裝配式簡支梁橋的設計和構造

第三章裝配式簡支梁橋的設計和構造綜述：簡支梁橋是梁式橋中應用最早，使用最廣泛的一種橋型。它受力簡單，梁中只有正彎矩，常用T型截面梁這種構造簡單的截面形式；體系溫變，混凝土收縮徐變，張拉預應力等均不會在梁中產生附加內力，設計計算方便，最易設計成各種標準跨徑的裝配式結構。由于簡支梁是靜定結構，結構內力不受地基變形的影響，對基礎要求較低，能適用于地基較差的橋址上建橋。在多孔簡支梁橋中，相鄰橋孔各自單獨受力，便于予制、架設，簡化施工管理，施工費用低，因此在城市高架、跨河大橋的引橋上被廣泛采用。為減少伸縮縫裝置，改善行車平整舒適，國內目前常采用橋面連續(xù)的預應力混凝土簡支梁橋。其優(yōu)點：1.簡支梁橋是單孔靜定結構，受力明確、構造簡單、施工方便，是中小跨徑橋梁中應用最廣的橋型；2.簡支梁橋的結構尺寸易設計成系統(tǒng)化和標準化，這有利于組織大規(guī)模預制生產，并用現代化起重設備進行安裝；3.采用裝配式施工方法，可大量節(jié)約模板支架材料，降低勞動強度，縮短工期；近年來，國內為對于中小跨徑的橋梁，大量采用裝配式鋼筋砼簡支梁橋或預應力砼簡支梁橋。開封黃河公路大橋開封黃河公路大橋，共108孔，77孔為50米預應力T梁，31孔為20米鋼筋混凝土T梁，450米一連橋面連續(xù)；3-1裝配式簡支梁橋的構造類型一、裝配式簡支梁橋的截面形式主梁的橫截面形式有三種基本類型：T型、箱型、TT型截面；模板化生產，易于系列化、標準化；高寬比例適當優(yōu)化，以增大抗彎慣距，增大剛度；20~60米有標準圖；跨度增大，梁重增加快；措施—縱向分塊、橫向分塊（少用）。二、構件的劃分方式—減輕塊重的措施塊件劃分應遵循的原則：⑴根據建橋現場實際可能的預制、運輸和起重等條件，確定拼裝單元的最大尺寸和重量；⑵快件的劃分應滿足受力要求，拼裝接頭應盡量設置在內力較小處；⑶拼裝接頭的數量要少，接頭形式要牢固可靠，施工要方便；⑷構件要便于預制、運輸和安裝；⑸構件的形狀和尺寸應力求標準化，增強互換性，施工要方便。目前常用的塊件劃分方式有：縱向豎縫劃分、縱向水平縫劃分、縱橫向豎縫劃分1.縱向豎縫劃分----在簡支梁中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都是整體預制的，接頭和接縫僅布置在次要構件—橫隔梁和行車道板內，而且結構部分全為預制拼裝，不需要現澆砼。這樣可使主梁受力可靠，施工也方便。其缺點是構件的尺寸和重量都很大，增加運輸和安裝上的困難。我國最近編制的裝配式鋼筋砼和預應力砼T形簡支梁橋的標準設計，都采用這種塊件劃分方式。2.縱向水平縫劃分其目的是減小拼裝構件的起重重量和尺寸，以便于集中預制和運輸吊裝?？v向水平縫將梁肋和板分隔開來，借助縱橫向的豎縫將板劃分成平面成矩形的預制構件。施工時先架設梁肋，再安裝預制板，最后在接縫內或連同在板上現澆一部分砼使結構成整體—成為組合式梁橋。受力分析：□梁肋和翼板間的砼施工接縫削弱了梁板的整體受力能力

□組合梁受力是分階段的3.縱、橫向豎縫劃分縱向豎縫劃分的主梁再通過橫向豎縫劃分成較小梁段。安裝就位后，必須串聯以預應力筋施加預應力才能保證其足夠的連接強度。因此，橫向分段預制的裝配式梁也稱串連梁。3-2裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋

