桥面结构学习.pptx
《桥面结构学习.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桥面结构学习.pptx(70页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2023/3/181第一节 概述桥面分类按桥面系承受的荷载和功能不同可分为:公路桥桥面铁路桥桥面 按照承重结构的主要材料可分为:钢桥面混凝土桥面木桥面等按照桥面系的受力性能可分为:结合桥面桥面板同时参与桥面系梁格或者主梁工作。结合梁桥和钢桥面板梁桥的桥面系均属于结合桥面。非结合桥面 桥面系结构容易产生疲劳破坏、桥面板容易受到冲击作用。第1页/共70页2023/3/182第一节 概述桥面分类桥面系结构形式的选择必须注意以下事项:(1)公路桥的桥面系必须耐久性强、抗滑性好,表面平滑,通常采用混凝土桥面和钢桥面。(2)铁路桥则需采用轨道稳定性好、振动和噪音小、容易养护和维修的桥面系。通常采用有道碴的
2、混凝土或正交异性钢桥面以及无道碴的梁格系明桥面。(3)结合桥面结构,桥面板作为主梁的一部分,有助于材料的节约。但是,桥面结构承受很大的活载和集中荷载作用,容易受到不同程度的损伤,往往需要维修;桥面维修时会影响桥梁主体受力结构。(4)桥面结构自重往往在钢桥的总设计恒载中占有很大的比重,减轻桥面结构重量对于减轻钢桥恒载、提高跨越能力和经济效益有很大的意义。在大跨度桥梁中,通常采用钢桥面等轻型桥面系结构。第2页/共70页2023/3/183第一节 概述公路钢桥桥面 公路钢桥桥面主要由桥面板和桥面铺装组成,是直接承受桥上车轮荷载并且把它传递到桥道梁或主梁的主要结构。公路钢桥桥面铺装通常采用:沥青混凝土
3、铺装适合于较大跨径桥梁;水泥混凝土铺装仅适合于重载交通的小跨径桥梁。公路钢桥桥面板通常采用:钢筋混凝土桥面板(RC桥面板,reinforced concrete slab);预应力混凝土桥面板(PC桥面板,prestressed concrete slab);钢桥面板(正交异性钢桥面板,steel deck slab,orthotropic steel plate deck)。第3页/共70页2023/3/184第一节 概述公路钢桥桥面 钢桥面板特点:钢桥面板自重轻,同时可以提高主梁的刚度,减小主梁高度。是大跨度桥梁和主梁高度受到限制时常采用的结构形式。钢桥面板 第4页/共70页2023/3/
4、185第一节 概述公路钢桥桥面 RC及PC桥面板特点:整体性好、经济、受力可靠RC及PC桥面板通常采用现场浇注,为缩短工期,PC桥面板也有采用预制装配方式。RC及PC桥面板造价低,施工较容易,是中小跨径钢桥采用最多的结构形式。钢筋混凝土桥面板 第5页/共70页2023/3/186第一节 概述公路钢桥桥面桥面铺装:桥面铺装的作用在于提供车轮足够的摩擦力、防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板,保护主梁免受雨水侵蚀,对车辆轮重的集中荷载起分布作用。因此,桥面铺装要求有足够的磨阻系数和强度、防止开裂,并保证耐磨。钢桥桥面铺装:水泥混凝土沥青混凝土普通热伴混合沥青(hot)改质沥青乳态沥青(mastic
5、asphalt)环氧沥青透水性沥青混凝土第6页/共70页2023/3/187第一节 概述公路钢桥桥面钢桥面板喷砂除锈 喷涂防腐材料(环氧富锌漆)刮涂第一层环氧粘结层(撒布玄武岩小碎石)第7页/共70页2023/3/188第一节 概述公路钢桥桥面滚涂溶剂型沥青橡胶粘结剂橡胶沥青砂胶施工 SMA(改性沥青)摊铺第8页/共70页2023/3/189第一节 概述公路钢桥桥面桥面铺状厚度规定钢桥RC或PC桥面板的铺装层厚度热伴混合沥青混凝土通常为58cm;乳态沥青混凝土为56cm;透水性沥青混凝土为79cm。钢桥面通常采用乳态沥青或环氧沥青混凝土铺装(造价高,但其粘结性和韧性好),当钢桥面为焊接时铺装层
