第四章悬臂和连续体系梁桥.

1、LOGOLOGO1 悬臂梁桥特点:由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小;由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大：体系形式：双悬臂、单悬臂：缺点行车条件不好。LOGO2. 悬臂梁桥结构类型:不带挂梁的单孔双悬臂梁桥带挂梁的多孔悬臂梁桥LOGO3. 悬臂梁桥设计与构造:静定体系；跨中正弯矩减小一减小跨度内主梁的高度一降低钢筋混凝土数呈和结构自重一恒载 内力的减小。构造特点：（1）截面形式悬臂部分（锚孔）：吊装时采用肋梁：悬臂浇注对采用箱梁：挂孔：一般采用肋梁，便于吊装：一般采用变高度梁，底缘曲线采用抛物线、正弦曲线、圆孤、折线。（2）跨径布置和梁高尺寸LOGO单孔双悬臂梁桥T形T形H：= (1

2、/10-1/13)/钢筋混h =(1/1.2-1/1.5) H凝土箱形H=(1/12-1/15)/h =(1/27/2.5)7/预应 力混 凝土箱形H =(1/12-1/15)/h = (1/1.2-1/1.5)7/H =(1/15-1/18)/ h = (1/27/2.5) HLOGO三跨带挂梁单悬臂梁桥LOGO多跨带挂梁双悬臂梁桥T形梁h=(1/12-1/20) I箱形梁h=(1/12-1/20) IH=(1.4-1.8) hH=(2.024) h跨度超过40m以上，采用预应力混凝土悬臂梁桥更合理。 厶=（0.750.8） /g=（0.50.7） /?=（1/201 /24） /H=（2.

3、02.4） hLOGO4. 悬臂梁桥预应力筋的布置：应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式；应考虑施工的方便，尽可能少地切断预应力钢筋：符合结构受力的特点；考虑材料经济指标的先进性，预应力束筋在结构横断面上布造要考虑剪力滞效应；避免使用多次反向曲率的连续束筋，以降低摩阻损失。LOGO5. 悬臂梁桥优缺点及应用：优点：悬臂梁桥在施工阶段和成桥运营阶段两者受力状态是一致的， 非常适宜于悬臂施工方法。缺点：(1)裂缝一雨水侵入梁体：(2)挂梁与悬臂端衔接处产生不利行车的折点。应用范围：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m,国外一 般在7080m以下：预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m以下，世

4、界最大的 跨径为150m oLOGO4 :LZT形刚构桥1.分类及力学特点：(1)带挂梁的T构桥型静定结构；施工无需体系转换：省掉设大吨位支座装這、更换支座的麻烦；当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度, 以获得良好经济效益。(2)带餃的T构桥型静定结构：超静定结构；竖向荷载时，相邻的T形刚构结构通过剪力餃而共同受力。LOGO2.T形刚构的若干布置形式:XLOGO4. T形刚构的缺陷:T构带挂梁：在冲击力作用下T构悬臂端会下挠，使连接处形成折角增大了冲击, 使伸缩缝处理和养护困难：各T构不能共同工作，使其跨径受到限制。T构带狡：由于狡的存在，使餃的左右两侧主梁变形不一致

5、，难于调整，引起 行车不平顺：施工时有时需要强迫合拢：当T构的及边温度变化不同时，易产生 不均匀变形，引起较大次内力；剪力铉的构造与计算图式中的理想姣存在差异， 难以准确计算各种因素产生的次内力。LOGOLOGOLOGO5牛腿:J OLOGOLOGO牛腿：悬臂梁桥的悬臂端和挂梁端结合部的局部构造。牛腿处梁高突变减小，截面凹折转角多，因传递的集中力数值很大, 所以其受力复杂：应通过加强的牛腿横梁来保证挂梁与悬臂梁的传力效果：最好使挂梁与悬臂梁的腹板一一对应，缩短传力路线：接近牛腿部位的腹板应加厚，加厚部分的长度不应小于梁的高度：牛腿的凹角线形应和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力的过分集 中；牛腿

6、处的支座高度应尽量减小，并宜采用摩阻力较小的支座，以改 善牛腿的受力状态；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。LOGO4-uje续梁桥1 连续体系特点：由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，跨越 能力增大；超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感：伸缩缝少，行车平稳；结构整体刚度大，变形小。LOGOw、5WJ.1k1，- /7I7.丄1 1 1 »i1|rfT一十厂TtTlrLOGO2. 连续板桥中间跨I =8 -14m边跨=（0.5-0.8） I跨中截面高h= （1/18-1/30）1支点截面高H =（1.2-1

