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[文章]:梁式桥配筋设计与构造

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发表于 2005-11-25 17:15:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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.4.4  配筋设计和构造特点
钢筋混凝土结构的配筋原则,一般在《结构设计原理》课程中有较详细的介绍,这里不再赘述。本节主要介绍钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥结构体系的配筋及其构造特点。
4.4.1  钢筋混凝土梁桥配筋构造
4.4.1.1  整体式钢筋混凝土简支板桥
钢筋混凝土整体式板桥的配筋,如图4-17所示。






图4-17 钢筋混凝土整体式板桥的配筋
整体式板桥的跨径通常与板宽相差不大,故在车辆荷载作用下实际处于双向受力状态,因此,除了配置纵向受力钢筋以外,还要在板内设置横向分布钢筋。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定,钢筋混凝土板的主筋直径不应小于10mm,且每米板宽内不少于5根。在垂直于主筋方向,横向分布钢筋应采用直径不小于6mm,且间距不大于250mm,同时分布钢筋在单位长度板内的截面积应不少于主筋截面积的15%。在整体式钢筋混凝土板桥中,靠两侧边缘约1/6板宽的范围内的主钢筋,通常要比中间板带部分密一些,一般增加15%。这是因为当车辆荷载靠近板边时,参于受力的板宽(荷载有效分布宽度)要比中间的小一些。对于承受重荷的宽桥,当荷载作用在板的两侧边缘时,板中部将产生负弯矩,因此还必须在板的顶部配置适量的横向钢筋。此外,板内主筋一部分可以弯起,但通过支点的主筋每米板宽内不少于3根,截面积不少于主筋截面积人1/4。整体式板内主拉应力较小,按计算不须设置弯起的斜钢筋,但习惯上还是将一部分主筋按30°或45°方向,在跨径1/4~1/6处弯起。一般板的混凝土净保护层不少于20mm。

4.4.1.2  装配式钢筋混凝土简支板桥
图4-18所示为全长13m的空心板桥实例。该桥宽14.0m(行车道宽12.0m。两边各有1.0m的人行道),由12根各宽1.15m的空心板组成,块件间留出16mm的间隙。每块空心板挖有2个φ390的孔洞,洞与洞之间还留有0.07m宽的混凝土,以满足弯起斜筋及箍筋布置的要求,并保证板的抗剪强度。板内配置20根Φ22钢筋做为受力主筋。为了承受支点附近较大的主拉应力,将3根Φ22钢筋分别按45°弯起(N2),并每边并补充焊接15根斜筋(N3、N4、N5、N6)。图中N9和N10是抵抗剪力并能固定主筋位置的箍筋,N9呈开口型,这主要是便于心模的安装,立好心模以后再扎N10钢筋,最后组成封闭的钢筋。N7和N8是架立钢筋,它与箍筋一起构成钢筋网,借以可防止因温度和混凝土收缩而引起的裂纹。N11和N12为空心板底部角隅处的构造加强钢筋。
图4-18  装配式钢筋混凝土简支板桥
4.4.1.3  装配式钢筋混凝土简支梁桥
装配式钢筋混凝土简支T梁的配筋特点,已在《结构设计原理》有关章节中叙及,此处不赘述。

4.4.2  预应力混凝土梁桥的配束
4.4.2.1 预应力束筋配束原则
预应力束筋配束原则为:
(1) 应选择适当的预应力束筋与锚具,以达到布置型式合理,避免结构局部受力过于集中。在预应力体系中,预应力束筋与锚具一般是成套的。预应力锚具是由专业产家生产的,其锚具适用于何种类型的预应力束筋有专门的产品说明,在选择锚具时应认真地阅读。一般对不同跨径的梁桥结构,应根据结构尺寸、预应力束布置的位置和设计要求的预应力大小来进行选择。
(2) 预应力束筋的布置要考虑施工的方便。在大跨径结构中,应注意预应力束筋的排列,尽量避免交错布置。由于预应力混凝土结构,除预应力束筋外,还有许多非预应力钢筋,因此在预应力束筋的布置时要考虑混凝土的浇注,以保证混凝土浇注质量。
(3) 在超静定结构体系中,预应力束筋的布置,既要符合结构受力的要求,又要注意避免引起过大的结构次内力。
(4)预应力束筋应避免使用S型的具有反向曲率的连续束,因为这样引起摩阻的损失很大,降低了预应力束筋的效率。
(5) 预应力束筋的布置,不但要考虑结构在使用阶段的应力要求,而且也要考虑到结构在破坏阶段时的强度要求。
(6)预应力束筋配置,还应充分结合构造尺寸、施工方法来考虑,力求使材料发挥最大的效益。

