混凝土梁式桥设计与构造

§2.1.1

砼梁桥设计与构造

桥梁系：陆萍2023/3/14一、混凝土梁式桥的主要类型及其特点梁桥受力变形示意图梁式桥的主要承重结构是梁（受弯）！≤截面最大应力材料容许应力材料强度截面弯矩截面形状尺寸结构体系（施工方法）建筑材料梁桥的跨越能力主要取决于结构体系、建筑材料及截面形式。另外，还与施工方法有关。混凝土梁式桥建材截面体系施工钢筋混凝土预应力混凝土箱形肋形板形预制装配现浇悬臂连续简支1、钢筋混凝土梁式桥和预应力混凝土梁式桥钢筋混凝土的组成1）钢筋混凝土梁桥的特点钢筋混凝土梁桥的优点：就地取材、耐久性好、可塑性强、装配式结构的工业化程度高、整体性好、结构刚度大，变形小、噪声小钢筋混凝土梁桥的缺点（难以克服）：开裂自重大受拉时，钢筋可以有相当大的弹性变形，而混凝土的极限弹性变形很小，拉力稍大便会发生脆性断裂。裂缝过大会使钢筋遭受锈蚀，必须加以限制，一般为0.2~0.3mm承载能力大部分消耗于结构自重，限制了其跨越能力。裂缝宽度的限制使得钢筋混凝土结构无法利用高强度材料减轻自重。中、小桥桥梁数量多，工程量大，因此，钢筋混凝土桥在桥梁工程中仍占有重要地位。2）预应力混凝土梁桥的特点（预先储存了压应力的新型混凝土材料）先张法工艺：张拉预应力筋立模浇筑混凝土放松切断力筋设备：台座锚具张拉千斤顶直束，工厂预制后张法工艺：立模浇筑混凝土穿束、张拉、锚固压浆设备：锚具管道张拉千斤顶用途广泛：曲线束，现场浇筑基本原理：以混凝土为支承而张拉钢筋，从而使钢筋在预先受拉的同时使混凝土预先受压，以抵消外荷载所产生的拉应力，延缓或避免出现裂缝。全预应力混凝土部分预应力混凝土普通钢筋砼梁桥混凝土强度低（小于C40）钢材强度低（150~250MPa）带裂缝工作，耐久性低现浇或预制施工强度低，自重大施工简单、安全中小桥梁（＜20m）预应力混凝土梁桥高强混凝土（C40以上）高强钢筋（钢绞线、钢丝）不开裂，全截面工作施工方法更多样自重相对较轻预应力工艺要求高跨越能力大（300m+）2023/3/146受力特点分类：

