橋梁工程專業(yè)知識(shí)講座

《橋梁工程》1/393第一章：緒論第一節(jié)橋梁在交通事業(yè)中作用和橋梁發(fā)展概況一、橋梁在交通工程中作用1、是交通中主要組成部分。2、在經(jīng)濟(jì)上，馬路總造價(jià)10~20％。3、在國(guó)防上，具有非常主要地位。2/393二、橋梁建筑發(fā)展簡(jiǎn)史從設(shè)計(jì)辦法上看，古代橋梁是以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)來(lái)建造。它代表作有：①浮橋：架設(shè)簡(jiǎn)便迅速，常被用于軍事。②古代藤、竹吊橋發(fā)展到大跨徑吊橋和斜拉橋。如大渡河鐵索橋(1723年)；安瀾竹索橋(1823年)：3/393③石梁橋：福建泉州萬(wàn)安橋、漳州虎渡橋4/393④拱橋：河北省趙縣趙州橋5/393近代橋梁是以材料力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)和彈性力學(xué)為基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)理論建造。它代表作有：國(guó)內(nèi)：1957年，第一座長(zhǎng)江大橋——武漢長(zhǎng)江大橋。1969年，南京長(zhǎng)江大橋：6/393南京長(zhǎng)江大橋7/393大跨徑拱橋，渡口市6號(hào)橋是用鋼拱架施工建成箱形拱橋，跨徑為146m(1972)。渡口市6號(hào)橋8/393鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋：

馬路上很普遍，已建百米以上跨徑拱橋占世界同類拱橋三分之一以上。9/393國(guó)外：如法國(guó)博浪加斯脫橋，南斯拉夫克爾克大橋(l=390m)。10/393當(dāng)代橋梁發(fā)展(1)設(shè)計(jì)理論：以極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法替代以彈性理論為基礎(chǔ)允許應(yīng)力法，普遍應(yīng)用構(gòu)造振動(dòng)、穩(wěn)定、疲勞和構(gòu)造非線性理論。實(shí)現(xiàn)伎倆：借助計(jì)算機(jī)11/393(2)構(gòu)造施工技術(shù)：借助預(yù)應(yīng)力法采取懸臂法、頂推法、和機(jī)械化、自動(dòng)、半自動(dòng)化施工。它代表作有：斜拉橋、懸索橋等大跨徑橋梁。12/393當(dāng)代斜拉橋。目前我國(guó)成為世界上建造預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋座數(shù)最多國(guó)家。13/393馬路吊橋也有十余座，重慶朝陽(yáng)大橋。重慶朝陽(yáng)大橋(1969)14/393施工上：簡(jiǎn)易支架法：15/393裝配式簡(jiǎn)支梁橋陸地架設(shè)法：16/393裝配式簡(jiǎn)支梁橋浮吊架設(shè)法：浮吊船架梁固定式懸臂浮吊架梁17/393裝配式簡(jiǎn)支梁橋高空架設(shè)法：適合于架設(shè)中、小跨徑多跨簡(jiǎn)支梁橋小跨徑橋梁自行吊車橋上架設(shè)18/393懸臂和連續(xù)體系梁橋支架模板就地澆筑法：T型梁橋施工法：（猶如高空架設(shè)法）19/393預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂體系梁橋懸臂法施工掛籃構(gòu)造簡(jiǎn)圖20/393

重慶長(zhǎng)江大橋施工中采取斜拉式掛籃對(duì)稱澆筑21/393懸臂法建造連續(xù)梁橋體系轉(zhuǎn)換22/393

頂推法施工：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋架設(shè)。23/3934、將來(lái)發(fā)展(1)中小跨徑梁式橋：標(biāo)準(zhǔn)化、整體化(由簡(jiǎn)支向連續(xù)化)方向發(fā)展；(2)建筑材料上：采取高強(qiáng)度、輕型材料、預(yù)應(yīng)力鋼材與鋼筋混凝土，增大橋梁跨越能力；24/393(3)橋梁設(shè)計(jì)上：更新計(jì)算圖式及計(jì)算辦法，利用計(jì)算機(jī)將之一體化。(4)施工上：標(biāo)準(zhǔn)化工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝和無(wú)支架施工。25/393第二節(jié)橋梁基本組成及分類

一、橋梁基本組成部分

上部構(gòu)造

也稱橋跨構(gòu)造，它包括承重構(gòu)造(如梁、拱等)、橋面、支座等。26/393

下部構(gòu)造：橋墩和橋臺(tái)及墩臺(tái)基礎(chǔ)。起支承橋跨作用。

其他構(gòu)造：導(dǎo)流堤、防洪堤、丁壩和護(hù)岸等。它們保護(hù)著橋頭路堤或河岸。27/393二、橋梁分類1、按建筑材料分：鋼橋：鋼材為橋跨構(gòu)造材料，有板梁和桁梁兩種：鋼板梁，L＜40m。鋼桁梁：跨度和梁高較大時(shí)采取。

28/393上、下平面縱向聯(lián)結(jié)系立面圖下承式29/393混凝土橋:按材料分：一般鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋兩種；型式為梁橋、拱橋和剛架橋。石橋：石拱橋，有實(shí)腹式和空腹式。30/393

2、橋面所在位置分：有上承式橋和下承式橋。3、橋梁軸線與河流(道路等)交角角度：有正交橋(交角為直角)和斜交橋(交角為銳角)。立交橋31/393

4、按橋梁所跨越障礙物分類：

有跨河橋、立交橋等。

5、按照橋梁長(zhǎng)度分：按橋梁長(zhǎng)度：特大橋：L＞500m；大橋：500＞L＞100m；中橋：100＞L＞30m；小橋：L＞30m。32/393

6、按構(gòu)造形式(構(gòu)造體系)分類分類標(biāo)準(zhǔn)：以力學(xué)計(jì)算模式為基礎(chǔ)，以受力方式顯著差異為特性，廣泛應(yīng)用于橋梁構(gòu)造分析和設(shè)計(jì)中。有四種基本構(gòu)造類型是：梁式橋；拱式橋；剛架橋和懸吊橋。33/393簡(jiǎn)支梁橋連續(xù)梁橋懸臂梁橋(1)梁式橋：34/393

(1)梁式橋：承重構(gòu)造：實(shí)體梁或梁式桁架；受力特性：豎直荷載作用下，支座有豎直反力,無(wú)水平反力；實(shí)體梁只受彎拉和剪應(yīng)力，不受軸向力；形式分：簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋；建筑材料：鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。35/393

(2)拱式橋：承重構(gòu)造：拱(拱圈或拱肋)；受力特性：在豎直荷載作用下，支座有豎直反力和水平反力(推力)；36/393

建筑材料用抗壓能力強(qiáng)圬工材料(如磚、石、混疑土)和鋼筋混凝土；形式：三鉸拱，兩鉸拱，無(wú)鉸拱。橋跨構(gòu)造受力：與同跨徑梁相比，拱彎矩和變形較小，以受壓為主；37/393(3)剛架橋：顯著特點(diǎn)：是橋跨構(gòu)造(梁或板)和墩臺(tái)連接成一整體；38/393受力特性：在豎直荷載作用下，有豎直反力和水平反力；無(wú)鉸剛架尚有支承彎矩。橋跨構(gòu)造：剛架以受彎拉為主，也有軸向力和剪力，大小但于梁橋與拱橋之間。39/393長(zhǎng)處：建筑高度小,減少線路標(biāo)高,改善縱坡，減少路堤土方量，增加橋下凈空。缺陷：是粱柱剛結(jié)處較易裂縫。40/393(4)懸吊橋：承重構(gòu)造為纜索、橋塔、加勁梁及錨綻。構(gòu)造自重輕，建筑高度小，跨徑最大，近2023m。缺陷是構(gòu)造剛度差，在車和風(fēng)荷載作用下，橋有較大變形和振動(dòng)。一般只在馬路上修建。41/393(5)組合體系橋由幾個(gè)不一樣體系構(gòu)造組合而成橋梁。42/393第二章橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)及荷載第一節(jié)橋梁總體設(shè)計(jì)

一、橋梁設(shè)計(jì)基本標(biāo)準(zhǔn)和要求

(1)使用上要求橋梁必須適用。滿足交通安全、通暢、及泄洪、通航或通車等要求，并便于檢查和維修。43/393(2)經(jīng)濟(jì)上要求在經(jīng)濟(jì)上是合理。在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)輸上取得最大經(jīng)濟(jì)效益。(3)設(shè)計(jì)上要求滿足施工和使用中應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，并且要設(shè)計(jì)思想創(chuàng)新，設(shè)計(jì)合理。44/393(4)施工上要求