4.4.2.2  预应力束筋布置型式
预应力束筋的布置型式,与梁桥结构体系、受力情况、构造型式、施工方法都有密切关系。
预应力束筋的布置型式一般根据结构受力特点来确定。在预应力混凝土梁桥的静定结构体系中(如简支梁、悬臂梁),通常以最大设计内力图(弯矩包络图),按《结构设计原理》确定预应力筋的束界,即可获得沿跨径的预应力束筋的偏心距。这些偏心距的连线即是预应力束筋的重心线,也是预应力束筋的压力线。而对预应力混凝土梁桥的超静定结构,应根据等效荷载与吻合束原理,也可同样获得预应力束筋的布置型式。
下面简要介绍几种常用的连续梁的预应力束筋的布置型式。
(1)现浇连续梁的预应力束筋布置型式(见图 4-19)
在桥跨不长的等截面的连续梁中,可以选用连续曲束布置(图 4-19 a、b);而在桥跨较大的等截面连续梁中,为了减小连续束预应力的摩阻损失,在支点梁顶上设置锚固端(图 4-19 c)。这样在梁的构造上要设置凹槽,用来放置锚具并便于安装千斤顶张拉,凹槽在张拉后用混凝土填封。当采用这种预应力束筋时,为防止在中间支点处因集中较大的锚固力(偏心距较大)而导致结构下缘的拉裂,通常需要贯通整个梁长先布置几根直线形的预应力束筋,

图4-19  现浇连续梁的布束型式
或者在支点附近梁的下缘区布置较多的非预应力钢筋。在跨径不大的变截面连续梁中,可在支点截面上布置帽束(如图 4-19 d);在较大跨径的变截面连续梁中,应利用梁的形心轴线变化来设置束筋曲率,从而可获得较大的偏心距,如图 4-19 b)所示;预应力束筋的有效偏心距是从束筋重心处至梁截面形心轴的距离。
(2)先简支后连续的预应力束筋布置型式(见图 4-20)
预制的预应力混凝土简支梁架设后,再应用预加力手段使结构在支点上连续,即为简支转换成连续梁的施工方法。从图中可看到,可以采用不同的预加力手段达到结构连续的目的,如全跨后张连续束(图4-20a)、支点上设短束(图4-20b)、帽束(图4-20c)等,或用连接器把简支梁的束筋予以连续(图4-20d)。在小跨结构中,亦可采用布置非预应力钢筋或横向预应力筋的联接方法(见图4-20e)。

图1-20  简支转换连续梁的布筋型式

(3) 逐跨架设连续梁的预应力束筋布置型式(见图 4-21)
在逐跨架设法的连续梁中,常采用以联接器接长的预应力束筋来布置,如图4-21所示。结构是一孔接着一孔架设施工和张拉的,为达到施工方便和结构受力有利(减小结构次内力),一般设计时,把接头选在靠近的 处(此处接近梁的弯矩零点处),而使预应力束筋散开,以便于连接和施工。此外,预应力束筋的预加力的合力应仍保持位于设计要求的高度上。

图1-21  逐跨架设法的布筋型式
(4)悬臂施工法的预应力束筋布置型式(见图 4-22)
悬臂施工法首先从桥墩开始,对称地分段悬臂浇注或拼装施工。施工时,悬臂承受负弯矩,所有悬臂束筋布置在梁顶主要承受结构的重量与施工荷载;连续弯束是连续梁承受活载需要而布置的,而在中跨的合拢梁段附近的下缘束和用支架施工边跨端部梁段的下缘束除了承受活载所产生的正弯矩外,也要承受因结构次内力在这些部位产生正弯矩。在实际设计中,大跨径桥梁的连续梁束型式更为复杂,但其主要的布束原则与型式还是类同的。

