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文档简介
1、桥梁工程道桥教研室桥梁工程桥梁工程第三篇第三篇第三篇 悬臂与连续体系梁桥悬臂与连续体系梁桥本章重点本章重点掌握掌握悬臂体系和连续体系梁桥构造悬臂体系和连续体系梁桥构造桥梁工程桥梁工程第三篇掌握掌握悬臂体系和连续体系梁桥的计算悬臂体系和连续体系梁桥的计算1.11.1 悬臂梁桥悬臂梁桥第一章第一章 基本结构体系基本结构体系将简支梁梁体加长,并超过支点就称为悬臂梁桥。仅有一端越过支点的称将简支梁梁体加长,并超过支点就称为悬臂梁桥。仅有一端越过支点的称为为单悬臂梁单悬臂梁;两端同时越过支点的称为;两端同时越过支点的称为双悬臂梁双悬臂梁。悬臂梁桥一般布置成三。悬臂梁桥一般布置成三跨以上。跨以上。力学特点
2、力学特点属于属于静定体系静定体系,不受基础不均匀沉降等附加变形影响,不受基础不均匀沉降等附加变形影响恒载恒载与简支梁桥相比,悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩显著减与简支梁桥相比,悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩显著减小;小; 减小主梁高度;减小主梁高度; 降低钢筋混凝土数量和结构自重;降低钢筋混凝土数量和结构自重; 减减小恒载内力。小恒载内力。弯矩图弯矩图面积面积(绝对值)小。(绝对值)小。lll lgx l1ll1l11xl1lx1(a)(b)(c)(d) l l l lxgll简支梁桥简支梁桥 单单悬臂锚跨和挂梁的悬臂锚跨和挂梁的三跨悬臂梁桥三跨悬臂梁桥 双双悬臂锚跨和
3、挂梁的三悬臂锚跨和挂梁的三跨悬臂梁桥跨悬臂梁桥 带挂梁的三跨带挂梁的三跨T T型型刚构桥刚构桥 活载活载如在锚跨布载,活载引起的跨中最大正弯矩是按支承跨径较小的简支挂梁产如在锚跨布载,活载引起的跨中最大正弯矩是按支承跨径较小的简支挂梁产生的正弯矩计算,其最大弯矩比简支梁小得多。生的正弯矩计算,其最大弯矩比简支梁小得多。2gl18218gl218gl18llgx l l l l(d)(c)(b)(a)1xl1lx11lg1ll1 lxg lgl2lll简支跨径减小简支跨径减小支点支点负弯矩负弯矩须注意须注意弯矩图弯矩图面积面积(绝对值)小(绝对值)小例如例如缺陷缺陷某些区段同时存在正、负弯矩,构
4、造较为复杂;某些区段同时存在正、负弯矩,构造较为复杂;跨径增大导致梁体重量增加,不易采用装配式施工;跨径增大导致梁体重量增加,不易采用装配式施工;由于支点负弯矩存在,梁顶将产生裂缝,影响使用年限。由于支点负弯矩存在,梁顶将产生裂缝,影响使用年限。适用情况适用情况国内国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m55m;国外国外一般在一般在707080m80m以下;以下;预应力预应力混凝土悬臂梁桥世界最大跨径为混凝土悬臂梁桥世界最大跨径为150m150m,一般亦在,一般亦在100m100m以下。以下。1.2 1.2 连续梁桥连续梁桥将简支梁梁体在支点上连续就成
5、为将简支梁梁体在支点上连续就成为连续梁桥连续梁桥,连续梁至少布置成两跨,一,连续梁至少布置成两跨,一般布置成多跨一联。般布置成多跨一联。力学特点力学特点属于属于超静定体系超静定体系,基础不均匀沉降将引起结构附加内力;,基础不均匀沉降将引起结构附加内力;恒载恒载作用下,连续梁由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减少;作用下,连续梁由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减少;活载活载作用下,连续梁因主梁连续产生支点负弯矩对各跨跨中正弯矩仍有作用下,连续梁因主梁连续产生支点负弯矩对各跨跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布比悬臂梁更合理。卸载作用,其弯矩分布比悬臂梁更合理。优缺点优缺点结构刚度大、
6、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车;高速行车;同悬臂梁一样,在施工和使用上有相同的缺陷。同悬臂梁一样,在施工和使用上有相同的缺陷。适用情况适用情况钢筋混凝土连续梁桥应用于少量城市高架和小半径弯桥,跨径不钢筋混凝土连续梁桥应用于少量城市高架和小半径弯桥,跨径不超过超过2530m2530m ;预应力混凝土连续梁应用范围广,常用跨径达到预应力混凝土连续梁应用范围广,常用跨径达到150m150m ,数量上,数量上仅次于简支梁桥。仅次于简支梁桥。1.3 1.3 刚构式桥刚构式桥刚构式桥刚构式桥是一种具有悬臂受力特点的墩梁固结梁式桥
7、,因桥墩向两侧伸出是一种具有悬臂受力特点的墩梁固结梁式桥,因桥墩向两侧伸出悬臂形同悬臂形同“T T”字,故又称为字,故又称为T T型刚构型刚构。刚构式桥几乎都是预应力混凝土结构,刚构式桥一般可分为刚构式桥几乎都是预应力混凝土结构,刚构式桥一般可分为带剪力铰刚构、带剪力铰刚构、带挂梁刚构带挂梁刚构和和连续刚构连续刚构三种基本类型。三种基本类型。构造及力学特点构造及力学特点(1 1)带剪力铰刚构桥)带剪力铰刚构桥上部结构全部上部结构全部由悬臂组成由悬臂组成,相邻悬臂端通过剪力铰相连;,相邻悬臂端通过剪力铰相连;当在一个当在一个T型刚构单元上作用竖向力时,相邻的型刚构单元上作用竖向力时,相邻的T型刚