應(yīng)便于采取先進(jìn)技術(shù)，加快施工速度，確保工程質(zhì)量和施工安全。(5)美觀上要求與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。45/393二、橋梁設(shè)計(jì)基本資料

(1)橋梁使用任務(wù)：交通種類和其他要求。(2)橋位附近地形：橋位線型、墩臺(tái)位置。(3)橋位地質(zhì)情況：地質(zhì)不良現(xiàn)象。(4)河流水文情況：特性水位、河道情況。(5)其他資料：建材；施工情況；氣象等。46/393三、設(shè)計(jì)程序

初步設(shè)計(jì)：總體規(guī)劃問(wèn)題，初步確定尺寸。它是控制建設(shè)項(xiàng)目投資和后來(lái)編制施工預(yù)算根據(jù)。編制施工圖：對(duì)技術(shù)方案和總投資等詳細(xì)化。47/393目前，我國(guó)馬路大橋設(shè)計(jì)工作均采取兩階段設(shè)計(jì)。對(duì)技術(shù)簡(jiǎn)單中、小橋可采取一階段設(shè)計(jì)。48/393四、橋位及橋型選擇

橋位選擇：大、中橋橋位服從路線總方向，路橋綜合考慮，并以橋?yàn)橹?，盡也許建造直交橋。小橋橋位是局部問(wèn)題，完全服從路線走向，以路為主。49/393橋型選擇：一般鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋:L<20m；預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋：30m＜L<50m；石拱,雙曲拱:30m＜L<50m,箱拱:L＞100m,預(yù)應(yīng)力斜拉橋:100m＜L<400m；軟基上建簡(jiǎn)支、懸臂梁等靜定構(gòu)造橋，良好地基上建連續(xù)、剛架橋及兩鉸或無(wú)鉸拱等超靜定構(gòu)造橋。50/393五、縱、橫斷面設(shè)計(jì)

技術(shù)術(shù)語(yǔ)：?橋梁全長(zhǎng)簡(jiǎn)稱橋長(zhǎng)，橋涵總長(zhǎng)所占百分比反應(yīng)在整段線路建設(shè)中主要程度。51/393?凈跨徑l0；?總跨徑：l=l1+l2+l3

?計(jì)算跨徑；?橋下凈空高度；?建筑高度；?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：?凈矢高；?計(jì)算矢高：?矢跨比；52/393梁式橋縱向布置拱式橋53/393縱斷面設(shè)計(jì)確定橋梁總跨徑、橋梁分孔、橋道標(biāo)高、標(biāo)上和橋頭引道縱坡以及基礎(chǔ)埋置深度等。(1)橋梁總跨徑確實(shí)定

對(duì)于一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文計(jì)算來(lái)確定。54/393考慮：排洪、沖刷及河床土壤性質(zhì)和基礎(chǔ)埋置情形，綜合確定。

(2)橋梁分孔決定于總造價(jià)。使上、下部構(gòu)造總造價(jià)趨向最低，同步考慮通航、沖刷等問(wèn)題。大、中橋梁分孔是相稱復(fù)雜問(wèn)題。55/393

(3)橋道標(biāo)高確實(shí)定必須根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位、橋下通航(車)凈空等需要，結(jié)合橋型、跨徑等考慮，以確定合理橋道標(biāo)高。

(4)橋頭縱坡小橋，可做平坡橋；大、中橋梁，做成雙向縱坡，橋上縱坡不大于4％；橋頭引道縱坡不宜大于5％。56/393橋梁橫斷面設(shè)置橋梁橫斷面設(shè)置決定于橋面寬度和橋跨構(gòu)造橫截面布置。橋面寬度決定于行車道凈寬度和人行道寬度。

橋梁橫向坡度為1.5％~3％。57/393橋梁平面設(shè)置橋梁線形及橋頭引道要保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過(guò)。大、中橋線形，一般為直線，如必須設(shè)成曲線時(shí)．其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合路線布設(shè)要求。一般小橋，斜度一般不宜大于45°，在通航河流上則不宜大于5°。58/393第二節(jié)橋面構(gòu)造布置及細(xì)部

1、橋面構(gòu)造組成與布置

橋面鋪裝、排水系統(tǒng)、伸縮縫、人行道(安全帶)、緣石、欄桿和燈柱等構(gòu)造。59/3932、橋面鋪裝、防水排水系統(tǒng)(1)橋面鋪裝橋面鋪裝也稱行車道鋪裝。作用：避免車輛輪胎(或履帶)直接磨耗行車道板，避免主粱遭受雨水侵蝕，并能使車輛輪重集中荷載起一定分布作用。60/393型式：

①一般水泥混凝土或?yàn)r青混凝土鋪裝在非寒冷地域小跨徑橋上，不做專門(mén)防水層。層鋪法施工：?jiǎn)螌?5~8cm)或雙層式(底層4~5cm，面層3~4cm)；水泥混凝土適用于重載交通。61/393②防水混凝土鋪裝非冰凍地域需作防水處理時(shí)，鋪筑8~10cm防水泥混凝土，再鋪磨耗層。防水混凝土鋪裝62/393③具有貼式防水層水泥混凝土或?yàn)r青混凝土鋪裝貼式防水層鋪裝63/393

在防水程度要求高，或在橋面板位于構(gòu)造受拉區(qū)而也許出現(xiàn)裂紋橋梁上，需做貼式防水層。該層設(shè)在低標(biāo)號(hào)混凝土排水三角墊層上面，再鋪保護(hù)層。裝配式梁式橋，宜在接縫處混凝土鋪裝層內(nèi)或保護(hù)層內(nèi)設(shè)置一層(

3~

6)鋼筋網(wǎng)。64/393(2)橋面縱橫坡對(duì)于瀝青混凝土或水泥混凝土鋪裝，橫坡為1.5~2.0%。行車道路面用拋物線型橫坡，人行道用直線型。65/393(3)橋面排水原因：設(shè)置：橋長(zhǎng)L<50m，縱坡ih＞2％時(shí)，雨水可流至橋頭從引道上排除，在橋頭引道兩則設(shè)置流水槽。當(dāng)L＞50m，ih＞2％時(shí)，在橋上每隔12~15m設(shè)置一種泄水管。如橋面ih＜2％,則宜每隔6~8m設(shè)置一個(gè)泄水管。66/393常用泄水管型式：①金屬泄水管：適用于具有貼式防水層鋪裝構(gòu)造。②鋼筋混凝土泄水管：適用于不設(shè)專門(mén)防水層而采取防水混凝土鋪裝構(gòu)造上。金屬泄水管鋼筋混凝土泄水管67/39368/3933、橋面伸縮縫(1)原因：

(2)設(shè)置：兩梁端間以及梁端與橋臺(tái)背墻間設(shè)置。

(3)作用：確保梁能自由變形；車輛在設(shè)縫處能平順地通過(guò)；避免雨水、垃圾泥土等滲入而阻塞。69/393(4)變量：以安裝伸縮縫構(gòu)造時(shí)為基準(zhǔn)溫度伸長(zhǎng)量lt+和收縮量lt-；收縮和徐變量ls以及計(jì)入梁制造與安裝誤差富裕量lE。lE可按計(jì)算變形量30%估算?？傋冃瘟繛椋?0/393(5)常用伸縮縫構(gòu)造U形鋅鐵皮式伸縮縫中小途徑橋梁，當(dāng)變形量在2~4cm以內(nèi)時(shí)，常采取。71/393跨搭鋼板式伸縮縫:梁端變形量4~6cm以上情況，最大可達(dá)40cm以上。72/393橡膠伸縮縫:橡膠伸縮縫適用于梁端變形量4~6cm以上，最大可達(dá)150cm，73/3933、人行道、欄桿、燈柱74/39375/3933、人行道、欄桿、燈柱人行道及安全帶：城鎮(zhèn)和近郊橋梁均應(yīng)設(shè)置人行道，寬度可選用0.75cm，1m，大于1m按0.5m倍數(shù)遞增。行人稀少地區(qū)可改用安全帶。安全帶，寬度大于25cm，與人行道相同，高出行車道25cm~35cm。76/393欄桿和燈柱77/393第三節(jié)橋梁設(shè)計(jì)荷載1、永久荷載永久荷載亦稱恒載，它是在設(shè)計(jì)有效期內(nèi)，其作用位置和大小，不隨時(shí)間變化或其變化與平均值相比可忽視不計(jì)荷載。78/393例如當(dāng)途徑為30~150m時(shí)，構(gòu)造自重約占30~60%，對(duì)于特大跨度圬工橋、鋼筋混凝土橋，或預(yù)應(yīng)力混凝土橋，活載居于次要地位。故宜用輕質(zhì)、高強(qiáng)材料。79/3932、可變荷載可變荷載為在設(shè)計(jì)有效期內(nèi)，其作用位置和大小、方向隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽視荷載。(1)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)中把大量、經(jīng)常出現(xiàn)汽車荷載排列成車隊(duì)形式，作為設(shè)計(jì)荷載；把偶爾、出現(xiàn)平板掛車或履帶車作為驗(yàn)算荷載。80/393重量單位：噸；長(zhǎng)度單位：米。汽車車隊(duì)縱向排列81/39310t,15t,20t汽車平面尺寸30t汽車平面尺寸55t汽車平面尺寸汽車橫向布置82/393履帶車－50履帶車橫向布置掛車－80、100、200掛車橫向布置83/393(2)車輛荷載影響力汽車荷載沖擊力：目前將荷載增大乘以沖擊系數(shù)而得。汽車荷載制動(dòng)力：離心力：位于曲線上橋梁，當(dāng)R