图4-22  悬臂法施工连续梁布束型式
应该指出,预应力混凝土梁桥结构体系,施工阶段所需布置的预应力束筋与结构使用状态下所需的预应力束筋(如在布置型式与受力要求的束数)无矛盾,而取得了一致,这就是最经济的设计。而顶推法施工的连续梁,它因施工阶段受力的包络图与连续梁的设计内力包络图很不一致。因而导致在连续梁顶推施工中要布置施工临时束,然后在最后形成连续梁后予以拆除。这将使施工中张拉顺序复杂化,并增加预应力束筋的用量,这是不经济的。但是它在施工的其它方面的优点,如机具简单,固定台座生产预制梁段逐步顶推等,又节省了劳力和费用。所以,顶推法施工在布束条件上是不利于节约材料的,但在某些特定条件下采用可以达到综合经济效益。又如预应力混凝土T形刚构的悬臂施工法,因结构在施工时的布束的型式和结构使用状态下的要求完全取得一致,使预应力束筋用材最小,根据统计资料分析,T形刚构的预应力束筋材料用量比连续梁要节省10~15%。
4.4.3 预应力混凝土梁桥配筋构造
4.4.3.1 装配式预应力混凝土简支空心板桥
图4-23为先张法预应力混凝土空心板。板长12.96m。计算跨径为12.6m。板底层布置Ⅳ级冷拉预应力钢筋,为七根Φ20,每根预张拉力为193.9kN。预应力钢筋端部配置φ6螺旋筋加强自锚作用,并在板端顶面加倍配置非预应力筋,以承受板端张拉力引起的负弯矩而使板上缘产生的拉应力。有时也可根据弯矩的变化,将纵向预应力钢筋在靠板端附近区域设塑料套管(采取使钢筋与混凝土不粘着的措施),避免板端上缘过大的拉应力。支点附近剪力较大,须加密箍筋。
图4-23  先张法预应力混凝土空心板配筋
尺寸单位:cm;钢筋单位:mm
4.4.3.2  装配式预应力混凝土简支梁桥(T梁)配筋
预应力混凝土简支T梁,除了预应力束筋的布置外,还有其它非预应力筋,如箍筋、水平分布钢筋、锚固端加强钢筋网的布置问题。
4.4.3.2.1 预应力束筋的立面布置
在后张法装配式预应力混凝土简支梁中,束筋在一定区段须逐渐弯起以满足设计和构造的要求。
当预应力混凝土梁的梁高受限制,梁端不能锚固所有束筋时,可将部分力筋弯出梁顶,如图4-24所示。这样的束筋布置使施加预应力的张拉作业的操作比较繁琐。若弯出梁顶的束筋的弯起角增大,预应力的摩阻损失也随之增大。此外,这种锚头布置形式干扰了桥面板的横向配筋,阻碍梁顶面混凝土的浇筑,弊病较多。但这种束筋因提前弯出梁顶,减少了束筋的长度,节约用材,对于提高梁的抗剪能力也有好处。习惯上,在梁端能锚固所有束筋时,一般都将预应力全部弯至梁端锚固,张拉工序也简单。

