大工12秋桥梁工程辅导资料十六
大工12秋桥梁工程辅导资料十六主 题：钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥综述
学习时间：2012年7月16日－7月22日
内 容：
我们这周为复习课，根据课件中所给的题目，给出一些简单的参考答案，供大家参考学习。
一、学习要求
1、复习与钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥相关知识点；
2、掌握本篇课后习题解题思路，熟悉其详细解题步骤和答案。
二、主要内容
（一）概述
简支梁桥其主要组成为主梁、横隔梁、板面板和支座
（二）行车道板的计算
1、行车道板的类型：单向板、双向板、悬臂板、铰接板
2、车轮荷载在板上的分布（公式计算）
3、板的有效工作宽度
板在局部荷载作用下，不仅直接承压部分参加工作，其相邻的部分板也会共同参加工作，承担一部分荷载，因此，在桥面板的计算中，就需要确定荷载的分布宽度。
4、行车道板的内力计算
对于实体的矩形截面桥面板，一般均由弯矩控制设计。设计时，习惯上以每米宽的板条来进行计算比较方便。
多跨连续单向板和悬臂板
5、内力组合以及计算例子
（三）荷载横向分布计算
1、分类和计算理论
按不同的横向连接结构，捉出相应的计算方法
（1）杠杆原理法——横向结构(桥面板和横隔梁)为局支梁
（2）偏心压力法——横隔梁为刚性中及大的梁
（3）横向铰接板(梁)法——把相邻板(梁)之间被为铰接，只传剪力
（4）横向刚接梁法——把相邻主梁之间视为刚性连接，即传剪力，又传递弯矩
（5）比拟正交异性板法——将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的求以弹性平板来求水平
2、荷载横向分布系数沿桥纵向的变化
杠杆法适用于计算荷载位于支点截面处的横向分布系数（m0），其它方法适用于计算荷载位于跨中截面处的横向分布系数（mc）。
在计算简支梁跨中最大弯矩与剪力时，由于车辆的重轴一般作用于跨中区段，而横向分布系数在跨中区段的变化不大，为了简化计算，通常采用不变的跨中横向分布系数mc计算。
在计算简支梁支点最大剪力时，由于车辆的重轴一般作用于靠近支点区段，而靠近支点区段的横向分布系数沿桥梁纵向变化较大，通常需考虑荷载在该部分横向分布系数变化的影响，而其余部分（跨内 处至远端支点）则取用不变的mc计。
（四）主梁内力计算：恒载内力和活载内力。
（五）横隔梁内力计算
1、横梁的作用与受力特点
（1）作用：
加强结构的横向联系
保证全结构的整体性
（2）受力特点：
受力接近与弹性地基梁
影响面的正负纵向位置基本一致
影响面值从跨中向端部逐渐减小
2、计算方法
偏心压力法：视中横隔梁为支承在多根主梁上的多跨弹性支承连续梁
比拟板法。
（六）挠度、预拱度的计算
1、
钢筋混凝土梁桥允许的挠度值
构件种类 允许的挠度值
梁式桥主梁跨中 L/600
梁式桥主梁悬臂端 L1/300
桁架、拱 L/800
注：1.此处L为计算跨径,L1为悬臂长度；
2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时，计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。
2、刚度和挠度计算
桥梁的挠度，根据产生原因可分成永久作用（结构自重力、桥面铺装、预应力、混凝土徐变和收缩作用等）产生的和可变作用（汽车、人群）产生的两种。
永久作用产生的挠度可分为短期挠度和长期挠度。
3、预拱度
钢筋混凝土受弯构件预拱度可按下列规定设置：
(1)荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过L/1600时，可不设预拱度；
(2)不符合上述规定则应设预拱度，预拱度值应按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。预拱度的设置应按最大的预拱度值按顺桥向做成平顺的曲线。
预应力混凝土受弯构件
(1)当预加应力产生的长期反拱值大于按照短期荷载效应组合计算的长期挠度时，可以不设预拱度；