250m時(shí)，須考慮車輛離心力作用，由車輛荷載(不計(jì)沖擊力)乘以離心力系數(shù)。84/393車輛荷載引發(fā)土側(cè)壓力：(3)人群荷載：馬路橋梁人群荷強(qiáng)要求為300kg/m。3、偶爾荷載偶爾荷載包括地震力和船只或漂流物撞擊力。這種荷載在設(shè)計(jì)有效期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其連續(xù)時(shí)間較短而數(shù)值很大。85/393第三章鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋第一節(jié)概述

一、分類及特點(diǎn)

采取抗壓性能好混凝土和抗拉能力強(qiáng)鋼筋結(jié)合在一起建成。86/393分類1：鋼筋混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋建筑材料梁橋預(yù)壓程度全預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋木梁橋鋼梁橋石梁橋87/393分類2：裝配式梁橋(正交橋、直線橋)整體式梁橋(斜交橋、彎橋)施工辦法梁橋88/393支座端橫隔梁中橫隔梁主梁橋面鋪裝泄水管欄桿伸縮縫人行道89/393特點(diǎn)：(1)裝配式梁橋與整體式梁橋相比有：①橋梁構(gòu)件型式和尺寸趨于標(biāo)準(zhǔn)化，有助于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。②采取先進(jìn)施工技術(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力和減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提升工程質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而顯著減少工程造價(jià)。90/393③構(gòu)件制造不受季節(jié)性影響，且上、下部構(gòu)造也可同步施工，加快施工速度，縮短工期。④能節(jié)省大量支架模板等材料消耗。缺陷：⑤預(yù)制構(gòu)件需要有一定運(yùn)輸和起重設(shè)備來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸和安裝工作。91/393⑥為了保證全橋整體性，尚應(yīng)設(shè)計(jì)牢靠接頭構(gòu)造，必要時(shí)還需采取“濕”集整措施。特點(diǎn)：(1)鋼筋混凝土橋與鋼橋、石橋等比：①具有鋼筋混凝土構(gòu)件長(zhǎng)處。②設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)上發(fā)展成熟。92/393③種類多，數(shù)量大，具有主要地位。缺陷：④自重大。⑤就地澆筑時(shí)，施工工期長(zhǎng)，耗材多。適用：簡(jiǎn)支梁橋：標(biāo)準(zhǔn)跨徑10,13,16,20m。懸臂梁、連續(xù)梁橋：L≤60~70m。93/393(1)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋與鋼筋混凝土橋相比：①具有鋼筋混凝土梁橋所有長(zhǎng)處。②利用高強(qiáng)度材料(高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)鋼材)，減小構(gòu)件截面，并擴(kuò)大混凝土構(gòu)造適用范圍。94/393③節(jié)省鋼材，跨徑越大，節(jié)省越多。④梁剛度大，建筑高度小，有較大跨越能力。由于能消除裂縫，這就擴(kuò)大了對(duì)多種橋型適應(yīng)性，并愈加提升了構(gòu)造耐久性。⑤預(yù)應(yīng)力技術(shù)采取，為當(dāng)代裝配式構(gòu)造提升了接頭和拼裝質(zhì)量。95/393適用:簡(jiǎn)支梁橋:L≤50~60m;標(biāo)準(zhǔn)跨徑有25,30,35,40m。懸臂梁、連續(xù)梁橋：L≤250m。二、梁式橋構(gòu)造體系類型及應(yīng)用按梁式橋承載構(gòu)造體系可分為：簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋、T形剛架橋等。96/393二、梁式橋構(gòu)造體系類型及應(yīng)用97/393

特點(diǎn)：靜定構(gòu)造；相鄰橋孔各自單獨(dú)受力；構(gòu)造最簡(jiǎn)單，受力明確，1、簡(jiǎn)支梁橋

應(yīng)用最早，使用最廣泛一種橋型。最易設(shè)計(jì)成多種標(biāo)準(zhǔn)跨徑裝配式構(gòu)件；簡(jiǎn)化施工管理工作，減少施工費(fèi)用。98/393適用性：靜定構(gòu)造，構(gòu)造內(nèi)力不受地基變形影響，場(chǎng)地地基要求低。缺陷：(1)伸縮縫(變形縫)多，行車巔簸，不平順。(2)橋跨構(gòu)造主要承受荷載引發(fā)彎矩與剪力，且構(gòu)造本身自重大，約占所有設(shè)計(jì)荷載30~60％。；支座獨(dú)立。99/393改善措施：減小構(gòu)造自重所占百分比可由提升簡(jiǎn)支梁橋跨越能力最有效途徑：(1)高強(qiáng)、輕質(zhì)材料；(2)預(yù)應(yīng)力技術(shù)；(3)采取合理主梁(板)截面形式。100/393

l=4~8m,實(shí)心板橋l=6~13m,空心板橋l=8~16m,形式劃分：標(biāo)準(zhǔn)跨徑：(1)簡(jiǎn)支板橋l=8~20m,

l=20~50m,(2)簡(jiǎn)支肋梁橋中等跨徑，截面:T,I,Π鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋預(yù)應(yīng)力空心預(yù)制板橋101/393(3)簡(jiǎn)支箱梁橋：預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，僅用于橋面較寬橋梁構(gòu)造(抗扭性能)，較大跨徑斜交橋和彎橋。跨徑：20~70m2、連續(xù)梁橋特點(diǎn)：承重構(gòu)造不間斷地連續(xù)跨越幾個(gè)橋孔而形成一超靜定構(gòu)造。102/393長(zhǎng)處：①支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩，顯著減小了跨中正彎矩，使彎矩沿縱向分布更合理；

103/393②減小跨中建筑高度，節(jié)省鋼筋混凝土數(shù)量。缺陷：③地基有不均勻沉陷時(shí),橋跨構(gòu)造內(nèi)會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。104/393適用：對(duì)地基要求高，常適用于橋基十分良好場(chǎng)所。鋼筋混凝土連續(xù)梁橋①支座處有負(fù)彎矩，在支座處橋面易出現(xiàn)裂縫，影響橋梁耐久性和正常使用；②就地澆筑施工辦法，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，代價(jià)高，對(duì)大跨徑很難適合。105/393預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋①利用預(yù)應(yīng)力有效地避免混凝土開(kāi)裂，尤其是支座有負(fù)彎矩處可避免橋面開(kāi)裂，確保橋梁耐久性和正常使用；②采取當(dāng)代橋梁施工技術(shù)，如頂推法、懸臂澆筑法等。106/393③充足利用高強(qiáng)度材料，減小構(gòu)造截面尺寸，提升其跨越能力；④車輛荷載作用下變形和緩，行車平穩(wěn)，伸縮縫少；⑤構(gòu)造全截面受力，抗彎剛度大，并有較大超載能力；⑥連續(xù)梁橋中間橋墩只布置單排支座。107/393截面形式：等截面連續(xù)梁(中小跨徑)；變截面連續(xù)梁(大跨徑)。

對(duì)大跨徑(l0>100m)，多采取變截面箱形連續(xù)梁。施工特點(diǎn)：頂推法、懸臂澆筑法和拼裝法等。適用性：跨徑為40~160m108/3933、懸臂梁橋和T形剛架橋單懸臂梁和雙懸臂梁。特點(diǎn)：①內(nèi)力分布上，支點(diǎn)處同連續(xù)梁橋，掛梁上同簡(jiǎn)支梁橋；109/393②掛梁和剪力鉸處是受力薄弱處；③接縫多，不利于高速行車。適用性：鋼筋混凝土懸臂梁橋：50~80m下列；預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋：100m下列；110/393鋼筋混凝土T形剛架橋：50m下列；預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛架橋：60~200m。111/393三、截面類型

(一)板橋

承重構(gòu)造：特點(diǎn)：①建筑高度較小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。②預(yù)制施工時(shí)，重量小，架設(shè)方便。112/393