图4-24  预应力简支梁预应力筋布置(尺寸单位:m)
预应力束筋在梁内位置的确定可以利用束界的概念,使束筋的布置能保证梁的任何截面在弹性阶段时,梁的上、下缘应力不超过规定值。从设计弯矩来看,一般简支梁布置的束筋大致在梁的三分点左右才开始弯起。而从束筋起弯提供的剪力来看,梁的跨中部分肋宽已足够承受荷载剪力,因此,一般在靠支点约在三分点到四分点之间通过将束筋弯起,以帮助抵消部分荷载剪力。此外,束筋起弯后,截面亦还须满足破坏阶段时的截面强度要求。
从减少摩阻损失的角度出发,束筋的弯起角度α不宜大于20°,一般弯至梁端的束筋都能满足这一要求,而弯出梁束筋的弯起角通常都在20°~30°之间,则应采取适当措施来减小摩阻损失。
束筋的曲线形状可采用圆弧线,抛物线或悬链线。在矢跨比较小的情况下,这三种曲线各点座标相差不大,可以任选一种。采用悬链线使施工放样比较方便,当曲线在梁端与跨中的位置确定后,束筋(或制孔器)按其自重下垂即可形成悬链线,定位比较方便。但悬链线两端起弯不急,而圆弧线的弯起角度较快,为了在支点附近能获得较大的预剪力,故多数梁在中部保持一段水平直线后便按圆弧弯起。力筋弯起的曲率半径,可按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》有关规定采用:即:
对于钢丝束、钢绞线,不小于4m;
对于d≤12mm的钢筋束,不小于4m;
对于12mm<d≤25mm的钢筋,不小于12m;
对于d>25mm的钢筋,不小于15m。
4.4.3.2.2  预应力束筋在横截面上布置
按设计弯矩计算出跨中截面所需的预应力束筋的根数后,便可进行束筋的排列布置。排列的原则是预应力束筋在满足构造要求的同时,尽量相互紧密靠扰,以减少下马蹄的尺寸,减轻自重;并在保证梁底保护层的前提下,尽量使预应力束筋的重心靠下,增大力偶臂,以便获得较大的预应力弯矩,节省高强钢材。
预应力束筋在横截面上布置特别应注意预应力筋在梁端上的锚具布置,一般要求:
(1) 锚具在梁端的布置应尽量减小局部应力。一般地说,采用集中的、过大的锚具对锚固区受力是不利的。
(2) 锚具在梁端布置,应满足安放张拉设备所需要的锚具间最小净距的要求;
(3) 锚具应在梁端对称于纵轴布置。
梁端至少超出支座轴线h/3或0.6m,使预加力能参与支座反力的作用。

4.4.3.2.3  非预应力钢筋的布置
预应力混凝土梁如同钢筋混凝土梁一样,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定,应布置箍筋、水平分布钢筋(即防裂纵钢筋)、架立钢筋等。除此之外,在配置非预应力钢筋时,还应注意到下述几点。
(1)非预应力纵向受力钢筋
在预应力混凝土简支梁中,有时为了补充局部梁段内强度的不足,满足极限强度的要求,有时为了更好地分布裂缝和提高梁的韧性,可以将非预应力钢筋与预应力钢筋协同配置,这样往往能达到经济合理的效果。
图4-25a)表示当梁中预应力筋在两端不便弯起时,为了防止张拉阶段在梁端顶部可能开裂而布置的受拉钢筋。
对于自重比恒载小得多的梁,在预加力阶段,跨中部分上翼缘可能会开裂而破坏,因而也可在跨中部分的顶部加设非预应力的纵向受力钢筋(图4-25b)。这种钢筋在运营阶段还能加强混凝土的抗压能力,在破坏阶段则可能提高梁的安全度。
图4-25c)所示在跨中部分下翼缘内设置的钢筋,多半是在全预应力梁中为了加强混凝土承受预加应力的能力。
对于部分预应力梁,也往往利用通长布置在下翼缘的纵向钢筋来补足极限强度的需要(图4-25d)。并且,这种钢筋对于配置无粘结预应力筋的梁能起分布裂缝的作用。

图4-25  非预应力筋(虚线)布置
此外,非预应力的钢筋还能增加梁在反复荷载作用下的疲劳的强度。
(2)马蹄中的闭合箍筋
在马蹄中需设置闭合箍筋,箍筋间距不大于150mm(肋内箍筋一般不大于250mm);而在梁端附近(自锚固端算起,约为一倍梁高长度内)间距应为60~80mm,用来加强梁端承受局部应力。当马蹄宽度大于500mm时,箍筋应不少于4肢。
(3)锚固区的加强钢筋
在梁端锚固区应力非常集中,在锚具附近不仅有很大的压应力,还有很大的拉应力。因此,为防止锚具附近混凝土裂缝,必须配置足够的钢筋予以加强。

