混凝土简支梁桥该有的重点，整的手都要断了

混凝土简支梁桥该有的重点，都在这篇微信里了，整的手都要断了！

简支梁桥是梁式桥中应用最早、使用最为广泛的一种桥型，结构简单、受力明确、施工方便，成为量大面广的中小跨径桥梁的首选结构。今天我们分别要说的就是，简支梁桥的支架、模板的构造与计算，钢筋工程，混凝土工程，预应力工艺，混凝土简支梁桥的架设这几个方面，相信该种桥型的重点也都体现在这里面了！

第一节 概述

一、混凝土简支梁的制造方法

简支梁：就地灌注法、工厂预制法。

1．就地灌注法

就地灌注法是一种古老的制梁方法，在桥位处搭设支架和模板，在支架上浇筑混凝土，达到强度后拆除模板、支架，最终形成混凝土简支梁。

缺点：大量的模板和支架，在小跨径桥梁或交通不便的边远地区采用。钢构件和万能杆件大量应用，在中、大型桥梁来制造混凝土简支梁。

例如，城市立交桥、高架桥，简支箱梁的制造大多采用就地灌注法

就地灌注法的主要特点如下：

(1)占用场地少，直接在现场浇筑成型；

(2)无需大型起吊、运输设备；

(3)桥梁整体性好；

(4)工期长，施工质量不容易控制；

(5)施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；

(6)对预应力混凝土梁而言，由于混凝土的牧缩、徐变引起的应力损失大

(7)在施工过程中，搭设支架会影响到排洪、通航。

1. 简支空心板梁施工

2．箱梁施工

施工过程：简支梁满堂架、外模板、内模板、浇筑。

主要特点：

2．预制安装法

预制安装法是指把提前做好的预制梁运输到施工现场，采用一定的架设方法进行安装、搭设。

施工过程：简支梁预制、运输和安装搭设三部分。

主要特点：

(1)工场生产制作，构件质量好，有利于确保构件的质量和尺寸精度，采用机械化施工；

(2)上下部结构平行作业，缩短现场工期；

(3)有效利用劳动力，降低工程造价；

(4)施工速度快，适用于紧急施工工程；

(5)构件预制后，安装时已有一定龄期，减少混凝土收缩、徐变引起的变形。

二、混凝土简支梁制造工艺流程

预制安装法制造混凝土简支梁工艺简单，混凝土简支梁的制造在工厂或者距建桥桥址不远的场地上完成。待梁体制造完成并达到规定强度要求对运往桥址处进行架设即可。

就地现浇法制造混凝土简支梁的工艺则复杂一些，制梁工艺流程如图：

第二节 支架、模板的构造与计算

一、支架、梁板的类型与构造

1．支架的类型与构造

支架按其构造分为立柱式、梁式和梁一柱式支架。按材料可以分为木支架、钢支架、钢木混合支架和由万能杆件支架拼装而成的支架等。工程应用上常见的分类主要是按构造来划分的。

(1)立柱式支架

立柱式支架构造简单，常用于陆地或不通航河道以及桥墩不高的小跨径桥梁施工。支架通常由排架和纵梁等构件组成。排架由枕木或桩、立柱和盖梁组成。一般排架间距4m，桩的人士深度按旌工要求设置，最小不得少于3m。当水深>3m时，柱要用拉杆加强，一般需在纵梁下布置卸落设备。

立柱式支架也可采用φ48mm、壁厚3.0mm的钢管搭设，水中支架需先设基础、排架桩，钢管支架在排架上设置。陆地现浇桥梁，可在整平的地基上铺设碎石层或砾石层，在其上浇筑混凝土作为支槊的基础，钢管排架纵横向密排，下设槽钢支撑钢管，钢管间距依桥高及现浇梁自重、施工荷载的大小而定，通常为0.4～0.8m。钢管由扣件接长或搭接，上端用可调节的槽形顶托周定纵横木龙骨，形成立柱式支架。

(2)梁式支架

梁式支架由承重梁、立柱等组成。承重梁承受模板传来的荷载，承重梁将荷载传给立柱，最后传至基础。当跨径<10m时可采用工字钢，当跨径>20m时一般采用钢桁架。梁可支撑在墩旁支柱上，也可支撑在桥墩上预留的托架或桥墩处临时设置的横梁上。