7、.4）hLOGO3. 预应力连续梁设计形式及特点:（D等截面连续梁力学特点：跨径不大时跨中、支点截面弯矩差值不大，故采用等截面形式。构造特点：1）等跨布置:高跨比1/15-1/25；2）在顶推施工的等截面连续梁桥中梁高H与顶推跨径之比一般为1/12-1/17；适用范围：1）采用中等跨径，以40-60m为宜（国外也有达到80m跨径者）；2）适应于有支架施工、逐孔架设施工及顶推施工，LOGO（2）变截面连续梁力学特点：支点弯矩远大于跨中截面弯矩，故采用等截面形式。构造特点：1）立面不等跨布置，边主跨之比=0.60.8：2）支点梁高H= 1/16-1/18：跨中梁高h= （1/1.525）H；3）梁

8、高底缘采用折现、二次抛物线或1.5-1.8次抛物线：4）多于三跨时，除边跨外中间各跨一般采用等跨布置，以方便悬臂施工；5）跨径大时除截面高度变化外，还可将截面的底板、顶板和腹板作成变厚度：6）城市桥梁需增大中跨跨径时，边、中跨之比可能小于0.5,此时端部必须设置 拉力支座或压重。适用范围1）跨径L>70m；2）适合悬臂浇注和悬臂拼装施工。LOGO采用变高度形式的优点：1）大跨度连续梁桥恒载内力占得比重较大，选用变高度可以大大减小跨中区段 因恒载产生的内力：2）变高度梁符合梁的内力分布规律：3）美观，而且省材料：4）减小跨中梁高，通航净空容易保证；5）采用悬臂法施工时，施工阶段主梁刚度大，

9、且变高度形式又与施工阶段的内 力状态相符。4丄4连续刚构桥定义：连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。1连续刚构体系特点：梁体连续，墩、梁、基础三者共同受力；连续刚构桥由于墩梁固结共同工作，由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小，可以降低跨中区域的梁高，从而恒载内力进一步降低：无伸缩缝、行车平顺、不须设大吨位支座、不存在临时固结和体系转换，养护工作量小；但连续刚构桥对地基承载力的要求更高，若地基发生过大的不均匀沉降，连续梁可通过调整墩顶支座的标高，抵消下 沉来补救，而连续刚构做不到：梁墩联结处应力复杂也是连续刚构的一个缺点LOGO2.连续刚构设计与构造：边、主跨的跨径比值在0.5

10、0.692之间，大部分比值在0.550.58之间。比变 裁面连续梁桥的比值范围要小，其原因在于墩梁固结，边跨的长短对中跨恒载 弯矩调整的影响很小：预应力混凝土连续刚构桥主要适用于高桥墩的情况。桥墩作用如同摆柱，以 适应预应力、混凝土收缩徐变和温度变化等引起的纵向位移； 一般采用箱形截面；箱梁根部截面的高跨比一般为1/16-1/20,其中大部分为1/18左右；跨中截面 梁高通常为支点截面梁高的1/2.51/3.5。LOGO3.连续刚构桥桥墩构造：（D特点：大跨度连续刚构桥的桥墩需满足受力、变形等方面的要求：连续刚构桥桥墩的水平抗推刚度宜在满足桥梁施工、运营稳定性耍求 的前提下尽量地小；大跨连续刚

11、构桥在横桥向的约束很弱，桥墩在横向的刚度应设计的大 些。（2）立面形式竖直双肢薄壁墩竖直单薄壁墩：V形墩（或Y形柱式墩）LOGOLOGO4. 连续梁桥横截面形式及尺寸：(1)横截面形式板式、肋梁式截面：构造简单、施工方便；箱形截面：有良好的抗弯和抗扭性能，是预应力碇连续体系的主要截面形式。空心板截面：常用于跨径1530m的连续梁桥，板厚一般为0.8-1.5m,亦用 有支架现浇施工为主；肋式截面：常用跨径为2550m,梁高取1.32.6m。采用预制架设施工，并 在梁段安装后经体系转换为连续梁桥；箱形截面：跨径超过4060m或更大时，主梁多采用箱形截面.LOGO单箱单室单箱双室顶板宽度约为25m左

12、右:双箱单室顶板宽度可达40m左右;垂直腹板形式斜腹板形式悬臂长度：一般不大于5m,当长度超过3m 后，宜布置横向预应力束筋和进 行横向计算：单箱单室截面b:a=1 :(253.0)顶板宽度一般小于20m：LOGO（2）顶板:顶板厚度取决于：横向弯矩：纵横向布置预应力筋的构造要求:顶板悬臂端部厚度不小于10cm,如设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋,则端部厚度不小于20cm；横向预应力筋/(m)Z?7(mm )3.5180-2005.0200-2505.0280-300o *o" o -cr o ppp p纵向预应力筋0.51I0.51LOGOII11-11（3）腹板：腹板功能：承受结