主要問題：1.一般構造；

2.主要截面尺寸；

3.配筋特點

4.聯結、局部構造

裝配式鋼筋砼簡支梁橋以T形梁橋最為普遍，我國已擬定了標準跨徑為10m、13m、16m和20m四種公路橋梁標準設計。

圖示：典型的裝配式T形梁橋上部構造概貌一、構造布置1.主梁布置一般主梁間距在1.5～2.2m之間，對于行車道凈寬7m+人行道的結構，選用四梁式或五梁式。2.截面尺寸⑴主梁梁肋尺寸高度：梁高與跨徑之比（高跨比）的經濟范圍大約為1/11~1/16，對于跨徑10m，13m，16m，20m的標準設計所采用的梁高相應為0.9m、1.0m、1.1m、1.3m。寬度：梁肋寬度為15～18cm，視梁內主筋直徑和鋼筋骨架片數而定。⑵橫隔梁尺寸橫隔梁比主梁稍矮，約3/4主梁高，肋寬12~16厘米。⑶主梁翼板尺寸翼板寬度應比主梁間距小2cm。翼板厚度應滿足強度和構造最小尺寸的要求：根據受力特點，做成端部較薄，向根部逐漸加厚。為保證翼板與梁肋連接的整體性，翼板與梁肋銜接處的厚度應不小于主梁高度的1/10。一般翼板的端部厚度取8cm。鋼筋砼鋪裝層構造T梁受力特點—彎距包絡圖

3.主梁鋼筋構造⑴一般構造裝配式T型簡支梁橋的鋼筋可分為：縱向主鋼筋、架立鋼筋、斜鋼筋（彎起鋼筋）、箍筋、分布鋼筋（構造）等幾種。主筋簡支梁承受正彎矩作用，故抵抗拉力的主鋼筋設置在梁肋下緣；隨著彎矩向支點處減小，主鋼筋可在跨間適當位置處切斷或彎起；為保證主筋在梁端有足夠的錨固長度和加強支承部分的強度，至少有2根，并不少于20%的主筋應伸過支承截面；兩側的受拉鋼筋應伸出支點截面，并彎成直角順梁端延伸至頂部；兩側不彎起的主筋伸出支承面的長度：帶半圓彎鉤的光圓鋼筋≥15d，帶直角彎鉤的螺紋鋼筋≥20d，環(huán)氧樹脂涂層鋼筋為12.5d。斜鋼筋斜鋼筋與梁軸線布置成45°；彎起鋼筋應按圓弧彎折，圓弧半徑不小于10d。分布鋼筋直徑為6～10mm，靠近下緣應布置得密些，上部可稀些；其截面面積：鋼筋間距在受拉區(qū)不應大于梁肋寬度，且不大于20cm，在受壓區(qū)不應大于30cm，在支點附近間距10-15cm。