6、厚度通常为56cm,钢桥面为螺栓连接时铺装层厚度要加厚到为78cm。而且,为了保证钢桥面板和桥面铺装形成一个整体,钢桥面板通常要进行表面处理或采取其他措施。人行道可以采用沥青表面处理或铺装层厚为23cm的沥青混凝土。对于钢桥面人行道板,可以采用厚度为25mm的彩色环氧沥青混凝土铺装。第9页/共70页2023/3/1810第一节 概述铁路钢桥桥面铁路桥桥面明桥面(open floor)没有道碴,主要由桥枕、护木、正轨及护轨等组成。道碴桥面(solid floor)第10页/共70页第一节 概述铁路钢桥桥面明桥面定义:钢桥桥面不铺道碴,而将轨枕(大多为木枕)直接铺在纵梁上(桥枕下刻槽),称为明桥面
7、(open deck)。组成:主轨、护轨、桥枕和护木,其中,在主轨和护轨下方设置垫板,用螺纹道钉或螺栓将垫板固定在桥枕上;护木的作用是固定轨枕的相对位置,应用螺栓与轨枕连接牢固。第11页/共70页第一节 概述铁路钢桥桥面明桥面特点:二期恒载小。长期运营后发现存在着一些缺点,木材用量大,每延长米桥面约需木材0.40.5立方米(不包括人行道和轨道中心步板),而且由于木材腐朽,使用寿命很短。需要联结的部位繁多,联结的方式和作业项目比较繁琐,维修周期很短,不便实现机械化作业。据不完全统计,桥面养护工作量占钢桥养护总作业量的比例较高,因此钢桥养护效率低,养护成本高。钢轨接头处的四根桥枕,因受到比正常情况
8、下传来的较大冲击力,即受到的破坏力也大,造成桥枕下切、劈裂、折断,使用周期缩短(由原来的18年,缩短为2-3年)。长期下去会造成螺纹道钉齐头磨断、T型螺栓松动脱落、K型铁垫板折断等现象。第12页/共70页第一节 概述铁路钢桥桥面明桥面特点:明桥面系的纵横梁直接承受列车的冲击作用,影响线短,加载频繁。日本东海道新干线(运行速度210 km/h)在运营10年后明桥面出现裂纹的现象显著增多。如美国Prairie Du Chien 桥、WaltWhitman桥,我国京津线杨村桥、京山线饮马河桥、京广线渠马河桥疲劳开裂以及京山线北运河7孔31.68m下承桁梁的纵梁腹板加劲肋下端水平裂纹、湘桂线浪江桥纵梁
9、水平裂纹。桥面上经常有人作业,无法适应高速行车的要求。噪声大、污染环境、整体性差,在铁路提速中出现了横向振幅超限、桥面稳定性差等问题,高速铁路不宜采用。一般车速不高于160km/h,经加固桥枕与纵梁的连接后车速可提高至200km/h(如广深线石滩桥)。平曲线、竖曲线、缓和曲线、大于4的陡坡、变坡点在一般情况下均不能设在桥上。第13页/共70页2023/3/1814第一节 概述铁路钢桥桥面第14页/共70页2023/3/1815第一节 概述铁路钢桥桥面第15页/共70页第一节 概述铁路钢桥桥面道碴桥面定义与组成:铺设道碴的桥面称为道碴桥面(ballasted deck),包括钢轨、护轨、轨枕(一
10、般为预应力混凝土枕)、道碴、挡碴墙等。道床作用:减弱对桥的冲击;缓和列车的振动;防止枕木移位;将车轮集中荷道床作用:减弱对桥的冲击;缓和列车的振动;防止枕木移位;将车轮集中荷载分布到梁顶面;调整轨底标高。载分布到梁顶面;调整轨底标高。挡碴墙作用:挡住道碴。为使其不参与主梁的受力,沿纵向每隔挡碴墙作用:挡住道碴。为使其不参与主梁的受力,沿纵向每隔3 34m4m,设横,设横向断缝(包括其纵向钢筋),缝内填塞防水材料。向断缝(包括其纵向钢筋),缝内填塞防水材料。单线铁路桥道碴槽宽不得小于单线铁路桥道碴槽宽不得小于3.9m3.9m(4.2m4.2m或更大),枕木应高出挡碴墙顶面。或更大),枕木应高出挡
11、碴墙顶面。枕木底下道碴厚度一般不得小于25cm,以适应机械化养护操作。,以适应机械化养护操作。第16页/共70页概述铁路钢桥桥面道碴桥面特点:二期恒载大。提高钢梁的重量和整体性,在桥面系上设置混凝土桥面板或钢桥面板,桥面板上设有碴轨道,可大大增加桥梁的横向刚度,改善桥梁动力性能,减少维修工作量,减少噪声。高速列车要求承轨结构具有较高的平顺性。为保证线路的平顺性,设计时力求降低梁体的徐变拱度。可以通过铺设道碴调节轨道标高,使轨道平顺,满足结构要求。欧洲高速铁路采用较多。第17页/共70页2023/3/1818第一节 概述铁路钢桥桥面铁路桥道碴桥面结构示意图 第18页/共70页2023/3/181
