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鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋設(shè)計(jì)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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國內(nèi)外中小跨徑的公路橋梁或城市橋梁,大部分是鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋都是采用抗壓性能好的混凝土和抗拉能力強(qiáng)的鋼筋結(jié)合在一起組合而成的。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋更具有降低梁高和跨越能力大的優(yōu)點(diǎn),尤其是預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用,為現(xiàn)代裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接頭和拼裝手段,推進(jìn)了建橋技術(shù)的進(jìn)步,有效改善了橋梁運(yùn)營的舒適性。

—、梁橋的主要類型及其適用條件

鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有多種不同的類型和構(gòu)造。對其演變加以分析可以看出,除了從力學(xué)上考慮充分發(fā)揮材料特性而不斷改進(jìn)橋梁的截面形式外,構(gòu)件的施工方便以及起重安裝設(shè)備的能力,也是影響構(gòu)造形式發(fā)生變化的重要因素。

下面從幾個(gè)主要方面簡述鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋上部結(jié)構(gòu)的類型和構(gòu)造及其適用情況。

1.按施工方法分

按施工方法分為整體澆筑式梁橋、裝配式梁橋、組合式梁橋。

(1)整體澆筑式梁橋

建橋的全部工作都在施工現(xiàn)場進(jìn)行。由于全橋在縱向和橫向都是現(xiàn)場整體澆筑,所以整體澆筑式梁橋整體性好,可以按需要做成各種外形。但施工速度慢,工業(yè)化程度低,又要耗費(fèi)較多的支架和模板材料,目前除了一些林區(qū)或運(yùn)輸困難的地方以及部分彎、斜橋外,一般情況下較少采用現(xiàn)場整體澆筑。

(2)裝配式梁橋

上部構(gòu)造在預(yù)制工廠或工地預(yù)制場分塊預(yù)制,再運(yùn)到現(xiàn)場吊裝就位,然后在接頭處把構(gòu)件連接成整體。裝配式梁橋的預(yù)制構(gòu)件采用工廠化施工,受季節(jié)影響小,質(zhì)量易于保證,而且還能與下部工程同時(shí)施工,既加快了施工進(jìn)度,又能節(jié)約支架和模板的材料。

(3)組合式梁橋

組合式梁橋也是一種裝配式的橋跨結(jié)構(gòu),不過它是用縱向水平縫將橋梁分割成工形的梁肋或開口槽形梁和橋面板,橋面板再借縱橫向的豎縫劃分成在平面內(nèi)呈矩形的預(yù)制構(gòu)件。這樣可以顯著減輕預(yù)制構(gòu)件的重力,并便于集中制造和運(yùn)輸?shù)跹b。

組合梁的特點(diǎn)是整個(gè)截面分兩個(gè)(或幾個(gè))階段組合而成,在工形梁或開口槽形梁上擱置輕巧的預(yù)制空心板或微彎板構(gòu)件,通過現(xiàn)澆混凝土接頭而與工形梁或槽形梁結(jié)合成整體,或以弧形薄板或平板作為現(xiàn)澆橋面混凝土的模板,通過現(xiàn)澆混凝土使各主梁結(jié)合成整體。

2.按承重結(jié)構(gòu)的橫截面形式劃分

(1)板橋

板橋的承重結(jié)構(gòu)就是矩形截面的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土板。板橋橫截面形式包括整體式矩形實(shí)心板、裝配式實(shí)心板和裝配式空心板。

整體式矩形實(shí)心板具有形狀簡單、施工方便、建筑高度小、結(jié)構(gòu)整體剛度大等優(yōu)點(diǎn),但施工時(shí)需要現(xiàn)澆混凝土,受季節(jié)氣候影響,又需模板與支架。使用較為廣泛的為裝配式板橋,由幾塊預(yù)制的實(shí)心板利用板間企口縫填人混凝土連接而成。從力學(xué)性能上分析,對鋼筋混凝土板,由于受拉時(shí)混凝土開裂后位于受拉區(qū)域的混凝土材料不但不能發(fā)揮作用,反而增大了結(jié)構(gòu)的自重,所以只適用于小跨徑的橋梁。當(dāng)跨徑逐漸增大時(shí),為了減輕自重,也可將截面受拉區(qū)稍加挖空做成矮肋式的板。裝配式板橋也可做成橫截面被顯著挖空的空心板[圖2-2d)]。橫截面也可做成一種裝配一整體組合式橋[圖2-2e)],它利用一些小型預(yù)制構(gòu)件安裝就位后作為底模,在其上再澆筑混凝土結(jié)合成整體,在缺乏起重設(shè)備的情況下,這種板橋能收到好的效果。鋼筋混凝土簡支實(shí)心板梁的跨徑,一般不超過8m,預(yù)應(yīng)力混凝土空心板跨徑可以為到 10 - 32m。

