篇混凝土梁桥和刚架桥课件

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1、桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1第二篇第二篇 混凝土梁桥和刚架桥混凝土梁桥和刚架桥第一章 概述概述第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点混凝土梁式桥构造与设计要点第三章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算第四章 混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算第五章 刚架桥简介刚架桥简介第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座第七章 混凝土斜、弯梁桥简介混凝土斜、弯梁桥简介第八章 混凝土梁桥的施工混凝土梁桥的施工第九章 梁式桥实例梁式桥实例 思考题及作业题思考题及作业题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥2

2、第一章第一章 概概 述述桥梁有三大基本体系桥梁有三大基本体系:梁梁受弯受弯;拱;拱受压受压;吊;吊受拉受拉基本体系的相互组合又形成如下基本体系的相互组合又形成如下组合组合体系:体系:斜拉桥斜拉桥梁、吊组合梁、吊组合刚架桥刚架桥梁、拱组合梁、拱组合第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥3梁桥优点:梁桥优点: 就地取材、工业化施工、耐久性强、整体性好就地取材、工业化施工、耐久性强、整体性好、美观、美观最大跨径:最大跨径: 简支梁桥简支梁桥:50:5070m70m 连续刚构:连续刚构:330m330m箱箱截面形式:截面形式: 板、肋、箱板、肋、箱板板 肋肋

3、 第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4受力特点分类:受力特点分类: 简支、连续、悬臂、刚构简支、连续、悬臂、刚构简支简支 连续连续 悬臂悬臂 第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5刚构刚构 第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6梁式桥最大跨径梁式桥最大跨径序号桥 名主跨(m)结构形式桥 址年份1石板坡长江大桥330连续刚构中国重庆20062斯托尔马桥(Stolma)301连续刚构挪威19983拉脱圣德桥(Raftsundet)298连续刚构挪威19984亚

4、松森桥(Asuncion)2703跨T构巴拉圭19795虎门大桥辅航道桥270连续刚构中国广东19976苏通大桥辅航道桥268连续刚构中国江苏2008第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥7石板坡长江大桥石板坡长江大桥第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥8跨中跨中108m长钢梁整体安装长钢梁整体安装第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥9 挪威斯托尔马桥挪威斯托尔马桥(1998、301m),跨中跨中182m为为C60轻质陶粒混凝土轻质陶粒混凝土第一章 概述桥梁工

5、程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥10斯托尔马桥立面斯托尔马桥立面第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥11斯斯托托尔尔马马桥桥箱箱梁梁第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥12挪威拉脱圣德桥挪威拉脱圣德桥(Raftsundet)L298m, 1998年年第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥13拉脱圣德桥拉脱圣德桥(Raftsundet)立面)立面第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥14

6、拉拉脱脱圣圣德德桥桥( Raftsundet )横横断断面面第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥15云南六库大桥云南六库大桥(L=154m,1991年年)、连续、连续第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥16南京长江二桥北汊桥南京长江二桥北汊桥(L=(L=90+3165m+90m90+3165m+90m, 2001, 2001年年) )、连续、连续第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥17施工方法:施工方法: 整体现浇整体现浇整体性好整体性好 预制拼装预制拼装施

7、工方便、节省支架模板、不受季节影响施工方便、节省支架模板、不受季节影响大跨桥梁施工方法:大跨桥梁施工方法: 悬拼、整体预制吊装、顶推等悬拼、整体预制吊装、顶推等第一章 概述桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥18E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥19第二章第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点混凝土梁式桥构造与设计要点第二章 混凝土梁式桥构造与设计要点第一节 板桥的构造板桥的构造第二节 简支板桥的构造简支板桥的构造第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的构造悬臂体系和连续体系梁桥的构造第四节 无缝桥梁的构造无缝桥梁的构造桥梁工

8、程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥20第一节第一节 板桥的构造板桥的构造一、 整体式简支板桥的构造 截面型式:矩形截面、肋板式截面。l钢筋混凝土整体式板桥钢筋混凝土整体式板桥:1.1.常用跨径:一般在常用跨径:一般在8m8m以下以下,板厚与跨径之比一般为,板厚与跨径之比一般为1/121/121/161/162.2.受力特点:在荷载作用下,桥面板实际上呈受力特点:在荷载作用下,桥面板实际上呈双向受力状态双向受力状态。3.3.配筋特点:桥面板宽较大时,配筋特点:桥面板宽较大时,纵、横向纵、横向均需配置受力钢筋。均需配置受力钢筋。注:注:1) 1) 保护层厚度应不小于保