形式：①整體式實(shí)心矩形板：剛度大，現(xiàn)澆，受季節(jié)性影響大，需模板、支架。

受力方面：截面材料不經(jīng)濟(jì)，自重大，僅適用于小跨徑≤6m。改善是矮肋式板，空心式。113/393②裝配式板橋：實(shí)心板(l≤8m)、空心板(l=6~13m)、預(yù)應(yīng)力混凝土板(l=8~16m)。③異形板截面：當(dāng)代高架橋中用。有單波式和雙波式。114/393③異形板特點(diǎn)：橋下凈空大，可布置與橋梁同向線路，造型美觀，但現(xiàn)澆，施工較為復(fù)雜。115/393(二)肋板式梁橋現(xiàn)澆混凝土肋梁橋有雙T形，一般由工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制T形，Π形構(gòu)件，然后工地裝配施工。116/393顯著減輕了構(gòu)造自重。增大了跨越能力。②適合于預(yù)制、安裝，控制主梁質(zhì)量，加快施工速度。③預(yù)應(yīng)力或受拉區(qū)布筋，將肋下緣做成馬蹄形。一般特點(diǎn)：①肋與肋之間處于受拉區(qū)域混凝土挖空后，117/393Π形梁橋：塊件之間用穿過(guò)腹板螺栓連結(jié)，以使施工簡(jiǎn)化。Π形構(gòu)件特點(diǎn)是：截面形狀穩(wěn)定，橫向抗彎剛度大，塊件堆放、裝卸和安裝都方便。118/393Π形梁橋：但構(gòu)件制造較復(fù)雜；梁肋以只配鋼筋網(wǎng)，剛度小。適用性：Π形梁橋一般只用l=6~12m小跨徑橋梁。119/393T形梁：裝配式橋梁工程中最普遍；長(zhǎng)處：以T形梁翼組成行車道板；制造簡(jiǎn)單，肋內(nèi)配筋可做成剛勁鋼筋骨架，主梁之間借助間距為4~6m橫用梁來(lái)連結(jié)，整體性好，接頭也較方便。b)a)120/393缺陷：截面形狀不穩(wěn)定，運(yùn)輸和安裝復(fù)雜；構(gòu)件在橋面板跨中有接頭，對(duì)板受力不利。c)d)e)f)121/393

(三)箱形梁橋跨徑(L0≥50m)預(yù)應(yīng)力混凝土、彎橋、斜交橋普遍采取。形式及適用性：T形梁：裝配式簡(jiǎn)支梁常用；鋼筋混凝土梁橋，L0=7.5~20m；預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，L0=20~40m。122/393特點(diǎn)：(與T形梁相比)①較大抗正、負(fù)彎矩能力，底板受壓區(qū)。②抗扭能力大，故適用于偏心荷載作用下寬橋。如大跨徑預(yù)應(yīng)力梁橋。③橫向剛度大，反抗彎、運(yùn)輸、安裝階段穩(wěn)定性好。缺陷：箱形薄壁構(gòu)件預(yù)制、安裝施工復(fù)雜，單根箱梁安裝重量大，只適用于較大跨徑。123/393適用：中等寬度橋梁：?jiǎn)蜗鋯问?、單箱雙室一般寬度橋梁：?jiǎn)蜗涠嗍摇㈦p箱單室當(dāng)代都市高架道路：長(zhǎng)懸臂斜腹形。124/393第二節(jié)簡(jiǎn)支梁式橋設(shè)計(jì)與構(gòu)造

簡(jiǎn)支板橋,梁橋,箱形梁橋。

一、簡(jiǎn)支板橋設(shè)計(jì)與構(gòu)造

一般應(yīng)用于小跨徑橋梁中。

由施工方式分，整體式板橋和裝配式板橋。由跨越河流角度分，正交板橋和斜交板橋。125/393正交橋：荷載作用后：雙向受力；由彈性薄板小撓度彎曲理論計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變。特點(diǎn)：①均布荷載作用：?jiǎn)蜗蚴芰顟B(tài)；②車輪荷載作用于板中：雙向受力狀態(tài)，近似單向計(jì)算；126/393③車輪荷載作用于板自由邊：雙向受力狀態(tài),同上；總結(jié)：設(shè)計(jì)按單向板計(jì)算，簡(jiǎn)化辦法有折算法；簡(jiǎn)化剛接板法。127/393配筋：縱向受力鋼筋：由計(jì)算確定。橫向分布鋼筋：垂直于主鋼筋，＞15％，S≯25cm。板中間2/3處按計(jì)算配筋；板邊兩端1/6處增加15％。

整體正交現(xiàn)澆板橋橫截面為等厚度矩形，或矮肋式板橋。128/393裝配式板橋橫截面有實(shí)心板和空心板兩種。矩形實(shí)心板橋：施工方便，建筑高度小等長(zhǎng)處，應(yīng)用最廣泛，跨徑≤8m。129/393空心矩形板橋：自重小，可充足利用材料?？鐝?~13m，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋在8~16m。目前使用較多。130/393裝配式板橫向聯(lián)結(jié)有企口混凝土鉸聯(lián)結(jié)和鋼板焊接聯(lián)結(jié)。企口混凝土鉸聯(lián)結(jié)：用C25~C30以上細(xì)骨料混凝土填實(shí)，或?qū)摻罱壴?，再澆筑?31/393鋼板聯(lián)結(jié)：兩構(gòu)件預(yù)埋鋼板焊接?？v向中距一般為80~150cm。132/393斜交橋特點(diǎn)：理論和試驗(yàn)表白，在垂直荷載作用下：①斜交角

≤15

，正交板橋設(shè)計(jì)。②荷載有向兩支承邊之間最短距離方向傳遞趨勢(shì)。斜板橋最大主彎矩方向133/393③各角點(diǎn)受力情況能夠用比擬連續(xù)梁工作來(lái)描述。134/393整體式斜板橋：由于l/b一般均不大于1.3，主鋼筋配備有兩種方案。A方案：按主彎矩方向變化配備主筋，其分布鋼筋與支承邊平行。底層鋼筋上層鋼筋135/393B方案：在兩鈍角角點(diǎn)之間范圍內(nèi)，主鋼筋方向與支承邊垂直。底層鋼筋上層鋼筋136/393裝配式斜板橋：跨寬比(l/b)一般均大于1.3，主鋼筋沿斜跨徑方向配備，分布鋼筋在鈍角角點(diǎn)處與主鋼筋垂直，在支承邊附近，與支承力平行。137/393二、簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)與構(gòu)造中小跨徑橋梁中應(yīng)用最廣橋型。簡(jiǎn)支梁橋按施工方式分有整體式和裝配式簡(jiǎn)支梁橋。截面形式分：T形、工形、Π形肋梁和箱形。

138/393

(1)整體式簡(jiǎn)支梁橋：

長(zhǎng)處：現(xiàn)場(chǎng)澆筑，構(gòu)造整體性好，剛度大；缺陷：工期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高，材料消耗大。應(yīng)用：斜線橋，彎橋，一般用截面為雙T形主梁。139/393(2)裝配式簡(jiǎn)支梁橋

特點(diǎn)：用合理構(gòu)造類型。

構(gòu)造類型：包括裝配式主梁橫截面型式、沿縱截面上橫隔梁布置、塊件劃分方式以及塊件連結(jié)集整等幾方面問(wèn)題。它是直接影響橋跨構(gòu)造受力狀態(tài)及其內(nèi)力計(jì)算辦法。140/393

(3)構(gòu)造類型主梁橫截面型式主梁橫截面型式有三種基本類型：Π形，T形和箱形梁橋。預(yù)制裝配單元?jiǎng)澐?41/393裝配式梁橋設(shè)計(jì)中塊件劃分標(biāo)準(zhǔn)是：①現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際預(yù)制、運(yùn)輸和起重等條件，確定拼裝單元最大尺寸和重量；②塊件劃分應(yīng)滿足受力要求，拼裝接頭應(yīng)盡可能設(shè)置在內(nèi)力較小處；③拼裝接頭數(shù)量要少，接頭型式要牢靠可靠，施工要方便；142/393④構(gòu)件要便于預(yù)制、運(yùn)輸和安裝；⑤構(gòu)件形狀和尺寸應(yīng)力求標(biāo)準(zhǔn)化，增強(qiáng)交換性，構(gòu)件種類應(yīng)盡可能減少。目前，鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋常用塊件劃分方式有：①縱向豎縫劃分；②縱向水平縫劃分；③縱、橫向豎縫劃分。143/393a)b)①縱向豎縫劃分簡(jiǎn)支梁橋中應(yīng)用最普遍。單元體：各主梁整體，如Π形梁和T形梁；144/393a)b)長(zhǎng)處：接頭和接縫橫隔梁和行車道板內(nèi)，或直接用螺栓連結(jié)；構(gòu)造部分為預(yù)制拼裝。

