混凝土桥(3)

2019-04-14 21:01

荷载组合

________________________________________ 荷载组合是荷载效应组合的简称。指各类构件设计时不同极限状态所应取用的各种荷载及其相应的代表值的组合。应根据使用过程中可能同时出现的荷载进行统计组合,取其最不利情况进行设计。根据各种荷载的重要性,荷载的组合分为六类:组合Ⅰ-Ⅵ:

。组合Ⅰ: 基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永久荷载的一种或几种相组合;

。组合Ⅱ: 基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永久荷载的一种或几种和其它可变荷载的一种或几种相组合;

。组合Ⅲ: 平板挂车或履带车,与结构重量、预加应力、土的重力及土侧压力的一种或几种相组合;

。组合Ⅳ: 基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永久荷载的一种或几种和偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合;

。组合Ⅴ: 桥涵在进行施工阶段的验算时,根据可能出现的施工荷载(如结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等)进行组合;

构件在吊装时,其自重应乘以动力系数1.2或0.85,并可视构件具体情况适当增减; 。组合Ⅵ: 结构重力、预加应力、土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合。

桥梁构造

桥梁的构造要求是指根据桥梁使用、建造、结构力学性能等要求在桥梁结构中的体现,这里主要按不同的桥型介绍其不同的构造特点。应该注意不同桥型的构造特点应该结合其受力特点来体会和理解。

。桥面布置与构造。梁桥构造 。拱桥构造。斜拉桥构造 。悬索桥构造。刚构桥构造 。墩台构造。支座构造

桥梁工程资料集>桥梁构造>桥面构造与布置>桥面布置

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桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、护栏、照明灯具和伸缩缝等。桥面的布置应在桥梁的整体设计中考虑,它根据道路的等级、桥梁的宽度、行车的要求等条件确定。对混凝土梁式桥的桥面布置有双向车道布置、分车道布置和双层桥面布置等。

一、双向车道布置

。双向车道布置是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上,上下行交通由划线分隔,没有明显的界限。车辆在桥梁上行驶的速度只能是中速或低速,对交通量较大的道路,桥梁往往会形成交通滞流状态。 二、分车道布置

。在桥面上设置分隔带,用以分隔上下行车辆,因而上下行交通互不干扰,可提高行车速度,便于交通管理。

在城市道路和高等级公路中常采用。 三、双层桥面的布置 。双层桥面的布置是桥梁结构在空间上可以提供两个不在同一平面上的桥面构造。可以使不

同的交通严格分道行驶,提高了车辆和行人的通行能力,并便于交通管理。同时,可以充分利用桥梁净空,在满足同样交通要求之下,减小桥梁宽度,缩短引桥长度,达到较好的经济效益。

公路铁路两用桥梁中也常常采用将公路、铁路线路分别在两个平面中布置。典型的有南京长江大桥、青马大桥等

连续梁桥

。适用范围:

。一般采用预应力混凝土梁桥,其跨径介于简支梁与拱桥和斜拉桥之间。钢筋混凝土连续梁常用跨径为:25-30m以下,预应力混凝土连续梁常用跨径在:40-160m之间,在80-100m左右跨径比较经济,最大跨径可达200m左右。 。主要布置:

。分为等跨、不等跨;等截面、变截面。其中,连续梁桥的设计一般采用不等跨设计,若采用等跨设计,则边跨弯矩控制全桥设计,故边跨长度一般为中跨的(0.5-0.8)倍;采用变截面设计是梁底缘曲线一般可采用圆弧形、二次抛物线形、折线形,常用的是二次抛物线形,它和连续梁的弯矩影响线变化规律基本相同,等截面连续梁有造型简单的特点,比较适合中小跨径的桥梁。因为要在支点处抵抗较大的负弯矩,在截面设计时往往要加强截面底部的混凝土受压区。同时,从桥梁美学的角度看,偶数孔连续梁桥会给人呆板的感觉,而跨度从中孔向两边逐渐减小的布置给人以节奏和韵律感。 。截面形式:

。整体式、肋梁式、箱形截面、槽形截面。

整体式截面,采用的多是双T型主梁截面布置型式,在连续梁结构中,常常采用这种布置型式。有利于抵抗负弯矩作用。一般肋宽约在0.6~1.2 m左右,翼缘厚度,主梁间距有关。并可以根据需要做成低高度的宽肋梁。 。主要尺寸:

。对于等高度连续梁,梁高一般取(1/20-1/30)L,常用(1/18-1/20)L;对于变高度梁,支点处一般取(1/16-1/20)L之间, 跨中处,若为折线形变高度梁则取(1/22-1/28)L,若为曲线形变高度梁则取(1/30-1/50)L。 。主要钢筋: 。预应力混凝土连续梁桥中,预应力钢筋为主要受力钢筋。预应力钢筋布束一般采用曲线形,跨中截面钢束布置在靠近梁底的位置,在支点截面由于有负弯矩的作用,钢束应布置在梁顶附近,以抵抗负弯矩作用。斜筋同简支梁。

