第7讲第五章预应力钢筋混凝土简支肋梁桥构造
钢筋混凝土简支梁桥的构造
钢筋混凝土简支梁桥的构造钢筋混凝土简支梁桥（简称梁桥）是指只有两座墩和一跨梁的桥梁。
它是道路交通中常见的桥梁形式之一，构造简单、经济。
本文将就钢筋混凝土简支梁桥的构造进行介绍。
1. 桥梁整体结构梁桥上部结构主要由下列几个部分组成：1）桥面铺装层：用于行车和行人通行的路面。
通常采用水泥混凝土、沥青混凝土、钢筋混凝土、石头硬化层等材料。
2）梁：主要承受桥面荷载，多采用钢筋混凝土梁。
结构主要由上部混凝土面板、下部钢筋混凝土梁板及截面的钢筋、压力筋构成。
3）支座：梁与墩子之间的连接装置，用于缓解梁上荷载，保证桥梁的安全和稳定。
常见支座类型有滑动支座和固定支座。
4）墩：直接支撑梁的结构部件，一般为混凝土建筑物，其高度一般不小于墩距的1/4。
下部结构包括：桥台、墩基础，由于梁桥墩的数量少，通常采用独立基础或直接制成桥台，也可以拓宽桥台，将墩安装在上面。
2. 梁的构造钢筋混凝土简支梁中，梁是连接两个支座的部件，其负责承担行车、行人及其他荷载，其构造应符合桥梁的要求和规范。
下面介绍梁的构造方法。
1）梁板的截面形状梁板截面形状通常采用矩形或T形，其中T形截面中梁板的顶端向下弯曲，可以提高整个截面的荷载承载能力。
2）梁的钢筋布置梁中应设置充足的钢筋，并正确而精确地布设钢筋。
结构中需要设置纵向钢筋、横向钢筋和箍筋。
横向钢筋通常分步设定，依据受力程度，在荷载大的地方设置较多的钢筋。
3）梁与支座的连接梁与支座之间的连接通常采用支座，其分为滑动支座和固定支座。
支座的安装应给每个支座预留一定的压缩和伸长量，以充分保证梁的变形和伸缩。
3. 桥面的铺装为了保证行车的安全和舒适性，桥面铺装层应该具备良好的防滑性和防水性，同时保证美观、坚固。
铺装层的铺设要满足以下条件：1）满足行车的稳定性和安全性，如防滑、防震、防噪声等。
2）应具有较好的平整度，符合道路规划要求。
3）耐久性好，长期保持坚固稳定。
4）铺装材料成本低，保修费用较少。
5）紧凑，防水防漏。
预应力混凝土连续梁桥基本构造
预应力混凝土连续梁桥基本构造连续梁桥是指各跨上部结构连续的梁桥。
连续梁桥与简支梁桥支承不同，如图5.1.1 所示。
连续梁由若干梁跨组成一联（通常为3～8 跨），每联两端留出伸缩缝并设置伸缩装置，整座桥梁可由一联或多联组成。
常见的连续梁桥每联由4～8 跨梁组成，如果跨数增加将使桥梁的计算与施工难度加大，温度变化及混凝土收缩、徐变所需伸缩缝的宽度就大，但增加每联的跨数对梁的受力和行车是有利的，能使行车平稳、减少噪声和便于养护。
当然，对于一联应选用几跨为宜，需依据桥梁的具体情况确定。
连续梁桥用在小、中、大各类跨度中，跨度覆盖范围很大，是除简支梁外应用最广泛的一类桥梁。
由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
图5.1.1 梁桥示意图一、连续梁桥类型预应力混凝土连续梁桥按照桥梁跨径相互关系来分，有等跨连续梁和不等跨连续梁。
连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式，如果采用等跨布置，边跨内力将控制全桥设计，不经济。
此外，边跨过长，削弱了边跨刚度，只能增加预应力筋数量以抵抗中跨跨中的巨大弯矩，故一般边跨长度取中跨的0.5～0.8 倍。
预应力混凝土连续梁桥根据梁高可分为等高（等截面）连续梁和变截面连续梁，如图5.1.2和图5.1.3。
图5.1.2 等高连续梁图5.1.3 变截面连续梁1. 等截面连续梁桥等高连续梁“等高”主要指梁高保持不变，大部分梁段采用相同截面。
等高连续梁适用于中等跨度的、一联较长的桥梁。
连续梁桥采用等截面布置，构造简单，预制定型，施工方便，随着施工方法的发展愈来愈受到重视。
中等跨径的连续梁桥，若采用预制装配施工和支架施工，为便于预制安装和模板周转使用，宜选用等截面布置；若采用顶推法施工，为便于顶推和滑移设备运作，一般均采用等截面梁。
钢筋砼简支梁桥的构造
砼的强度等级应根据桥梁的设计要求进行选择，常用的有 C25、C30、C35等。
配合比设计
砼的配合比设计应根据所选用的原材料、强度等级、工作性 能等因素进行综合考虑，以保证砼的强度、耐久性和工作性 能。
材料选用原则及注意事项
材料选用原则：在选用钢筋和砼时，应遵循技 术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原