故主梁受力可靠，施工也方便。145/393應(yīng)用：裝配式鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土T形簡(jiǎn)支梁橋。缺陷：構(gòu)件尺寸和重量都很大，增加運(yùn)輸與安裝上困難。改善：預(yù)制矩翼T形梁，并現(xiàn)澆部分翼板和橫隔梁。146/393②縱向水平縫劃分組合式梁147/393T形組合梁橋：鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋箱形組合梁橋：預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。長(zhǎng)處：安裝單元尺寸小，重量輕。缺陷：主梁梁肋與翼板之間存在混凝土施工接縫。改善：加大肋頂寬度和伸出肋內(nèi)鋼筋。148/393149/393③縱、橫向豎縫劃分長(zhǎng)處：塊件尺寸小，重量輕，能夠工廠化成批預(yù)制后，方便運(yùn)輸。150/393橫向分段裝配式梁或稱串連梁缺陷：塊件預(yù)制精度要求很高。預(yù)制時(shí)，采取全梁預(yù)制辦法。國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少。151/393構(gòu)造布置定義：對(duì)于設(shè)計(jì)給定橋面寬度，如何選定主梁間距(或片數(shù))。鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋，T形最普遍。標(biāo)準(zhǔn)跨徑為10、13、16和20m四種。

主梁布置：間距為1.5~2.2m，四梁式或五梁式橋，常用1.6m。152/393153/393

T形梁橫隔梁布置：作用：將各主梁連結(jié)成整體。無(wú)橫隔梁時(shí)：翼板接縫處易產(chǎn)生縱向裂縫，且橋梁整體性不好。

橫隔梁布置：兩梁端必須設(shè)置端橫隔梁，中橫隔梁：當(dāng)跨徑≥13m，在跨內(nèi)跨中、距支座l/4或l/3處設(shè)中間橫隔梁1~3道，間距4~6m。154/393主梁設(shè)計(jì)與構(gòu)造：主梁尺寸：鋼筋混凝土橋，l/11~l/16，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為10、13、16和20m，這時(shí)主梁間距2.2m，對(duì)應(yīng)梁高0.9、1.1、1.3和1.5m；預(yù)應(yīng)力混凝土橋，l/14~l/25，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25、30、35和40m，這時(shí)主梁間距2.2m，對(duì)應(yīng)梁高1.75、2.0、2.25和2.5m。梁肋寬常用15~18cm。155/393

橫隔梁尺寸：跨中橫隔梁高度為主梁高度3/4，端橫隔梁與主梁近同高。橫隔梁肋寬常為12~16cm，且上寬下窄和內(nèi)寬外窄楔形。橫隔梁配筋與連接：以中橫隔梁為設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)象；配筋：受力鋼筋與構(gòu)造鋼筋，均由計(jì)算所得。156/393

連接有兩種：①鋼板接縫：先預(yù)埋鋼板，再在預(yù)埋鋼板上加焊蓋按鋼板或用螺栓與預(yù)埋鋼板連接。157/393

②濕接縫：翼板懸臂邊做成企口形，將伸出鋼筋連接，或放置鋼筋網(wǎng)，澆筑混凝土。158/393

不等截面梁：簡(jiǎn)支梁橋在橫截面上可采取不等截面梁，詳細(xì)變化為：(1)變截面等高梁：沿縱向腹板厚度發(fā)生變化、馬蹄部分也逐漸加高變截面T梁。(2)變截面不等高梁：橫截面由跨中向支點(diǎn)減小魚(yú)腹形變高度梁。159/393實(shí)例：(1)鋼筋混凝土橋：跨徑為20m。160/393實(shí)例2：預(yù)應(yīng)力混凝土橋，跨徑為30m。161/393第三節(jié)簡(jiǎn)支梁式橋計(jì)算一、計(jì)算內(nèi)容

簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目有主梁、橫隔梁、橋面板和支座等。原因：162/393二、行車道板計(jì)算163/393荷載沿雙向傳遞164/393二、行車道板計(jì)算1、行車道板類型

單向板：la/lb≥2，四邊支承板；

懸臂板：將三邊支承，翼緣端邊是自由邊板

沿短跨一端嵌固，另一端為自由端懸臂板；165/393

鉸接板：將三邊支承，翼緣端邊是鉸接板

沿矩跨一端嵌固，另一端為鉸接鉸接板；

雙向板：la/lb≤2，四邊支承；少用；兩方向配受力鋼筋。166/393

2、板荷載有效分布寬度

對(duì)于混凝土或?yàn)r青面層，荷載呈45

擴(kuò)散。沿縱向：

a1＝a2+2H；沿橫向：

b1＝b2+2H；式中：H為鋪裝層厚度。167/393于是橋面板上作用于行車道板面上局部分布荷載p為：式中：P——加重車后軸軸重。168/393

(1)單向板跨徑為l、寬度較大梁式行車道板受力狀態(tài)。當(dāng)荷載以a1×b1分布面積作用在板上時(shí)，板在跨中彎矩實(shí)際圖形是呈曲線形分布，在荷載中心處達(dá)成最大值mxmax，169/393170/393∵∴式中：M—車輪荷載產(chǎn)生跨中總彎矩；mxmax—荷載中心處最大單寬彎矩值，可按彈性板理論算得。構(gòu)想用矩形a×mxmax來(lái)替代此曲線圖形：171/393此式為板有效工作寬度，或荷載有效分布寬度，以此板寬來(lái)承受車輪荷載產(chǎn)生總彎矩，它滿足了彎矩最大值要求。荷載有效分布寬度與板支承條件、荷載性質(zhì)及荷載位置有關(guān)。172/393根據(jù)最大彎矩按矩形換算有效分布寬度aa)簡(jiǎn)支板，跨中單個(gè)荷載；b)固縫板，跨中單個(gè)荷載c)簡(jiǎn)支板，全跨窄條荷載；d)簡(jiǎn)支板，1/4跨徑處單個(gè)荷載；173/393橋面板屬于彈性固結(jié)支承，為了計(jì)算方便，對(duì)于單向板荷載有效分布寬度，《橋規(guī)》要求：荷載在跨徑中間對(duì)于單獨(dú)一種荷載：a＝a1+l/3=a2+2H+l/3≮2l/3對(duì)于幾個(gè)接近相同荷載：a＝a1+d+l/3=a2+2H+d+l/3≮2l/3174/393荷載在板支承處：

a

＝a1+t=a2+2H+t≮l/3

式中：t—板厚度。荷載接近板支承處：

ax＝a

+2x

式中:x—荷載離支承邊緣距離。t175/393懸臂板受力狀態(tài)(2)懸臂板176/393(2)懸臂板由彈性板理論，板端作用P時(shí)，板條最大負(fù)彎矩mxmax≈－0.465P，而總彎矩為M0＝－Pl0，因此，按最大負(fù)彎矩值換算有效工作寬度為：177/393可見(jiàn)，懸臂板有效工作寬度接近于二倍懸臂長(zhǎng)度，即荷載可近似按45

向懸臂板支承處罰布?！恶R路橋面設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)懸臂板要求活載有效分布寬度為：178/393

a=a1+2b

＝a2+2H+2b；式中：b

為承重板上荷載壓力面外側(cè)邊緣至懸臂根部距離。179/393履帶荷載：取一米寬板條按實(shí)際荷載強(qiáng)度p進(jìn)行計(jì)算。單向板懸臂板180/393

3、行車道板內(nèi)力計(jì)算實(shí)體矩形行車道板由彎矩控制設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，以每米寬板條來(lái)進(jìn)行計(jì)算。(1)多跨連續(xù)單向板內(nèi)力固端鉸支彈性固縫181/393當(dāng)t/h<1/4時(shí)：跨中彎矩：M中＝0.5M0；支點(diǎn)彎矩：M支＝－0.7M0；當(dāng)t/h≥1/4時(shí)：跨中彎矩：M中＝0.7M0；支點(diǎn)彎矩：M支＝－0.7M0；式中：M0＝M0p+M0g。工程中，簡(jiǎn)化辦法是先算出跨度相同簡(jiǎn)支板M0，然后修正。182/393(2)鉸接懸臂板內(nèi)力

T形梁翼緣板作為行車道板往往用鉸按方式連接，最大彎矩在懸臂根部。當(dāng)車輪荷載對(duì)中布置在鉸接處是最不利荷載位置，這時(shí)鉸內(nèi)剪力為零，兩相鄰懸臂板各承受半個(gè)車輪荷載，即P/4。由材料力學(xué)或構(gòu)造力學(xué)可計(jì)算得跨中彎矩。183/393184/393三、荷載橫向分布計(jì)算