。齿口、齿槽:

。为了分批张拉并锚固预应力筋,需要将桥面板向下加厚,做成锚固齿板,预应力筋穿过齿板锚固在其下端。对于底板预应力则是将底板向上加厚。 简支梁桥

。概述:对于中、小跨径的桥梁,钢筋混凝土简支梁和预应力混凝土简支梁是应用最广泛的桥型。目前国内外所采用的钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁,绝大部分均采用装配式结构。 。常用跨径:装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径是8.0-20.0m,高跨比一般在1/11-1/18,随着梁高的减小而取较大的值。跨径超过20m时一般采用预应力混凝土简支梁桥,通常其高跨比为1/15-1/25左右,随着跨径的增大而取较大的值。

。截面形式:简支梁一般都是等截面的,以便预制,在大跨径的预应力混凝土简支梁桥中,个别也有作成鱼腹式变截面的。

。横隔梁:横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用,对于简支梁桥,

一般在跨中,四分点,支点处各设一道横隔梁就可满足要求。横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右,在支点处可同于梁高。横隔梁的肋宽常用12~20cm。预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形,以便脱模。此外,中间横隔板的作用也可以用局部加强腹板或采取特殊的横向框架的办法来代替

。连接形式:装配式简支板桥和装配式简支T梁桥,通常都是由纵向板块和T梁通过横向连接而形成整体。装配式的板桥一般常用的联结方法有企口混凝土铰联结和钢板焊接联结。装配式T梁桥的横向连接一般用钢板式、扣环式、桥面的企口铰三种方法进行连接: 。 a、钢板式,上缘接头钢板设在T梁翼板上,下缘接头钢板设在横梁梁肋的两侧。焊接钢板预先与横隔梁的受力钢筋焊接在

一起做成安装骨架。当T梁安装就位后,即可在横隔梁的预埋钢板上再加焊接钢盖板使联成整体。

。 b、扣环式,将横隔梁中伸出的环状钢筋相互搭接,并用叉状短筋销住,然后现浇混凝土连成整体。

。 c、企口铰,主要翼板内伸出连接钢筋,交叉弯制后在接缝处再放局部的F6钢筋网,并将它们浇筑在桥面混凝土铺装层

内。或者可将翼板的顶层钢筋伸出,并弯转套在一根长的钢筋上,以形成纵向铰。 。 具体形式如图所示:

。装配式简支梁桥一般可以按横截面形式分为五种基本类型: 。(1)Π形梁桥:它的截面形状稳定,横向抗弯刚度大, 但构件的制造比较复杂,梁肋为两片薄的腹板,通 常以钢筋网来配筋,难以作成刚度大的钢筋骨架。 一般只用于L=6-12m的小跨径桥梁。如图所示,。 。(2)T形梁桥:这是我国用的最多的截面形式,制造简

单,肋内配筋可以做成刚劲的钢筋骨架,间距4-6m的 横隔梁使得整体性很好,接头也方便,但截面形状不 稳定,运输安装较为复杂;构件正好在桥板的跨中接 头,对板的受力不利。常用跨径7.5-20m,预应力混 凝土则为20-40m。如图所示: 。 。(3)箱形梁桥:它的最大优点就是抗扭能力大,还有横 向抗弯刚度大,对预施应力、运输、安装阶段单梁 的稳定性比T梁好的多。不过它的预制施工比较复 杂,单梁的安装重量通常也比T梁大。跨径是是几种 截面里最大的。如图所示: 。 。(4)实心板梁桥:实心板截面形状简单、施工方便、建 筑高度小、结构整体刚度大,是小跨径梁桥普遍采 用的形式。一般采用钢筋混凝土,跨径小于8m,梁 高一般为0.16-0.36m左右。如图所示: 。 。(5)空心板梁桥:空心板截面形状较实心板复杂,整体 刚度大,建筑高度小,但是顶板内需要配制钢筋, 同实心板一样是小跨径梁桥普遍采用的形式。钢筋 混凝土时跨径一般在6-13m,梁高一般在0.4-0.8m

左右;预应力混凝土时跨径一般在8-20m,梁高一 般在0.4-0.85m左右。如图所示: 。

主要钢筋:板式截面中钢筋主要分为受力钢筋和分布钢筋两大类,受力钢筋沿跨度方向布置

在板的受拉区内,分配钢筋把荷载分配传递给受力钢筋,而且还起到固定受力钢筋和分担收缩徐变引起的拉应力,一般配置在受力钢筋的内侧。

。T形截面、Π形截面、以及箱形截面中钢筋分为纵向受力钢筋、斜筋、箍筋、架立筋和水平纵向钢筋等。

。纵向受力钢筋:主要布置在截面受拉区,在构造满足的情况下应尽量向下缘靠近;应该保证至少两根纵向受力钢筋 通过全截面。纵向受力钢筋常采用的两种布筋方式为:全部锚固在梁端,和部分锚固在梁端,部分锚固在梁体。