针对钢筋砼简支梁桥的结构特点和受力 性能要求，可以提出一系列优化设计策 略，如采用高性能混凝土、优化截面形 状和配筋设计等。
VS
实施效果评估
通过对优化后的钢筋砼简支梁桥进行受力 性能分析和试验验证，可以评估优化设计 策略的实施效果。同时，结合工程实际情 况和经济效益等因素进行综合评价，为类 似工程提供借鉴和参考。
简支梁桥的受力特点明确，主梁承受弯矩 和剪力作用，横梁起到分配荷载的作用， 支座则将荷载传递至墩台。
适应性强
经济性
钢筋砼简支梁桥可适应不同的地形、地质 条件，具有较强的跨越能力，能满足不同 等级的公路或铁路交通需求。
相对于其他类型的桥梁，钢筋砼简支梁桥 造价相对较低，且材料来源广泛，具有良 好的经济性。
质量控制点
预制节段的尺寸精度和拼装精度；现浇砼的配合比、坍落度和强度；钢筋的加工质量和绑扎质量；模 板的安装质量和加固措施；砼的浇筑质量和养护措施等。
05
CATALOGUE
受力性能评价与优化设计探讨
结构受力性能分析方法
有限元法
通过建立钢筋砼简支梁桥的有限 元模型，可以模拟桥梁在荷载作 用下的受力性能和变形情况，进
节段运输与存放
将制作好的节段运输至桥位附 近，并进行妥善存放，防止损 坏或变形。
节段拼装
在桥位处搭设临时支架，将节 段按照设计顺序逐一拼装，形 成完整的桥梁结构。
混凝土简支梁桥
5.1.5钢筋布置
（2）钢筋混凝土简支梁桥钢筋布置
1)装配式板桥 装配式板桥中板的钢筋构造，N1为受力钢筋，N2为架立钢筋，
N3、N4为箍筋， N5、N6为铰缝连接钢筋。板内钢筋均为直线钢 筋，箍筋保证抗剪强度。
5.1.5钢筋布置
（2）钢筋混凝土简支梁桥钢筋布置 2) 装配式T形梁桥 标准跨径20m的装配式T形梁的钢筋构造：
5.1.6钢筋布置
（2）装配式T梁的连接
2)扣环式接头 强度可靠、整体性好。
5.1.6钢筋布置
（3）桥面板的企口铰连接
钢筋混凝土T梁桥, 钢板式连接的翼板之间整体性差,只能作为 铰接悬臂板处理。装配式T梁标准设计中所采用的连接方式：将悬 臂板端部连接起来做成企口铰接。
5.2 行车道板计算
细集料混凝土填入铰内， 捣实形成混凝土铰； ②在铰缝内设置钢筋骨架， 与预制板内伸出的钢筋 绑扎在一起，浇筑混凝 土形成企口铰。 铰缝的上口宽度一般在 8～10cm，铰槽深度约 为预制板高的2/3。
5.1.6钢筋布置
（1）装配式板桥的横向联系
保证传递横向剪力,使各块板共同参与受力
2)钢板连接 构造:
外悬臂端厚度≥10cm，现浇纵缝厚度≥14cm。
（5）下翼缘尺寸
钢筋混凝土简支T梁，下翼缘与肋板等宽，预应力混凝土 T梁下翼缘做成马蹄形。
马蹄占截面总面积的1020％
马蹄总宽度约为肋宽的24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，高度约为梁高的（0.150.20） 倍，斜坡宜陡于45。
预应力筋弯起的益处
符合弯矩变化的规律 提高梁的抗剪能力 分散锚固，减小锚固区应力集中
4) 装配式预应力混凝土梁的构造示例（L=30m，汽-20，挂-100）
桥梁教学PPT第五章 混凝土简支梁桥装配式简支梁的设计与构造
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 3 钢筋构造
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 3 钢筋构造
第三节 装配式简支梁桥的设计与构造
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 4 装配式主梁的联接构造 1）横隔梁的联结方式 （1）焊接钢板连接
第三节 装配式简支梁桥的设计与构造
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 4 装配式主梁的联接构造
1）横隔梁的联结方式 （1）焊接钢板连接
第三节 装配式简支梁桥的设计与构造
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 4 装配式主梁的联接构造
1）横隔梁的联结方式 （2）扣环式湿接头
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥
3. 2. 4 装配式主梁的联接构造 2）翼板的联结方式 （1）刚性连接
3. 3.3 配筋特点 （一）纵向预应力筋布置