(一)概念

構(gòu)造內(nèi)力是空間問(wèn)題，但工程中合理轉(zhuǎn)化成平面問(wèn)題。并通過(guò)荷載橫向分布系數(shù)考慮荷載空間作用影響。185/393對(duì)于橫隔梁剛度：構(gòu)想五根主梁所組成橋梁在跨度內(nèi)承受荷強(qiáng)P跨中橫截面。對(duì)于橫隔梁剛度為0；若中梁跨中有P作用，則全橋中只有中梁受力，即中梁橫向分布系數(shù)m＝1，其他梁m＝0；這種形式整體性差，并且是很不經(jīng)濟(jì)。EIH=0，m中=1wa186/393此時(shí)五根主梁撓度均相等，荷載P由五根梁均勻分擔(dān)，每梁只承受P/5，各梁橫向分布系數(shù)m＝0.2。EIH=，m中=0.2wc若各主梁間橫隔梁剛度很大，可構(gòu)想橫隔梁剛度接近無(wú)窮大(EIH=

)，則在荷載P作用下，橫隔梁無(wú)彎曲變形，所有五根主梁共同參與受力。187/393EIH=，m中=0.20<

EIH<

，0.2<m中<1wbwcEIH=0，m中=1wa188/393實(shí)際工程中鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋構(gòu)造情況是：各根主梁有橫向構(gòu)造聯(lián)成整體，不過(guò)橫向剛度達(dá)不到無(wú)窮大。因此，在荷載P作用下，各根主梁變形復(fù)雜，此時(shí)中梁撓度wb不大于wa而大于wc，設(shè)中梁所受荷載為mP，則其橫向分布系數(shù)m也不大于1而大于0.2。189/393因此，橋上荷載橫向分布規(guī)律與構(gòu)造橫向連結(jié)剛度有關(guān)，橫向連結(jié)剛度愈大，荷載橫向分布作用愈顯著，各主梁負(fù)擔(dān)也愈趨均勻。190/393在實(shí)踐中，目前常用幾個(gè)荷載橫向分布計(jì)算辦法有：①杠桿原理法——把橫向構(gòu)造(橋面板和橫隔梁)視為在主梁上斷開(kāi)而簡(jiǎn)支在其上簡(jiǎn)支梁。②偏心壓力法——把橫隔梁視作剛件極大梁，當(dāng)計(jì)及主梁抗扭剛度影響時(shí)，稱為修正偏心壓力法；191/393③橫向鉸接板(梁)法——把相鄰板(梁)之間視為鉸接，只傳遞剪力；④橫向剛接梁法——把相鄰主梁之間視為剛性連接，即傳遞剪力和彎矩；⑤比擬正交異性板法——將主梁和橫隔梁剛度換算成兩向剛度不一樣比擬彈性平板來(lái)求解，并由實(shí)用曲線圖表進(jìn)行荷載橫向分布計(jì)算。192/393共同特點(diǎn)是：從分析荷載在橋上橫向分布出發(fā)，求得各梁荷載橫向分布影響線，從而通過(guò)橫向最不利布載來(lái)計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)m。有了作用于單梁上最大荷載，就能按熟知辦法求得主梁活載內(nèi)力值。193/393

(二)杠桿原理法

(1)特點(diǎn)：①基本假定：忽視主梁之間橫向構(gòu)造聯(lián)系作用，橋面板和橫隔梁在主梁上斷開(kāi)，并視作沿橫向支承在主梁上簡(jiǎn)支梁或懸臂梁來(lái)考慮。194/393195/393②若工字形主梁裝配式橋梁、雙柱式、雙主梁橋，本法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)是精確。③一般多梁式橋，由于不考慮支座彈性壓縮和主梁本身微小壓縮變形，近似計(jì)算接近主梁支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)。196/393④對(duì)于無(wú)橫隔梁裝配式箱形梁橋初步設(shè)計(jì)，在繪制主梁荷載橫向影響線時(shí)能夠假設(shè)箱形截面是不變形，故箱梁內(nèi)豎標(biāo)位為等于l常數(shù)。197/3931實(shí)際主梁荷載極值以杠桿原理計(jì)算值⑤近似計(jì)算橫向聯(lián)系很弱無(wú)中間橫隔梁橋梁，計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，對(duì)于中間主梁會(huì)偏大些，而對(duì)于邊梁則會(huì)偏小。198/393

(2)計(jì)算舉例

例：一橋面凈空為凈—7附2×0.75m人行道鋼筋混凝土T梁橋，共設(shè)五根主梁。試求荷載位于支點(diǎn)處時(shí)1號(hào)梁和2號(hào)梁對(duì)應(yīng)于汽車—15級(jí)、掛車—80和人群荷載橫向分布系數(shù)。199/393對(duì)于1＃梁：汽車－15：m0=0.875/2=0.438掛－80：m0=0.563/4=0.141對(duì)于2＃梁：汽車－15：m0=1/2=0.5；掛－80：m0=(0.437+1.0+0.437)/4=0.469200/393(三)偏心壓力法(剛性橫梁法)201/393(三)偏心壓力法(剛性橫梁法)

鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋都在梁兩端設(shè)置橫隔梁外，還在跨度中央，甚至還在跨度四分點(diǎn)處，設(shè)置中間橫隔梁。在具有可靠橫向聯(lián)結(jié)橋上，且在橋?qū)捒绫菳/l不大于或接近于0.5情況時(shí)，車輛荷載作用下中間橫隔梁彈性撓曲變形同主梁相比較微不足道。202/393特點(diǎn)：①寬跨比B/l≤0.5(窄橋)，中橫隔梁作用是主梁跨中變形保持近似直線形狀。②中橫隔梁彈性撓曲變形同主梁相比，很小，猶如剛性梁同樣。③成果邊梁受力偏大。203/393

(1)不考慮主梁抗扭剛度偏心壓力在中間橫隔梁剛度相稱大窄橋上，在沿橫向偏心布置活載作用下，總是接近活載一側(cè)邊梁受載最大。

1)中心荷載P＝1作用204/3931)中心荷載P為1作用205/393假定中間橫隔梁是剛性，且橫截面向稱于橋中線，各根主梁撓度相同，即：∵∴∴即：若I1=I2=…….

=In，則R

i=1/n。206/3932)偏心矩M＝1?e作用207/3932)偏心矩M＝1?e作用在M作用下，橫截面產(chǎn)生繞O轉(zhuǎn)角

，因此各主梁豎向撓度為：∴∴208/393當(dāng)偏心荷載P=1時(shí)總作用：其中：e為P作用位置。209/393當(dāng)荷載P作用于k號(hào)梁上(e=ak)，則第i號(hào)主梁荷載為：當(dāng)荷載P作用于i號(hào)梁上(e=ai)，則第k號(hào)主梁荷載為：210/3933)第i號(hào)主梁荷載影響線

ik：當(dāng)各梁慣性矩相同步，則：211/3933)計(jì)算舉例例：計(jì)算跨徑l＝19.50m，試求荷載位于跨中時(shí)l號(hào)邊梁荷載橫向分布系數(shù)mq(汽車荷載)、mg(掛車荷載)。此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大橫向連結(jié)剛性，且承重構(gòu)造長(zhǎng)寬比為：l/B=19.5/(5*1.60)=2.4>2，為窄橋，212/393故可按偏心壓力法來(lái)繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)m。本橋各根主梁橫截面均相等，梁數(shù)n＝5，梁間距為1.60m，則：213/393第1號(hào)主梁荷載影響線豎標(biāo)值

11：于是，1號(hào)梁活載橫向分布系數(shù)可計(jì)算：214/393汽－15：m0=(0.575+0.350+0.188-0.038)/2=0.538；掛－80：m0=(0.513+0.4+0.288+0.175)/4=0.344215/393

于是，1號(hào)梁活載橫向分布系數(shù)：汽－15：m0=（0.575+0.350+0.188-0.038)/2=0.538；掛－80：m0=(0.513+0.4+0.288+0.175)/4=0.344216/393

(2)修正偏心壓力法由于橫隔梁近似為絕對(duì)剛性和忽視主梁抗扭剛度，造成了邊梁受力偏大。因此在實(shí)用中處理辦法有：將偏心壓力法求得邊梁最大橫向分布系數(shù)乘以0.9折減辦法。若考慮主梁抗扭剛度，則為修正偏心壓力法。217/393218/393第i號(hào)主梁荷載影響線

ik：219/393(四)鉸接板法

特點(diǎn)：①對(duì)于用現(xiàn)澆混凝土縱向企口縫連接裝配式板橋以及僅在翼板間用焊接鋼板或伸出交叉鋼筋連結(jié)無(wú)中間橫隔梁裝配式橋。

