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【模块编号】 MU-04-01

Modular Unit-0401

梁式桥的设计与构造

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【模块编号】 MU-04-01

主 要 内 容

一、梁式桥的一般特点和主要类型二、板桥的设计与构造三、装配式简支梁桥的设计与构造

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【模块编号】 MU-04-01

一 、 梁式桥的一般特点和主要类型

1-1 梁式桥基本概念及特点• 主梁为主要承重结构• 钢筋混凝土梁式桥混凝土标号不宜低于 15 号 ; 当采 HRB33

5,HRB400 级钢筋时不宜低于 20 号；通常使用 HRB335,HRB400, 级钢筋 ;

• 预应力混凝土梁桥混凝土标号不宜低于 30 号 ; 当采用钢丝、钢绞线时混凝土标号不宜低于 40 号；普通钢筋 R235 、 HRB335 级钢；预应力钢筋宜选用精轧螺纹钢筋；

• 预应力混凝土结构分为全预应力（全压、不拉）和部分预应力（不超过规定拉应力或裂缝宽度）；设计原则；

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【模块编号】 MU-04-011-1 梁式桥基本概念及特点（续）

• 钢筋混凝土梁桥通常跨径不大，经济合理跨径 25 米 (T梁 ) 以下；优点材料、理论、技术等简单、成熟，缺点自重大；

• 预应力混凝土：可利用高强材料，减少截面，减少自重，增大跨径；节省钢材；主梁刚度大，建筑高度低，提高耐久性；需要先进、复杂的施工技术；

• 新材料、新工艺、先进张拉设备、预应力锚具的开发利用促进预应力结构的发展；

• 梁式桥上部基本描述；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 1-1】梁式桥： T 梁桥概貌

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【模块编号】 MU-04-011-2 、 梁式桥的主要类型及其适用情况

按承重结构的截面型式划分◎ 板桥 -- 矩形截面、双向受力、挖空、异形截面◎ 肋板式梁桥 -- 横截面内肋形结构（主要为 T 梁）◎ 箱形梁桥 -- 横截面内封闭的箱子

按承重结构的静力体系◎ 简支梁桥 -- 单跨、静定体系；易于工厂化施工；◎ 连续梁桥—多连续，超静定体系；温度、支座变位产生附加内

力；～负弯矩的代偿功能使梁高变小、跨越能力增大。行车条件好。

◎ 悬臂梁桥—静定结构；悬臂根部的负弯矩使跨越能力有所增大。

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【模块编号】 MU-04-01【属于 1-2】板桥横截面

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【模块编号】 MU-04-01【属于 1-2】肋板式及箱形

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【模块编号】 MU-04-01【属于 1-2】梁式桥的力学简化模型

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【模块编号】 MU-04-01二 、 板桥的设计与构造

2-1 板桥的类型及特点◎ 建筑高度小；简单、制作、施工方便可工厂生产；装

配式构件重量小；但跨径受到限制，一般钢筋混凝土不超过 15 米，预应力混凝土连续板桥不超过 35 米；

◎ 按静力计算模式：简支板桥，悬臂板桥，连续板桥◎ 简支板桥：采用整体式或装配式，前者跨径４ ~~ ８米，

装配式预应力混凝土板桥跨径可达１６米；◎ 悬臂板桥 : 一般作成双悬臂，中间跨径为８ ~~ １０米，

悬臂长度为中间的０ . ３倍，板的跨中厚度约为跨径的１／１４～１／１８，支点处为跨中的 1.3~~ １ .4 倍 ;

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【模块编号】 MU-04-012-1 板桥的类型及特点（续）

◎ 连续板桥：连续跨越形成超静定结构体系；缝少而平稳；弯距降低跨径增大；不需搭板；合理跨径配置（支点卸载），边跨 / 中跨 =0.7~~0.8 ；（ 1 ）支架就地浇筑，变高度板 --- 形成整体连续板桥，