8、构单元通过剪力铰型刚构单元通过剪力铰共同参与受力,牵制了悬臂端竖向变形;共同参与受力,牵制了悬臂端竖向变形;在结构温差作用、混凝土收缩和徐变、基础不均匀沉降作用下将产生超在结构温差作用、混凝土收缩和徐变、基础不均匀沉降作用下将产生超静定结构静定结构附加内力附加内力;剪力铰处易形成折角,导致剪力铰处易形成折角,导致车辆跳车车辆跳车,损坏剪力铰。,损坏剪力铰。(2 2)带挂梁刚构桥)带挂梁刚构桥上部结构由部分悬臂和挂梁组成,是一种上部结构由部分悬臂和挂梁组成,是一种静定结构静定结构;各个各个T型刚构单元独立作用,受力和变形方面略差,但型刚构单元独立作用,受力和变形方面略差,但受力明确受力明确;跨内
9、有正、负弯矩分布,总弯矩图面积比剪力铰刚构桥小;跨内有正、负弯矩分布,总弯矩图面积比剪力铰刚构桥小;增加了增加了牛腿牛腿构造;构造;桥面桥面伸缩缝伸缩缝较多,不利于高速行车。较多,不利于高速行车。(3 3)连续刚构桥)连续刚构桥将主梁做成连续体,并与薄壁桥墩固结;将主梁做成连续体,并与薄壁桥墩固结;可以做成可以做成多跨一联多跨一联,可在若干中间跨以剪力铰或简支挂梁相连;,可在若干中间跨以剪力铰或简支挂梁相连;一般采用一般采用对称布置对称布置,适合平衡悬臂施工;,适合平衡悬臂施工;随着墩高的增加,桥墩退化为随着墩高的增加,桥墩退化为柔性墩柔性墩,墩顶水平位移较大。,墩顶水平位移较大。第二章第二章
10、 立面与横断面设计立面与横断面设计2.1 2.1 混凝土悬臂梁桥立面布置混凝土悬臂梁桥立面布置1 1、三跨双悬臂结构、三跨双悬臂结构三跨双悬臂结构的悬臂梁桥常用于三跨双悬臂结构的悬臂梁桥常用于跨线桥跨线桥;悬臂端伸入路堤可省去两个桥台,但需设置悬臂端伸入路堤可省去两个桥台,但需设置搭板搭板;主梁为主梁为T T形形截面时,两侧悬臂长度一般为中跨跨径的截面时,两侧悬臂长度一般为中跨跨径的0.30.40.30.4倍;倍;主梁为主梁为箱形箱形截面时,截面时,两侧悬臂长度可加大到中跨跨径的两侧悬臂长度可加大到中跨跨径的0.40.60.40.6倍。倍。注意:注意:悬臂过长会导致活载挠度较大,行车跳动厉害,
11、悬臂端与路堤连接处破坏;悬臂过长会导致活载挠度较大,行车跳动厉害,悬臂端与路堤连接处破坏;悬臂过短时,由于支点负弯矩减小,会削弱其对跨中正弯矩的卸载作用。悬臂过短时,由于支点负弯矩减小,会削弱其对跨中正弯矩的卸载作用。三跨双悬臂结构三跨双悬臂结构 2 2、三跨单悬臂带挂梁结构、三跨单悬臂带挂梁结构在在跨越城市河道跨越城市河道的桥梁中,常采用带挂梁的三跨钢筋混凝土单悬臂桥;的桥梁中,常采用带挂梁的三跨钢筋混凝土单悬臂桥;跨径决定于桥下通航净空要求,一般不超过跨径决定于桥下通航净空要求,一般不超过5060m5060m ;边跨为锚跨,跨径较小,可作为城市桥梁沿河道路的立交孔;边跨为锚跨,跨径较小,可
12、作为城市桥梁沿河道路的立交孔;主梁为主梁为箱形箱形截面时,截面时,两侧悬臂长度可加大到中跨跨径的两侧悬臂长度可加大到中跨跨径的0.40.60.40.6倍。倍。三跨单悬臂带挂梁结构三跨单悬臂带挂梁结构3 3、多跨双悬臂带挂梁结构、多跨双悬臂带挂梁结构通航跨径要求在通航跨径要求在60m60m以下时,可采用带多跨双悬臂带挂梁结构;以下时,可采用带多跨双悬臂带挂梁结构;通常设计成中跨跨径相同,两侧边跨跨径稍小;通常设计成中跨跨径相同,两侧边跨跨径稍小;当跨径不大时,可设计成当跨径不大时,可设计成等高度梁等高度梁;预应力混凝土悬臂梁桥的悬臂长度可达到预应力混凝土悬臂梁桥的悬臂长度可达到(0.30.5)l
13、,梁高可减少至,梁高可减少至(1/201/25)l,而支点梁高可增大至,而支点梁高可增大至H=(22.5)h以利长悬臂受力;以利长悬臂受力;多跨双悬臂带挂梁结构多跨双悬臂带挂梁结构2.2 2.2 混凝土连续梁桥立面布置混凝土连续梁桥立面布置连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式,若采用等跨布置,则边跨内力连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式,若采用等跨布置,则边跨内力将控制全桥设计,是不经济的,一般边跨长度为中跨跨径的将控制全桥设计,是不经济的,一般边跨长度为中跨跨径的0.50.80.50.8倍。倍。混凝土连续梁可分为混凝土连续梁可分为等高度等高度连续梁和连续梁和变高度变高度连续梁。连续梁。1
14、1、等高度连续梁桥、等高度连续梁桥优点优点:结构构造简单,适用于:结构构造简单,适用于顶推法、移动模架法、整孔架设法顶推法、移动模架法、整孔架设法等施工;等施工;缺点缺点:支点上主梁只能通过增加预应力束筋来抵抗负弯矩,材料用量大;:支点上主梁只能通过增加预应力束筋来抵抗负弯矩,材料用量大;梁高与跨径之比一般选取在梁高与跨径之比一般选取在1/161/261/161/26之间。之间。2 2、变高度连续梁桥、变高度连续梁桥变高度连续梁桥能较好地符合连续梁的内力分布规律;变高度连续梁桥能较好地符合连续梁的内力分布规律;梁体外形和谐,节省材料并增大桥下净空;梁体外形和谐,节省材料并增大桥下净空;变高度连
15、续梁的截面变化曲线可以为二次抛物线、圆弧线或者折线,一变高度连续梁的截面变化曲线可以为二次抛物线、圆弧线或者折线,一般选用般选用二次抛物线二次抛物线。2.3 2.3 混凝土刚构式桥立面布置混凝土刚构式桥立面布置1 1、带挂梁结构、带挂梁结构适当增大挂梁长度,可使悬臂长度相对减小,从而减少悬臂施工工作量;适当增大挂梁长度,可使悬臂长度相对减小,从而减少悬臂施工工作量;增大悬臂长度,可减小挂梁长度,从而减小跨中建筑高度,减轻挂梁质增大悬臂长度,可减小挂梁长度,从而减小跨中建筑高度,减轻挂梁质量。便于运输安装;量。便于运输安装;挂梁长度与主孔跨径之比在挂梁长度与主孔跨径之比在0.250.5之间,一般