12、9第一节 概述铁路钢桥桥面铁路桥钢筋混凝土道碴桥面结构示意图铁路桥钢筋混凝土道碴桥面结构示意图 第19页/共70页2023/3/1820第一节 概述铁路钢桥桥面 宁波铁路枢纽新建北环线上甬江左线特大桥主桥,主桥设计桥型为钢-混结合梁斜拉桥,全长909m,主跨以468m钢-混结合梁跨越甬江,中跨419m为钢箱梁,边跨采用预应力混凝土箱梁,孔跨布置为(54+50+50+66+468+66+50+50+54)m。第20页/共70页2023/3/1821第一节 概述铁路钢桥桥面 合肥枢纽南环线工程某桥为连续钢桁梁柔性拱结构,孔跨为(114.75+229.5+114.75)m,采用有竖杆N型三角桁式,节
13、间长度12.75m,其中边跨9个节间,中跨18个节间;桁高15m,斜腹杆倾角40.36;拱肋采用圆曲线,矢高(上弦以上)45m,矢跨比为1/4.5,钢梁全长461m,梁端距支座中心1.0m。结构采用两片主桁,主桁中心距15m,双线铁路间距4.6m,道砟槽内宽9.0m,两侧人行道宽各1.35m;上弦及拱肋设纵向平联,交叉形布置;每两个节间设置一道横联(桥门);吊杆为箱型截面,中间不设置横撑。第21页/共70页2023/3/1822第一节 概述铁路钢桥桥面 钢桥面系与下弦联接,由桥面板、横梁、次横梁、纵向U肋、I肋共五部分组成;道碴范围内采用(14+3)mm复合钢板,其余部分采用16mm普通钢板,
14、全桥纵横向连续,纵向与下弦顶板伸出肢焊接,横向分段焊接。本桥U肋设置在道碴槽范围内,其他位置设置I肋。U肋高度260mm,厚8mm,间距600700mm,I肋高度150mm,厚12mm。U肋、I肋全桥连续,遇横梁、横肋腹板则开孔穿过。第22页/共70页2023/3/1823第一节 概述铁路钢桥桥面 武汉天兴洲长江大桥是世界上第一座按四线铁路修建的双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥,其正桥全长4657米,全桥共91个桥墩,其中公铁合建部分长2842米。上层公路为六车道,宽27米。下层铁路为四线,其中两线一级干线、两线客运专线。南汊主桥为(98+196+504+196+98)米双塔三索面公铁两用钢桁梁
15、斜拉桥。斜拉桥主梁为板桁结合钢桁梁,三片主桁,桁宽215米,钢梁全长1092米;主塔采用钢筋混凝土结构,承台以上高度为188.5米;每塔两侧各有316根斜拉索。第23页/共70页2023/3/1824第一节 概述铁路钢桥桥面 武汉天兴洲长江大桥公路桥面采用钢正交异性板桥面,桥面板厚16mm,下设U形纵向加劲肋;铁路桥面系采用纵横梁体系,道碴桥面。铁路纵梁上翼缘设剪力钉与混凝土道碴桥面板联为一体。道碴槽板为C50普通钢筋混凝土结构。第24页/共70页2023/3/1825第一节 概述铁路钢桥桥面 京沪高速铁路南京大胜关长江大桥位于既有南京长江大桥上游20km处,是京沪高速铁路和沪汉蓉铁路越江通道
16、,设计时速为300km,同时搭载双线地铁,为六线铁路桥。大桥全长14.789km,跨水面正桥长1615m,采用双孔通航的六跨连续钢桁拱桥(109+192+2336+192+109)m,采用三桁承重结构,三个主墩基础采用46根3.2m/2.8m的钻孔桩基础,承台平面尺寸为34m76m,桩长107112m。通航净高32m,可以确保万吨级巨轮通过。第25页/共70页2023/3/1826第一节 概述铁路钢桥桥面 京沪高速铁路南京大胜关长江大桥桥面结构采用了刚度较高、整体性较好的正交异性板整体钢桥面。由纵肋(梁)、横肋(梁)及其加劲的钢桥面板组成。钢桥面板和下弦杆焊接形成板桁组合结构,桥面板直接与下弦
17、杆共同受力。桥面板上铺混凝土道碴槽,承载道碴轨道结构,道碴槽板和钢桥面板通过栓钉剪力连接件结合。第26页/共70页2023/3/1827第一节 概述桥面系梁格定义:横梁和纵梁在平面上通常布置成梁格的形式,称为桥面系梁格,支承桥面板。应用:桁架桥、拱桥和下承式梁桥等,通常设置横梁(floor beam)和纵梁(stringer),把桥面板荷载传递到桁架节点或拱肋及系梁节点。(a)纵梁连接于横梁上的结构形式第27页/共70页2023/3/1828第一节 概述桥面系梁格 横梁:横梁除了与纵梁共同承受桥面板荷载外,还作为主梁的横向联系起到荷载横向分配的作用,要求横梁有足够的刚度;中横梁:横梁对纵梁起到