支点厚 / 跨中厚 =1.2~~1.5, 跨中板厚 h=1/30L （跨径长）；

（ 2 ）装配式连续板桥；先预制节约模板及人工对内力有改善；制作时纵向、横向划分；接头位置根据内力图确定，如弯距反弯点；

（ 3 ）装配式撑架连续板桥，连续板与拱式推力结构的结合；连续板桥对附加内力如支座沉陷敏感，易使桥面开裂，对地基基础要求较高；

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【模块编号】 MU-04-012-2 简支板桥的构造

构造上划分：整体式、装配式、装配 - 整体组合式2-2-1 整体式板桥的构造

◎ 跨径不大，与板宽相差不大，一般不用于高速公路；◎ 通常等截面或矮肋式板，受温度、混凝土收缩、徐变影响

易产生纵向裂纹，桥中可设缝释放；◎ 双向受力，要求：

1 ）需设置横向受力钢筋，单位长度上不少于单位板宽主筋面积的 15% ，间距 @<25cm;

2 ）板的横向人行道侧板宽 1/6 范围内增加钢筋 15% ；3 ）一部分主筋可以在 1/4L~~1/6L 处弯起，按 30~45 度；

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【模块编号】 MU-04-012-2 简支板桥的构造（续）

2-2-2 装配式板桥的构造◎ 按截面形式主要有：实心板和空心板；◎ 矩形实心板通常为钢筋混凝土铰接板，有 1.5~~8M 的标

准图，板高 16~~36CM; 预应力混凝土实心板目前用的不多；特点简单、施工方便、建筑高度小；

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【模块编号】 MU-04-01装配式钢筋混凝土矩形实心板桥—配筋示意

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【模块编号】 MU-04-012-2 简支板桥的构造 ( 续 )

◎ 空心矩形板 -- 为增大跨径，减轻自重，利用材料特性；◎ 钢筋混凝土空心板跨径 6~13 米，有各荷载等级的标准图，板厚 40

~80厘米，可做到 15 米；预应力混凝土空心板跨径 8~16 米有标准图，板厚 40~70厘米，可做到 22 米，板厚 80~90厘米；构造要求板厚（ 7厘米），抗剪复核；

◎ 预应力混凝土空心板分先张法与后张法，二者区别？◎ 横向连接 -荷载的有效横向分布，共同承担外荷载；◎ 装配 - 整体式组合板桥及漫水桥，低等级公路；

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【模块编号】 MU-04-01装配式钢筋混凝土空心板桥—截面形式

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【模块编号】 MU-04-01装配式钢筋混凝土空心板桥—配筋示意

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的横向联结

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的构造及配筋图

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的断面尺寸 -详图

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的配筋图 - 纵面

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的配筋图 -剖面

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【模块编号】 MU-04-01装配式板的配筋图 -底、边板，端部

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【模块编号】 MU-04-01装配式预应力混凝土空心板桥—外观效果图

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【模块编号】 MU-04-01装配式预应力混凝土空心板桥—配筋效透视

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【模块编号】 MU-04-01装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图 -1

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【模块编号】 MU-04-01装配式预应力混凝土空心板桥—配筋纵向效果图 -2

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【模块编号】 MU-04-01空心板构造图及配筋图

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【模块编号】 MU-04-01空心板构造图 -详图 1

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【模块编号】 MU-04-01空心板构造图 -详图 2

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【模块编号】 MU-04-01附：先张法预应力空心板设计、施工工艺

(1) 钢铰线参与受力计算长度应考虑锚固长度；(2) 在长线式台座上生产的空心板梁应根据厂家的实际生产

工艺确定预应力钢绞线的下料长度，采用的钢铰线隔离措施必须对对预应力的释放有效；预应力钢绞线的二端的套管应能保证钢绞线在其中自由伸缩。

(3) 预应力钢绞线张拉控制应力为 σk =0.75Rby 每根张拉控制

力为 195KN 。(4) 当采用多根钢束同时张拉时，必须在张拉前调正初应力。

初应力约为控制应力的 10% 。(5) 预应力钢绞线张拉程序为 O→ 初应力 (0.10σk)→1.05σk

( 持荷 5min)→0→ 锚固。(6) 必须保证橡胶芯囊的正确位置。(7) 当混凝土强度达到设计程序的 80% 时，方可放松预应

力束。(8)存放和运输时，支点离梁端不得大于 2 米。

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【模块编号】 MU-04-012-3 、 斜板桥的受力特点与构造

