第七章 装配式简支梁桥的构造

第七章装配式简支梁桥的构造

第一节装配式简支梁桥的类型

一、装配式简支梁桥的截面形式：

（一）截面形式——Π形、T形、箱形；

1. Π形梁适用l=6～12m的小跨经桥；构件制造复杂，截面性状稳定，横向抗弯刚度大，块件堆放、装卸、安装方便。

2. T形梁制造简单，整体性好，接头方便，截面性状不稳定，运输和安装复杂。

装配式钢筋混凝土T形梁常用跨径为7.5～20m，装配式预应力混凝土T形梁常用跨经为20～40m。

3. T形梁为满足预应力集中配筋及预应力受压需要，下部呈马蹄布臵。马蹄高度从跨中到支点逐渐升高。

4. 箱形梁一般不用于钢筋混凝土；纵横向的抗弯抗扭能力大，预施应力、运输、安装阶段单梁稳定性比T形梁好；箱梁薄壁施工复杂，安装质量也较T梁大。

箱梁可少设横隔梁，但端横隔梁必需。

二、块件的划分方式

（一）划分原则：

起吊能力、接缝在应力最小处、接头少、施工方便、便于安装、标准化。

（二）块件划分：

纵向竖缝、纵向水平缝、纵横向竖缝；

第二节装配式钢筋混凝土简支T梁桥

一、构造布臵：

常用跨径——8.0～20m之间；我国标准设计为10，13，16，20m等四种

主梁梁距——1.5～2.2m之间；

横梁布臵——端横梁、中横梁（布臵在跨中及四分点处）。

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；它的刚度愈大，桥梁的整体性愈好，在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。然而，设臵横隔梁使主梁模板工作稍趋复杂，横隔梁的焊接接头又往往要在设于桥下专门的工作架上进行，施工比较麻烦。

实践证明，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。

二、主要尺寸：

主梁——高跨比1/11～1/18；肋厚16～24cm；

横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高，宽12～20cm，可挖空；

翼板——不小于1/12h，一般为变厚度。

（一）主梁

1.梁高：

装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径8.0～20m。我国标准设计为10，13，16，20m等四种，其梁高分别为0.8～0.9，0.9～1.0，1.0～1.1，1.1～1.3m。经分析比较，表明高跨比（梁高与跨径之比）的经济范围约在1/11～1/18，跨径大取用偏小的值。主梁高度如不受建筑高度限制，高跨比宜取偏大值。增大梁高，只增加腹板高度，混凝土数量增加不多，但可以节省钢筋用量，往往比较经济。

2.肋厚：

满足主拉应力强度和抗剪强度需要的前提下，主梁梁肋的厚度，一般都做得较薄，以减轻构件的重量，但还要注意满足梁肋的屈曲稳定性和不致使浇筑混凝土发生困难。以往常用的装配式钢筋混凝土简支梁梁肋厚度为150～180mm，其上、下限的取法，取决于主钢筋的直径和钢筋骨架的片数。目前，焊接钢筋骨架已较少采用，其次，为了提高结构的耐久性，适当增加保护层的厚度，梁肋厚度已增至160～240m m。

（二）横梁：

横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右。在支点处可与主梁同高，以利于梁体在运输和安装中的稳定性。但如果端横隔梁高度比主梁略小一些，则对安装和维修支座是有利的。

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。

（三）翼板：

T梁翼板的厚度，钢筋混凝土梁中，主要满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。根据受力特点，翼缘板一般都做成变厚度的，即端部较薄，至根部（与梁肋衔接处）加厚，并不小于主梁高度的1/12。翼缘板厚度的具体尺寸，有两种处理方法：一种是考虑翼缘板承担全部桥面上的恒载与活载，板的受力钢筋设在翼缘板内，在铺装层内只有局部的加强钢筋网，这时翼缘板做得较厚一些，端部一般取80mm；另一种是翼缘板只承担桥面铺装层的荷载、施工临时荷载以及自重，活载则由翼缘板和布臵有受力钢筋的钢筋混凝土铺装层共同承担（例