箍筋直徑不小于8mm且不小于1/4主筋直徑，其間距不大于梁高的1/2，和40cm，在支座中心向跨徑方向長度相當于不小于一倍梁高范圍內，箍筋間距不宜大于10mm，且近梁端第一個箍筋應設置在距端面一個混凝土保護層距離處。架立鋼筋布置在梁肋的上緣，主要起固定箍筋和斜筋，并使梁內全部鋼筋形成立體或平面骨架。通過支承截面不彎起的主拉鋼筋，長度圓鋼筋15d，螺紋鋼筋10d砼保護層厚度主鋼筋離底部凈距不小于3厘米，不大于5厘米，與側面凈距不小于2.5厘米；砼表面至箍筋或防裂分布鋼筋間的凈距應不小于1.5厘米。其他各主筋間凈距≧3cm；主筋在三層及三層以下時，凈距≧3cm且≧d；主筋在三層以上時，凈距≧3cm且≧1.25d。鋼筋聯接焊接鋼筋骨架，按規(guī)范焊縫強度不低于鋼筋本身強度，對焊縫條件的長度應滿足下列條件：配筋特劫點--翼板鋼鈴筋T梁翼緣薪板內的無受力鋼磨筋沿橫劣向布置筐在板的忍上緣，測以承受救懸臂負里彎矩，煎在順主臨梁跨徑場方向還商應設置宴少量的滋分布鋼隱筋。按《公路蒜鋼筋巷混凝步土及攻預應舟力混字凝土或橋涵軌設計飽規(guī)范》要求晨，板鞏內主梳筋直誤徑不涼小于10熊mm，每米福板寬內灣不應少殖于5根。分劣布筋的紐奉直徑不爸小于6mm，間距焦不大于25c糟m，在丙單位誦板寬貫內分旱布筋畜的截攀面積圖不少憶于主恩筋截典面積卷的15濁%，在有典橫隔梁誤的部位非分布筋充的截面肝積應增辨至主筋嘆截面積右的30漏%，以舉承受容集中鏟輪載沫作用羨下的癥局部季負彎散矩，醬所增尿加的否分布養(yǎng)鋼筋叉每側希應從娘橫隔謹梁軸秧線伸口出l/4。T梁在澆阻注橋面射鋪裝層藝之前，賽尚應按討施工荷要載驗算墨頂部主秒筋的受箱力，如六施工荷罩載很大展，則板濾內的配科筋由施濾工荷載王控制。配筋顫特點--梁端滔加強協鋼筋在梁響端底辯層主舍筋的窗上下悟側各束設一桿層Φ6～Φ8的鋼糊筋網兄，以駁增強思梁端地砼的愁抗裂野強度趴。最小置錨固塊長度對于子各種柿受力羽鋼筋鐘，通讓過計茫算和屢作圖軋允許蒼將其叉在梁養(yǎng)內切省斷，啊則被奔切斷命的鋼狀筋應悄當比撞理論繞切斷愉點再盟放長落一個很規(guī)定艱的錨傲固長鴨度，緊以保耐證該機筋從東理論燥切斷啦點起釣充分叨受力冒。T梁配筋雖圖4.裝配式詠主梁的讓連接構書造通常在螞設有端荷橫隔梁旅和中橫啦隔梁的怖裝配式T形梁戰(zhàn)橋中任，均咬借助偵橫隔配梁的騾接頭債使所萄有主快梁連撕接成竊整體涌。圖示為售常用的喜中主梁謀橫隔梁膨的構造春形式。為了簡包化接頭率的現場尺施工，復也可采領用螺栓拳接頭，鴉此方法煩基本上謙與焊接跳接頭相衰同，不暑同之處投是蓋接數鋼板不許用電焊呢，而是純用螺栓調與預埋啄鋼板連日接，因奪此鋼板貢上要預綠留螺栓贏孔。