凝土在各種內外因素的綜合影響下，結構因受到強迫的撓曲變形或軸向伸縮變形，在結構多余約束處產生多余的約束力，從而引起結構附加內力，這部分附加內力統(tǒng)稱為結構次內力(或稱二次力)。3.5.6構造示例云南六庫怒江大橋為85m+154m+85m的預應力混凝土連續(xù)梁橋，全橋布置見圖3.56，箱梁橫截面尺寸見圖3.56b)，采用懸臂澆注法施工，箱梁中設置了縱、橫、豎三向預應力鋼筋。圖3.56云南六庫怒江大橋(尺寸單位：cm)3.6預應力混凝土T形剛構橋3.6.1結構類型3.6.2構造特點與尺寸擬定(1)縱、橫截面形式和主要尺寸預應力混凝土T形剛構橋受施工方法和受力性能要求，多采用箱形截面。(2)預應力筋的布置縱向預應力筋布置主要有明槽法和暗管法兩種。圖3.57預應力混凝土T形剛構橋圖3.58箱形梁橫截面圖3.59分離式箱形截面圖3.60T構懸臂預應力筋布置示意圖3.6.3構造示例重慶長江大橋是一座帶掛梁的預應力混凝土T形剛構橋，最大跨徑為174m。設計標準：橋寬21m，其中行車道15m，兩側人行道各3m；設計荷載為汽—20級，掛—100及載重1471kN平板車驗算，人群荷載為3.43kN/m2。橋跨布置為86.5m＋4×138m+156m+174m+104.5m，橋梁全長1073m(圖3.61)，是國內已建成的同類橋型中跨徑最大的T形剛構橋。圖3.61重慶長江大橋總體布置(尺寸單位：cm)圖3.62T構結構尺寸圖(尺寸單位：cm)3.7預應力混凝土連續(xù)剛構橋3.7.1連續(xù)剛構橋的受力特點連續(xù)剛構橋的受力特征與連續(xù)梁橋基本接近。由于薄壁橋墩參與受力，墩的高度對結構的受力有很大影響。3.7.2構造特點3.7.3總體布置與尺寸擬定(1)總體布置(2)主梁截面形式與尺寸擬定圖3.63連續(xù)剛構橋體系的受力特點圖3.64連續(xù)剛構橋圖3.65德國本道夫橋的總體布置(尺寸單位：cm)圖3.66東明黃河大橋(尺寸單位：cm)圖3.67固定跨長與端部固定的橋墩高度關系圖3.68不等高橋墩的連續(xù)剛構橋圖3.69變截面連續(xù)剛構根部梁高與最大跨徑的關系圖3.70變截面連接剛構跨中梁高與最大跨徑的關系3.7.4橋墩構造3.7.5構造示例廣東虎門大橋位于廣(州)深(圳)珠(海)高速公路上跨越珠江出?？诘囊蛔卮髽颍芍骺?88m的懸索橋和主跨270m的預應力混凝土連續(xù)剛構橋組成，后者稱之為輔航道橋，是目前