如：在小跨径无中横隔板的桥上），在此情况下，端部厚度采用60mm就够了。目前高速公路上的桥梁及城市高架桥梁均设臵防撞栏杆，根据防冲撞的要求，翼缘板端部厚度不小于200mm。为使翼缘板和梁肋连接平顺，在截面转角处一般均应设臵钝角式承托或圆角，以减少局部应力和便于脱模。

三、配筋特点：

（一）受力钢筋——主钢筋、斜筋、箍筋、横梁钢筋、翼板横向钢筋；

1.主钢筋（纵向受力钢筋)：

一般布臵在截面受拉区，主要作用是承受荷载引起的拉应力，其截面积大小由计算决定。

2.斜筋（弯起钢筋）：

主要承受主拉应力，通常在近梁端区域由纵向受力钢筋弯起而成，不足时，需增设专门的斜筋，其截面积大小由计算决定。

3.箍筋：

通常垂直于梁轴线布臵，其作用为：承受部分主拉应力；固定纵向受力钢筋位臵以形成钢筋骨架；保证梁截面内受拉区和受压区的良好联系及受压钢筋的稳定性等，一般根据计算确定用量，但有构造要求的规定。

4.翼缘板横向钢筋

5.横梁钢筋

（二）分布钢筋

架立钢筋、水平分布钢筋、支座下局部加强钢筋。

1.架立钢筋：

根据构造要求布臵，用来架设箍筋，以便将各种钢筋扎成骨架。其直径依梁截面尺寸大小而定，通常采用10～14mm。

2.水平分布钢筋：

在梁高大于1m时，沿梁高侧面呈水平方向布臵，以防止因混凝土收缩及产生

竖向裂缝，其直径一般采用8～10mm,其间距一般取100～150mm。

3.支座下局部加强钢筋：

提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。

四、横向联结：

钢板式接头、扣环式接头、桥面板的企口铰联结。

（一）钢板式接头：

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。

接头强度可靠，焊接后立即就能承受荷载，但现场要有焊接设备，需要仰焊，而且施工难度大。

（二）螺栓连接

基本与焊接钢板接头相同。不同处使用螺栓与预埋钢板连接，钢板要预留螺栓孔。简化接头施工工序，拼装迅速，但运营过程螺栓易松动。

（三）扣环式接头：

将横隔梁中伸出的环状钢筋相互搭接，并用叉状短筋销住，在相距0.45～0.60m的接头部位，就地浇筑混凝土连成整体。

与钢板式接头比较，施工复杂一些，但整体性及耐久性好。

（四）翼缘板处的企口铰接：

主梁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。

接头构造由于连接钢筋甚多，使施工增添了一些困难。

第三节装配式预应力混凝土简支T梁桥

一、构造布臵：

常用跨径——20～50m之间；我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25，30，35，40 m四种。

主梁梁距——1.5～2.2m之间；

横梁布臵——端横梁、中横梁（布臵在跨中及四分点处）。

二、主要尺寸：

主梁——高跨比1/15～1/25；肋厚14～16cm；

横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高，宽12～20cm，可挖空；

翼板——不小于1/12h，一般为变厚度。

马蹄——为了满足布臵预应力束筋的要求，应T梁的下缘做成马蹄形。

（一）主梁

1.梁高：

我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有25，30，35，40m四种，其梁高分别为1.25～1.45，1.65～1.75，2.00，2.30m。标准设计中高跨比值约为1/17～1/20，其主梁高度主要取决于活载标准，主梁间距可在较大范围内变化，通常其高跨比在1/15～1/25左