16、预应力混凝土挂梁跨径之间,一般预应力混凝土挂梁跨径不超过不超过3540m,跨中梁高一般为支点梁高的,跨中梁高一般为支点梁高的0.20.4倍。倍。2 2、带剪力较结构、带剪力较结构剪力较是一种剪力较是一种只能传递竖向剪力只能传递竖向剪力,不能传递水平推力和弯矩的连接构造,不能传递水平推力和弯矩的连接构造;上部结构全是悬臂部分,相邻两悬臂通过剪力较相连;上部结构全是悬臂部分,相邻两悬臂通过剪力较相连;恒载恒载作用下是静定结构,作用下是静定结构,活载活载作用下是超静定结构;作用下是超静定结构;剪力较起到了剪力较起到了牵制悬臂变形牵制悬臂变形的作用;的作用;中间铰结构极其复杂,构造上很难处理;中间铰结
17、构极其复杂,构造上很难处理;剪力较和伸缩缝极易破坏,致使剪力较和伸缩缝极易破坏,致使跳车跳车现象难以根治;现象难以根治;带剪力较结构的带剪力较结构的T T形刚构桥的立面布置大致与带挂梁结构相同形刚构桥的立面布置大致与带挂梁结构相同。3 3、连续刚构、连续刚构连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥;连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥;利用主墩的柔性适应桥梁的纵向变形,故常用于利用主墩的柔性适应桥梁的纵向变形,故常用于大跨、高墩大跨、高墩结构;结构;高墩的柔度可以适应预加力、混凝土收缩徐变、温度变化引起的纵向位高墩的柔度可以适应预加力、混凝土收缩徐变、温度变化引起的纵向位移,边跨较矮的桥墩,相对刚度较大,可设
18、置滑动支座;移,边跨较矮的桥墩,相对刚度较大,可设置滑动支座;公路多跨连续刚构桥,箱形根部梁高可取公路多跨连续刚构桥,箱形根部梁高可取(1/171/20)L (1/171/20)L ,跨中可取,跨中可取(1/501/60)L (1/501/60)L 。bb(a)(b)固固结结桥墩(补充内容)桥墩(补充内容)1 1、力学特点、力学特点桥墩除满足承重、稳定性要求外,其柔度应适应温变、收缩、徐变以及制桥墩除满足承重、稳定性要求外,其柔度应适应温变、收缩、徐变以及制动力等引起的动力等引起的水平位移水平位移,尽量减小,尽量减小次内力次内力;墩梁固结后,结构内力是按桥墩与主梁的墩梁固结后,结构内力是按桥墩
19、与主梁的刚度比刚度比来分配的。来分配的。桥墩桥墩刚度大刚度大,纵桥向允许变位小、但附加内力大,故桥墩的纵桥向刚度应纵桥向允许变位小、但附加内力大,故桥墩的纵桥向刚度应尽量地尽量地小小。横桥向约束弱横桥向约束弱,横向不平衡荷载或风载作用时易扭曲、变位,其横向刚度,横向不平衡荷载或风载作用时易扭曲、变位,其横向刚度应应大大一些。一些。2 2、构造特点构造特点连续刚构适用于连续刚构适用于高墩高墩结构,此时结构,此时桥墩作用桥墩作用如同如同摆柱摆柱,以适应预应力、混凝,以适应预应力、混凝土土收缩徐变收缩徐变和和温度变化温度变化等引起的纵向位移;等引起的纵向位移;桥墩水平抗推刚度宜在满足桥梁施工、运行桥
20、墩水平抗推刚度宜在满足桥梁施工、运行稳定性稳定性要求的前提下尽量地小要求的前提下尽量地小,因,因墩梁固结墩梁固结对对温度变化、预应力、混凝土收缩徐变温度变化、预应力、混凝土收缩徐变等产生的等产生的次内力次内力相当敏相当敏感,应考虑墩身与主梁之间的感,应考虑墩身与主梁之间的刚度刚度比以减少次内力;比以减少次内力;桥梁在横向不平衡荷载或风载作用下,易产生桥梁在横向不平衡荷载或风载作用下,易产生扭曲、变位扭曲、变位,为了增大其横,为了增大其横向稳定性,桥墩在横向的刚度应设计得大一些;向稳定性,桥墩在横向的刚度应设计得大一些;墩身高度主要由墩身高度主要由桥面标高、桥梁建筑高度、桥下净空高度桥面标高、桥
21、梁建筑高度、桥下净空高度,主梁端高度等,主梁端高度等因素决定;墩柱纵向因素决定;墩柱纵向厚度厚度一般采用高度的一般采用高度的1/81/81/151/15,墩柱高用小值、墩柱,墩柱高用小值、墩柱矮用大值。矮用大值。3 3、连续刚构柔性墩立面形式:连续刚构柔性墩立面形式:a.a.竖直双肢薄壁墩竖直双肢薄壁墩理想的柔性墩(应用较多)理想的柔性墩(应用较多)两个相互平行薄壁与主梁固结的桥墩,适用桥墩不很高情况,增加桥墩两个相互平行薄壁与主梁固结的桥墩,适用桥墩不很高情况,增加桥墩纵纵桥向刚度桥向刚度;双肢可增加桥墩竖向荷载作用下的刚度,其水平抗推能力小、纵向允许双肢可增加桥墩竖向荷载作用下的刚度,其水
22、平抗推能力小、纵向允许的变位大,减小主梁附加内力,主梁负弯矩峰值出现在的变位大,减小主梁附加内力,主梁负弯矩峰值出现在两肢墩墩顶两肢墩墩顶、较单、较单壁墩小,可减小主梁在墩顶处的壁墩小,可减小主梁在墩顶处的尺寸尺寸,增加桥梁美感;,增加桥梁美感;占据宽度大,防撞设施需保护范围较大,增加占据宽度大,防撞设施需保护范围较大,增加费用费用(一肢撞坏、另一肢(一肢撞坏、另一肢随之失稳);随之失稳);每肢薄壁墩又有空心和实心之分;实心双壁墩施工方便、抗撞能力强,每肢薄壁墩又有空心和实心之分;实心双壁墩施工方便、抗撞能力强,空心双壁墩节省混凝土约空心双壁墩节省混凝土约40%40%。abh332222()3