中主向梁橫隔梁悔構造3-隆3裝配式鄙預應力易混凝土眉簡支梁哭橋比較廣廁泛的橋卵梁結構箱形式；跨徑大伏于20米，耐目前呼可到65米；其發(fā)優(yōu)展依社賴于除基本夸材料擋指標嘉，如竹使用勿高強帝輕質誓混凝旋土，繩高強縣預應糠力，禿預應擱力工嘴藝、樂大噸夸位的吧張拉蔽設備胖，大絲式型安坐裝設好備；橫截俱面類尺型基餓本與乞鋼筋哨砼簡明支梁絕橋相買似，T型、I型、TT型截面，有滋時為害了提炭高單弱梁的閱抗扭孩剛度飼并減攝小截斑面，梳也可歸采用剃箱型雕；最長比采用潔的是曉以縱渣向豎隊縫劃脂分的T梁，鑒伸于用預晉應力筋貼施加預槐應力的曾特點，婆可做成鞋橫向也附分段的焦串連梁撤。一、陶構造料布置主梁間血距全部托采用1.6垮m，并刺根據變橋面劣凈空搜和人階行道貸的不渡同，痰在橫沖截面才內相夫應采矮用5、6、7片主梁諷；對于療大跨徑憶預應力漠簡支梁圣橋，1.潔6偏小，鑒應增大報梁距（1.泰8～2.夜3m）。T梁的梁尋肋下部赤通常加剪寬做成聚馬蹄形忠，以便從鋼絲束袋的布置報和滿足波承受很雀大預應惱力的需籍要；為題配合鋼然絲束的逃彎起及俊在梁端閣能布置輝鋼絲束巷錨頭和為安放張宗拉千斤裹頂，在巴靠近支眨點處腹絞板也要強加厚至難與馬蹄墻同寬，箏加寬范尿圍最好蒜達一倍義梁高（茫離錨固暗端），做這樣就狗形成了沙沿縱向撕腹板厚臟度發(fā)生給變化，督馬蹄部畜分也逐竊漸加高嚇的變截眠面T梁。橫隔首梁基斜本與玩鋼筋趙砼梁遣相同山，但霜當主酒梁跨插度大衰，梁中較高們時，彎為減坐小重儲量將盾橫隔駐梁的總中部潑挖空然。T梁構造—立面、杯斷面截面事特征形心軸蜜；核心距1）截面掌核心概座念2）軸向昌壓力在呈上、下呀核心之戰(zhàn)間移動唯，截面?zhèn)洳划a生木拉應力預應中力T梁截秧面受繁力特造點預加折力階貍段，蟲上緣盤達到0應力；轉運營階沖段，截宋面下緣煎應力為0；Ny*e齒’=司Mg1;偏距e’抵消逮主梁鏟自重彩，應摧在設竊計中質使截鴨面形秧心高礙一些著以增價大偏恒距；(Ny-△鋤Ny)*絞(Ku+郊Ko)=嬸Mg2+Mp；【哪△Ny—預應力尖損失】核心距K=Ku帳+K自o,反映運懼營階段鑰承載能惡力，K越大便越節(jié)鋤省預監(jiān)應力罷筋；截面脆效率蠟指標ρ=步K/沒h米,一般在0.4姜5~~患0.5以上較暢經濟普通死鋼筋堡砼T梁與膊預應譯力砼T梁的局抗力惕效應姥比較普通孫鋼筋趣砼T梁◎鋼筋瞇合力紋（拉節(jié)應力鏈）中斧心與繁砼合盛力（釣壓應斬力）稻中心英為“內上力偶柄距”；◎鋼筋合暗力（拉塊應力膀合力晶）【或砼較的壓搞應力乖合力播、二捉者為牛一對駝平衡趙力】為“內力播”；◎“內力接偶距胳”、捷“騎內力聰”的哀乘積樹構成抵抗彎份矩；◎識“內力為偶距臣”廢基本府不變姑，“內垂力”支變化偉（不蛙同截滔面縱烘筋數犬量不勉同）自；◎以變沉化的“抵失抗彎看矩”來抵抗科荷載效蠟應。預應就力砼T梁◎預應線力筋制合力狼（壓煩應力凝）中趙心的“偏溫心距鐮”【內力紅偶距】?！蝾A應力亡筋合力（壓米應力揚合力隱）為“偏圣心力庫”；◎“偏心距訪”、出“偏交心力”寺的乘積貴構成“預加虧彎矩”；◎僚“偏心距役”變化—預應力米筋彎起命，“偏心烏力”基夢本不變肆（彎起途角不同岸，有少茅量變化跌）?！蛞宰兓J的“預加腫彎矩”來抵胖抗荷罰載效呼應?！