图4-26  梁端垫板和加强钢筋(单位:cm)
图4-26所示为梁端锚固区的配筋构造。加强钢筋网的网格约为100×100mm。锚下设置不小于16mm的钢垫板与φ8的螺旋筋,以提高混凝土的抗裂性能。配置加密钢筋网的范围一般是一倍于梁高的区域。
4.4.3.3  预应力混凝土连续梁桥
















图4-27  沙洋汉江公路大桥示意图
图4-28所示为一体外配筋的预应力混凝土连续梁桥示意图。大型束筋在桥端扇形张开,
图4-27 沙洋汉江公路大桥示意图
尺寸单位:m;钢构件单位:mm
预应力混凝土连续梁中预应力束筋布置方式,与所采用的施工方法以及预应力筋的类型密切有关,这已在4.4.2.2中讨论过。下面介绍体内和体外配筋的两个具体实例。图4-27所示为采用悬臂浇筑法施工的我国沙洋汉江公路大桥的预应力筋布置示意图。从支点向悬臂两侧伸展的直束与弯束,是承受负弯矩的预应力束筋。跨中部分布置在箱梁底板的弯束与顶板上的少量直束为连续束,主要承受跨中区段内的正、负弯矩,这后一部分连续束是在跨中合拢结合后张拉锚固的,主跨支点顶部钢束为224束,跨中底部钢束为104束。束筋为24φ5高强钢丝组成,采用锥形锚具。在箱梁腹板内,为减小主拉应力,还设置有竖向预应力筋,采用25的冷拉Ⅲ级钢筋,配轧丝锚具。并单个张拉和锚固;在跨中的部分的预应力筋仍保持强大的集中钢束,张拉锚固后,预应力筋通过从腹板上伸出的横向钢筋用混凝土包裹,形成很强的抗剪能力。




图2-1-50  体外配筋示意图
















图4-28  体外配筋的预应力混凝土连续梁桥示意图
图4-28体外配筋的预应力混凝土连续梁桥,体外配筋不削弱主梁截面,不需设置预留孔道,预制节段的拼装可采用干缝结合,施工方便迅速和便于更换。但体外配筋对结构及管道防护设施要求都较高,而且结构的极限承载能力、耐疲劳和耐腐蚀性却要降低。在法国、美国和科威特等一些国家都修建了一些体外配筋的预应力混凝土连续梁桥,在我国体外配筋主要用于桥梁的加固设计中。
在体外配筋设计中,除了确定预应力束布置型式外,预应力束的转向装置、锚固系统和体外束的防护都十分重要。
常用的防护方法是在束筋外包有聚乙烯套管,在横隔梁和转向块处预埋镀锌钢管,钢管与聚乙烯套管间采用氯丁橡胶管连接。

4.4.3.4  箱梁的其它配筋特点
4.4.3.4.1  顶板的配筋
箱梁顶板可看作为沿横桥方向支撑在腹板上的多跨连续桥面板。当箱梁腹板间距较大或者悬臂长度较大时,采用钢筋混凝土桥面板,钢筋用量很多,此时可考虑采用横向预应力的桥面板。图4-29所示为配置横向预应力束筋的顶板。行车道板中的预应力束筋一般是直线布置,可设置在上、下两层钢筋网间。顶板厚度通常只有200~300mm左右,所以预应力钢筋的偏心不会很大。在板的支承区附近(即板的承托部位),预应力束筋可以向上弯曲,预应力筋的偏心则略有增加。预应力束筋间距可选择在0.5~1.0m之间,一般张拉端和锚固端交替布置。每根预应力钢筋的预加力一般为300~600kN,因此,板端锚固的顶板不需要太厚。