2-3-1 、斜板桥的受力特点◎由于地形或路线线型要求，斜交角为桥轴线与支承线

的垂线的夹角；具有如下受力特点：1 ）荷载最短距离（钝角方向）传递，最大主弯距方向向支承

边垂线方向偏转的趋势；

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【模块编号】 MU-04-012-3-1 斜板桥的受力特点（续）

2)钝角处产生垂直于钝角平分线的较大的负弯距，钝角的支反力较大，镭角的支反力较小，有上翘的趋势，设拉力支座固定，将导致板内有较大的扭距；

3)均布荷载下，斜板桥最大跨内弯距比正桥小，跨内纵向最大弯距随斜交角增大，自中央向钝角方向移动；

4) 跨中横向弯距比正桥大，相当于跨径方向减少的量；5)《桥规》规定斜交角小于 15 度时，按正桥设计；

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【模块编号】 MU-04-012-3-2斜板桥的构造特点

2-3-2-1 、整体式板桥的构造1) 按主弯距方向的变化配置主筋，分布钢筋平行板边；钝角

范围钢筋加强，上层与钝角二等分线垂直，下层平行加强（反力、负弯距），非支承板边上层加强钢筋网抗扭；

2)两钝角角点间范围，主钢筋与支承边垂直，自由边范围主筋沿斜跨径方向，并与中间主筋重叠。

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【模块编号】 MU-04-012-3-2-2 装配式斜板桥的构造

◎ 装配式斜板桥标准图可参考；◎ 主筋沿跨径方向，分布钢筋在钝角之间垂直于主筋，支承边

附近与其平行；

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【模块编号】 MU-04-01三、 装配式简支梁桥的设计与构造

◎提要： 主要截面型式、构造特点； 钢筋混凝土简支梁桥构造； 预应力混凝土简支梁桥构造； 组合梁桥构造；

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【模块编号】 MU-04-013-0 、综述

• 简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。• 它受力简单，梁中只有正弯矩，常用 T 型截面梁这种构造简单

的截面形式；• 体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在梁中产生附

加内力，设计计算方便，最易设计成各种标准跨径的装配式结构。• 由于简支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影响，对基础

要求较低，能适用于地基较差的桥址上建桥。• 在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于予制、架设，

简化施工管理，施工费用低，因此在城市高架、跨河大桥的引桥上被广泛采用。

• 为减少伸缩缝装置，改善行车平整舒适，国内目前常采用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥。

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-0】开封黄河公路大桥

开封黄河公路大桥，共 108孔， 77孔为 50 米预应力 T 梁，31孔为 20 米钢筋混凝土 T 梁， 450 米一连桥面连续；

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【模块编号】 MU-04-013-1 构造类型及特点

◎ 模板化生产，易于系列化、标准化；◎T 型、箱型、 TT 型截面，

高宽比例适当，优化，以增大抗弯惯距，增大刚度；◎20~60 米有标准图；◎ 跨度增大，梁重增加快；措施—纵向分块、横向分块

（少用）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-1】构件划分—减轻块重的措施

◎ 桥梁施工方法的不同导致构件内力的分配、应力分布的不同；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-1】最常用装配式简支梁桥 --T 型截面

◎ 采用整体预制 , 纵向竖接缝 (湿接头 )

◎ 横隔梁 4~5 道 ;

◎ 预应力 T 型截面腹板底部作成马蹄形，利于布置预应力，端部支承附近腹板加厚；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-1】其它措施

• 梁肋与桥面板分离做法较少采用；• 预制方法、施工安装顺序、加载过程不同时，应注意恒载内力的叠加；

• 预应力布置一般在腹板内；

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【模块编号】 MU-04-013-2 装配式钢筋混凝土简支梁桥

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】应了解的主要问题

1 、一般构造； 2 、主要截面尺寸； 3 、配筋特点；4 、联结、局部构造

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】般构造、截面尺寸

• 20 米以下跨径； 高跨比的经济范围 1/11~~1/

16

• 10 米跨，梁高 0.9 米； 13 米跨 - 梁高 >1.0 米； 16 米跨 -- 梁高 >1.1 米； 20 米跨 -- 梁高 >1.3 米• 腹板厚度 15~18厘米• 横隔梁比主梁稍矮，约 3/4