(2)肋梁橋

在橫截面內(nèi)形成明顯肋形結(jié)構(gòu)的梁橋稱為肋板式梁橋,或簡稱肋梁橋。肋梁式橋橫截面常見的三種基本類型有:工形、Ⅱ 形、T形。

在此種橋上,梁肋(或稱腹板)與頂部的鋼筋混凝土橋面板結(jié)合在一起作為承重結(jié)構(gòu)。由于肋與肋之間處于受拉區(qū)域的混凝土得到很大程度的挖空,就顯著減輕了結(jié)構(gòu)自重。特別對于僅承受正彎矩作用的簡支梁來說,既充分利用了擴(kuò)展的混凝土橋面板的抗壓能力,又有效地發(fā)揮了集中布置在梁肋下部的受力鋼筋的抗拉作用,從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)造與受力性能達(dá)到理想的配合。與板橋相比,對于梁肋較高的肋梁橋來說,由于混凝土抗壓和鋼筋受拉所形成的力偶臂較大,因而肋梁橋也具有更大的抵抗荷載彎矩的能力。鋼筋混凝土簡支肋梁躑橋的常用跨徑為13 - 20m,預(yù)應(yīng)力混凝土簡支肋梁橋的常用跨徑為25 - 50m。

(3)箱梁橋

橫截面呈一個(gè)或幾個(gè)封閉箱形的梁橋簡稱為箱形梁橋。這種結(jié)構(gòu)除了梁肋的上部翼緣板外,在底部尚有擴(kuò)展的底板,閗羅因此它提供了承受正、負(fù)彎矩的足夠的混凝土受壓區(qū)。箱形梁橋的另一個(gè)重要特點(diǎn),是在一定的截面面積下能獲得較大的抗彎慣矩,而且抗扭剛度也特別大,在偏心活載作用下各梁肋的受力比較均勻,因此箱形截面能適用于較大跨徑懸臂梁橋和連續(xù)梁橋,也可用來修建全截面均參與受力的預(yù)應(yīng)力混凝土筒支梁橋。顯然,對于普通鋼筋混凝土的簡支梁橋來說,底板除徒然增加自重外并無其他益處,故不宜采用。

3.按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系分

(1)簡支梁橋

簡支梁橋是梁式橋中應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種橋型。它構(gòu)造簡單,最易設(shè)計(jì)為各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式結(jié)構(gòu);施工工序少,架設(shè)方便;在多孔簡支梁橋中,由于各跨構(gòu)造和尺寸劃一,簡化施工管理工作,降低施工費(fèi)用;因相鄰橋孔各自單獨(dú)受力,橋墩上需設(shè)置相鄰簡支梁的兩個(gè)支座;簡支梁橋的構(gòu)造較易處理而常被選用。

(2)連續(xù)梁橋

這種體系的主要特點(diǎn)是:承重結(jié)構(gòu)c板、T 形梁或箱梁,不間斷地連續(xù)跨越幾個(gè)橋孔而形成一超靜定結(jié)構(gòu)。連續(xù)孔數(shù)一般不宜過多。當(dāng)橋梁跨數(shù)較多時(shí),需要沿橋長分建成幾組(或稱幾聯(lián))連續(xù)梁。連續(xù)梁由于荷載作用下支點(diǎn)截面產(chǎn)生負(fù)彎矩,從而顯著減小了跨中的正彎矩,這樣不但可減小跨中的建筑高度,而且能節(jié)省鋼筋混凝土數(shù)量??鐝皆龃髸r(shí),這種節(jié)省就愈益顯著。連續(xù)梁通常適用于橋基良好的場合,否則,任一墩臺(tái)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷時(shí),橋跨結(jié)構(gòu)內(nèi)均產(chǎn)生附加內(nèi)力。

(3)懸臂梁橋

這種橋梁的主體是長度超出跨徑的懸臂結(jié)構(gòu)。僅一端懸出者稱為單懸臂梁,兩端均懸出者稱為雙懸臂梁。對于較長的橋,還可以借助簡支的掛梁與懸臂梁一起組合成多孔橋。在力學(xué)性能上,懸臂根部產(chǎn)生的負(fù)彎矩減小了跨中正彎矩,所以懸臂梁也與連續(xù)梁相仿,可以節(jié)省材料用量、增大跨越能力。懸臂梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu),墩臺(tái)的不均勻沉陷不會(huì)在梁內(nèi)引起附加內(nèi)力。

中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測

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