18、支点作用,横梁梁高通常比纵梁梁高大;端横梁:在主梁支点处,为了保证桥梁的整体刚度和很好地分配支点处的剪力,要求设置刚度较大的端横梁。(b)纵梁支承于横梁顶板上的结构形式第28页/共70页2023/3/1829第一节 概述桥面系梁格纵梁与横梁的连接有以下两种形式 1、纵梁连接于横梁上的结构形式(如图(a)纵梁在横梁处断开,梁端与横梁连接。其中,公路桥的纵梁顶面一般与横梁同高,铁路桥桥面也可以将纵梁顶面做得比横梁低,将枕木固定在纵梁上。该形式结构连接比较复杂,但主梁、横梁和纵梁顶面在同一高度,与桥面板共同作用较好,可以提高桥梁的整体刚度。2、纵梁支承于横梁顶板上的结构形式(如图(b)该结构形式需要
19、设置保证纵梁横向稳定性的装置,而且纵梁最好不间断联系通过三根以上的横梁。第29页/共70页2023/3/1830第一节 概述桥面系梁格斜交桥的端横梁通常与支座的支承线平行,中间横梁有平行于端横梁布置或垂直于主梁布置两种布置方式。横梁与主梁的连接有以下几种方式:横梁直接支承于主梁上(上承式);横梁位于主梁中间;横梁设置于主梁下端(下承式);横梁由吊杆直接悬吊于主梁之下(下承式拱桥);由立柱把横梁支承于主梁之上。第30页/共70页2023/3/1831第二节 钢筋混凝土桥面 钢筋混凝土桥面的构造钢筋混凝土桥面板,经济、整体性好、受力可靠,而且设计与施工简单,是中小跨径公路钢桥中采用最多的桥面形式。
20、n钢筋混凝土桥面板一般做成两端悬臂的连续板,支承于钢梁腹板处的顶板或桥面系梁格上。n桥面板在腹板处的顶板或桥面系梁格上设置倒梯形梗肋,桥面板在梗肋之间一般做成等截面,在悬臂部分做成变截面的形式。第31页/共70页2023/3/1832第二节 钢筋混凝土桥面 钢筋混凝土桥面的构造(一)桥梁横截面标高的调整(设置桥面横坡或超高需要)调整墩台顶面标高:该方法结构简单,比较适合于桥面横坡不变的情况,但采用这种方法时,主梁腹板与横梁的连接会出现倾斜或各主梁的横梁设置位置高度不同,会给钢结构的制作和安装带来一定的困难。钢梁腹板采用不同的截面高度:该方法钢结构构造复杂,制作和安装都有较大的困难,一般较少采用
21、。采用变厚度桥面板或设置三角垫层:该方法钢桥的自重增加较多,一般也很少采用。根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋:该方法构造简单,桥面板可以做成等厚度结构,自重增加较小,同时可以适应翼缘板顶面不平整和桥面横坡或超高的变化,该方法还可以增加桥面板支承处的截面高度和满足梁端桥面板变厚度的需要,是钢筋混凝土桥面板中采用最多的结构形式。第32页/共70页2023/3/1833第二节 钢筋混凝土桥面 钢筋混凝土桥面的构造钢筋混凝土桥面板,由于以下原因,一般采用现浇。钢桥施工一般先架设钢梁和桥面系梁格,利用架设好钢梁和桥面系梁格作为浇注桥面板混凝土的支架,可以节省材料提高经济效益。通过调整桥面板
22、梗肋高度,便于调整钢梁和桥面系梁格的顶面标高、桥面横坡和超高。有利于提高钢桥的整体工作性能和整体刚度。便于通过调整桥面板宽度和悬臂长度等,适应桥梁宽度变化和平面线性的变化,简化钢结构的设计。第33页/共70页2023/3/1834第二节 钢筋混凝土桥面 桥面板截面形状钢筋混凝土桥面板倒梯形梗肋一般构造通常要满足以下条件:为了减小桥面板截面变化处的应力集中,梗肋的坡度宜小于 1:3;梗肋的总高度满足桥面标高的需要;梗肋的最小高度应满足下图所示的高度要求。第34页/共70页2023/3/1835第二节 钢筋混凝土桥面 桥面板截面形状桥面板倒梯形梗肋钢箱梁桥砼桥面板的梗肋工字型钢板梁桥钢筋混凝土桥面
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桥面 结构 学习
限制150内