图4-29  顶板横向预应力束布置
4.4.3.4.2  腹板的配筋
腹板中因有从桥面板下弯的预应力筋,故主拉应力很小,一般仅需按构造配制非预应力钢筋。非预应力的钢筋宜选用不间断的钢筋(间距0.08~0.20m,ф12~18mm),并设置倾角为50°~60°的斜箍筋,这在受力上是非常有利的。在支点处,也可将竖直箍筋和斜箍筋配合起来使用。
有时为了增强箱梁的抗剪能力,可以在腹板内设置竖向预应力筋。在锚头处应尽量加高承托,使翼缘中的力传递更为有效。

4.4.3.4.3  底板的配筋
底板中的纵向普通钢筋,一般是为了防止和限制由于温度变化、混凝土收缩及扭转等因素所引起的混凝土裂缝。如果底板中压力甚大,则应考虑设置箍筋,箍筋应将最下层的纵筋箍住。如果箱梁中扭转应力很高,则底板可设置夹角为50°和130°钢筋网,斜向的钢筋网对于控制扭转裂缝是很有效的。在多室宽桥的箱梁中,可在底板中设置横向的预应力筋,横向预应力筋的锚头应尽量布置得离开腹板。

4.5  其它构造
本节阐述梁桥中有关横隔梁、横向联结、纵向接缝和牛腿的构造问题。
4.5.1  横隔梁
横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性就愈好,在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。近年来,由于桥上车辆载重量的增加,横隔梁的整体作用便显得十分重要。以往横隔梁的焊接接头是通过在桥下搭设专门的工作架上进行,施工比较麻烦,且这种焊接接头易于锈蚀和损坏。目前,横隔梁更多采用预留钢筋进行现场浇注混凝土方式来将每片梁的横隔梁连接为整体。实践证明,对于简支桥梁,一般应在跨中,四分点,支点处各设置横隔梁。
横隔梁的高度一般取主梁高度的四分之三左右。为了有利于梁体在运输和安装中的稳定,横隔梁在支点处可与主梁同高。但如果端横隔梁高度比主梁略小一些,则对安装和维修支座是有利的。









图4-30  装配式T梁横隔梁配筋图
横隔梁的肋宽常用120~200mm。预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形,以便脱模。
箱梁横隔梁(又称横隔板)的基本作用是增加截面的横向刚度,限制畸变应力。在支承处的横隔板还担负着承受较大支承反力的作用。箱形截面由于具有很大的抗扭刚度,所以横隔的布置可以比一般肋形的桥梁少一些。从受力角度来分析,中间横隔板对纵向应力和横向弯矩的分布影响很小。因此,单从结构上来考虑,中间横隔板的作用可以用局部加强腹板或采取特殊的横向框架的办法来代替。目前许多国家认为可以减少或不设置中间横隔板。如重庆长江大桥主跨跨径174m,悬臂长69.5m,在悬臂中间仅设置一道横隔板,边跨悬臂长51.5m,中间则不设横隔梁。    的浦户大桥主跨230m,设5道横隔板,其间距38m。滨名、彦岛大桥横隔板间距各为29.30m。联邦德国的本道夫桥横隔板间距为35m。
在城市立交桥中,为了使减少占地,获得桥下较大的空间,广泛采用独柱墩。这种情况下,箱梁中的横隔梁(也称墩顶横梁)又起着盖梁的作用,其受力就较为复杂,它直接影响到箱梁腹板的应力分布。
横隔梁配筋型式与箱梁的支承方式有关。当支承位于主梁腹板下时,在横梁中只要配置一定数量的水平方向的普通钢筋便可,如图4-35a所示。当支承并不通过主梁腹板轴线,而是通过箱梁轴线支承在底板上时,则在横隔梁中应设置曲线形的预应力钢筋,预应力筋必须锚固在主梁腹板的下缘。预应力筋也可作为直筋设在主梁或横隔梁腹板内。但40%~60%的支承反力是由曲线形的预应力筋来承担的(图4-35b)。