13、构弯曲剪应力和扭转剪应力所产生的主拉应力：变高度梁宜采用直腹板.等高度梁 可用直腹板或斜腹板;腹板厚度取决于：1）布置纵向预应力筋管道的需要无管道时：200mm有管道时：250-300mm 有锚固头时：350mm2）抗剪的需要：300800mm3）浇注混凝土的要求LOGOLOGO（4）底板：纵向负弯矩区受压底板的厚度 对改善全桥受力状态、减少徐变 下挠十分重要：箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的 増大而逐渐加厚至墩顶；底板厚度与主跨之比宜为1/140-1/170；跨中区域底板厚度按构造要求设计，一般为0.220.28m。（5）梗腋：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度, 减小扭转剪应力和畸变应力：加腋有竖加腋

14、和水平加腋两种：水平加腋对纵向布束有利； 竖加腋可加大腹板的刚度，对改 善腹板受力有利。1： 32： 11： 11： 32： 11: 1LOGO5. 预应力筋布置：（D纵向预应力筋纵向受力钢筋，可布置在顶、底板和腹板中。（2）横向预应力筋用以保证桥梁的横向整体性、桥面板及横隔板横向抗弯能力的主要受力钢筋，一 般布置在横隔板和顶板中。（3）竖向预应力筋布置在腹板中，主要作用是提高截面的抗剪能力。LOGOthank ¥©u 1LOGO第四章 悬臂和连续体系梁桥计算LOGO4.2J主梁恒载内力1 恒载内力计算特点（1）简支梁桥成桥结构图示（2）连续梁桥等超静定结构：施工方法确定计

15、算图式；各施工阶段的计算图式：单独计算然后进行内力或应力叠加（连续梁恒载内力计算的一个重要特点）（3）连续梁桥施工方法：有支架施工法：逐孔施工法；悬臂施工法：顶推施工法。LOGO2 恒载内力计算（1）满堂支架现浇施工内力计算整联布设支架，一次落架：无体系转换，连续梁可以按结构力学中的连续梁进行计算； 对于悬臂结构一般属于静定结构、变截面、手算可采用影响线加 载、施工中的内力状态可能岀现控制应力。LOGOBI -IH（2）悬臂施工内力计算 分清荷载作用的结构：体现约束条件的转换；主梁自重内力图，应由各施工阶段 时的自重内力图叠加而成(/>LOGO（3）简支一连续施工内力计算一期恒载作用在简

16、支梁上： 二期恒载作用在连续梁上： 施工过程有结构体系的转换。LOGO（4）逐孔施工内力计算施工方法：移动模架法（上、下导梁）逐孔浇筑适用范围：等高度连续梁逐孔浇筑：（1）计算同简支（或悬臂）注意：墩顶截面连续，较大负弯矩，易开裂。（2 ）等高多跨多次超静定结构。5.顶推施工内力计算顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面在经过支点时要 承受负弯矩，在经过跨中区段时产生正弯矩；其内力值与主梁和导 梁二者的自重比、跨长比和刚度比等因素有关：主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时，最大负弯矩与 导梁刚度及重量有关。施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致，配筋必须满足 施工阶段内力包络图；

17、为降低主梁截面的悬臂负弯矩，在顶推梁的最前端设置自重较轻且 具有一定刚度的临时钢导梁，导梁长度约为主梁跨径L的65%左右。LOGO顶推连续梁最大正弯矩截面的计算图式LOGOLOGO导梁刚接近前方支点；前支点支承在导梁约一半长度处LOGOLOGO顶推连续梁最大负弯矩截面的计算图式LOGO弯矩极值计算方法:经验公式法单位长导梁与 主梁自重比值£(0.933-2.96)导梁长与 跨径比值LOGOLOGOM 爲雪-站 +了(1")查表法，见教材P121主梁伸出部分的长 度与跨径比值有限元分析方法弯矩包络图LOGO42?主梁活载内力1.活载内力计算特点活载内力为汽车、人群等活载在桥梁

18、使用阶段所产生的 结构内力：结构已成为最终体系一连续梁桥，力学计算图式明确： 当采用T形或箱形截面且肋数较多时，应考虑结构空间受 力特点进行活载内力计算：当采用单箱单室截面时，可直接按平面杆系结构进行活 载内力计算。LOGO2活载内力计算方法1）T形或工字形截面主梁计算各主梁（肋）的荷载横向分布系数，确定出具有最大荷载横 向分布系数的主梁（肋），然后按平面杆系结构计算和绘制该主 梁（肋）的纵桥向内力影响线；将标准荷载乘以该梁的最不利横向分布系数以后，再沿桥梁纵向 将它按最不利位置分别在影响线正负效应区加载，即可求得绝对 值最大的正负活载内力。LOGO2）箱形截面主梁闭口箱形薄壁截面梁的受力特点与一般T梁不同，其精确计算必须采 用薄壁杆件结构理论