(2)当预加应力产生的长期反拱值小于按照短期荷载效应组合计算的长期挠度时，应设预拱度，其值按该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用。
对之中相对于活载较小的预应力混凝土受弯构件，应考虑预加应力反拱值过大可能造成的不利影响，必要时采取反预拱或设计和施工上的其他措施，避免桥面隆起直至开裂破坏。
（七）梁式桥的支座
1、支座的作用：
(1)传递上部结构的支承反力
(2)使结构产生同计算图式一致的自由变形
2、支座的分类：
(1)固定支座——既能传竖向压力，又能传水平力，只允许转动。
(2)活动支座——只传竖向压力，既有转动，又有水平移动。
3、支座的类型和构造
简易垫层支座、弧形钢板支座、钢筋混凝土摆柱式支座(活动支座)、橡胶支座
（八）钢筋混凝土简支梁桥制造工艺
1、模板和简易支架
模板作用——结构成型
支架作用——支承模板
因此，它们应满足以下要求：
(a)有足够的强度、刚度和稳定性
(b)符合设计形状
(c)施工方便
(d)模板接缝严实、紧密
（1）模板的分类和构造
按材料分为木模、钢模、钢木结合模板。
桥梁用的最多是木模板，其构造由紧贴于混凝土表面的壳板(又称面板)，支承壳板的肋木和立柱或横档组成，壳板可以竖直拼装或水平拼装。
壳板接缝分为平缝、搭接缝或企口缝。为防漏浆应在拼缝处衬压塑料薄腊或水泥袋纸。
壳板厚度为2-5cm，宽15-18cm，肋木的间距为0.7-1.5m。
（2）简易支架
现浇结构需要在梁下搭设脚手架支承模板，以承担混凝土及施工荷载，一般用木支架，钢支架。
2、钢筋工作
特点：加工工序多，(包括钢筋整直、切断、除锈、弯制、焊接或绑扎成形)
（1）准备工作
①抽样试验——抗拉强度、屈服点和冷弯试验
②整直——直径小于等于10mm钢筋用冷拉整直(手摇或电动铰车)，直径大于10mm钢筋用锤打整直。
③钢筋放样——应计算图纸的折线尺寸与实际加工弧形尺寸之差值，计入弯折过程中的伸长量，
④下料——用錾子，剪切机
（2）钢筋的弯制成形和接头
在操作台上弯制成形。接头应采用电焊，且尽量用闪光接触对焊。注意：接头应尽量错开布置，且受拉钢筋的接头面积不得超过受力钢筋总面积的50%，直径小于25mm的受力钢筋，可采用绑扎搭接。
（3）钢筋骨架的组成与安装
应先用电弧焊将钢筋成单片平面骨架，再组拼成立体骨架，在焊接时为减小焊接应力和变形，一般用双面焊。对于大跨径骨架，应翻身困难只能用单面焊时，须在垂直骨架平面的方向做成预拱度，同时在焊接时应采用分层跳焊等。当多层钢筋直径不同时，则可先焊两直径相同的钢筋，再焊直径不同的钢筋。
焊接钢筋骨架在骨架平面内会发生两端上翘的焊接变形，为此应先将骨架拼成具有一定预拱度，然后再行施焊。
绑扎钢筋骨架施工顺序：对于梁肋钢筋，先放箍筋，再放下排主筋，后装上排钢筋，在绑扎时，应注意。
①接头按规定要求错开布置
②交叉点采用铁丝绑扎结实
③箍筋应与主筋垂直
④垫块设置
⑤保证钢筋横向净距
⑥钢筋骨架应有足够的刚度
3、混凝土工作
（1）混凝土拌制
一般采用商品混凝土，质量有保证。
（2）混凝土的运输
从拌制点运往灌筑处时间必须符合一定要求。
（3）混凝土的浇筑
在模板质量检查完毕后进行浇筑，应注意：
混凝土自由倾落高度≤2m，超过2m应采用溜管等措施。
当构件厚度较大时，应彩分层浇筑法。中小跨径的T梁采用水平层浇筑，横隔梁的混凝土与梁肋同时浇筑。对于高度大的梁采用斜层浇筑法。由梁的一端浇向另一端。
空心板梁的浇筑流程：先浇底板，再立芯模，扎焊顶面钢筋，然后浇筑肋板与面板混凝土，待混凝土初凝后，即可抽芯。
分层浇筑若前层混凝土已凝结，则需做接缝处理。
（4）混凝土振捣
分为人工(铁钎)振捣和机械振捣两种。
人工振捣——用于坍落度大，量少式钢筋密肋位
机械振捣——大范围
（5）混凝土养护及拆模
（6）冬季施工
（二）装配式简支梁桥的运输和安装
1、预制梁的运输
预制构件如何运至桥头或桥孔是必须要解决的问题
以工地预制场地至桥头的运输称为场内运输，一般需铺设钢轨便道，由平板车牵引至桥头，运输中梁的位置应竖放，需做好稳定工作。若采用水上浮吊架梁，此时需要修筑一段装船用的临时栈桥(码头)。
2、安装