23、HMbKEhbEKaabbh 竖直双肢薄壁墩竖直双肢薄壁墩单位宽度抗单位宽度抗推推刚度刚度单位宽度抗单位宽度抗弯弯刚度刚度b.b.竖直单薄壁墩竖直单薄壁墩深谷、深水河流的高桥墩常采用竖直单薄壁墩,外观呈深谷、深水河流的高桥墩常采用竖直单薄壁墩,外观呈“一一”字;字;截面形式为截面形式为矩形实心矩形实心、箱形空心箱形空心桥墩。桥墩。单薄壁墩(箱形)的单薄壁墩(箱形)的抗扭性能抗扭性能好,好,抗推能力抗推能力强,增大通航孔有效跨径;强,增大通航孔有效跨径;柔性柔性不如双肢薄壁墩大,随着墩身高度的增加,其柔性逐渐增加,对于不如双肢薄壁墩大,随着墩身高度的增加,其柔性逐渐增加,对于高的大、中等跨径连续
24、刚构来说,高的大、中等跨径连续刚构来说,箱形单薄壁墩箱形单薄壁墩也是理想的形式也是理想的形式。bb(a)(b)竖直单肢薄壁墩竖直单肢薄壁墩c. c. V V形墩(或形墩(或Y Y形柱式墩)形柱式墩)在刚架桥中为了减小内支点处的在刚架桥中为了减小内支点处的负弯矩峰值负弯矩峰值,可将墩柱做成,可将墩柱做成V V形墩形墩形式,形式,V V形托架可使主梁的负弯矩峰值降低形托架可使主梁的负弯矩峰值降低一倍一倍以上;以上;Y Y形柱式墩是上部为形柱式墩是上部为V V形托架形托架,下部为,下部为单柱式单柱式,两者在立面上构成,两者在立面上构成Y Y字形字形。下部的下部的单柱单柱具有一定的具有一定的柔性柔性,
25、可满足,可满足纵向变形纵向变形的要求的要求。V V形墩形墩2.4 2.4 混凝土横断面布置混凝土横断面布置混凝土悬臂梁桥、连续梁桥和刚构桥一般采用的横断面形式有混凝土悬臂梁桥、连续梁桥和刚构桥一般采用的横断面形式有板式横断面、板式横断面、肋式横断面肋式横断面和和箱形横断面箱形横断面三种。三种。1 1、板式横断面、板式横断面矩形横断面的钢筋混凝土板或预应力混凝土板(图矩形横断面的钢筋混凝土板或预应力混凝土板(图3-2-3a3-2-3a)其)其主要特点主要特点:构造简单,施工方便,建筑高度小,结构自重大,不经济。构造简单,施工方便,建筑高度小,结构自重大,不经济。为减轻自重,可做成留有圆洞的为减轻
26、自重,可做成留有圆洞的空心板空心板桥或将受拉区稍加挖空的桥或将受拉区稍加挖空的矮肋式板矮肋式板桥(图桥(图3-2-2b)。)。现代化高架道路上经常采用单波和双波式横截面的板桥(图现代化高架道路上经常采用单波和双波式横截面的板桥(图3-2-3),与柱形),与柱形桥墩的配合下,桥下净空大,可布置与桥梁同向的线路,造型也美观,但施桥墩的配合下,桥下净空大,可布置与桥梁同向的线路,造型也美观,但施工复杂。工复杂。2 2、肋式横断面、肋式横断面在横断面内形成明显肋形结构的梁桥称为肋梁式梁桥,简称在横断面内形成明显肋形结构的梁桥称为肋梁式梁桥,简称肋梁桥肋梁桥。受力特点:受力特点:梁肋(腹板)与顶部钢筋混
27、凝土桥面板结合在一起作为承重结构。梁肋(腹板)与顶部钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构。肋与肋之间的混凝土得到很大程度的挖空,显著减轻了结构自重。肋与肋之间的混凝土得到很大程度的挖空,显著减轻了结构自重。与板桥相比,肋梁桥具有更大的抵抗荷载弯矩的能力。与板桥相比,肋梁桥具有更大的抵抗荷载弯矩的能力。为抵抗支点附近的负弯矩,需要加强截面底部的混凝土受压区,常用的方为抵抗支点附近的负弯矩,需要加强截面底部的混凝土受压区,常用的方法有两种:一种是带法有两种:一种是带马蹄形的马蹄形的T形截面形截面,另一种是在梁肋底部加,另一种是在梁肋底部加设局部变宽设局部变宽的下翼板的下翼板。3 3、箱形横断面、
28、箱形横断面当悬臂与连续体系梁桥跨径较大时,箱形截面是最适宜的横断面形式,一当悬臂与连续体系梁桥跨径较大时,箱形截面是最适宜的横断面形式,一般跨径般跨径大于大于40m 40m 。受力特点:受力特点:箱形截面的顶板和底板具有较大面积,能够箱形截面的顶板和底板具有较大面积,能够抵抗正负双弯矩抵抗正负双弯矩;截面闭合,截面闭合,抗扭刚度较大抗扭刚度较大,内力分布均匀,内力分布均匀,整体性整体性能较好;能较好;箱形截面具有良好的动力性,且收缩变形数值较小。箱形截面具有良好的动力性,且收缩变形数值较小。截面形式:截面形式:单箱单室单箱单室整体性好,受力明确,整体性好,受力明确,施工方便;适用于桥面施工方便
29、;适用于桥面宽度较窄的情况。宽度较窄的情况。单箱多室单箱多室能有效减小顶板的正负弯能有效减小顶板的正负弯矩;施工较困难;腹板自矩;施工较困难;腹板自重弯矩所占比例较大。重弯矩所占比例较大。多箱单(多)室多箱单(多)室多箱单室较单箱多多箱单室较单箱多室更经济;多箱单室更经济;多箱单室可分箱施工。室可分箱施工。分离式箱形截面分离式箱形截面施工方便;分离的施工方便;分离的箱梁分别支承在独箱梁分别支承在独立的桥墩上。立的桥墩上。构造要求:构造要求:主梁的顶板主要按行车道板的要求设计,肋梁间距不宜超过主梁的顶板主要按行车道板的要求设计,肋梁间距不宜超过2.53.0m2.53.0m,保证,保证顶板和梁的共
30、同受力;顶板和梁的共同受力;跨中底板厚度可减小,但跨中底板厚度可减小,但不宜小于不宜小于15cm15cm或梁肋间净距的或梁肋间净距的1/161/16 ;负弯矩段底板厚度应逐渐增大,一般在墩顶处达到梁高的负弯矩段底板厚度应逐渐增大,一般在墩顶处达到梁高的1/101/12 1/101/12 ;腹板主要承受剪应力和拉应力,厚度应满足剪切极限强度要求;腹板主要承受剪应力和拉应力,厚度应满足剪切极限强度要求;跨中截面梁肋总厚度不小于桥宽的跨中截面梁肋总厚度不小于桥宽的1/121/201/121/20 ,支点截面不小于,支点截面不小于1/81/121/81/12 ;顶底板与梁肋的连接处应设置顶底板与梁肋的
