桥梁工程课件2-4-3,4装配式预应力简支梁桥.ppt

4-3 装配式预应力混凝土简支梁桥,跨度在30m以上，一般不宜用钢筋混凝土结构，采用预应力混凝土简支梁，一般为后张法施工。截面为：T、箱形 装配式预应力混凝土梁桥一般采用纵向竖缝(T梁)或横向分段的串连梁。,一.构造布置图为30m跨径，桥面净空为净-7+2*0.75的标准设计,30m,一般公路桥梁T主梁间距为1.6m，但随跨径提高，其间距宜放大为好。注意点：(1)梁肋下部宜为马蹄形，以利于布置钢筋，施加预应力。(2)靠近支点处腹板要加厚至与马蹄同宽，加厚范围达一倍梁高。(3)以节省材料角度，应制成鱼腹式梁，但制作麻烦。(4)横隔梁可以中间挖孔。,二.截面尺寸(一)截面效率指标设截面的高度为h，上、下核心距为K0和Ku，预应力筋的偏心距为e。,e,预加力阶段，截面上缘处零应力状态，相应的预加力Ny对应的e，称为截面的下核点，Mg1自重弯矩 自重荷载的弯矩 Nye=Mg1 运营阶段，预应力合力为Ny=Ny-Ny，在后期恒载弯矩 Mg2和活载弯矩Mp作用下，从下核点移至上核点，此时截面下缘的应力为零，移动距离K=Ku+K0。运营荷载产生弯矩(Ny-Ny)(Ku+K0)=Mg2+Mp,e愈大，对于Ny为定值来说，能平衡的自重弯矩愈大。或者，对Mg1为定值来说，所需的Ny愈小，即预应力筋愈少。对于预应力混凝土梁桥截面的形心要高，若较宽翼缘板，其e可较大。核心距K愈大，表明运营阶段承受荷载的能力就大。截面效率指标：愈大，愈经济，一般为以上。,Ny e=Mg1,(Ny-Ny)(Ku+K0)=Mg2+Mp,e,(二)主梁高度与细部尺寸 简支梁桥的主梁高度按截面形式、主梁片数及建筑高度要求考虑常用的高跨比，一般跨径愈大，梁片数愈多，高跨比取值愈小，对于预应力混凝土T梁，其高跨比范围在1/16-1/18。T梁翼板厚度同钢筋混凝土梁，为避免应力集中和脱模方便，在翼板和梁肋连接处应将直角改为折线和圆角，肋宽愈薄，值大，一般为0.18-0.20m。下缘可做成马蹄形，以值分析，马蹄宜宽、矮，具体应由施工、预应力筋布置等决定，尺寸大小应符合张拉要求，为了防止纵向裂缝，马蹄面积不宜少于全截面的10-20%，并满足以下要求。(1)马蹄宽度约为肋宽的2-4倍，管道保护层厚度=6cm。(2)马蹄部分平均高度约为，斜坡宜陡于45度。(3)马蹄不宜过高、过大,否则为降低形心、降低预应力效果.,三.装配式预应力混凝土梁的配筋特点(一)纵向预应力筋(1)作用：施加预应力，并承担外力作用(2)布筋方式及特点预应力筋应布置在梁下侧，以便抵消荷载引起的拉应力。,A.直线形(a)简单，但支点处有张拉负弯矩无法消除B.截断式(b)主筋省，摩阻小，但锚固处受力构造复杂C.曲线式(c)预应力筋弯至梁端锚固，弯起角20度(d)部分预应力筋弯处梁顶，弯起角25-30度D.鱼腹式(e)施工、安装复杂，不常用E.串连梁式(f)梁顶附近直线形预应力筋防止在安装过程中 梁顶出现拉应力而布置的。,预应力筋曲线形状 圆弧形施工方便、弯起角大，一般直线加圆弧。抛物线、悬链线利用自重下垂，定位方便。弯曲半径=4m 在满足索界和保护层厚度条件下应尽量重心靠下，产生较大预应力。,(二)纵向预应力筋的锚固 对于先张构件利用钢筋与混凝土之间粘结力。对于后张构件利用锚具锚在梁端或梁顶。,1.先张法的锚固由结构设计原理知，此类锚固需要有一个传递长度Le，在传递长度内预加应力由零增加至有效预应力，Le主要取决于梁端混凝土的品质，钢丝直径和表面特征。对于d=35mm钢丝,Le=(80-90)d 对于d=7.515mm钢绞线,Le=(70-85)d 在传递过程中钢筋回缩、变粗，在锚具周围出现横向压力和横向拉力，横向拉力会造成端部劈具破坏，为此应将端截面加宽，加宽部分的长度不小于纵向预应力筋直径的20倍，在锚固区配置相应的横向加强钢筋，为了提高锚固效果也可采用钢丝锚结方式。,2.后张法的锚固在锚具下混凝土局部压应力集中，而且会与锚具附近较大的拉应力形成劈裂，因此必须配置足够钢筋予以加强。后张法锚具布置应遵循“分散、均匀”原则。,(三)其他钢筋的布置非预应力筋的构造要求同钢筋混凝土梁，不设斜筋 特点为：梁肋主拉应力小，可不设斜筋。下马蹄必须设置闭合式或螺旋形的加强箍筋，其间距=15cm。孔管直径 比预应力筋直径大10mm，铁皮套管大20mm,非预应力受力筋的布置a)防两端上侧开裂b)防中间上侧开裂c)防止预加区的破坏d)提高破坏极限强度和分布裂缝,横隔梁可预留孔道，采用横向预应力筋张拉集整。,四.实例跨度30m装配式预应力混凝土简支梁标准设计。,=0.58,4-4 组合梁桥,为了减小预制构件的重量，可利用纵向水平缝将梁肋与翼板分割，并用纵横竖缝将翼板再分成若干单元，此时受力成两阶段，施工阶段只是梁肋承担，使用阶段由整截面受力。,组合梁桥,钢筋混凝土工字梁+板+现浇桥面,预应力混凝土T形梁+板+现浇桥面,预应力混凝土箱梁+板+现浇桥面,一.钢筋混凝土组合梁桥 板为顶面为平面，底面为圆弧形的少筋变厚度板(微弯板)，微弯板在荷载作用下会产生拱效应，故只需配少量钢筋即可。,微弯板的拱作用必须以良好的纵向接缝施工质量为前提，微弯板并不能代替横隔梁，另外，微弯板在实际中也可采用弧形薄板方案。,二.预应力混凝土组合梁桥 在跨度大时，应采用预应力混凝土箱形梁，它们的优点是抗扭刚度大，横向分布好,承载力大，自重小.其一般做法为，先架设预应力 梁，搁上先张法的空心板，最后现浇混凝土铺装层。,