1. 预应力束筋的立面布置
装配式预应力混凝土简支T梁桥的主梁，一般为后张法。
力筋在跨中均靠近梁的下缘布置，在一定区段后逐渐弯起以
满足设计和构造的要求。弯起的目的：
1
弯矩从跨中向支点逐渐减小，故预应力筋的数量及
偏心距也应逐渐减少。
2
由于临近支点的区段剪力及剪应力都很大，故可以
3. 3.3 配筋特点 （一）纵向预应力筋布置 ◆上、下限心点和索界
3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥
3. 3.3 配筋特点 （一）纵向预应力筋布置 ◆上、下限心点和索界
3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥
3. 3.3 配筋特点 （一）纵向预应力筋布置
•直线筋 •曲线筋
3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥
3
腹板厚度沿纵向发生变化，马蹄部分也逐渐加高，
第五章 混凝土简支梁桥
装配式斜板桥的钢筋布置与正交板有所不同。下 图为斜交角30°时斜板的顶层、底层钢筋布置，其 余钢筋布置与正交板相同。
图为标准跨径16m的后张预应力混凝土简支空心 板的截面和预应力筋布置图。板高为0.75m，采用 C40混凝土预制，两肋下部各布置2束钢绞线，每束由 6根Φ15钢绞线组成。《公路桥涵标准设计》中采用 强度等级为1570MPa的钢绞线，目前工程中较多采用 强度等级为1860MPa的钢绞线，在设计中作等效替换 即可。在顶板和底板布置有48的纵向钢筋以增强板的 抗裂性。箍筋在板端加密，以承受剪力。
(3)在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同 时，斜板桥的最大跨内弯矩比正板桥要小，跨内纵向 最大弯矩或最大应力的位置，随斜交角 φ的变大而由 中央向钝角方向移动。图表示在满布均布荷载时，跨 内最大弯矩位置沿板宽的变化曲线，由图可知，当斜 交角φ在15°以内时，可以近似地按正交板桥计算， 因此《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004)便作了这样的规定。
3．整体式斜交板桥的受力特点与构造
在桥梁建设中，由于桥位处的地形限制、或由于 路线线形的要求而将桥梁做成斜交。斜交板桥的桥轴 线与支承线的垂线呈某一夹角，此角称作斜交角φ。 斜板桥的受力状态是很复杂的，迄今尚无力学经典解 答，多借助计算机以求得数值解。为了对斜板桥的受 力性能有个定性的了解，以便从构造上予以保证，这 里只作简单介绍。
2．钢筋构造 截面配筋应依据计算的纵、横弯矩来定，主钢筋直径 应不小于12mm，间距应不大于200mm，一般也不宜小于 70mm；由于汽车荷载在板边缘的分布范围比跨中小，因而 两侧各1／6板宽范围内的主筋宜较中间板带增加15％。图 为整体式简支板桥的构造图。其标准跨径6m，桥面净宽 8.5m(与路基同宽)，两边有0.25m的安全带，计算路径为 5．69m，板厚320mm，约为跨径的1／18。纵向主筋采用 Φ20，在跨径两端l／4—1／6的范围内呈30°弯起；分布 钢筋采用Φ10，按单位板宽上主筋面积的15％配置。
装配式预应力混凝土简支梁桥的构造与设计
3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥的构造与设计装配式钢筋混凝土简支梁桥，常用的经济合理跨径在20m 以下。
跨径增大时，不但钢材耗量大，而且混凝土开裂现象也往往比较严重，影响结构的耐久性。
为了提高简支梁的跨越能力，可采用预应力混凝土结构。
目前，世界上预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m。
但是，根据建桥实践，当跨径超过50m 后，不但结构笨重，施工困难，经济性也较差。
因此，我国桥规明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m。
3.3.1 横截面设计1．横截面形式装配式预应力混凝土简支梁桥的横截面类型基本上与钢筋混凝土梁桥类似，通常也做成T 形、I 形，但为了方便布置预应力束筋和满足锚头布置的需要，下部一般都设有马蹄或加宽的下缘(见图3.15b、c)。
有时为了提高单梁的抗扭刚度并减小截面尺寸，也采用箱形(见图3.15d)。