31、连接处应设置梗腋梗腋以加强竖肋同水平板的联系,提高截以加强竖肋同水平板的联系,提高截面的面的抗扭刚度抗扭刚度和和抗弯刚度抗弯刚度,有利于布置纵向和横向,有利于布置纵向和横向预应力筋预应力筋。一般箱梁上一般箱梁上的常用形式的常用形式常用于底板与常用于底板与腹板之间的下腹板之间的下梗腋梗腋常用于斜腹常用于斜腹板与顶板之板与顶板之间间3.1 3.1 纵向钢筋和预应力筋设计纵向钢筋和预应力筋设计1 1、悬臂梁桥配筋、悬臂梁桥配筋悬臂悬臂部分和部分和支点支点附近时附近时负弯矩负弯矩区段,主钢筋要布置在梁的区段,主钢筋要布置在梁的顶部顶部。跨中跨中部分承受部分承受正弯矩正弯矩,主钢筋应布置在梁的,主钢筋应
32、布置在梁的底部底部。在在正负弯矩过渡区域正负弯矩过渡区域,两个方向的弯矩都可能发生,所以梁的,两个方向的弯矩都可能发生,所以梁的顶顶部和底部部和底部都要布置适量的钢筋。都要布置适量的钢筋。第三章第三章 配筋与其他构造设计原则配筋与其他构造设计原则单悬臂梁布束方式单悬臂梁布束方式双悬臂梁布束方式双悬臂梁布束方式2 2、连续梁桥配筋、连续梁桥配筋纵向预应力筋又称纵向预应力筋又称主筋,主筋,布置在顶、底板和腹板中;布置方式与采用布置在顶、底板和腹板中;布置方式与采用的的施工方法施工方法、预应力筋、预应力筋种类种类等有关系。等有关系。(b)(a)顶推施工顶推施工先简支后连续先简支后连续(d )(e)(
33、c)悬臂施工悬臂施工现浇施工现浇施工正正弯矩区弯矩区底部底部、负弯矩区负弯矩区顶部顶部布布置预应力筋;置预应力筋;正、负弯矩交替正、负弯矩交替作用区段作用区段,顶、顶、底板底板均需设预应力筋。均需设预应力筋。 顶板力筋在腹板顶板力筋在腹板内下弯并内下弯并锚固锚固在在腹板腹板上,减小外荷载上,减小外荷载剪力;剪力;腹板具有足够腹板具有足够厚厚度度以承受以承受集中的锚固集中的锚固力。力。直线布束:直线布束:锚固在梗肋处,锚固在梗肋处,减少减少摩阻摩阻损失损失、穿束方便,改穿束方便,改善腹板浇筑条件;善腹板浇筑条件;由由弯曲应力弯曲应力决定,抗剪强度决定,抗剪强度由由竖向竖向预应力筋提供。预应力筋提
34、供。 整根、曲线、通束:整根、曲线、通束:预应力筋长、弯曲预应力筋长、弯曲次数又多,加大摩阻损失,目前次数又多,加大摩阻损失,目前少用少用。梁内纵向梁内纵向主钢筋主钢筋须根据结构须根据结构弯矩包络图弯矩包络图进行布置,以满足正、负进行布置,以满足正、负弯矩的要求。弯矩的要求。斜钢筋斜钢筋可根据抵抗主拉应力的需要设置,既可由上下部主钢筋可根据抵抗主拉应力的需要设置,既可由上下部主钢筋弯弯折折而成,也可另外配置。而成,也可另外配置。3 3、刚构式桥配筋、刚构式桥配筋带挂梁的带挂梁的T T型刚构式桥段型刚构式桥段悬臂部分悬臂部分之承受负弯矩,因此将预应力之承受负弯矩,因此将预应力筋布置在筋布置在梁肋
35、顶部梁肋顶部和和桥面板内桥面板内,以获得最大的作用力臂。,以获得最大的作用力臂。直线束直线束的一部分在的一部分在接缝端面接缝端面上锚固,另一部分直通至悬臂端部分上锚固,另一部分直通至悬臂端部分锚固在锚固在牛腿端面牛腿端面上。上。肋内的肋内的曲线束曲线束则随着施工的推进逐渐下弯而倾斜锚固在各安装块则随着施工的推进逐渐下弯而倾斜锚固在各安装块件的端面上。件的端面上。带剪力较带剪力较的的T T型刚构,悬臂部分可能出现正负弯矩,因此梁的型刚构,悬臂部分可能出现正负弯矩,因此梁的底底部部也应布置适当的纵向预应力筋。也应布置适当的纵向预应力筋。T T型钢构的型钢构的墩柱墩柱属于属于压弯构件压弯构件,因此必
36、须在,因此必须在两侧柱壁两侧柱壁内布置足够内布置足够的受力钢筋或预应力筋。的受力钢筋或预应力筋。下弯的力筋能增加梁体的抗剪能力。为了使位于梁肋外承托内地力下弯的力筋能增加梁体的抗剪能力。为了使位于梁肋外承托内地力筋也能下弯锚固,通常还要使他们在平面内也作适当弯曲。筋也能下弯锚固,通常还要使他们在平面内也作适当弯曲。主梁内力主梁内力 竖向受剪竖向受剪 纵向受弯纵向受弯 横向受弯横向受弯三向预应力三向预应力三向预应力三向预应力竖向预应力竖向预应力纵向预应力纵向预应力横向预应力横向预应力纵向受弯和部分受剪纵向受弯和部分受剪横向受弯横向受弯受受剪剪预应力数量、位置根据使用阶段的预应力数量、位置根据使用
37、阶段的受力状态受力状态确定;确定;满足施工各阶段的满足施工各阶段的受力受力需要,施工方法决定施工阶段受力,预应力需要,施工方法决定施工阶段受力,预应力配筋必须结合配筋必须结合施工方法施工方法。3.2 3.2 箱梁三向预应力筋设计箱梁三向预应力筋设计混凝土箱梁三向预应力筋布置混凝土箱梁三向预应力筋布置桥面板中横向预应力束一般采用桥面板中横向预应力束一般采用直线直线布置,设置在桥面板上、下两层钢布置,设置在桥面板上、下两层钢筋网之间,可与纵向钢束叠置,保证横向筋网之间,可与纵向钢束叠置,保证横向整体性整体性、桥面板及横隔板、桥面板及横隔板横向抗横向抗弯能力弯能力;桥面板中间最小厚度为纵向预应力管道
38、直径与横向预应力管道直径之和桥面板中间最小厚度为纵向预应力管道直径与横向预应力管道直径之和再加再加2 25cm5cm ;大跨度连续梁中一般纵向束选用大跨度连续梁中一般纵向束选用钢绞线钢绞线,横预应力束采用,横预应力束采用扁束扁束;横向预应力束的间距一般采用横向预应力束的间距一般采用0.50.51.0m1.0m,张拉端和内锚固端交替布置;,张拉端和内锚固端交替布置;每根预应力筋的预加力一般为每根预应力筋的预加力一般为300300600kN600kN。横向预应力筋横向预应力筋1 1、横向预应力设计、横向预应力设计2 2、竖向预应力设计、竖向预应力设计布在布在腹板腹板中,提高抗剪能力;中,提高抗剪能
