第五章 梁桥的一般特点及分类
? 【 了解 】 第一节 混凝土梁桥的特点
? 【 重点掌握 】 第二节 梁桥的主要类型及
其适用条件
【 了解 】 第三节 支座的类型和构造
第一节 混凝土梁桥的特点
? 受力特点 —— 以主梁受弯承担使用荷
载,结构不产生水平反力
? 预应力度 —— 钢筋混凝土、部分预应
力、全预应力混凝土梁
? 受力体系 —— 简支梁、悬臂梁、连续
梁、连续刚构
? 混凝土梁桥的优缺点
? 造价低
? 耐久性好
? 可塑性强
? 刚度大
? 噪音小
? 自重大
? 钢筋混凝土梁带裂缝工作
? 预应力混凝土梁桥的优点
? 预应力的作用
? 可以使用高强材料
? 更适合于装配式桥梁
? 提高结构耐久性
? 节约钢材
第二节 梁桥的主要类型及其适用条件
一、按承重结构的截面形式划分
? 板桥
? 肋板式梁桥
? 箱形梁桥
二、按体系划分
? 简支梁
? 施工方便
? 静定体系对地基要求不高
? 弯矩最大
? 适合于小跨径桥梁
简支梁桥 均布荷载 q
281 qlM ?
? 连续梁桥
? 恒载、活载均有卸载弯矩
? 行车条件好
? 超静定体系对地基要求高
? 适合于中等以上跨径桥梁
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
连续梁桥 均布荷载 q
? 悬臂梁桥
? 单悬臂、双悬臂
? 卸载弯矩使跨中弯矩大大减小
? 静定体系对地基要求不高
? 跨中有接缝,行车条件不好
? 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏
? 适合于中等以上跨径桥梁
? 施工不方便
双悬臂梁桥 均布荷载 q
单悬臂梁桥 均布荷载 q
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
? T形刚构桥
? 卸载弯矩类似于悬臂梁
? 适合于悬臂施工、节省支座
? 静定体系对地基要求不高
? 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏
? 行车条件不好
? 适合于中等以上跨径桥梁
T形刚构桥
连续刚构桥
? 连续刚构桥
? 综合连续梁与 T构的优点
? 超静定体系对地基要求高
? 适合于中等以上跨径的高墩桥梁
T形刚构桥
连续刚构桥
三、按有无预应力划分
? 钢筋混凝土梁桥
? 预应力混凝土梁桥
? 梁刚度大
? 采用高强度混凝土和高强钢筋
四、按施工方法划分
? 整体浇筑式梁桥
? 耗费较多支架和模板,工业化程度低,整体
性好
? 装配式梁桥
? 工厂化施工,质量好,节约支架和模板
? 施工速度快,受季节影响小
? 组合式梁桥
? 预制构件轻,便于集中制造和运输吊装
第三节 支座的类型和构造
一、支座的作用与要求
? 作用
- 将桥跨结构上的各种荷载反力传递到墩台上,
- 保证桥跨结构所要求的位移和转动,使上、下
部结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合
? 设置
- 简支梁桥
每跨一端设置固定支座,一端设置活动支座
- 连续梁桥:
一般在每联的一个墩或台上设置一个固定支座,其它墩台均设置
活动支座。
- 悬臂梁桥:
锚固孔一侧设置固定支座,一侧设置活动支座。
- 斜桥:
使支座位移的方向平行于行车道中心线。
- 弯桥:
根据结构朝一固定点沿径向位移的概念或结构沿曲线半径的切线方
向定向位移的概念确定。
第三节 支座的类型和构造
二、支座的类型和构造
? 简易垫层支座
-跨径小于 10m的简支桥
? 弧形钢板支座
-跨径在 10~ 20m的简支梁桥
? 钢筋混凝土摆柱式支座
-跨径在等于或大于 20m的梁式桥
? 橡胶支座
板式橡胶支座 —— 适用于小跨经桥梁
盆式橡胶支座 —— 适用于大、中跨桥梁
( 1)板式橡胶支座
? 板式橡胶支座是仅用一块橡胶板做成的适用于中、小跨度桥
梁的一种简单橡胶支座。
? 它的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角,