图3.26 横向分段装配式梁 由于采用预应力筋施加预压力，可以提供方便的接头形式，为了使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和重量，还可做成横向也分段预制的串联梁(如图3.26)。
但由于串联梁施工麻烦，构件预制精度要求高，在国内使用较少。
2．主梁布置经济分析表明，对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，采用较大的主梁间距比较合理，一般可采用1.8～2.5m。
3．截面尺寸(1)截面效率指标为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，首先分析其截面的受力特点。
截面特征如图3.27所示： 在预加力阶段和运营阶段，预应力混凝土梁截面承受双向弯矩。
在预加力阶段，施加了偏心预加力，在预加力和自重弯矩的共同作用下，合力相当作用于截面的下核点（截面上缘应力为零）（如图3.28a）；在运营阶段，若计及预应力损失△，截面内合力为y N 1g M y N y N y y y N N N ∆−=′，则在结构附 加重力(桥面铺装、人行道、栏杆)弯矩和汽车与人群荷 图3.27 界面特征 2g M 图3.27截面特征载弯矩作用下，合力将从下核点移至上核点（截面下缘应力为零），即移动了p M y N ′x s k k K +=的距离（如图3.28b），则有：1'g y M e N = （3.1）()()p g x s y y M M k k N N +=+∆−2 （3.2）图3.28预应力混凝土简支梁的应力状态式中：——预应力筋距截面下核心的偏心矩；'e x s k k 、——截面上、下核心距。
简支梁桥施工—预应力砼简支梁设计与构造
1 马蹄中的闭合箍筋
2 非预应力纵向马蹄中的闭合箍筋、非预 应力纵向受力钢筋、锚固区的加强钢筋的构造形 式。
预应力混凝土简支梁纵向预应力筋的布置
1 纵向预应力筋的布置形式 2 纵向预应力筋的布置要求 3 纵向预应力筋的锚固
1 纵向预应力筋的布置形式
3 纵向预应力筋的锚固要求
1、先张法 2、后张法
课程总结
本次内容我们学习了预应力混凝土简支梁桥 的纵筋布置形式、要求以及锚固要求，重点的布 置的要求，要理解其原理。
同时也应注意，马蹄部分不宜过高、过大，否则会降低 截面形心，减小偏距，并导致降低抵消自重的能力。
课程总结
本次内容我们学习了应用预应力混凝土简支 梁桥的设计与构造，主要有主梁间距、梁肋尺寸、 横隔梁布置、马蹄尺寸等内容。
预应力混凝土简支梁的其他钢筋
1 马蹄中的闭合箍筋 2 非预应力纵向受力钢筋 3 锚固区的加强钢筋
沿纵向的横隔梁布置，基本上与钢筋混凝土梁桥的横隔 梁布置相同。但在主梁跨径大、梁较高的情况下，为了减轻 重量而往往在横隔梁的中部挖孔。
3 马蹄尺寸要求
马蹄面积不宜小于全截面的20％以外，建议具体尺寸如下 （1）马蹄宽度为肋宽的2～4倍，并注意马蹄部分（特别是 斜坡区）的管道保护层不宜小于6cm （2）马蹄全宽部分高度加1／2斜坡区高度为（0．15～0． 20），斜坡宜陡于45°。
共同特点：主筋在跨中均 靠近梁的下缘布置，以对 混凝土施加的压力来抵消 荷载引起的拉应力。 曲线形状：圆弧形、抛物 线、悬链线
纵向预应力筋布置图示
2 纵向预应力筋的布置要求
纵向预应力钢筋，尽可能采用后张法 曲线布置，对抵抗弯距、剪力有利； 考虑预应力损失弯起角不能太大； 在跨中截面，尽可能使预应力重心靠 下，满足构造要求下，各束预应力筋 互相靠近，减小马蹄尺寸； 一般锚固在梁端腹板，特殊情况顶板 可布置； 力筋弯起的目的是什么？
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筋少，弯起角小（ ≤20°），损失小
B、部分弯出梁顶（束过多，梁端锚不下） 250 ~ 300 损失大 节约钢束 有利于抗剪 便于拼装完成后桥面二次张拉，防上缘开裂
C、弯起线形：圆弧、抛物线、悬链线
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
思考题
1、简述装配式简支T梁桥内的预应力钢筋在一定区 段内逐渐弯起的原因何在？
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
布置课程设计
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