39、力;沿纵向的间距根据竖向剪力分布而调整:沿纵向的间距根据竖向剪力分布而调整:靠支点较密、靠跨靠支点较密、靠跨中较疏中较疏;竖向力筋较短,采用高强粗钢筋以减少回缩损失;竖向力筋较短,采用高强粗钢筋以减少回缩损失;按后张法工艺施工,及时压浆、封锚,压浆应密实饱满。按后张法工艺施工,及时压浆、封锚,压浆应密实饱满。箱梁横向及竖向配筋方式箱梁横向及竖向配筋方式竖向预应力筋竖向预应力筋3.3 3.3 其他构造设计其他构造设计1 1、横隔梁、横隔梁横隔梁在装配式横隔梁在装配式T T型梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用,其刚型梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用,其刚度越大,桥梁的整体性越好,在荷载作
40、用下各主梁能更好地协同工作。度越大,桥梁的整体性越好,在荷载作用下各主梁能更好地协同工作。对于简支梁桥,在对于简支梁桥,在跨中、四分点、支点处跨中、四分点、支点处各设一道横隔梁即可满足要各设一道横隔梁即可满足要求。求。横隔梁的高度可取为主梁高度的横隔梁的高度可取为主梁高度的3/43/4左右,端横隔梁的高度应比主梁略左右,端横隔梁的高度应比主梁略小一些。小一些。横隔梁的肋宽常用横隔梁的肋宽常用1220cm1220cm。箱梁横隔梁的作用是增加截面的横向刚度,限制畸变应力。箱梁横隔梁的作用是增加截面的横向刚度,限制畸变应力。支承处的横隔梁还担负着承受和分布较大支承反力的作用。支承处的横隔梁还担负着承
41、受和分布较大支承反力的作用。悬臂端和挂梁端结合部的局部构造称为悬臂端和挂梁端结合部的局部构造称为牛腿。牛腿。B/2eb1 R 13bb+2eR2RhcbeaRHehtan /2h/2cabNRhHMcQRabH 在这里由于梁端的相互搭在这里由于梁端的相互搭接,中间还要设置传力支座来接,中间还要设置传力支座来传递较大的竖向力,因此牛腿传递较大的竖向力,因此牛腿的高度被的高度被削弱削弱至不到悬臂梁高至不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半,却又要传和挂梁梁高的一半,却又要传递较大的递较大的竖向力和水平反力竖向力和水平反力,牛腿是上部结构中的薄弱部位。牛腿是上部结构中的薄弱部位。 2 2、牛腿、牛腿需要注意的
42、问题:需要注意的问题:牛腿部位应设置牛腿部位应设置端横梁端横梁来保证传力效果;来保证传力效果;悬臂梁和挂梁的腹板最好悬臂梁和挂梁的腹板最好一一对应一一对应,以达到受力明确、缩短传力路,以达到受力明确、缩短传力路线的目的;线的目的;牛腿的凹角线形应该缓和,牛腿的凹角线形应该缓和,避免尖锐转角避免尖锐转角,以缓和应力集中现象;,以缓和应力集中现象;牛腿处的牛腿处的支座高度支座高度应尽量应尽量减小减小,如采用橡胶支座;,如采用橡胶支座;牛腿的构造应满足某些特殊要求。牛腿的构造应满足某些特殊要求。牛腿的配筋:牛腿的配筋:下弯的下弯的纵向预应力筋纵向预应力筋和和竖向预应力筋竖向预应力筋共同抵抗剪力;共同
43、抵抗剪力;横向预应力筋横向预应力筋根据端梁的受力要求配置;根据端梁的受力要求配置;斜筋斜筋沿主拉应力方向布置,且尽量靠近凹角转折处;沿主拉应力方向布置,且尽量靠近凹角转折处;水平钢筋水平钢筋承受负弯矩及支座水平力;承受负弯矩及支座水平力; 718218218191919挂梁N4N3N2N1N5(c)p718d=1主拉应力迹线主压应力迹线(b)d=1无应力区(凹角处应力集中)主拉应力迹线密集p1/21/21/3(a)4545D45N2N1N3N4N5Z=R/cos45RZDRRRRbe1 1b+2ebR23B/2RhcbeaH牛腿受力情况复杂,各种验算有假设性,故牛腿受力情况复杂,各种验算有假设
44、性,故斜筋斜筋和和水平钢筋水平钢筋应富余些,还应富余些,还应布置较密的应布置较密的箍筋箍筋和和纵向水平钢筋纵向水平钢筋。(2 2)牛腿计算)牛腿计算,(补充内容),(补充内容)内容内容:对预先设计好的牛腿进行:对预先设计好的牛腿进行配筋配筋和和应力应力、强度验算强度验算。 截面内力计算截面内力计算sincosNRH cossinQRH tan22hhMReH B/2eb1 R 13bb+2eR2RhcbeaRHehtan /2h/2cabNRhHMcQRabH斜截面倾角斜截面倾角恒、活载支点反力(计冲击)恒、活载支点反力(计冲击)制动力活温变支座摩阻力制动力活温变支座摩阻力竖截面竖截面a-ba
45、-b验算验算000Re2hNHQRMH B/2eb1 R 13bb+2eR2RhcbeaRHehtan /2h/2cabNRhHMcQRabH按钢筋混凝土按钢筋混凝土偏心受拉偏心受拉构件验算构件验算抗弯抗弯和和抗剪抗剪强度。强度。当不计附加荷载时(当不计附加荷载时( ),), 按按受弯受弯构件验算强度。构件验算强度。预应力筋的牛腿,应按预应力混凝土构件验算其强度。预应力筋的牛腿,应按预应力混凝土构件验算其强度。00N 最弱斜截面最弱斜截面验算验算最弱斜截面是指按纯混凝土截面计算时拉应力最弱斜截面是指按纯混凝土截面计算时拉应力 为为最大的截面最大的截面,该截面倾角该截面倾角 满足:满足:223R
46、e32RhtgHHh 22sin23Re32(23)cosyyRhNtgHHhNhm 对于预应力混凝土牛腿,最弱斜截面倾角:对于预应力混凝土牛腿,最弱斜截面倾角:l B/2eb1 R 13bb+2eR2RhcbeaRHehtan /2h/2cabNRhHMcQRabHyN 预压力合力预压力合力预压力合力预压力合力 对水平线对水平线 的倾角。的倾角。预压力合力预压力合力 与内角竖与内角竖 直线直线a-ba-b交点至内角点交点至内角点a a的的 距离距离myNyNyN 4545斜截面抗拉验算斜截面抗拉验算 牛腿钢筋设计为确保钢筋具有足够的抗拉强度,需验算假设混凝土牛腿钢筋设计为确保钢筋具有足够的抗