。斜筋:主要承受主拉应力,通常在近梁端部区域由纵向受力钢筋弯起而成;有时也可以专门的斜筋,用焊

接或钢丝绑扎的方法和纵向受力钢筋连成整体。在预应力筋比较集中的下马蹄中必须设置闭合式或螺旋形的加强钢筋。

。箍筋:通常垂直于梁的轴线布置,作用是承受部分主拉应力,固定纵向受力钢筋,保证梁截面内受拉区和受压区的联系。

。架立钢筋:是根据构造要求布置的,用来架设箍筋,将各种钢筋扎成骨架。架立钢筋通常采用10-14mm的钢筋。

。水平纵向钢筋:梁高大于1m时,沿梁高侧面呈水平方向布置,以防因混凝土收缩及温度变而引起的竖向裂缝。一般上密下疏的固定在箍筋的外侧,直径一般采用8-10mm,间距一般采用100-150mm。

________________________________________ 悬臂梁桥

________________________________________ 。常用的立面布置形式: 。(1)双悬臂梁桥:

。 常用于跨线桥,中孔跨径由路线的行车净空要求确定,两端伸出悬臂与路堤连接,省去了两端庞大的桥台。这种桥型的中孔跨径较大,活载作用在该孔时的内力情况与简支梁没有区别,只是由于悬臂的存在而较简支梁小,因此只在恒载占较大比例时才显得比简支梁经济。 。(2)三跨挂梁的单悬臂:

。常用于跨越城市河道的桥梁,中孔是悬臂孔,可利用两边悬臂加上挂梁加大跨径。 。(3)多孔悬臂梁;

。由单双悬臂与挂梁组合而成。一般情况下,挂孔的高度约为其跨径的1/16-1-18,悬臂根部的高度约为跨中梁高的1.8-2.0倍

。常用的截面形式:

。为带有马蹄形的T形截面,为了加强底部受压区,为了适应向支点处逐渐增大的负弯矩,梁高及马蹄形均可增大,适用于中等跨径的桥梁。

箱型截面,整体性强,不但能提供足够的混凝土受压面积,而且由于截面的闭合特性抗扭性能很好,因而它也是悬臂常用的截面形式。

。主要钢筋布置:

。与简支梁相反,受压钢筋在梁底,受拉钢筋在梁顶。这主要是由于悬臂梁桥的受力特点决定的;

另外,悬臂梁还需要配置一些施工时需要的钢筋

________________________________________ 。牛腿:

。牛腿是悬臂梁桥和T型刚构桥上部构造的一个重要部分,它衔接悬臂梁与挂孔,传递来自挂梁的荷载。

根据受力的需要,牛腿的配筋分为预应力筋和普通钢筋。 牛腿的凹角线型应该和缓,避免尖锐转角,以减少应力集中。

此外,牛腿的构造尚应满足某些特殊要求:如承受更换支座的顶升荷载;端横梁因通过管线开洞后加固钢筋网的设置。

在牛腿中为了防止斜截面抗拉破坏,应沿45o设置斜筋;此外,还应该设置箍筋和纵筋。 而且,在牛腿中钢筋应该尽量设置的富余一些。具体钢筋设置入图所示: 。

________________________________________ 刚构桥构造>门型刚构

________________________________________ 刚构桥的总体特点

上下部构件相互连接,在连接处为刚性节点,因此上下部为有共同弹性变形的连续体,一同承受包括竖向荷载在内的一切作用力。一般桥跨下的墩身的弹性构件的型式参与作用。 ________________________________________ 门型刚构

简称门架桥,由水平眉梁与竖直立柱构成主要承重结构的刚构桥。 立柱所承受的弯矩,随柱与梁的刚度比率的提高而增大。建筑高度很小,有利于做成跨线桥,多采用钢筋混凝土或预应力混凝土建造。 ________________________________________ T型刚构

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。它是具有悬臂受力特点的梁式桥,最早采用钢筋混凝土结构,从墩上伸出较短的悬臂,跨中用简支挂梁组合而成,而采用预应力混凝土结构可获得更大的跨径。钢筋混凝土T型刚构常用跨径在40~50m左右,预应力T型刚构的常用跨径可在60 ~ 200m。

。预应力T形刚构分两种基本类型: 。。(1)带铰的T形刚构桥;它非常适合于采用悬臂施工的办法,但是其行车条件不是很好,当它为对称结构时,在恒载

作用下为静定结构,在活载作用下为超静定结构。

。。 (2)带挂孔的T形刚构桥;这是静定结构,增加了牛腿的构造,但免去了剪力铰的复杂结构,缺点是桥面上伸缩缝过 多,对高速行车不利。

。T形刚构桥的横截面形式主要以箱式截面为主。

T形刚构一般采用悬臂施工,所以,零号块一般是在墩身上现浇的,与桥墩固结,然后在从零号块开始跨中进行悬臂施工;零号块一般为箱形截面,其截面为全桥最大的,在零号块上下方均应留出孔道,以便施工和梁体散热,减弱温度对箱梁的影响。


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