图4-31 箱梁横隔梁配筋图
4.5.2  桥梁的横向联结
装配式简支板桥和装配式简支T梁桥,通常都是由纵向的板块和T梁通过横向连接而形成整体。
4.5.2.1 装配式板桥的横向联结
为使装配式板共同承受车辆荷载,必须设置强度足够的横向联结。在装配式板桥截面的横向联结中,常用的联结方法有企口混凝土铰联结和钢板焊接联结。
(1) 企口混凝土铰联结
图4-32所示为常用的两种铰的形式——圆形、棱形。装配板安装就位后,用30号以上的细骨料混凝土填入铰内,捣实后即形成混凝土铰。以往在铰中还






图4-32  现浇企口混凝土铰联结
放置螺旋钢筋,后经实践证明,纯混凝土铰已能保证传递横向剪力,使各块共同参予受力。
对于桥面铺装也参加受力的装配式板桥,可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋绑扎,即可作为纵向铰缝的加强钢筋,也可作为与铺装层的联结钢筋。
(2) 钢板联结
由于企口混凝土铰需要现场浇筑混凝土,并需待混凝土达到设计强度后才能通车,为了加快工程进度,亦可采用钢板联结(图4-33)。它的构造是:用一块钢盖板N1焊在相邻两块板的预埋钢板N2上。联结构造的纵向中距通常为0.80~1.50m,跨中部分布置较密,向两端支点处逐渐减疏。












图4-33  焊接钢板联结

1.6.2.2 装配式T梁的横向连接
(1) 钢板连接
钢板连接的接头构造是上缘接头钢板设在T梁翼板上、下缘接头钢板设在横梁梁肋的两侧。焊接钢板预先与横隔梁的受力钢筋焊接在一起做成安装骨架。当T梁安装就位后,即可在横隔梁的预埋钢板上再加焊盖接钢板使联成整体。端横隔梁的焊接钢板接头构造与中横隔梁相同,但由于其外侧(近墩台一侧)不好施焊,故焊接接头只设于内侧。相邻横隔梁之间的缝隙最好用水泥沙浆填满,所有外露钢板也应借水泥灰浆封盖。这种接头强度可靠,焊接后立即就能承受荷载,但现场要有焊接设备,而且有时需要在桥下进行仰焊、施工较困难。
(2) 扣环式接头
在缺乏焊接设备时,横隔梁亦可采用现浇混凝土联结,即扣环式接合。将横隔梁中伸出的环状钢筋相互搭接,并用叉状短筋销住,在相距0.45~0.60m的接头部位,就地浇筑混凝土连成整体。这种做法也可用于主梁间距较大的场合,为减小翼板挑出长度,翼板与横隔梁一起用扣环式筋联结,然后现浇混凝土连成整体。这种结合构造施工比较复杂(图4-34)。

图4-34  横隔梁扣环式筋联结

采用上面连接构造的装配式T梁的翼板均当作悬臂板来处理,为了改善挑出翼板的受力状态,往往将悬臂板也连结起来,通常采用桥面板的企口铰联接。
(3) 桥面板的企口铰联结
图4-35为装配式T梁标准设计中所采用的联结方式。主梁翼缘板内伸出连接钢筋,交叉弯制后在接缝处再安放局部的ф6钢筋网,并将它们浇筑在桥面混凝土铺装层内。或者可将翼板的顶层钢筋伸出,并弯转套在一根长的钢筋上,以形成纵向铰,如图4-35b)所示。显然,此种接头构造由于连接钢筋甚多,使施工增添了一些困难。

图4-35  桥面板的企口铰联结

4.5.3  梁桥的纵向接缝
采用悬臂拼装施工的桥梁,梁的节段间需要通过纵向接缝来联成整体。节段的接缝一般有三种形式:干接缝、湿接缝和胶接缝。
(1) 干接缝
   干接缝是相邻节段拼装时,将接头断面不作其它处理,主要通过预应力钢筋施加预应力来联成整体。这种接缝是以预应力钢筋施加的正应力抵抗弯曲应力,以接触面的摩阻力抵抗剪切力。为了保证块件在悬臂拼装时定位准确,在箱梁顶板及腹板上设置企口,在底板上有时还设置定位角钢。顶板的企口一般起到导向和定位作用,而腹板的企口还可起到抗剪作用。干接缝由于接触面的不平整,容易产生应力集中,且因接缝不密合,易受水气侵袭。