47、拉强度,需验算假设混凝土4545斜截面开裂后的受力状态,此时全部斜拉力将由钢筋承受(对于预应斜截面开裂后的受力状态,此时全部斜拉力将由钢筋承受(对于预应力混凝土牛腿包括预应力筋)。此时近似按力混凝土牛腿包括预应力筋)。此时近似按轴心受拉构件轴心受拉构件验算,则:验算,则:0(sin45cos45 )sdgWgHgVZfAAA 式中:式中:钢筋混凝土轴心受拉构件强度安全系数;钢筋混凝土轴心受拉构件强度安全系数; Z 外力作用下斜截面上总斜拉力;外力作用下斜截面上总斜拉力; fsd 钢筋抗拉设计强度;钢筋抗拉设计强度;Agw裂缝截面上所有斜筋截面积;裂缝截面上所有斜筋截面积;AgHsin45裂缝截
48、面所有水平钢筋的有效截面积;裂缝截面所有水平钢筋的有效截面积;Agvcos45裂缝截面所有竖向钢筋的有效截面积。裂缝截面所有竖向钢筋的有效截面积。0 45Z=R/cos45DRRN245DZN1N3R45N5N4竖向钢筋和离裂缝起点远的斜竖向钢筋和离裂缝起点远的斜钢筋,因受力不大,可偏安钢筋,因受力不大,可偏安全地不计它们的抗拉作用。全地不计它们的抗拉作用。牛腿是整根梁的薄弱环节,受牛腿是整根梁的薄弱环节,受力情况力情况 复杂,验算带有假设复杂,验算带有假设性,故对于斜筋和水平钢筋性,故对于斜筋和水平钢筋的设计应适当富余些,在牛的设计应适当富余些,在牛腿部分还应布置较密的箍筋腿部分还应布置较密
49、的箍筋和纵向水平钢筋。和纵向水平钢筋。补充结束补充结束3 3、剪力铰、剪力铰剪力铰只剪力铰只传递竖向剪力传递竖向剪力而不传递弯矩和水平力。在竖向荷载作用下,而不传递弯矩和水平力。在竖向荷载作用下,各个各个T T形单元可以共同受力,相邻悬臂的端点挠度一致;剪力铰还需保形单元可以共同受力,相邻悬臂的端点挠度一致;剪力铰还需保证相邻悬臂能够自由伸缩和转动,使各个证相邻悬臂能够自由伸缩和转动,使各个T T形单元能保证相对的独立性。形单元能保证相对的独立性。剪力铰一般有:剪力铰一般有:链杆式铰、拉杆及辊轴组成的铰、唧筒式铰链杆式铰、拉杆及辊轴组成的铰、唧筒式铰三种。三种。4 4、体外预应力、体外预应力体
50、外预应力钢束布置形式可以是体外预应力钢束布置形式可以是直线束直线束和和折线束;折线束;体外筋常用的防护方法:包裹聚乙烯管、预埋镀锌钢套管。体外筋常用的防护方法:包裹聚乙烯管、预埋镀锌钢套管。体外配筋优点:体外配筋优点:不需设置预留管道,不削弱主梁截面,可减小尺寸。不需设置预留管道,不削弱主梁截面,可减小尺寸。体外配筋缺点:体外配筋缺点:对结构及管道防护设施要求较高,疲劳强度及极限承载能力较低。对结构及管道防护设施要求较高,疲劳强度及极限承载能力较低。第四章第四章 结构内力计算结构内力计算4.1 4.1 结构恒载内力结构恒载内力1 1、一次落架内力、一次落架内力悬臂与连续体系桥梁的截面内力沿梁长
51、方向变化复杂,每跨宜选悬臂与连续体系桥梁的截面内力沿梁长方向变化复杂,每跨宜选5-65-6个个计算截面,通常可利用各截面的计算截面,通常可利用各截面的内力影响线内力影响线来计算。来计算。计算变截面梁的恒载内力时,需要计算恒载集度计算变截面梁的恒载内力时,需要计算恒载集度g gx x沿梁长的变化,只有当沿梁长的变化,只有当g gx x变化幅度在变化幅度在10%10%以内时,可近似按平均荷载计算。以内时,可近似按平均荷载计算。利用影响线计算恒载内力时(图利用影响线计算恒载内力时(图3-4-13-4-1),截面),截面K K的恒载弯矩可以写成:的恒载弯矩可以写成:xxlSg y dx对于多段直线形的
52、内力影响线(图对于多段直线形的内力影响线(图3-4-2a3-4-2a),可用影响线的转折点来分),可用影响线的转折点来分段计算,最后求和,每一段荷载引起的恒载内力为:段计算,最后求和,每一段荷载引起的恒载内力为:tantan=baxixggxSgdxxy 1niiSS当当g g图呈曲线形时,可把图呈曲线形时,可把g g图再分成若干小段,每一小段近似做直线处理图再分成若干小段,每一小段近似做直线处理(图(图3-4-2b3-4-2b),这样求),这样求g g图形心为之比较方便。图形心为之比较方便。2 2、分段施工内力、分段施工内力对于图对于图3-4-33-4-3所示的等截面三跨连续梁,按照整体施工
53、法、悬臂施工法、所示的等截面三跨连续梁,按照整体施工法、悬臂施工法、逐跨施工法、顶推施工法所得到的最终弯矩图会稍有不同。逐跨施工法、顶推施工法所得到的最终弯矩图会稍有不同。整体施工法整体施工法当按整体施工法形成结构时,最终成桥状态的截面内力图,相当于将均当按整体施工法形成结构时,最终成桥状态的截面内力图,相当于将均布荷载布荷载q q以一次落架方式作用在最终形成的三跨连续梁结构上计算所得以一次落架方式作用在最终形成的三跨连续梁结构上计算所得的结构内力。的结构内力。悬臂施工法悬臂施工法当按悬臂施工法形成结构时,成桥状态的截面弯矩是通过逐个梁段的悬当按悬臂施工法形成结构时,成桥状态的截面弯矩是通过逐