翼板間伸出交叉鋼筋連結(jié)翼板間企口橋面接縫220/393裝配式板橋縱向企口縫橫截面及類型翼板間用焊接鋼板中間橫隔梁裝配式橋221/393特點(diǎn)：②豎向荷載作用下，鉸接縱縫內(nèi)只傳遞向剪力。③基本假定：對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋，常截面橫向傳遞荷載為半波正弦荷載。

(1)鉸接板(梁)法首先來(lái)分析鉸接板橋受力特點(diǎn)。222/393某塊板上有豎向荷載P作用時(shí)，①通過(guò)結(jié)合縫所承受內(nèi)力在起傳遞板間荷載作用。②縱向剪力t(x)和法向力n(x)同豎向剪力g(x)相比，影響極小；③在構(gòu)造上，結(jié)合縫(企口縫)高度不大、剛性甚弱，一般可視作近似鉸接，則橫向彎矩m(x)對(duì)傳布荷載影響極微，也可忽視。223/393表達(dá)結(jié)合縫上內(nèi)力為豎向剪力g(x)、橫向彎矩m(x)、縱向剪力t(x)和法向力n(x)。224/393簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，就假定豎向荷載作用下結(jié)合縫內(nèi)只傳送豎向剪力g(x)，這就是橫向鉸接板(梁)計(jì)算理論假定前提。

把空間計(jì)算問(wèn)題，簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題，應(yīng)仍滿足荷載、鉸接力和撓度三者協(xié)調(diào)性，即：

225/393

對(duì)于每條板梁有：不過(guò)，事實(shí)上無(wú)論對(duì)于集中輪重或分布荷載作用情況，不能滿足上式條件(在x方向?yàn)橛邢揲L(zhǎng)度)。但當(dāng)采取具有某一峰值p0半波正弦荷載：

226/3931)鉸接板橋荷載橫向分布在正弦荷載p0＝psin(x/l)作用下，各條鉸縫內(nèi)也產(chǎn)生正弦分布鉸接力gi＝gisin(x/l)。227/393對(duì)于具有n條板橋梁，就有(n-1)條鉸縫。因此就有(n-1)個(gè)欲求未知鉸接力峰值gi。求gi可按《構(gòu)造力學(xué)》中“力法”原理求解。

11g1+12g2+13g3+14g4+1p=0

21g1+22g2+23g3+24g4+2p=0

31g1+32g2+33g3+34g4+3p=0

41g1+42g2+43g3+44g4+4p=0式中：

ik—鉸接縫k內(nèi)作用單位正弦鉸接力，在鉸接縫i處引發(fā)豎向相對(duì)位移；

ip—外荷載p在鉸接縫i處引發(fā)豎向位移。228/393求得系數(shù)后裔入即得正則方程：2(1+)g1-(1-)g2=1-(1-)g1+2(1+)g2-(1-)g3=0-(1-)g2+2(1+)g3-(1-)g4=0-(1-)g3+2(1+)g4=0即：229/393式中：＝(b)/(2w)=5.8I(b/l)2/IT。I：板抗彎慣性矩；b：板寬；l：板跨度；IT：板抗扭慣性矩。詳見(jiàn)材料力學(xué)計(jì)算。230/393

求得gi后，根據(jù)力平衡原理可得板塊豎向荷載峰值pi1。

1號(hào)板：p11＝1－g1；2號(hào)板：p21＝g1－g2；3號(hào)板：p31＝g2－g3；4號(hào)板：p41＝g3－g4；5號(hào)板：p51＝g4－g5。231/393

2)鉸接板橋荷載橫向影響線和橫向分布系數(shù)

彈性板荷載與撓度成百分比及變位互等定理(pik＝pki)，得1號(hào)板梁荷載橫向影響線

ik：1號(hào)板:

11＝p11＝1－g1;2號(hào)板:

21＝p21＝g1－g2;3號(hào)板:

31＝p31＝g2－g3;4號(hào)板:

41＝p41＝g3－g4;5號(hào)板:

51＝p51＝g4－g5.232/393鉸接T形梁計(jì)算特點(diǎn)小跨徑鋼筋混凝土T形梁橋：不設(shè)中間橫隔梁，僅對(duì)翼板邊連結(jié)，或僅由現(xiàn)澆橋面板連結(jié)各主梁。特性：橫向連結(jié)剛度極強(qiáng)，猶如橫向鉸接構(gòu)造。另外，對(duì)于無(wú)橫隔梁組合式梁橋也近似作為橫向鉸接來(lái)計(jì)算。233/393鉸接T形梁計(jì)算特點(diǎn)234/393計(jì)算特點(diǎn)：半正弦荷載作用，求得正則方程：2(1++)g1-(1-)g2=1-(1-)g1+2(1++)g2-(1-)g3=0-(1-)g2+2(1++)g3-(1-)g4=0-(1-)g3+2(1++)g4=0即：235/393式中：＝f/w=390I(d1/h1)3/l4。I：板抗彎慣性矩；

d1：翼板懸出長(zhǎng)度；h1：翼板厚度，對(duì)于變厚度翼板，可取距梁肋d1/3處板厚；

l：板跨度。236/393(五)比擬正交異性板法1、特點(diǎn)：

①多種體系梁橋：懸臂、連續(xù)體系橋梁，主梁由多道橫隔梁連接鋼筋混凝土寬橋。②將橫隔梁、主梁組成縱橫交錯(cuò)梁格體系簡(jiǎn)化為一矩形平板，用彈性薄板理論求解。237/393

(2)比擬正交異性板撓曲微分方程

縱梁：b，Ix和ITx；橫隔梁：a，Iy和ITy。將主梁Ix和ITx平攤于b，將橫隔梁Iy和ITy平攤于a，則比擬成一塊抱負(fù)平板。圖中x和y方向換算厚度不一樣，繪成虛線。238/393比擬板縱橫向每米長(zhǎng)度截面抗彎慣矩和抗扭慣矩對(duì)應(yīng)為：對(duì)于肋梁式鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造，忽視

影響。于是得比擬正交異性板。239/393比擬正交異性板撓曲微分方程：240/393

常數(shù)

稱為扭彎參數(shù)，它表達(dá)比擬板兩個(gè)方向單寬抗扭剛度代數(shù)平均值與單寬抗彎剛度幾何平均值之比。對(duì)于常用T形梁或I字形梁，

在0~1之間變化。

241/393

可看出，當(dāng)

＝1，且兩個(gè)方向單寬抗彎剛度相同(Jx=Jy)時(shí)，便簡(jiǎn)化成各向同性板。

(3)應(yīng)用圖表計(jì)算荷載橫向分布對(duì)于一塊縱、橫向截面單寬慣矩分別為Jx，JTx，和Jy，Jty簡(jiǎn)支比擬板。當(dāng)板上位置k作用荷載p＝1*sin(x/l)時(shí)，板在跨中就產(chǎn)生彈性撓曲：242/393243/393首先將全板按橫向不一樣位置分作許多縱向板條①、②…...，并以單位板寬(簡(jiǎn)稱板條)來(lái)考慮。于是，在k處有單位正弦荷載作用下，任一板條沿x方向撓度為：

wi(x)＝wisin(x/l)式中：wi—與荷載峰值1對(duì)應(yīng)第i根板條撓度峰值。244/393以板條在跨中(即x＝x/2)為研究對(duì)象，則可得荷載和撓度分布圖形如上圖所示。圖中

1k，

2k…，

ik表達(dá)k點(diǎn)有單位荷載作用下各板條所分擔(dān)荷載。根據(jù)荷載與撓度正比關(guān)系，顯然有：

1k＝C*w1，

2k=C*

2k，...，

ik=C*

ik式中：C為與跨度和截面剛度有關(guān)常數(shù)。245/393(

1k+

2k+

…+

nk)*1=A(

)=1(C*w1+C*w2

+

…+C*wn)*1=C*

wi

=C*A(w)

式中：A(

)和A(w)——對(duì)應(yīng)為跨中荷載橫向分布圖形面積和強(qiáng)度橫向分布圖形面積。由此可得：C＝1/A(w)

246/393則有：A(w)＝2B*w平式中：B是橋?qū)挾种?。因此得到：C＝1/(2Bw平)于是得：

ik=C*wik=wik/(2Bw平)由變位互等定理和反力互等定理，則：

ki=wki/(2Bw平)247/393將荷載作用在任意位置i時(shí)k點(diǎn)撓度值wki與同一荷載下構(gòu)想平均撓度值w平之比定義為影響系數(shù)Kki，即：