• 3、腹板加厚：
• （1）作用——满足抗剪弯起、布锚具、放支座和千斤顶
• （2）范围——距锚端一倍梁高
• 4、横隔梁：挖空
• 5、横向联接：预制全宽，干接；
•
与主梁一道湿接。
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
同济大学版权
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
同济大学版权
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
（二）截面尺寸
•
1、梁高：
1 15
~
1 18
倍跨径
• 梁高大——经济
• 2、肋宽：肋宽范围：0.14～0.20m
• 肋薄—— 大
•
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
截面效率指标：对预应力混凝土T梁的意义
主讲人 ： 王丽荣
标准跨径25m的装配式预应力混凝土T形主梁构造
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
总结
1、简支肋梁桥的上部构造的组成； 2、装配式简支肋梁桥（钢筋混凝土、预应力钢筋混 凝土）的构造布置和截面尺寸设计。 3、横向联结的构造。
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
（1）设计前提： ①预加应力阶段：—— N y M g1 上缘不拉不压 ②运营阶段：—— N y M g2 M p 下缘不拉不压（全预应力）
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
（2）公式的实用价值
• ① N y (e Ku ) M g1 ＝ N y e M g1
• 对于给定的梁，M g1 为定数，e 大， N y 则小，节约钢束
桥梁工程
黑龙江工程学院土木工程系 2010年3月15日
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
第五章 混凝土简支梁桥
2010年3月19日
黑龙江工程学院土木工程系 主讲人 ： 王丽荣
按施工方法
一、整体式简支板桥√ 二、装配式简支板桥√ • 三、斜板桥√ • 四、整体式简支T梁桥√ • 五、装配式钢筋混凝土简支T梁桥√ • 六、装配式预应力混凝土简支T梁桥：本节 • 七、简支箱梁桥：不讲，连续梁桥再讲。
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
六、装配式预应力混凝土简支T梁桥
跨径：25、30、35、40、——76m 洛阳黄河大桥：51.05m×67孔=3248.9m
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
（一）构造布置
• 1、主梁间距：1.8～2.3m
• 2、马蹄作用：布束、承压
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
4、装配式预应力混凝土梁的配筋特点
ห้องสมุดไป่ตู้
• 钢筋分类：预应力筋
•
架立
•
箍筋
•
分布钢筋
•
局部应力钢筋
•
构造筋等
•
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
纵向预应力筋布置方法：先张、后张、直线、曲线布筋
共同点：跨中主筋靠下 ①直线布筋：先张——支点负弯矩
2010年3月15日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
3、下马蹄
（1）——占截面总面积的1020％。 （2）马蹄总宽度约为肋宽的24倍，并注意马蹄部
分（特别是斜坡区），管道保护层不宜小于60mm。 （ 3 ） 下 翼 缘 高 度 加 1/2 斜 坡 区 ， 高 度 约 为 梁 高 的
（0.150.20）倍，斜坡宜陡于45。 （4）梁端，梁宽与下马蹄同宽
• e 大 形心偏上 加长翼缘 加大主梁间距。
• ② Ny(Ku K0) M g2 M p • 给定尺寸及荷载，M g2 M p 为定数，(Ku K0 )大，N y 则小
• (Ku K0 ) 大 截面形式为或工。
• ③截面效率指标 K
•
h
• 结论： 大，则经济。 0.45 ~ 0.5