54、个梁段的悬臂逐步形成的。采用这种方式形成的成桥状态截面弯矩不会出现正弯矩。臂逐步形成的。采用这种方式形成的成桥状态截面弯矩不会出现正弯矩。以下为补充内容以下为补充内容 悬臂浇筑施工时连续梁恒载内力计算悬臂浇筑施工时连续梁恒载内力计算以一座三孔连续梁为例,采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工,可归纳以一座三孔连续梁为例,采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工,可归纳为五个主要阶段:为五个主要阶段: 阶段阶段1 1:在主墩上悬臂浇筑混凝土梁段在主墩上悬臂浇筑混凝土梁段 首先在主墩上浇筑墩顶梁体节段(首先在主墩上浇筑墩顶梁体节段(零号块零号块),用粗钢筋及临时垫块),用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作将梁体与墩身作
55、临时锚固临时锚固,然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段、,然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段、对称平衡悬臂施工对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力,结构工作性能犹如。此时桥墩上支座暂不受力,结构工作性能犹如T T型刚构型刚构;对于边跨不对称的部分梁段则采用有;对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工支架施工。该阶段结构体系静定,外荷载为梁体自重该阶段结构体系静定,外荷载为梁体自重q q自自(x)(x)和挂篮重量和挂篮重量P P挂,其弯挂,其弯矩图与一般悬臂梁无异。矩图与一般悬臂梁无异。 当当边跨梁体合龙边跨梁体合龙以后,先拆除中墩临时锚固,然后可拆除支架和边以后,先拆除中墩临时锚固,然后可拆除支
56、架和边跨的挂篮。此时由于结构体系发生了变化,边跨接近于一单悬臂梁,原跨的挂篮。此时由于结构体系发生了变化,边跨接近于一单悬臂梁,原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除,相当于结构承受一个向上的,相当于结构承受一个向上的集中力集中力P P挂挂。 阶段阶段2 2:边跨合龙:边跨合龙 当中跨合龙段上的混凝土当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度尚未达到设计强度时,该段混凝土的自重时,该段混凝土的自重q q及及挂篮重量挂篮重量2p2p挂挂将以将以2 2个集中力个集中力R R0 0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。由于
57、的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。由于此阶段的此阶段的挂篮均向前移挂篮均向前移了,故原来向下了,故原来向下p p挂挂的现以方向向上的卸载力的现以方向向上的卸载力p p挂挂作作用在梁段的原来的位置上。用在梁段的原来的位置上。阶段阶段3 3:中跨合龙:中跨合龙 全桥已经形成整体结构(全桥已经形成整体结构(超静定结构超静定结构),拆除合龙段挂篮后,原先),拆除合龙段挂篮后,原先由挂篮承担的合龙段自重转而作用于整体结构上。由挂篮承担的合龙段自重转而作用于整体结构上。阶段阶段4 4:拆除合龙段挂篮:拆除合龙段挂篮 在桥面均布在桥面均布二期恒载二期恒载的作用下,可得到三跨连续梁桥的相应弯矩图。的作用下,可得
58、到三跨连续梁桥的相应弯矩图。以上是对每个阶段受力体系的剖析,若需知道是某个阶段的累计内力以上是对每个阶段受力体系的剖析,若需知道是某个阶段的累计内力时,则将该阶段的内力与在它以前几个阶段的内力进行叠加便得。成时,则将该阶段的内力与在它以前几个阶段的内力进行叠加便得。成桥后的总恒载内力,将是这五个阶段内力桥后的总恒载内力,将是这五个阶段内力叠加叠加的结果。的结果。阶段阶段5 5:上二期恒载:上二期恒载 悬臂施工时挠度和预拱度计算悬臂施工时挠度和预拱度计算简支梁简支梁桥一般采用预制安装或有支架法施工,其计算图式就是成桥计桥一般采用预制安装或有支架法施工,其计算图式就是成桥计算图式,计算算图式,计算
59、简单简单;悬臂施工的悬臂施工的T T型刚构桥和连续体系梁桥型刚构桥和连续体系梁桥:其受力状况较为:其受力状况较为复杂复杂,对每个,对每个节段设置节段设置预拱度预拱度,使成桥以后的桥面标高符合设计要求等问题;,使成桥以后的桥面标高符合设计要求等问题;一、恒载作用下挠度计算和预拱度设置一、恒载作用下挠度计算和预拱度设置悬臂法施工中的一期恒载主要包括悬臂法施工中的一期恒载主要包括结构自重结构自重和和预施预应力预施预应力两大部分。两大部分。 1 .1 .有支架施工的悬臂梁有支架施工的悬臂梁每个结点的预拱度每个结点的预拱度可用下式表示:可用下式表示:i 1112131412122232423132333
60、434142434441111 各结点在卸架后由各结点在卸架后由恒载引起的总变形恒载引起的总变形节段自重节段自重及预应力对及预应力对 i 结点产生结点产生的弹性变形的弹性变形1234(,)GGGG2 2 悬臂拼装结构悬臂拼装结构由于恒载而设的预拱由于恒载而设的预拱度度可表示:可表示:1112131412223242333434441010010001 悬臂结构逐段拼装时,后节段悬臂结构逐段拼装时,后节段的恒载对先拼节段会产生弹性的恒载对先拼节段会产生弹性变形,而先拼的节段已完成了变形,而先拼的节段已完成了本身恒载的变形,不再对后续本身恒载的变形,不再对后续节段产生影响。节段产生影响。 i 3
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