颉颉邦A加彎籃矩”在不同概的階段鐘（或截雀面）芹，其效霸應不同反；◎◎在施工伏階段（絲式梁端）背一部分葡是負效癢應；◎◎“預加惹彎矩狐”要獲得怖更大的回正效應泄、避免鋪過大的袋負效應幼，必須稱使“偏心收距”欺的允許兼變化范淘圍盡可鑼能的大帖。◎◎使上、似下緣都壁不出現餅拉應力怪，“偏界心距”離只能在勻上、下貓核心之革內變化逃。即：上、盒下核提心距儀越大食，預腿應力茫筋越啟好布咽置，珍效果熟越好勻。二、截犬面尺寸梁高一林般取高勒跨比1/1即5~1亂/25，隨跨階徑增大芹取小值去，隨梁睜數減少員取較大掘值；對巧于一般砍中等跨凈徑的預韻應力砼T梁，高撈跨比可盡取1/1要6~1毯/18。梁寬就一般1.舞6~攪~2湯.5表m，跨徑理大取大副。肋寬一腹般由構奶造和施鉗工要求更決定，僵實踐中洽通常采腸用0.星18捎~0男.2鵲0m。主梁討腹板抬下端百要擴盲大成個馬蹄奏形，潤做法濟：寬橫度約結為肋凱寬的2~未4倍，管畫道保護闖層不小谷于6厘米婆；馬較蹄全尸寬部性分高襪度加1/終2斜坡區(qū)茂高度約殺為（0.1未5~0留.2）h；斜坡無宜陡于45°；馬腔蹄面崖積不塔宜少蟻于全魂截面森的10蔑%~宇20糠%，馬蹄欲部分不判宜過高懼。三、銜裝配字式預傷應力逆砼梁曬的配溜筋特洗點預應顆力砼衣梁內壇的配崖筋：傳縱向隊預應購力筋賓、架立栗鋼筋棕、箍筋、水平雁分布平鋼筋技、承受勝局部途應力孝的鋼逃筋構造鋼虹筋配筋特桶點縱向預版應力鋼爽筋，盡撫可能采諒用后張灶法曲線錘布置，隔對抵抗聞彎距、辜剪力有紹利；考韻慮預應若力損失封彎起角綢不能太逆大；在跨鎮(zhèn)中截給面，嘴盡可俊能使歪預應窯力重勢心靠午下，傘滿足炮構造微要求毛下，曠各束睡預應貿力筋馬互相買靠近創(chuàng)，減拖小馬腦蹄尺長寸；一般丟錨固喚在梁弊端腹位板，黎特殊征情況校頂板找可布雞置；1.縱向預識應力筋殃的布置裝配式夜后張預器應力砼晉簡支T梁，在原跨中截數面，預康應力筋播均靠近額梁的下乞緣布置疾，在一鵝定區(qū)段崇后逐漸鼻彎起。預應力咬筋彎起林的曲線烘形狀可膜以采用載圓弧形竊、拋物滲線或懸做鏈線三地種。預應航力筋爭彎起恩的曲序率半馬徑，板當采檢用鋼垂絲束際、鋼不絞線肌配筋蓬時不扮小于4m。預應力恰筋在橫艙截面上灣的布置預除滿足《橋規(guī)》規(guī)定返的構怒造要或求，父應盡百量相車互緊所密靠冰攏，奔以減讓少下刺馬蹄旦尺寸鞭，減莫輕自婆重，謙并在量保證聰梁底頭保護鈴層的胳前提塌下，灰盡量糟使預鋪應力搜束筋做的重膊心靠顫下，燃以便宮獲得疫較大辛的預復應力騎彎矩羞，從鴿而節(jié)銹省鋼影筋。損此外摧，還何應將乎適量畏的預弊應力晨筋布捉置在盾腹板密中線巡壽處，丙以便慕彎起物。2.縱向預肥應力筋勿的錨固兩種情骨形：在先張愛法梁中呀，鋼絲叫或鋼筋知主要靠瞧砼的握糾裹力錨胳固在梁乏體內在后張璃法梁中登，通過斑各類錨發(fā)具錨固部在梁端課或梁頂3.其他漠鋼筋趟的布轉置和鋼筋享砼梁一陵樣，要秩按規(guī)定傾的構造哈要求布塘置箍筋鏡、架立揮筋和縱揮向水平礎分布鋼砌筋。由于多預應粱力砼皮梁肋捐承受繪的主脖拉應詳力較巡壽