简支、悬臂、连续、T构、连续刚构简支

连续

悬臂

2023/3/148跨径布置：86.5+4×138+156+174+104.5，共8跨，挂孔长35m。桥宽21m。墩柱高48m~62m。根部梁高分别为11m和8m。带铰T构（铰复杂，少用）带挂梁T构（力学性能、行车平顺性差）2023/3/149连续刚构：墩梁固结、梁体连续、柔性高墩简支跨径减小支点负弯矩须注意弯矩图面积（绝对值）小例如支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩显著减小，降低主梁高度，减少自重一、简支梁桥正弯矩结构，适适合T形截面静定结构，不受受温度变化、混混凝土收缩徐变变影响，无附加加内力不受地基变位影影响，适于较差差地基各孔单独受力，，便于预制、架架设、费用较省，经济济指标好2023/3/711122023/3/7132023/3/714二、悬臂梁桥悬臂梁桥——简支梁桥梁体伸伸长，越过支点点与邻跨搭接或或铰结组成的桥桥跨结构即为悬悬臂梁桥。悬臂梁桥一般至至少三跨，利用用悬臂端的自重重负弯矩对锚跨跨跨中正弯矩产产生有利的卸载作用。2023/3/715特点：一般为静定结构构，不受地基沉沉降的影响，无无附加内力产生生，适用于地基基较差情况；与同跨简支梁桥桥相比，跨中正正弯矩显著减小小，受力较为合合理；同比布载，弯矩矩图包围面积小小于简支梁桥，，受力更为经济济；多跨桥，中间墩墩上设置单排支支座，节省桥墩墩体积；2023/3/716锚跨布载，与与同跨简支梁梁桥受力无异异；负弯矩结构，，梁顶容易开开裂，采用钢钢筋砼结构较较为困难，预预应力结构较较好；挂梁处需设置置牛腿、伸缩缩缝装置，断缝移至跨度度内（缝没减少）），行车条件仍较较差；构件不易实现现标准化，需需采用现浇施施工。2023/3/717牛角沱嘉陵江江大桥，建于于1966年，总长600.56米2023/3/7182023/3/7191890年苏格兰520m福斯湾(Forth)悬臂桁架桥加拿大魁北克克大桥177m的悬臂支承着着195m长的中间段构构成主跨2023/3/720旧庄河一号桥桥是中国铁路路上首次采用用悬臂拼装法法施工的预应应力混凝土桥桥，全长106m，主跨为24+48+24(m)铰接悬臂梁，，中跨跨中设设独特的预应应力混凝土剪剪力铰，边跨跨梁端采用特特殊设计的制制动支座和预预应力混凝土土锚柱与桥台台连接，以承承受正负支点点反力和横向向水平力。主梁为变截面面单室箱梁。。2023/3/721三、连续梁桥桥梁体连续通过过支点，一跨跨受力，其他他各跨均受影影响；超静定结构，，受地基位移移影响大，对对地基要求较较高；支点负弯矩对对跨中正弯矩矩产生有利卸载作用，可减小小截面尺寸，，节省材料；；恒载内力与施施工方法密切切相关2023/3/722多跨一联，减少接接缝数量，但联长长加大，伸缩缝构构造复杂；可采用悬臂施工、、顶推施工法等，，工艺技术较成熟熟，工程质量容易易控制；墩台上设置单排支支座，减小墩台工工程量桥面无接缝，主梁梁变形和缓，行车车平顺；常采用变截面箱梁梁。2023/3/723变高不等跨连连续梁桥等高等跨连连续梁桥V墩连续梁桥云南六库大桥(L=154m,1991年)、连续南京长江二桥北汊汊桥(L=90+3×165m+90m,2001年)、连续2023/3/726V墩连续梁（弯矩削削峰）等高、等跨连续梁梁桥简支--变连续梁桥2023/3/727四、预应力砼T型刚构结构形式：带铰T构——相邻悬臂通过剪力力铰相连，恒载下为静定，活活载作用为超静定定；悬臂端由于混凝土土徐变产生的下挠挠不易控制；剪力铰构造复杂，，现很少使用。2023/3/728带挂梁T构－静定结构，受受力明确，不受外外界环境影响。接接缝较多，不利高高速行车。T形单元尽量对称一一致，使恒载对称称偶数个T＋奇数个挂梁，组组成静定结构由于箱梁端部要设设置挂梁，在箱梁梁端部须设置牛腿腿。纯负弯矩结构，与与悬臂施工受力接接近一致。2023/3/729牛腿2023/3/730跨径布置：86.5+4×138+156+174+104.5，共8跨，挂孔长35m。桥宽21m。墩柱高48m~62m。根部梁高分别为11m和8m。2023/3/731主跨174mT构每侧悬臂净长65.75m，分为20节段对称地采用挂篮悬臂浇筑，近根部使用托架。主梁采用双箱单室断面，梁底呈抛物线变化，牛腿支承处梁高3.2m，悬臂根部为11m(8m)。为了加强箱梁的整体性和横向刚度，距根部6.65m范围内将量箱底板连通。采用三向预应力。桥墩采用空心薄壁结构结构2023/3/732乌龙江桥桥2023/3/733五、连续续刚构桥桥连续刚构构在T型刚构基基础上，，将主梁梁连续并并与薄壁壁桥墩固固结而成成。梁体连续续使跨中中产生正正弯矩，，削弱了了悬臂根根部负弯弯矩。取消了挂挂梁，总总体刚度度增大，，且桥面面连续，，平顺性性好。2023/3/734连梁：连连刚受力力比较随薄壁墩墩高的增增加，连连续梁与与连续刚刚构的恒恒载、活活载弯矩矩基本一一致随墩高的的增加，，墩对主主梁根部部的嵌固固作用迅迅速减弱弱，而退退化成仅仅起支承承作用。。随墩高的的增加，，主梁内内轴力迅迅速减小小从本质上上，连续续刚构属属于连续续梁的范范畴2023/3/735重庆石板板坡长江江大桥复复线桥桥2023/3/737重庆嘉华华大桥主跨252m，边跨138m重庆石板板坡复线线桥，主主跨330m2023/3/738北盘江特特大桥全长1261m，跨径布布置：82.5+220+290+220+82.5预应力混混凝土斜斜腿刚构构。主墩墩空心薄薄壁墩，，最大墩墩高170m。2023/3/739沅陵沅水水桥2023/3/740LavanttalBridge2023/3/7412023/3/742小结各体系受力各各有千秋，没没有不好的结结构，只有不不合理的设计计内力调整方法法：静定体系：调调整各孔跨径径长度比，调调整弯矩零点点超静定体系：：调整截面抗弯弯刚度比（梁梁高、壁厚等等）调整梁体支承承方式（单点点支承-多点支承）调整预筋线形形、位置改变施工方法法合理评估次内内力2023/3/7432023/3/7442023/3/745三跨连续梁桥主