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裝配式簡支梁橋的設計與構造(zào)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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鋼筋混凝土或(huò)預應力混凝土簡支梁(liáng)橋屬於單孔靜定結構,它受力(lì)明確(què),構造簡單,施(shī)工方便。簡支(zhī)梁橋的結構尺寸易於設計成標準化,這就有利於(yú)在工廠內或工地上采用工業化施工,組織大規模預(yù)製生產,並用現代化的起重設備進行安裝。采用(yòng)裝配式的施工方法,可以大量節約模板(bǎn)、支(zhī)架,降低勞動強度,縮短(duǎn)工期,顯著加快建橋速度。因此,目前國內(nèi)外對於中(zhōng)小跨徑的橋梁,采用裝配式的(de)鋼筋混凝土簡支梁橋或(huò)預應力混凝土簡支梁橋已成為首選。

一、裝配式簡支梁橋的構造類(lèi)型與截(jié)麵形式

裝配式簡支梁橋考慮到起重設備的能力和預製安(ān)裝的方便,一般采用多梁式結構,主梁間距通常(cháng)在2.2m以內。隨著起重能力的(de)提高,高強度材料的應用,加大主梁間距減少主梁片數,會使設計更加經濟合(hé)理。根據跨(kuà)徑大小(xiǎo)、是否(fǒu)施加預應力、運輸和施工條件等的(de)不同,裝配式簡支梁橋應采用不同構造類型。所謂構造類(lèi)型就是涉及裝配式主梁的橫截麵形式、沿縱(zòng)截麵上的橫隔梁布(bù)置、塊件的劃分方式以及塊件的連接集整等幾(jǐ)方麵的(de)問題,而這些問題又是相輔相成(chéng)、互相影響的。

從(cóng)主梁的橫截麵形式來(lái)區分,裝配(pèi)式(shì)簡支(zhī)梁橋可以分為三種基本類型:Ⅱ 形梁(liáng)橋、T 形梁(liáng)橋和箱形梁橋

簡單的Ⅱ 形梁橫截麵,塊件之間用穿過腹板(bǎn)的螺栓連接,以使施工簡化(huà)。Ⅱ 形構件的特點是:截麵形(xíng)狀穩定,橫向抗彎剛度大,塊(kuài)件堆放(fàng)、裝卸和安裝都方便。但這種構造的製造較複雜;梁肋被分成兩片薄的腹板,通常用(yòng)鋼筋網來配筋,難以做成剛(gāng)度大的鋼筋骨架。設計經驗證明,跨度較大時Ⅱ 形梁橋的混凝土和鋼筋用量都比T 形梁橋的大,而且構件也重。故 Ⅱ 形梁(liáng)橋一般隻(zhī)用於跨徑為6 - 12m的小跨徑橋梁,目前較(jiào)少使用。

目前我國用得最多的(de)裝配式簡支梁是T 形(xíng)梁(liáng)橋。裝配式T 形梁的優點是:製造簡(jiǎn)單,梁內配筋可做成剛勁的(de)鋼筋骨(gǔ)架,主梁之間借(jiè)助間距為4 - 6m的橫(héng)隔梁(liáng)來連接,整體性好,接頭也較方便。不足之處是:截麵形狀不穩定,運輸和(hé)安裝較複(fù)雜;構件正好(hǎo)在橋麵板的跨中接頭,對板的受力(lì)不利。

在保證抗剪等條件下盡可能(néng)減小梁肋(或稱腹板)的厚度,以期減輕構件自重,是目前鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁的發展趨勢。因此,為使受拉主筋或預應(yīng)力筋在梁肋底部較較集中地布置,或者(zhě)為(wéi)了(le)滿(mǎn)足預加(jiā)應力的受壓需要,提高截麵效(xiào)率,就(jiù)形成呈馬蹄形(xíng)的(de)梁肋底部。但要注意,小於15 - 16cm的腹板厚度對於澆築混凝土是有困難的。馬蹄形的梁肋使模板結構和混凝土的灌築(zhù)稍趨(qū)複雜。

所示的(de)箱(xiāng)形梁一般不適用(yòng)於鋼筋混凝土的簡支梁橋,因為受拉區混凝土不(bú)參與工作,多餘(yú)的箱梁底板徒然(rán)增加了自重。然而(ér)對於全截麵參與受力的預應(yīng)力混凝土(tǔ)梁來說(shuō),情況就完全不同。

箱形截麵的最大優點是(shì)抗扭能力(lì)大,其抗扭(niǔ)慣矩為相應T梁截(jié)麵的十幾倍至幾十倍,因此在橫向偏(piān)心荷載作用下,箱形梁橋各梁的(de)受力要比T梁橋均勻得多。此外,箱梁可以做成(chéng)薄(báo)壁結構(gòu),又因橋麵板的橫向跨徑減小而能使板厚(hòu)減薄並節省配(pèi)筋,這特別(bié)對自重(chóng)占重要部分(fèn)的大跨徑(jìng)預應力混凝土簡(jiǎn)支(zhī)梁橋是十分經濟合理的。

箱形截麵的另一優點(diǎn)是橫(héng)向抗彎剛度大,在預施應力(lì)、運輸、安裝階段單梁的穩(wěn)定性要比(bǐ) T梁(liáng)好得多。然而箱梁薄壁構件的預製(zhì)施工比較複雜,單根箱梁的安裝質量通常比T梁大,這在確定梁橋類型時是必(bì)需加以(yǐ)考慮的。

裝配式梁橋(qiáo)通(tōng)常借助沿縱向布置的橫隔梁的接頭和橋麵板的接縫連成整體,以使橋上車輛作用能(néng)分配給各主梁共(gòng)同(tóng)負擔。鑒於橫隔梁的抗彎剛度遠比橋麵板的大,故橫隔梁對荷(hé)載(zǎi)分配(pèi)起主要作用。

當橫隔梁高度較大時,為了減輕自重,可將其中部挖空,但沿(yán)挖空部分(fèn)的邊緣應做成鈍角並配置鋼筋,挖空也不宜過大,以免內角處應力集中(zhōng)產生裂縫和過多削弱其剛度。對於箱形梁橋,由於其本身抗(kàng)扭能力大,就(jiù)可以少設或不設(shè)跨中橫隔梁,但端橫隔梁通(tōng)常是必要的。

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