图4-36 纵向干接缝
(2) 湿接缝
   湿接缝是在相邻节段间现浇接头混凝土,接头宽度必须能容许进行管道连接、钢筋焊接和混凝土充分捣实等作业,一般为腹板厚度的两倍,可取0.10~0.20m。接头混凝土一般采用早强水泥,集料尺寸的选择应能保证捣固密实。湿接缝由于工序复杂,现浇混凝土需要养护而使工期延长,因此通常只有在悬臂的个别地方(例如墩柱顶现浇的0号块与预制的1号悬臂块之间)设置,以保证接缝的密合,并用以调整拼装误差。
(3) 胶接缝
胶接缝是在接缝端面涂一薄层环氧树脂等胶结材料,将相邻节段粘结成整体。这种接缝是通过胶层来传递内力,它既具有湿接缝的优点又不影响工期,因此国内较多采用。但胶接缝的施工对挠度影响较大,所以应尽量减薄胶层厚度,并给胶接缝施加均匀压力。

4.5.4  牛腿
牛腿是T型刚构桥上部构造的一个重要部分,它衔接悬臂梁与挂孔,传递来自挂梁的荷载。挂梁和悬臂梁的反力,通过加强的牛腿横梁来保证传力效果。为了保证受力明确,最好能使悬臂梁和挂梁的腹部一一对应,缩短传力路线。对于梁数少,荷载大的桥梁更应注意接近牛腿部位的腹板应予加厚,加厚部分的长度不应小于梁的高度;
牛腿处梁高突变减小,截面凹折转角多,而又要传递的集中力数值又非常大,所以牛腿是一个受力非常复杂的部位。因此,牛腿的凹角线型应该和缓,避免尖锐转角,这样可减缓主拉应力的过分集中。
端横梁的宽度一般应将牛腿包含在内,形成整体。端横梁的长度最好比主梁横向总宽度(如箱梁底宽)大一些,横向挑出的牛腿横梁对架梁及设置抗震挡块提供了方便,同时,还可以避免横梁横向钢束的锚头对边梁支座下受压部位混凝土截面的削弱。
牛腿处的支座高度应尽量减少(如采用橡胶支座),并且还宜采取摩阻力较小的支座(如滑板支座),以改善牛腿的受力状态。

图4-37  牛腿的应力轨迹
牛腿的构造尚应满足某些特殊要求:如承受更换支座的顶升荷载;端横梁因通过管线开洞后加固钢筋网的设置。
根据国内外对牛腿的试验资料分析得知,牛腿的主拉应力方向是沿着凹角方向向两边延伸的,并且在凹角处应力比较集中。主应力迹线如图4-37a、b所示。根据受力的需要,牛腿的配筋分为预应力筋和普通钢筋。
图4-38中,由凹角下弯的纵向预应力筋用以抵抗剪力。竖向预应力筋对抵抗剪力也很有效,特别在某些截面中,纵向预应力与竖向反力产生同方向的剪力,须用竖向预加力来抵消,此处必须设置竖向预应力筋。横向预应力筋是根据横梁的受力须要而配置的。
牛腿普通钢筋的配置、主筋布置和预应力筋相同。水平筋还承担牛腿短悬臂上的负弯矩引起的拉应力,其长度不宜小于梁高,钢筋的弯钩宜向上锚固,见图4-37c)。牛腿处的箍筋和水平钢筋应适当加密。


图4-38  牛腿中预应力筋布置示意图
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发表于 2005-12-24 02:27:38 | 显示全部楼层
楼主啊,没有示意图啊,请采用附件上传吧!
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发表于 2005-12-24 21:15:30 | 显示全部楼层
不要随便抓一些没头没尾,跟建筑没什么关系的东西到建筑版来灌水
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发表于 2005-12-26 11:16:54 | 显示全部楼层
先看看,搞建筑还是要多懂一点结构知识没有坏处
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