利用其剪切变形实现水平位移,见图 6-10(c)。
? 因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩阻力 (摩擦系数
0.25~0.40)橡胶板与梁底和墩台顶之间一般无须连接。在
墩台顶部,需铺设一层砂浆,以保证支座放置平稳 (图 6-
10a)。采用橡胶支座可以不设固定支座,所有水平力由各个
支座均匀分担,必要时也可采用不等高的橡胶板来调节各支
座传递的水平力。
续板式橡胶支座
? 无加劲层的纯橡胶支座、由于其容许压应力甚小,
约为 3000kPa,故只适合于小跨径桥梁。
? 常用的板式橡胶支座都用几层薄钢板或钢丝网作
为加劲层 (见图 6-10b)。由于橡胶片之间的加劲层能
起阻止橡胶片侧向膨胀的作用,从而显著提高了橡
胶片的抗压强度和支座的抗压刚度,其抗压容许应
力可以达到 8~10MPa,而加劲物对橡胶板的转动变
形和剪切变形几乎没有影响。加劲板式橡胶支座的
承载能力可达 2000-8000kN,目前已广泛用于中 `小
跨度的公路及铁路桥梁。
续板式橡胶支座
? 国内使用的橡胶以氯丁橡胶为主,也可采用天然橡胶。氯丁
橡胶的使用温度不低于 -25℃,天然橡胶不低于 -40℃ 。
? 橡胶的硬度、压缩弹性模量 E、剪切弹性模量 G、容许压
应力 [σ]容许剪切角的正切 [tanγ]等,应按桥梁的使用级别按
现行, 铁桥规, 或, 公桥规, 的有关规定取用。
? 根据试验分析,橡胶压缩弹性模量、容许压应力和容许剪
切角的值,均与支座的形状系数有关。形状系数 S为加劲板
式橡胶支座的承压面积与自由表面积之比,即
图 6-10 加劲板式橡胶支座
( 2) 盆式橡胶支座
? 盆式橡胶支座是在板式橡胶支座的基础上进一步改
进后更为完善的一种橡胶支座。
? 它与板式橡胶支座的主要区别在于:它不是利用
置于橡胶中的加劲物来加强橡胶,而是将素橡胶板
置于圆形钢盆内来加强橡胶。
? 橡胶在受压后的变形由于受钢盆的约束,处于三
向受压状态,只要钢盆不破坏,橡胶就永远不会丧
失承载力。这时橡胶的容许抗压强度可以进一步提
高到 25MPa。密封在钢盆内的橡胶板,可以做适度
不均匀压缩来实现转动,如果再加上聚四氟乙烯板
和不锈钢板,则还可以实现水平位移。
续 盆式橡胶支座
? 因此,盆式橡胶支座可做成固定支座,也可做成活动支座,
活动支座又可为多向活动支座和单向活动支座。
? 常用盆式橡胶支座的构造如图 6-12。它是由上支座板不锈
钢板、聚四氟乙烯 (PTFE)板、圆钢盆、橡胶板、紧箍圈、
防水圈和下支座板等组成。
? 盆式橡胶支座具有很大的承载能力,水平位移量大,摩擦系
数小,支座建筑高度低,节省钢材。
? 在同样的载重下,它的体积 (高度 )和重量不到钢支座的 1/10;
而且,它在纵向及横向均可转动和移动,在功能上优于钢支
座、能满足宽桥对支座横向也要能转动及伸缩的要求。
图 6-13 GPZ和 TPZ盆式橡胶支座实物照片
QGZ球型钢支座
? 【 了解 】 第一节 混凝土梁桥的特点
? 【 重点掌握 】 第二节 梁桥的主要类型及
其适用条件
【 了解 】 第三节 支座的类型和构造
第一节 混凝土梁桥的特点
? 受力特点 —— 以主梁受弯承担使用荷
载,结构不产生水平反力
? 预应力度 —— 钢筋混凝土、部分预应
力、全预应力混凝土梁
? 受力体系 —— 简支梁、悬臂梁、连续
梁、连续刚构
? 混凝土梁桥的优缺点
? 造价低
? 耐久性好
? 可塑性强
? 刚度大
? 噪音小
? 自重大
? 钢筋混凝土梁带裂缝工作
? 预应力混凝土梁桥的优点
? 预应力的作用
? 可以使用高强材料
? 更适合于装配式桥梁
? 提高结构耐久性
? 节约钢材
第二节 梁桥的主要类型及其适用条件
一、按承重结构的截面形式划分
? 板桥
? 肋板式梁桥
? 箱形梁桥
二、按体系划分
? 简支梁
? 施工方便
? 静定体系对地基要求不高
? 弯矩最大
? 适合于小跨径桥梁
简支梁桥 均布荷载 q
281 qlM ?