主梁高，肋宽 12~16厘米；• 翼板比梁宽小 2厘米；根

部厚度不小于主梁高 1/12端部不小于 8厘米；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】筋砼铺装层构造

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】 T 梁受力特点—弯距包络图

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】主梁配筋特点

• 包括纵向受力钢筋、弯起（斜）钢筋、箍筋、防裂钢筋、架立钢筋、分布钢筋（构造）、局部加强钢筋；

• 受力特点抛物线正弯距，可弯起部分主筋；但至少 2 根不小于 20% 主筋通过支承截面；

• 抗剪要求斜筋，起角 45 度；箍筋间距不大于梁高 3/4 及 50厘米（一般 10~20厘米），第一根箍筋距支承边缘 5厘米处；

• 箍筋与混凝土承担 60% ，斜筋 40% ；最大剪力距支座中心 h/2 处；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】主梁配筋特点（续）

• 通过支承截面不弯起的主拉钢筋，长度圆钢筋 15d ，螺纹钢筋 10d

• 保护层厚度，主钢筋离底部净距不小于 3厘米，不大于 5厘米，与侧面净距不小与 2.5厘米；箍筋不小于 1.5厘米；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】钢筋联接

• 焊接钢筋骨架，按规范焊缝强度不低于钢筋本身强度

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】配筋特点 --翼板钢筋、梁端加强钢筋

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】钢筋最小锚固长度

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】 T 梁配筋图

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-2】中主梁横隔梁构造

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【模块编号】 MU-04-013-3 装配式预应力混凝土梁桥

◎比较广泛的桥梁结构形式；◎ 跨径大于 20 米，目前可到 65 米；◎ 其发展依赖于基本材料指标，如使用高强轻质混凝

土，高强预应力，预应力工艺、大吨位的张拉设备，大型安装设备

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】 T 梁构造—立面、断面

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】截面尺寸（工程实例）

◎ 梁高一般取高跨比 1/15~1/25, 跨径大取小；梁宽一般 1.6~~2.5M ，跨径大取大 ;也可作成鱼腹形

◎ 主梁腹板下端做成马蹄形（做法），宽度约为肋宽的 2~4倍，管道保护层不小于 6厘米，配合预应力布置腹板在梁端加厚，与马蹄同厚，并有过渡段（ >45

。）；肋宽一般构造决定， 0.14~~0.20m, 梁端部预留预应力锚固张拉位置；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】一般构造图（工程实例）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】横断面（工程实例）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】主梁预应力索布置（工程实例）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】 T 梁梁肋钢筋构造（工程实

例）

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【模块编号】 MU-04-01

【属于 3-3】横隔板细部构造、接头构造（工程实例）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】行车道板钢筋构造图（工程实例）

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】预应力混凝土工作原理

• 未开裂预应力混凝土构件，预应力产生的混凝土法向应力：

• Ny--- 预应力；

• ey--- 预加力的合力至

截面重心的距离；

• y— 计算的点至截面重心轴的距离；

I

y

A

eNN yyy

h

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】截面特征

• 形心轴；• 核心距

1 ）截面核心概念2 ）轴向压力在上、下核心之间移动，截面不产生拉应力

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【模块编号】 MU-04-01

【属于 3-3】普通钢筋砼 T 梁 与 预应力砼 T 梁 的抗力效应比较

• 普通钢筋砼 T 梁◎ 钢筋合力（拉应力）中心与砼合力（压应力）

中心为“内力偶距” ；◎ 钢筋合力（拉应力合力）【或砼的压应力合力、

二者为一对平衡力 】为“内力”；◎ “内力偶距”、 “内力”的乘积构成抵抗弯矩；◎ “内力偶距” 基本不变， “内力”变化（不同截面纵筋数量不同）； ◎ 以变化的“抵抗弯矩” 来抵抗荷载效应。

