第三章 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥（1）.ppt

第三章钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥
概述
钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥的特点
梁式桥承载结构体系的类型及应用范围
梁式桥承载结构体系的截面类型
简支梁式桥的设计与构造
简支板桥的设计与构造
装配式简支梁桥的设计与构造
简支梁式桥的计算
简支梁式桥的计算内容
行车道板的计算
荷载横向分布计算方法
主梁内力计算
横隔梁内力计算
梁式桥支座
支座的作用与要求
支座的常用类型与构造
其它梁式桥的构造特点与计算要点
其它梁式桥的构造特点
其它梁式桥的计算特点
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钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥的特点
梁式桥是指其结构在垂直荷载作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。这一类桥梁的特点是受力明确,理论计算和设计简单,施工方法成熟。
梁式桥主要采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构。钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁具有成本低、耐久性好、刚度大、变形小、可塑性强等优点。
钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥除斜桥和弯桥尚采用现场整体浇筑外,普遍采用预制装配式施工,桥梁构件趋于标准化,构件的预制生产趋于场地化集中管理。
中小跨径的桥梁广泛采用梁式桥。其中钢筋混凝土简支梁桥和预应力混凝土简支梁桥最为常用。更大跨径的桥梁可采用预应力混凝土悬臂梁、预应力混凝土连续梁或其它类型大跨度桥梁结构。
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梁式桥是目前设计理论和施工工艺相对成熟和完善的桥梁结构体系。不同类型的梁式桥(图3-1),其受力特点各有差异,对承载结构的截面形式要求也不一样,因而其应用的范围也不尽相同。
按照梁式桥承载结构体系可划分为:①简支梁式桥;②连续梁桥;③悬臂梁桥;④T形刚架桥。
按其承载结构的截面形式可划分为: ①板式梁桥;②肋梁式梁桥;③箱形梁桥。
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简支梁式桥是静定结构,其结构的内力不受地基变形的影响。由于其各跨独立受力,最易设计成各种标准跨径的装配式结构。
其桥跨结构主要承受由荷载引起的弯矩和剪力,随着跨度的增大,荷载在主梁(板)跨中引起的弯矩将急剧增加,同时在主梁(板)内力中,恒载引起的内力所占比例也将明显增大。减小结构恒载是提高简支梁式桥跨越能力的最有效途径。
桥梁工程中广泛采用的简支梁式桥有三种类型:
简支板桥主要用于小跨度桥梁;分为实心板和空心板。
肋梁式简支梁桥主要用于中等跨度桥梁;由于简支梁桥主要承受单向弯矩,采用T、I形截面是最合理的。
箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。特点是截面材料分布较为合理,且便于布置预应力筋,截面具有良好的抗弯、抗扭性能,尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁和跨度较大的斜交桥和弯桥。
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连续梁桥是多跨简支梁桥在中间支座处连接贯通,形成整体的、连续的、多跨的梁结构。在荷载作用下中间支座处产生较大的负弯矩,使梁跨中的弯矩明显减小,整个梁中的弯矩沿梁跨方向分布更加合理。同样的截面高度连续梁桥有更大的跨越能力。
钢筋混凝土连续梁桥仅用于中小跨径的桥梁。
大跨度连续梁桥宜采用预应力混凝土结构。其特点是:①有效避免混凝土开裂;②能够采用现代桥梁施工技术;③可充分利用高强度材料;④车辆荷载作用下变形和缓,行车平稳,伸缩缝较少;⑤结构全截面受力;⑥连续梁桥的中间桥墩只布置单排支座;⑦连续梁是超静定结构。
连续梁按其截面变化可分为等截面连续梁和变截面连续梁;按其各跨的跨长可分为等跨连续梁和不等跨连续梁。
预应力混凝土连续梁桥一般跨径范围为40~160m,最大跨径已达240m。
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悬臂梁桥是简支梁桥的梁体向一端或两端伸过其支点所形成的梁式桥结构。可分为单悬臂梁和双悬臂梁。
T形刚架桥是由桥跨梁体与桥墩(台)刚接形成的具有悬臂受力特点的无支座T形梁式桥结构。
在荷载作用下悬臂梁桥和T形刚架桥有与连续梁桥类似的内力分布,一般为静定结构。
悬臂梁桥受力特点和施工方法与连续梁桥相近,而在结构上却增加了悬臂与挂梁间的牛腿和剪力铰构造,使用上其行车舒适性也不如连续梁桥。因此在实际桥梁工程中的应用受到很大限制。
T形刚架桥宜采用预应力混凝土结构。预应力混凝土T形刚架桥,的结构性能与悬臂施工法达到了高度协调统一,其梁跨在施工中的受力状态与运营荷载作用下的受力状态基本一致,且省去了桥梁支座,在施工中不必设置墩上临时固定装置,避免了施工过程中的结构体系转换问题。
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梁式桥承载结构体系的截面类型
梁式桥承载结构体系的截面类型与梁式桥的跨度、立面布置、建筑高度