? 连续梁桥
? 恒载、活载均有卸载弯矩
? 行车条件好
? 超静定体系对地基要求高
? 适合于中等以上跨径桥梁
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
连续梁桥 均布荷载 q
? 悬臂梁桥
? 单悬臂、双悬臂
? 卸载弯矩使跨中弯矩大大减小
? 静定体系对地基要求不高
? 跨中有接缝,行车条件不好
? 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏
? 适合于中等以上跨径桥梁
? 施工不方便
双悬臂梁桥 均布荷载 q
单悬臂梁桥 均布荷载 q
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
? T形刚构桥
? 卸载弯矩类似于悬臂梁
? 适合于悬臂施工、节省支座
? 静定体系对地基要求不高
? 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏
? 行车条件不好
? 适合于中等以上跨径桥梁
T形刚构桥
连续刚构桥
? 连续刚构桥
? 综合连续梁与 T构的优点
? 超静定体系对地基要求高
? 适合于中等以上跨径的高墩桥梁
T形刚构桥
连续刚构桥
三、按有无预应力划分
? 钢筋混凝土梁桥
? 预应力混凝土梁桥
? 梁刚度大
? 采用高强度混凝土和高强钢筋
四、按施工方法划分
? 整体浇筑式梁桥
? 耗费较多支架和模板,工业化程度低,整体
性好
? 装配式梁桥
? 工厂化施工,质量好,节约支架和模板
? 施工速度快,受季节影响小
? 组合式梁桥
? 预制构件轻,便于集中制造和运输吊装
第三节 支座的类型和构造
一、支座的作用与要求
? 作用
- 将桥跨结构上的各种荷载反力传递到墩台上,
- 保证桥跨结构所要求的位移和转动,使上、下
部结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合
? 设置
- 简支梁桥
每跨一端设置固定支座,一端设置活动支座
- 连续梁桥:
一般在每联的一个墩或台上设置一个固定支座,其它墩台均设置
活动支座。
- 悬臂梁桥:
锚固孔一侧设置固定支座,一侧设置活动支座。
- 斜桥:
使支座位移的方向平行于行车道中心线。
- 弯桥:
根据结构朝一固定点沿径向位移的概念或结构沿曲线半径的切线方
向定向位移的概念确定。
第三节 支座的类型和构造
二、支座的类型和构造
? 简易垫层支座
-跨径小于 10m的简支桥
? 弧形钢板支座
-跨径在 10~ 20m的简支梁桥
? 钢筋混凝土摆柱式支座
-跨径在等于或大于 20m的梁式桥
? 橡胶支座
板式橡胶支座 —— 适用于小跨经桥梁
盆式橡胶支座 —— 适用于大、中跨桥梁
( 1)板式橡胶支座
? 板式橡胶支座是仅用一块橡胶板做成的适用于中、小跨度桥
梁的一种简单橡胶支座。
? 它的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角,
利用其剪切变形实现水平位移,见图 6-10(c)。
? 因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩阻力 (摩擦系数
0.25~0.40)橡胶板与梁底和墩台顶之间一般无须连接。在
墩台顶部,需铺设一层砂浆,以保证支座放置平稳 (图 6-
10a)。采用橡胶支座可以不设固定支座,所有水平力由各个
支座均匀分担,必要时也可采用不等高的橡胶板来调节各支
座传递的水平力。
续板式橡胶支座
? 无加劲层的纯橡胶支座、由于其容许压应力甚小,
约为 3000kPa,故只适合于小跨径桥梁。
? 常用的板式橡胶支座都用几层薄钢板或钢丝网作
为加劲层 (见图 6-10b)。由于橡胶片之间的加劲层能
起阻止橡胶片侧向膨胀的作用,从而显著提高了橡
胶片的抗压强度和支座的抗压刚度,其抗压容许应
力可以达到 8~10MPa,而加劲物对橡胶板的转动变
形和剪切变形几乎没有影响。加劲板式橡胶支座的
承载能力可达 2000-8000kN,目前已广泛用于中 `小
跨度的公路及铁路桥梁。
续板式橡胶支座
? 国内使用的橡胶以氯丁橡胶为主,也可采用天然橡胶。氯丁
橡胶的使用温度不低于 -25℃,天然橡胶不低于 -40℃ 。
? 橡胶的硬度、压缩弹性模量 E、剪切弹性模量 G、容许压
应力 [σ]容许剪切角的正切 [tanγ]等,应按桥梁的使用级别按
现行, 铁桥规, 或, 公桥规, 的有关规定取用。
? 根据试验分析,橡胶压缩弹性模量、容许压应力和容许剪
切角的值,均与支座的形状系数有关。形状系数 S为加劲板
式橡胶支座的承压面积与自由表面积之比,即
图 6-10 加劲板式橡胶支座
( 2) 盆式橡胶支座
? 盆式橡胶支座是在板式橡胶支座的基础上进一步改
进后更为完善的一种橡胶支座。
? 它与板式橡胶支座的主要区别在于:它不是利用
置于橡胶中的加劲物来加强橡胶,而是将素橡胶板
置于圆形钢盆内来加强橡胶。
? 橡胶在受压后的变形由于受钢盆的约束,处于三
向受压状态,只要钢盆不破坏,橡胶就永远不会丧
失承载力。这时橡胶的容许抗压强度可以进一步提
高到 25MPa。密封在钢盆内的橡胶板,可以做适度
不均匀压缩来实现转动,如果再加上聚四氟乙烯板
和不锈钢板,则还可以实现水平位移。
续 盆式橡胶支座
? 因此,盆式橡胶支座可做成固定支座,也可做成活动支座,
活动支座又可为多向活动支座和单向活动支座。
? 常用盆式橡胶支座的构造如图 6-12。它是由上支座板不锈
钢板、聚四氟乙烯 (PTFE)板、圆钢盆、橡胶板、紧箍圈、
防水圈和下支座板等组成。
? 盆式橡胶支座具有很大的承载能力,水平位移量大,摩擦系
数小,支座建筑高度低,节省钢材。
? 在同样的载重下,它的体积 (高度 )和重量不到钢支座的 1/10;
而且,它在纵向及横向均可转动和移动,在功能上优于钢支
座、能满足宽桥对支座横向也要能转动及伸缩的要求。
图 6-13 GPZ和 TPZ盆式橡胶支座实物照片
QGZ球型钢支座