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【模块编号】 MU-04-01

【属于 3-3】普通钢筋砼 T 梁 与 预应力砼 T 梁 的抗力效应比（续）• 预应力砼 T 梁

◎ 预应力筋合力（压应力）中心的“偏心距” 【内力偶距】。

◎ 预应力筋合力（压应力合力）为“偏心力”；◎ “偏心距” 、 “偏心力”的乘积构成“预加弯矩”；◎ “偏心距”变化—预应力筋弯起， “偏心力”基本不变（弯起角不同，有少量变化）。 ◎ 以变化的“预加弯矩” 来抵抗荷载效应。◎◎ “预加弯矩” 在不同的阶段（或截面） ，其效应不同；◎◎ 在施工阶段（梁端）一部分是负效应；◎◎ “预加弯矩”要获得更大的正效应、避免过大的负效

应，必须使 “偏心距” 的允许变化范围尽可能的大。◎◎ 使上、下缘都不出现拉应力，“偏心距”只能在上、下核心之内变化。即：上、下核心距越大，预应力筋越好布置，效果越好。

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】预应力 T 梁截面受力特点

预加力阶段，上缘达到 0 应力；运营阶段，截面下缘应力为 0 ；Ny*e’=Mg1;

偏距 e’ 抵消主梁自重，应在设计中使截面形心高一些以增大偏距；(Ny- N△ y)*(Ku+Ko)=Mg2+Mp ；【 △ Ny — 预应力损失】

核心距 K= Ku+Ko, 反映运营阶段承载能力， K 越大越节省预应力筋；• 截面效率指标 ρ=K/h , 一般在 0.45~~0.5 以上较经济

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】配筋特点

◎ 纵向预应力钢筋，尽可能采用后张法曲线布置，对抵抗弯距、剪力有利；考虑预应力损失弯起角不能太大；

◎ 在跨中截面，尽可能使预应力重心靠下，满足构造要求下，各束预应力筋互相靠近，减小马蹄尺寸；

◎ 一般锚固在梁端腹板，特殊情况顶板可布置；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】预应力向梁端弯起原因

◎索界的概念 ;

◎ 预应力向梁端起弯的原因：减少梁端负弯矩，提供部分抗剪能力，分散锚下集中力、便于布置锚具。

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】预应力向梁端弯起原因（续）

◎减余剪力图◎ 弯起预应力筋产生竖

向分力，抵消梁内剪力，减低腹板内主拉应力；

◎ 跨径的 1/3~1/4 点起弯，一般按圆弧，弯起半径对钢铰线、钢丝束不小于 4 米；钢筋束按钢筋直径范围12<d≤25mm 为 4~15米；

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】锚固与局部加强

◎ 先张法◎传递长度

73

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】锚固与局部加强（续）

◎后张法锚固（详后）◎防止局部的劈裂锚具下设置钢垫板、加强钢筋网、螺旋筋；◎锚具的布置应符合净距要求，均匀布置；

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【模块编号】 MU-04-01

【属于 3-3】后张法锚固—端部构造示意

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】普通钢筋按构造要求配置

◎注意马蹄钢筋、管道布置；马蹄内应设闭合式箍筋，间距不大于 15厘米；

◎布置管道，橡胶抽拔管净距不小于 4厘米，铁皮套管水平净距不小于 4厘米；管道至构件顶面、侧面净距不小于 3.5厘米，至底面不小于 5厘米；

◎管道内径比预应力筋外径至少大 1厘米

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－构造图 -1

77

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－构造图 -2

78

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－全桥横断面

79

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－主梁横断面

80

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－预应力钢束布置图 1

81

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－预应力钢束布置图 2

82

【模块编号】 MU-04-01

【属于 3-3】工程实例－预应力钢束在梁端的平面布置

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－普通钢筋配筋图 1

84

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－普通钢筋配筋图 2

85

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－横隔板构造、配筋

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－横隔板构造、接缝

87

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－横隔板配筋 2

88

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－行车道板钢筋 1

89

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】工程实例－行车道板钢筋 2

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】【附】 组合梁桥

◎减轻预制重量，腹板（梁肋）与桥面板（翼板）分开预制，再安装；

◎注意内力的叠加及内力重分布

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】组合梁桥概貌

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】少筋微弯板构造 1

93

【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】少筋微弯板构造 2

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】弧形薄板与箱形主梁组合

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【模块编号】 MU-04-01【属于 3-3】预应力砼组合箱梁桥构造