(3)梁柱式支架

当梁式支架跨度比较大时，在跨的中间再设置几个立柱，它可在大跨径的桥上使用，梁支撑在多个立柱或临时墩上而形成多跨梁柱式支架。

2．模板的类型与构造

在现今桥梁施工中，常见的模板有木模和钢模。对于木模板而言，考虑到环境保护问题等，应尽量减少使用。对于钢模板而言，即可广泛使用。鉴于不同的桥梁结构，也有采用的是钢木结合模板、土模和钢筋混凝土模板等。模型类型的选择主要取决于同类桥跨结构的数量和模板材料的供应。

(1)木模

其优点是散装散拆模板，也有的加工成基本元件(拼板)，在现场进行拼装，拆除后亦可反复使用。钢筋混凝土肋式桥梁结构的木模主要由横向内框架、外框架和模板组成。框架由竖向的和水平的以及斜向的方木或木条用钉或螺栓结合而成。框架间距一般为0.7～1m，模板厚度一般为40～50mm，在梁肋的模板之间设置穿过混凝土撑块的螺栓，以减少模板及框架的变形，保证梁体的施工尺寸符合设计要求。

(2)钢模板

钢模扳一般都做成大型组件，一般长约3～8m，由钢板和劲性骨架焊接而成，钢板厚度为4～8mm。骨架由水平肋和竖向肋组成，肋由钢板或角钢做成，肋距为0.5～0.8m。

大型钢模板组件之间采用螺栓或销连接。在梁的下部，常由于密布受力钢筋或预应力钢筋，使得混凝土浇筑比较困难。因此，一般在钢模板上开设天窗，以便混凝土的浇筑和振捣。

△气囊，气压和钢箍限位

△气囊的取出与封头

二、支架与模板计算

1．支架、模板的一般要求

(1)为保证结构位置和尺寸的准确，支架、横板必须有足够的强度、刚度和稳定性，同时为了减少变形，其组成构件主要选用受压或受拉形式，并减少构件接缝数量。

(2)荷载的计算要准确，特别是施工时的人员、材料．机具等行走运输或堆放的荷载，在进行模板、支架设计时要考虑周到，不要遗漏。

(3)在河道中施工的支架，要充分考虑洪水和漂流物以及过往船只的影响，要制定合理的安全措施。同时在安排施工进度时，尽量避免中高水位情况下施工。

(4)支架、模板在受荷后会产生变形与挠度，在安装前要有充分的估计和计算，在安装时设置合理的预拱度。同时在模板、支架安装时应探测清楚其下面的地基情况，并作地基处理。

(5)为减少施工现场的安装和拆卸工作，尽可能利用定型设计的大型钢模板及定型的钢支架，以提高效率。

2．支架、模板上的荷载

荷载取法与第四章中相同，参见前面章节。

设置在水中的支架尚需考虑水压力、流冰压力或船只，漂流物的撞击力等荷载，验算倾覆的系数。

3．模板支架的强度、刚度和稳定性要求

(1)强度及刚度要求

验算模板、支架的刚度时，其变形值不得超过规范规定，在第四章中已经详述，在此不重提。

(2)稳定性要求

①支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。当验算模板及其支槊在自重和风荷羲等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的系数不得小于1.3；

②支架受压构件纵向弯曲系数，可按现行《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86)进行计算；

③主要受压构件的长细比为150，次要受压构件的长细比为200。

4．模板的计算

根据荷载组合算出作用在模板上的竖向压力和水平压力后，按挺板构造进行布置即可计算横板的强度和刚度。

对于木模板，水平侧模可按两跨连续梁计算其弯矩和挠度。立柱则承受水平错摸左、右各半跨的压力，也可作两跨连续梁计算，支座为混凝土填块与螺栓处。底模的计算与上述情况相似。