架梁方案是桥梁施工中的关键性工序，它包括起吊，纵移，横移，落梁等工序。按工艺类别分为：陆地架设法，浮吊架设和高空架设法。
（1）陆地架设法
①自行式吊车架梁：对于中，小跨度桥梁，在桥不高时，场内具有行车便道条件时，用自行式吊(汽车吊或履带吊车)架梁很方便，它具备不须动力设备，准备作业，架梁速度快特点，其吊装能力为150～1000W
②跨墩门式吊车架梁：对于孔数多，并且桥墩两侧可铺设轨道时，可采用一台或两台跨墩门式吊车来架梁。
③摆动排架架梁：利用排架作为承力的摆动支点，由牵引绞车和制动绞车控制摆动速度。它适用于小跨径桥梁。
④移动支架架梁：利用支架车轨道移动，形成梁的移动支座，从而实现梁的整体移动
（2）浮吊架设梁
①浮吊船架梁：在海上和深水大河上架梁，可用可回转的伸臂式浮吊架梁，其特点为：高空作业少，施工安全，吊装能力大。
②固定式悬臂浮吊架梁：在没有大型伸臂式浮吊时，可采用钢制万能杆件拼装固定式的悬臂浮吊进行架设。
（3）高空架设法
①联合架桥机架梁：适用于中，小跨径的多跨简支架，优点是不受水深和墩高的影响，不阻塞通航，一般用于孔数多，桥长的桥梁。
架梁施工工序流程为：
（a）在桥头拼装钢导梁，铺设钢轨，并用绞车纵向拖拉导梁就位
（b）拼装蝴蝶架和门式吊机移至架梁孔的桥墩上
（c）由平车轨道运送预制梁至架梁孔位，将导梁两侧可以安装的预制梁用两个门式吊机起吊，横移并落梁就位
（d）将导梁所占位置的预制梁临时安放在已架设的梁上
（e）用绞车纵向拖拉导梁至下一孔后，将临时安放的梁架设完毕
（f）在已架设的梁上铺接钢轨后，用蝴蝶架顺次将两个门式吊车托起并运至前一孔的桥墩上
②闸门式架桥机架梁：主要由两根分离布置的安装梁，两根起重横梁和可伸缩的钢支腿之部分组成。
其架梁步骤为：
（a）将拼装好的安装梁用绞车纵向拖拉就位，使可伸缩支腿支承在架梁孔的前墩上
（b）前方起重横梁运梁前进，当预制梁尾端进入安装梁巷道时，用后放进重横梁将梁吊起，继续运梁前进至安装位置后，固定起重横梁
（c）借起重小车落梁安放在滑道垫板上，并借墩顶横移将梁(除一片中梁外)按安装就位
（d）用以上步骤并直接用起重小车架设中梁，整孔梁架完后即铺设移运安装梁的轨道
该方法架梁的特点为，大跨度，大吨位。
③宽穿巷式架桥机架梁
④自行式吊车桥上架梁：对于小跨径梁，可直接用自行式伸臂吊车(汽车吊式履带吊)来架梁，此时已架设梁必须予以施工吊车的验算。
⑤ “钩鱼法“架梁：它用设在一岸的扒杆或塔柱用绞车牵引预制梁前端，扒杆上设复式滑车，梁的后端用制动绞车控制，就位后用千斤顶落梁。该法只用于小跨径梁，在安装前应验算跨中的方向弯矩
⑥木扒杆架梁：在桥孔两边各设一套人字摇头扒杆，将预制梁两端各系于摇头扒杆的起吊钢索上，用绞车牵引后进入桥孔，然后落梁就位，在纵向移动时后端也有制动绞车控制速度，此法只适用于小跨径桥，且起吊高度和水平移动范围不大的情况。
三、重要考点
（一）选择题
1.在桥梁施工中，预拱度的大小通常取( )。
A. 全部恒载所产生的竖向挠度
B. 全部恒载和全部活载的所产生的竖向挠度
C. 全部恒载和一半活载的所产生的竖向挠度
D. 全部活载的所产生的竖向挠度
答案：C
2.刚性横梁法的基本假定为( )。
A. 横梁的刚度与主梁相同
B. 横梁的刚度为无穷小
C. 横梁的刚度为无穷大
D. 上述三个答案都不对
答案：C
3.有一座由多片截面Ｔ形梁组成的桥跨结构，其横截面布置也对称于中轴线，则关于其横向分布系数，说法正确的是( )。
A. 每片梁的荷载横向分布系数m值一定是不同的
B. m值可以大于１或小于１
C. m值只能小于１
D. 有可能有两片梁的m值相等
答案：CD
4.在桥梁墩、台计算中，对于( )计入汽车荷载的冲击力。
A. 双肢薄壁高墩
B. 钢筋混凝土柱式墩、台
C. 任何型式墩、台均不需要
D. 其他轻型墩、台
答案：ABD
（二）判断题
1. 修正刚性横梁法中的修正系数β是一个与桥梁横截面几何尺寸、材料特性有关而与主梁的刚度无关的参数。（ ）
答案：错误
2. 通常汽车荷载横向分布系数的值小于1，且没有负值。（ ）
答案：正确
3.对于轻型墩台，在计算汽车荷载时不计入冲击力。（ ）
答案：错误
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