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装配式简支梁桥的设计与构造
日期:2015-6-6 11:12:49 作者:佚名 来源:本站原创
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钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构,它受力明确,构造简单,施工方便。简支梁桥的结构尺寸易于设计成标准化,这就有利于在工厂内或工地上采用工业化施工,组织大规模预制生产,并用现代化的起重设备进行安装。采用装配式的施工方法,可以大量节约模板、支架,降低劳动强度,缩短工期,显著加快建桥速度。因此,目前国内外对于中小跨径的桥梁,采用装配式的钢筋混凝土简支梁桥或预应力混凝土简支梁桥已成为首选。

一、装配式简支梁桥的构造类型与截面形式

装配式简支梁桥考虑到起重设备的能力和预制安装的方便,一般采用多梁式结构,主梁间距通常在2.2m以内。随着起重能力的提高,高强度材料的应用,加大主梁间距减少主梁片数,会使设计更加经济合理。根据跨径大小、是否施加预应力、运输和施工条件等的不同,装配式简支梁桥应采用不同构造类型。所谓构造类型就是涉及装配式主梁的横截面形式、沿纵截面上的横隔梁布置、块件的划分方式以及块件的连接集整等几方面的问题,而这些问题又是相辅相成、互相影响的。

从主梁的横截面形式来区分,装配式简支梁桥可以分为三种基本类型:Ⅱ 形梁桥、T 形梁桥和箱形梁桥

简单的Ⅱ 形梁横截面,块件之间用穿过腹板的螺栓连接,以使施工简化。Ⅱ 形构件的特点是:截面形状稳定,横向抗弯刚度大,块件堆放、装卸和安装都方便。但这种构造的制造较复杂;梁肋被分成两片薄的腹板,通常用钢筋网来配筋,难以做成刚度大的钢筋骨架。设计经验证明,跨度较大时Ⅱ 形梁桥的混凝土和钢筋用量都比T 形梁桥的大,而且构件也重。故 Ⅱ 形梁桥一般只用于跨径为6 - 12m的小跨径桥梁,目前较少使用。

目前我国用得最多的装配式简支梁是T 形梁桥。装配式T 形梁的优点是:制造简单,梁内配筋可做成刚劲的钢筋骨架,主梁之间借助间距为4 - 6m的横隔梁来连接,整体性好,接头也较方便。不足之处是:截面形状不稳定,运输和安装较复杂;构件正好在桥面板的跨中接头,对板的受力不利。

在保证抗剪等条件下尽可能减小梁肋(或称腹板)的厚度,以期减轻构件自重,是目前钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁的发展趋势。因此,为使受拉主筋或预应力筋在梁肋底部较较集中地布置,或者为了满足预加应力的受压需要,提高截面效率,就形成呈马蹄形的梁肋底部。但要注意,小于15 - 16cm的腹板厚度对于浇筑混凝土是有困难的。马蹄形的梁肋使模板结构和混凝土的灌筑稍趋复杂。

所示的箱形梁一般不适用于钢筋混凝土的简支梁桥,因为受拉区混凝土不参与工作,多余的箱梁底板徒然增加了自重。然而对于全截面参与受力的预应力混凝土梁来说,情况就完全不同。

箱形截面的最大优点是抗扭能力大,其抗扭惯矩为相应T梁截面的十几倍至几十倍,因此在横向偏心荷载作用下,箱形梁桥各梁的受力要比T梁桥均匀得多。此外,箱梁可以做成薄壁结构,又因桥面板的横向跨径减小而能使板厚减薄并节省配筋,这特别对自重占重要部分的大跨径预应力混凝土简支梁桥是十分经济合理的。

箱形截面的另一优点是横向抗弯刚度大,在预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要比 T梁好得多。然而箱梁薄壁构件的预制施工比较复杂,单根箱梁的安装质量通常比T梁大,这在确定梁桥类型时是必需加以考虑的。

装配式梁桥通常借助沿纵向布置的横隔梁的接头和桥面板的接缝连成整体,以使桥上车辆作用能分配给各主梁共同负担。鉴于横隔梁的抗弯刚度远比桥面板的大,故横隔梁对荷载分配起主要作用。

当横隔梁高度较大时,为了减轻自重,可将其中部挖空,但沿挖空部分的边缘应做成钝角并配置钢筋,挖空也不宜过大,以免内角处应力集中产生裂缝和过多削弱其刚度。对于箱形梁桥,由于其本身抗扭能力大,就可以少设或不设跨中横隔梁,但端横隔梁通常是必要的。

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