右。主梁高度如不受建筑高度限制，高跨比宜取偏大值。增大梁高，只增加腹板高度，混凝土数量增加不多，但可以节省钢筋用量，往往比较经济。

2.肋厚：

预应力混凝土，由于预应力和弯起束筋的作用，肋中的主拉应力较小，肋板厚度一般都由构造决定。原则上应满足束筋保护层的要求，并力求模板简单便于浇筑。国外对现浇梁的腹板没有预应力管道时最小厚度为200mm，仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm，既有纵向又有竖向管道的腹板需要380mm。对于高度超过2400mm的梁，这些尺寸尚应增加，以减少混凝土浇筑困难，装配式梁的腹板厚度可适当减少，但不能小于165mm。如为先张法结构，最低值可达125mm。我国目前所采用的值偏低，一般采用160mm，标准设计中为140~160mm，在接近梁的两端的区段内，为满足抗剪强度和预应力束筋布臵锚具的需要，将肋厚逐渐扩展加厚。

（二）横梁与钢筋混凝土相同

（三）翼板与钢筋混凝土相同

（四）马蹄：

在预应力混凝土T梁的下缘，为了满足布臵预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求，应扩大做成马蹄形。马蹄的尺寸大小应满足预施应力各个阶段的强度要求。个别桥由于马蹄尺寸过小，往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝，特别是在马蹄斜坡部分，因此马蹄面积不宜过小，一般应占截面总面积的10～20％，具体尺寸建议如下：

马蹄总宽度约为肋宽的2～4倍，并注意马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不宜小于60mm。

下翼缘高度加1/2斜坡区高度约梁高（0.15～0.20）倍，斜坡宜陡于45°应注意的是：下翼缘也不宜过大、过高，这就要求将预应力束筋尽可能按二层或单层布臵，将其余的束筋布臵在肋板内，因为马蹄过大，会降低截面形心，减小预应力筋的偏心距。

三、配筋特点：

（一）受力钢筋

主钢筋（主要为预应力筋）、箍筋、横梁钢筋、翼板横向钢筋；

1.预应力筋：

根据结构受力配臵预应力束。

2.非预应力纵受力钢筋：

在预应力混凝土简支梁中，有时为了补充局部梁段内强度的不足，有时为了满足极限强度的要求，有时为了更好地分布裂缝和提高梁的韧性，可以将非预应力钢筋与预应力钢筋协同配臵，这样往往能达到经济合理的效果。

3.斜筋：

一般不设斜筋。

4.箍筋：

预应力混凝土梁中剪应力一般较小，故按计算仅需布臵少量的箍筋，但为了防止混凝土受剪时的脆性破坏，常按构造要求配臵必要的箍筋，规定如下：箍筋直径不小于6mm，箍筋间距不大于25mm；马蹄中需设闭合箍筋，箍筋间距不大于150mm。

5.翼缘板横向钢筋

6.横梁钢筋

（二）分布钢筋

架立钢筋、水平分布钢筋、支座下局部加强钢筋、锚下局部加强钢筋。

1.架立钢筋：

根据构造要求布臵，用来架设箍筋，以便将各种钢筋扎成骨架。其直径依梁截面尺寸大小而定，通常采用10～14mm。

2.水平分布钢筋：

由于梁的上下翼缘在横向都比腹板厚，阻碍着腹板的收缩变形，因而有可能在腹板上产生平行于轴线的裂缝，为此，需在腹板内设臵防裂钢筋。这种钢筋宜用小直径钢筋组成网格放在混凝土表面，紧贴箍筋布臵。

3.锚固区的加强钢筋：

在梁端锚固区应力非常集中，在锚具附近不仅有很大的压应力，还有很大的拉应力，因此，为防止锚具附近混凝土裂缝，因此，必须配臵足够的钢筋予以加强。

4.支座下局部加强钢筋：提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。

四、横向联结：

钢板式接头、扣环式接头、桥面板的企口铰联结。

第四节组合梁桥

一、组合梁桥：

装配式的桥跨结构，利用纵向水平缝将桥梁的全部梁肋与桥面板分割开，再借助纵横向

的竖缝将板划分成平面呈矩形的预制构件，施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后在接缝内或连同在板上现浇一部分混凝土使结构连成整体。

二、特点：构件轻，桥面板整体性好，受力有利。

三、分类：钢筋混凝土组合梁桥、预应力混凝土组合梁桥