9、护层厚度应不小于3cm3cm。 2) 2) 在主钢筋的弯折处,应布置分布钢筋。在主钢筋的弯折处,应布置分布钢筋。 第二章 第一节 板桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥21二、二、 装配式装配式简支板支板桥的构造的构造 1. 1. 矩形矩形实心板心板桥 1 1)优点:形状简单,施工方便,建筑高度小等)优点:形状简单,施工方便,建筑高度小等 2 2)构造特点:)构造特点:一般使用跨径:一般使用跨径:1.5m1.5m8m8m,板高:板高:0.16m0.16m0.36m0.36m,常用的常用的桥面面净空:空:净-7-7,净-9-9第二章 第一节 板桥的构造桥

10、梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥222. 2. 空心板桥空心板桥 1 1)优点:跨径较矩形实心板桥增大,)优点:跨径较矩形实心板桥增大,自重轻自重轻,能充分利用材料。,能充分利用材料。 2 2)构造:)构造:单孔单孔 开孔型式开孔型式双圆孔形双圆孔形钢筋混凝土:钢筋混凝土:跨径为跨径为6 613m13m,板厚为,板厚为0.40.40.8m0.8m;预应力混凝土预应力混凝土:跨径为跨径为8 820m20m,板厚为,板厚为0.40.40.85m0.85m。跨径及板厚跨径及板厚注:注:空心板的顶板和底板厚度不应小于空心板的顶板和底板厚度不应小于80mm80mm,以

11、保证施工质量和承载的需要。,以保证施工质量和承载的需要。第二章 第一节 板桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥23空心板梁桥的梁底仰视照片空心板梁桥的梁底仰视照片(大水町中桥)(大水町中桥)周口李贯河桥的空心板架设(周口李贯河桥的空心板架设(16m16m)第二章 第一节 板桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥243 .3 .装配式板装配式板桥的横向的横向连接接 1 1)作用:)作用:保保证板板块共同承受共同承受车辆荷荷载。 2 2)常用横向)常用横向连接方式:接方式:企口混凝土企口混凝土铰链接接第二章 第一节

12、板桥的构造注:注:1 1、块件安装就位后,在铰缝内插入钢筋,、块件安装就位后,在铰缝内插入钢筋,填实细集料混凝土;填实细集料混凝土;2 2、如要使桥面铺装层也参与受力,也可、如要使桥面铺装层也参与受力,也可以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样以将预制板中的钢筋伸出与相邻板的同样钢筋互相绑扎,再浇筑在铺装层内;钢筋互相绑扎,再浇筑在铺装层内;3 3、铰槽深度宜为预制板高的、铰槽深度宜为预制板高的2/32/3。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥25吊装用钢环吊装用钢环装配式简支空心板吊装架设到位装配式简支空心板吊装架设到位板侧预留钢筋板侧预留钢筋板顶预留钢筋板顶

13、预留钢筋防撞栏钢筋防撞栏钢筋第二章 第一节 板桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥26第二节第二节 简支梁桥的构造简支梁桥的构造l 优点:优点:受力明确,构造简单,施工方便,应用最广泛。受力明确,构造简单,施工方便,应用最广泛。l 组成:组成:主梁:主梁:是桥梁的主要是桥梁的主要承重结构承重结构;横隔梁:横隔梁:保证各根主梁相互结成整体,提高桥梁的整体刚度;保证各根主梁相互结成整体,提高桥梁的整体刚度;桥面板:桥面板:承受车辆承受车辆( (人群人群) )荷载的作用。荷载的作用。l 施工方式:施工方式:整体现浇和预制装配整体现浇和预制装配第二章 第二节

14、简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥27一、整体式简支一、整体式简支T T梁桥梁桥1.1.优点:优点:整体性好、刚度大、整体性好、刚度大、 易于做成复杂形状等。易于做成复杂形状等。2.2.截面型式:截面型式:T T梁,加次纵梁式梁,加次纵梁式T T梁。梁。3.3.构造特点:构造特点: 梁高梁高h h:h/h/l = l = 1/81/81/161/16 肋宽肋宽b b:b/h = 1/6b/h = 1/61/71/7,且,且=16cm (=16cm (以利于浇筑混凝土以利于浇筑混凝土) ) 桥面板厚度:桥面板厚度:跨中板厚跨中板厚h h1 1不应