Kki=wki/w平于是：

ik=C*wik=wik/(2Bw平)=Kik/2B這里

ik為p＝1作用在任意位置i時(shí)分派至k點(diǎn)荷載。248/393Kki是欲計(jì)算板條位置k、荷載位置i、扭彎參數(shù)

以及縱、橫向截面抗彎剛度之比

函數(shù)。K0、K1曲線圖表見(jiàn)規(guī)范。對(duì)于一般梁肋式構(gòu)造所比擬成正交各向異性板，

變化范圍在0~1之間。而K

可足夠精確地由下式內(nèi)插求得：249/393(4)計(jì)算步驟：1)計(jì)算主梁Ix、ITx；Jx＝Ix/b，JTx＝ITx/b；橫隔梁Iy，ITy；Jy＝Iy/a，JTy＝ITy/a。2)參數(shù)

和

：250/3933)將橋全寬分為八等分共九個(gè)點(diǎn)位置來(lái)計(jì)算，以橋?qū)捴虚g點(diǎn)為0，向左(或向右)依次為正(或負(fù))B/4、B/2、3B/4、B。由

值查《規(guī)范》“G－M”表得K0、K1值。251/3935)求影響線豎標(biāo)值

ik：

ik＝K

/n式中：n——橋梁主梁根數(shù)。6)求主梁分擔(dān)荷載Rik：

Rik＝

ik*b式中：b——主梁寬度。4)求K

值：252/393(六)小結(jié)

由前面分析與計(jì)算可知：(1)荷載位于橋跨中間部分時(shí)，由于橋梁橫向構(gòu)造作用，荷載橫向分布可用偏心壓力法等計(jì)算橫向系數(shù)。253/393(2)當(dāng)荷載在支點(diǎn)處作用在某主梁上時(shí)，假如不考慮支座彈性變形影響，荷載就直接由該主梁傳至支座，其他主梁基本上不參與受力。因此，荷載橫向系數(shù)計(jì)算可用“杠桿原理法”。254/3931)對(duì)于無(wú)中間橫隔梁或僅有一根中橫隔梁情況，跨中部分采取不變mc，從離支點(diǎn)l/4處起至支點(diǎn)區(qū)段內(nèi)mx呈直線形過(guò)渡。(3)實(shí)際工程中處理辦法：255/3932)對(duì)于有多根內(nèi)橫隔梁情況，mc從第一根內(nèi)橫隔梁起向m0直線形過(guò)渡。256/393(4)實(shí)用中，求簡(jiǎn)支梁跨中最大彎矩時(shí)，可按不變化mc計(jì)算。其他截面彎矩計(jì)算，一般也可取用不變mc計(jì)算，但對(duì)于中梁，若m0與mc相差較大，且內(nèi)橫隔梁又少于三根時(shí)，以計(jì)及其沿跨徑變化。在計(jì)算主梁最大剪力(梁端截面)時(shí)，只考慮該段內(nèi)橫向分布系數(shù)變化影響。忽視遠(yuǎn)端荷載。257/393

在設(shè)有橫隔梁鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋上，在工程設(shè)計(jì)中有以主梁計(jì)算中偏心壓力法原理和比擬板法原理來(lái)計(jì)算橫隔梁內(nèi)力兩種實(shí)用辦法。四、橫隔梁內(nèi)力計(jì)算258/393力學(xué)模型：橋梁中橫隔梁近似地視作豎向支承在多根彈性主梁上多跨彈性支承連續(xù)梁。1、偏壓法橫隔梁計(jì)算圖式259/393

在計(jì)算中，首先求主梁荷載，再利用靜力平衡條件來(lái)求出橫梁內(nèi)力影響線。對(duì)于具有多根內(nèi)橫隔梁橋梁，跨中橫隔梁受力最大，一般只要計(jì)算跨中橫隔梁內(nèi)力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。2、比擬板法

同前面比擬板法，不一樣點(diǎn)是將求主梁荷載影響線換成求橫隔梁荷載影響線。260/393第四節(jié)支座

一、概述

鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋在橋跨構(gòu)造和墩臺(tái)之間均須設(shè)置支座。261/3931、作用：(1)傳遞上部構(gòu)造支承反力，有豎向力和水平力；(2)確保構(gòu)造在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等原因作用下自由變形，以使上、下部構(gòu)造實(shí)際受力情況符合構(gòu)造靜力圖式。262/393

2、分類：傳遞荷載種類位移梁式橋支座固定支座活動(dòng)支座豎向壓力和水平力只有豎向壓力自由轉(zhuǎn)動(dòng)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能水平移動(dòng)263/3933、設(shè)置：簡(jiǎn)支梁橋每跨：一端設(shè)置固定支座，另一端設(shè)置活動(dòng)支座。懸臂梁橋錨固跨：一側(cè)設(shè)置固定支座，另一側(cè)設(shè)置活動(dòng)支座。264/393

多孔懸臂梁橋掛梁：支座布置與簡(jiǎn)支梁同。連續(xù)梁橋：每聯(lián)中只要一種橋墩(或橋臺(tái))上設(shè)置固定支座，其他墩臺(tái)上均應(yīng)設(shè)置活動(dòng)支座。265/393注意：(1)懸臂梁橋和連續(xù)梁橋在某些特殊情況下支座需要傳遞豎向拉力時(shí)，尚應(yīng)設(shè)置能承受拉力支座。(2)相鄰兩跨簡(jiǎn)支梁固定支座，不宜集中布置在一種橋墩上。(3)坡橋：應(yīng)將固定支座布置在標(biāo)高低墩臺(tái)上。266/393(4)連續(xù)梁橋，為使全梁縱向變形分散在梁兩端，應(yīng)將固定支座設(shè)置在靠中間支點(diǎn)處；但若中間支點(diǎn)橋墩較高或因地基受力等原因，對(duì)承受水平力十分不利時(shí)，可根據(jù)詳細(xì)情況將固定支座布置在靠邊其他墩臺(tái)上。267/393(5)尤其寬梁橋，尚應(yīng)設(shè)置沿縱向和橫向均能移動(dòng)活動(dòng)支座。(6)對(duì)于彎橋，應(yīng)考慮活動(dòng)支座沿弧線方向移動(dòng)也許性。(7)地震地域梁橋：支座構(gòu)造尚應(yīng)考慮橋梁防震和減震設(shè)施。

268/393

二、支座類型和構(gòu)造(1)簡(jiǎn)易墊層支座對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)跨徑不大于10m簡(jiǎn)支板或簡(jiǎn)支梁橋，在板或梁端部支承簡(jiǎn)易墊層上。269/393弧形鋼板支座270/393

(2)弧形鋼板支座對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)跨徑在10~20m，支承反力不超出600kN簡(jiǎn)支梁橋，可采取弧形鋼板支座。弧形鋼板支座上下墊板之間摩擦系數(shù)為0.20。271/393標(biāo)準(zhǔn)跨徑為16m鋼筋混凝土T形梁橋弧形鋼板支座272/393(3)鋼筋混凝土擺柱式支座對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)跨徑≥20m梁式橋，為了更加好地確保梁端自由移動(dòng)，需用鋼筋混凝土擺柱式支座來(lái)替代一般弧形鋼板活動(dòng)支座。273/393擺柱式支座摩擦系數(shù)只有0.05，并且能承受支點(diǎn)反力可達(dá)5000~6000kN。支座高度從20~30cm起，甚至達(dá)成100cm以上。274/393鋼筋混凝土擺柱式支座275/393(4)橡膠支座

五十年代起優(yōu)質(zhì)合成橡膠來(lái)制造橋梁支座。橡膠支座長(zhǎng)處：構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，省鋼材，造價(jià)低，構(gòu)造高度小，安裝方便，能適應(yīng)任意方向變形，抗震性好。276/393目前用作支座橡膠：化學(xué)合成氯丁橡膠。特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度、抗油蝕性、冷熱穩(wěn)定性、耐老化性。缺陷：橡膠易老化。從適用和經(jīng)濟(jì)上看，仍然值得推廣。應(yīng)用：寬橋、曲線橋和斜交橋。277/393在橋梁工程中使用橡膠支座大體上可提成兩類，即板式橡膠支座和盆式橡膠支座。①板式橡膠支座278/393①板式橡膠支座兩種：無(wú)加勁層純橡膠支座：一般用于溫度低于－25C。允許壓應(yīng)力≤3000kPa，只適用于小跨徑橋梁。279/393板式橡膠支座：由幾層薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作為加勁層。允許壓應(yīng)力≤10000kPa，支承反力達(dá)3000kN中等跨徑橋梁。280/393

活動(dòng)機(jī)理：利用橡膠不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角

，利用其剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移