钢模板的主要计算内容包括如下几点：

(1)模板强度验算。取侧板中四周焊有加劲肋条的最大一块板作为计算单元，．按四边嵌固的板进行强度验算。

四边嵌固板承受满布均匀荷载时，在长边中间支点处的负弯矩最大，可按下式计算：

M=-Aq

式中：A—内力计算系数，它与有关，可查阅公路设计手册中的有关表格；

la，lb—板的短边与长边长度；

q一作用在模板上的侧向压力，包括在初凝前由湿混凝土对模板产生的侧向压力和施工设备等对模板产生的侧向压力之和。

当板的夸矩计算出后，即可按受弯构件进行强度验算。

(2)模板中心点的挠度计算。对四边嵌固的板单元，板中心点的挠度可按下式计算：f=Bq

式中：B—计算挠度的系数，可查表得到；

q一作用在模板上的侧向压力；

k—板的净跨径；

E，h—分别是钢板的弹性模量段厚度。

(3)模板支架的验算。模板支架的验算包括水平加劲肋、竖向加劲肋及斜撑杆的强度验算、挠度验算。

作用在水平加劲肋角钢上曲荷载取用上、下板各半跨的侧向压力，可简化为简支梁进行强度和挠度验算。竖向加劲肋的计算与之相同。斜撑杆根据两端的嵌固情况，按中心受压杆进行强度和挠度验算。

(4)拉杆计算。拉杆设置在梁的两侧模板之间，其中上拉杆设在梁顶部，下拉杆设在底模板处。拉杆固定于焊在储模板的连接角钢上。拉杆在梁体混凝土挠筑时处于受拉状态，其所受拉边的大小与拉杆设置的问距有关，当拉杆受力确定后，即可按其直径进行强度验算。

另外，施工实践表明：拉杆膝受拉外，还会对侧模板产生弯矩，固定拉杆的连接角钢可能被拉坏或使侧模板边缘变形，因此应予以加强。

(5)底模板的验算。底模板的验算可以偏于安全地按简支梁进行强度和挠度验算。

钢框覆木(竹)胶合板组合模板，整体抗弯强度及刚度验算：根据实测的胶合板弹性模量与钢材弹性模量之比，将胶合板折算为相应面积的钢板，按组合钢模板的计算方法验算。同时还要验算在钢边框作为支系边的情况下，组合板本身的抗弯强度与刚度。

5．预拱度的设置

桥梁支架受荷后将变形，横梁受自重和活荷载作用也会产生变形。

为了保证桥梁竣工后尺寸准确，桥梁施工所用的支架应设置合理的预拱度。

五大原因：

(1)预拱度的设置。对恒、活载设置预拱度，其值等于恒载和1/2活载所产生的竖向挠度。恒载和活载产生的挠度不超过跨径的1/600 时，可不设预拱度。

(2)支架承受施工荷载引起的弹性变形。δ1=σh/E

式中：σ—立柱内的压应力；

h—立柱的高度；

E—立柱材料的弹性模量。

(3)非弹性变形δ2。受载后杆件接头挤压和卸落设备压缩产生的。

δ2=δ21+δ22

式中，δ21为杆件接头局部挤压产生的变形，可按下式计算：

δ21=2k1-+3k2+2k3

式中：k1一顺纹木料接头数；

k2—横纹木料接头数；

k3—木料与钢或木料与圬工接头数。

δ22为卸架设备的压缩变形，一般20t压力砂筒为4mm，40t压力砂筒为6mm,未预先压实的为10mm。

(4)非弹性压缩.支架基础受载后产生，参考桥涵施工规范和手册的有关规定。

(5)混凝土收缩徐变及温度变化而引起的拱度。

综合考虑以上几项变形计算的预拱度最大值，应设置在跨中，其他位置的预拱度，应以中点为最大值，以梁的两端为零，按直线或二次抛物线分布确定。

第三节 钢筋工程

在桥梁工程施工中，钢筋工程主要包括：

钢筋进场检验、

钢筋加工

钢筋连接

钢筋工程质量检查等内容。

一、钢筋加工

钢筋分为普通钢筋和预应力钢筋两类。

(1)普通钢筋

桥梁普通钢筋:HPB235、HRB335、HRB400以及RRB400。

普通钢筋的加工:冷拉、冷拔、调直、剪切、弯曲、下料等。

普通钢筋:HPB235是热轧一级圆钢 钢筋的材质型

H：热轧的意思

P：光圆的意思

B：钢筋，235：表示屈服点为235Mpa

螺纹钢筋：HRB335：

热轧（Hotrolled）

带肋（Ribbed）

钢筋（Bars）

335表示屈服点为335Mpa

(1) 冷拉

钢筋冷拉是在常温下对热轧钢筋施加超过其屈服强度的拉应力，产生塑性变形，达到调直钢筋、提高强度以及节约钢材的目的。冷拉钢筋不作受压钢筋，受冲击荷载的构件中、负温度条件下或者非预应力的水工混凝土中都不得使用冷拉钢筋。

冷拉时，应保证冷拉后的钢筋应仍然具有一定的塑性，防止结构出现脆性破坏。

冷拉控制方式有两个，单控和双控。

单控：冷拉时只用冷拉率或者净拉应力控制。简单方便，缺点是对于材质不均匀的钢筋，不可能逐根试验(逐根试验，费工费料，不可能这样做，有的同一根钢筋冷拉率也不一样)，冷拉质量得不到保证。

双控：冷拉时冷拉率和冷拉应力。双控方法可以避免上述问题，预应力钢筋必须双控。冷拉时，对于控制应力已羟达到，冷拉率最有超过允许值的，可以认为合格。但是，如果冷拉率已经达到，而冷拉应力还达不到控制应力，这种钢筋要降低强度使用。

冷拉后，应对钢筋质量作检查，是否在钢筋表面出现裂纹，或局部有颈缩现象。并且应针对其性能指标做拉力和冷弯试验。

(2) 冷拔

钢筋冷拔的概念：

冷拔是用热轧钢筋(直径低于8mm以下)通过钨合金的拔丝模进行强力冷拔。与冷拉时受纯拉伸应力比，冷拔是同时受纵向拉仲和横向压缩作用，通过改变其物理力学性能以提高强度，可达40%～90%，但冷拔后塑性大大降低，应力应变的屈服阶段基本不再存在。

冷拔基本工艺及影响因素。冷拔的工艺过程是：轧头(固定钢筋端部)——剥皮(清楚钢筋表层硬渣壳)——润滑(减少拔丝过程摩阻力)——拔丝(将钢筋通过特制的钨台金拔丝模孔强力拉拔成小直径钢丝)。

冷拔质量主要取决于钢筋本身的质量和冷拔的总压缩率。

本身质量由同批材料质量保证。

总压缩率是钢丝的横截面的缩减率，按下式计算：

β=[(d0-d ) ／ d0]×100％

式中；

d0—原料钢筋直径(mm)；

d—成品钢丝直径(mm)。

β越大，抗拉强度提高越高，塑性降低也越多。因此β不宜过大或过小，一般控制在60％～80％，所以直径5mm的钢丝由φ8钢筋拔制；直径3.5～4mm的钢丝由φ6.5的钢筋拔制。

冷拨次数控制：钢筋拔成钢丝一般要经过多次冷拔，冷拔次数对钢丝强度影响不大，但却影响生产率。因为，次数过少，一次压缩率大，拔丝机具要求高(功率要大)，拔丝模损耗严重，易断裂；次数过多，钢丝塑性降低多，拔成的钢丝脆性大，容易断，生产率就会降低。次数控制采用每一次拉拨前后的直径比，一般合适的直径比为1.15。

(3)钢筋调直

调直的方法分人工词直和机械调直。人工调直是指人工在钢板上用锤子敲打。机械调直是采用调直机。也可以采用冷拉的方法调直，冷拉率控制在不大于1%～2%。

(4)钢筋除锈

一般，钢筋无需除锈，因为不严重的锈对连接性并无影响，锈在冷拉、调直等加工工序中，锈会自动脱落。但是，对于生锈严重仍需清理。除锈方法常用；钢丝刷擦刷，机动钢丝轮擦磨，机动钢丝刷磨刷，喷砂枪喷砂；生锈很严重且有特殊要求的，可在硫酸或者盐酸池中进行酸洗除锈。

(5)钢筋剪切

剪切是指钢筋的下料切断。根据不同的钢筋类型选择不同的剪切方法。常见的剪切机具有电动剪切机或液压剪切机(剪切40mm以下的)、手动剪切器(剪切12mm以下的)、氧炔焰切割、电弧切割(切割特粗钢筋)。

(6)钢筋弯曲成型

40mm以下的钢筋一般用专门的钢筋弯曲机弯曲成型，无弯曲机的也可以在工作台上手工弯制。不论采取什么方法，弯曲成型都应符合设计图纸的要求。

(7)钢筋下料

钢筋的计算长度和实际施工所需要的长度是不一样的。因此，在施工前，应先做好钢筋下料表。钢筋下料主要包括两项工作；一是按设计图纸计算好各种钢筋的下料长度；二是选择适当的代换钢筋。

材料长度计算：

直钢筋下料长度=外包线长度+弯钩加长值；

弯起钢筋(包括箍筋)的下料长度=外包线总长度一弯曲调整值+弯钩加长值。

②钢筋的代换：

当施工中缺少设计图纸中所要求的钢筋的品种或者规格，以现有的钢筋品种或者规格代替设计所要求的钢筋的品种或者规格，以促使施工按计划进度进行。

钢筋代换根据不同的情况采用不同的代换方法，遵循以下原则：

A、等强度代换：钢筋承担的拉、压能力相等；

B、等面积代换：钢筋面积相等；

C、等弯矩代换：抗弯能力相等；

D、抗裂验算；对构件裂缝开展宽度有控制要求的，需要验算其抗裂要求；

E、构造要求：钢筋同距、最小直径、钢筋根数、锚周长度等。

2．预应力钢筋加工

预应力钢筋主要有:高强钢丝、钢绞线、冷拉lV、热处理钢筋、冷拔低碳钢丝以及精轧螺纹钢筋等几种。

预应力钢筋的加工方法:

(1)高强钢丝束的制备

钢丝束制作包括:下料和编束工作。

高强碳素钢丝都是盘圆，盘径小于1.5m，下料前应先调直。

在厂内先经矫直回火处理且盘径为1.7m的高强钢丝，则不必调直就可下料。局部波弯时，可用木锤调直后下料。下料前抽样试验钢丝的力学性能，测量钢丝的圆度。直径为5mm的钢丝，容许偏差为+0.8mm和-0.4mm。

钢丝调直：将钢丝从盘架上引出，经过调直机，用绞车牵引前进。钢丝调直机开动旋转时，在其内通过的钢丝受到反复的超过其弹限的弯曲变形而被调直。调直后将钢丝成直线存放，如果须将钢丝盘起来存放时，其盘架的直径应不小于钢丝直径的400倍，否则钢丝将发生塑性变形而又弯曲。

钢丝下料：钢丝下料长度为：L=L0+L1

式中：L0—构件混凝土预留孔道长度；

L1—固定端和张拉端(或两个张拉端)所需要的长度。

当构件的两端均采用锥形锚具、双作用或三作用千斤顶张拉钢丝时，其工作长度一般可取140～160mm。当采用其他类型锚具及张拉设备时，应根据实际需要计算钢丝的工作长度。

采用锥形螺杆锚具和墩头锚具的钢丝束，应保证每根钢丝下料长度相等，要求钢丝在控制应力状态下切断下料，控制应力为300MPa。因此，直径为5mm的钢丝都在6.0kN拉力下切断。

二、钢筋的连接

钢筋连接有三种常见的连接方法：绑扎连接、焊接连接和机械连接。

1．绑扎连接

绑扎连接是钢筋连接的主要手段之一。

绑扎时钢筋交叉点用铁丝扎牢；

板和墙的钢筋 ，除外围两行钢筋的相交点全部扎牢外，中间部分交叉点可相隔交错扎牢，保证受力钢筋位置不产生偏移；梁和柱的箍筋应与受力钢筋垂直设置，弯钩叠合处沿受力钢筋方向错开设置。受拉钢筋和受压钢筋接头的搭接位置和搭接长度，应符合施工及验收规范的规定。

2．焊接连接

钢筋焊接有6种方法：

(1)电阻点焊

电阻点焊是将两钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。

钢筋焊接骨架和焊接 ，电阻点焊制作，点焊代替绑扎，以提高生产率、骨架和 的刚度以及钢筋(钢丝)的设计计算强度。

(2)闪光对焊

闪光对焊，又分加预热闪光对焊和不加预热的连续闪光对焊，是将两钢筋安放成对接形式，利用焊接电流通过两钢筋接触点产生塑性区及均匀的液体金属层，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。

这种方法具有生产效益高、操作方便、节约能源、节约钢材、接头受力性能好、焊接质量高等很多优点，救钢筋的对接连接宜优先采用闪光对焊。钢筋对焊完毕，应对接头进行外观检查，并按批切取部分接头进行机械性能试验。