15、小于不应小于10cm10cm,根部厚度,根部厚度h h0 0为为25255cm5cm 其他:其他: 承托长高比一般不大于承托长高比一般不大于3 3; 为合理布置主钢筋,梁肋底部可做成马蹄形。为合理布置主钢筋,梁肋底部可做成马蹄形。第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥28二、预制装配式简支二、预制装配式简支T T形梁桥形梁桥1.1.优点:优点:建桥速度快,工期短,模板支架少等优点,建桥速度快,工期短,模板支架少等优点, 应用广泛。应用广泛。2.2.截面型式:截面型式: a.a.形形(a)(a) b.Tb.T形梁形梁(b)(b)(d)

16、(d) 最为普遍的结构形式最为普遍的结构形式 c.c.箱形梁箱形梁(e)(e):第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥29上部构造上部构造标准横断准横断面面图(mmmm)第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥30装配式简支装配式简支T T梁梁桥仰视照片桥仰视照片第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥311 1 主梁主梁(1 1) 构造构造 装配式简支梁桥主梁尺寸 表2.1桥梁型式适用跨径桥梁型式适用跨径(m)(

17、m)适用跨径适用跨径(m)(m)主梁间距主梁间距(m)(m)主梁高度主梁高度主梁肋宽度主梁肋宽度(m)(m)钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁8 8l l20201.51.5 2.22.2h=(1/111/18)h=(1/111/18)l lb=0.16 b=0.16 0.20m0.20m预应力混凝土简支梁预应力混凝土简支梁2020l l50501.81.8 2.52.5h=(1/141/25)h=(1/141/25)l lb b=0.18m=0.18m0.20m0.20m注:注: (1 1)跨径较大时应取较小的比值,反之,则应取较大的比值跨径较大时应取较小的比值,反之,则应取较大的比值 (2

18、2)主梁梁肋厚度在满足抗剪要求下可适当减薄。)主梁梁肋厚度在满足抗剪要求下可适当减薄。 (3 3)梁肋端部)梁肋端部2.02.05.0m5.0m范围内可逐渐加宽,以满足抗剪和安放支范围内可逐渐加宽,以满足抗剪和安放支 座要求。座要求。第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥32间距:间距:当吊装重量允许时,主梁间距采用当吊装重量允许时,主梁间距采用1.81.82.2.4 4m m为宜。为宜。 (2 2)预应力钢筋的布置)预应力钢筋的布置 预应力束筋的布置形式,与桥梁结构体系、受力情况、构造预应力束筋的布置形式,与桥梁结构体系、受力情况

19、、构造形式、施工方法都有密切关系。形式、施工方法都有密切关系。 第二章 第二节 简支梁桥的构造预应力钢束立面布置图预应力钢束立面布置图 立面看,预应力束应布置在束界界限内,保证梁任何截面出立面看,预应力束应布置在束界界限内,保证梁任何截面出于弹性工作阶段,梁上、下缘应力不超过规定值。于弹性工作阶段,梁上、下缘应力不超过规定值。 一般端梁三分点处起弯,具体多一般端梁三分点处起弯,具体多在第一道横隔板附近起弯在第一道横隔板附近起弯桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥33(2 2)预应力钢筋的布置)预应力钢筋的布置 横断面看,预应力钢束在满足构造要求的同横断面看,预

20、应力钢束在满足构造要求的同时,应尽量互相紧密靠拢,重心尽量靠下时,应尽量互相紧密靠拢,重心尽量靠下第二章 第二节 简支梁桥的构造横断面预应力筋布置图横断面预应力筋布置图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥342 2 桥面板及横向联接构造桥面板及横向联接构造(1) (1) 翼缘板构造翼缘板构造 一般采用变厚形式,其厚度随主梁间距而定。一般采用变厚形式,其厚度随主梁间距而定。 【规范规范】:翼缘根部(与梁肋衔接处)的厚度应不小于梁翼缘根部(与梁肋衔接处)的厚度应不小于梁高的高的1/101/10,边缘厚度,边缘厚度不宜小于不宜小于10cm10cm;当板间采用横向整体

21、现浇;当板间采用横向整体现浇连接时,悬臂端厚度连接时,悬臂端厚度不应小于不应小于14cm14cm。T梁翼缘板钢筋布置图(梁翼缘板钢筋布置图(mm)第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥35常用的桥面板(翼缘板)横向连接有常用的桥面板(翼缘板)横向连接有湿接接头湿接接头。 湿接接头湿接接头第二章 第二节 简支梁桥的构造(2) (2) 桥面板横向连接构造桥面板横向连接构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥36(1) 1) 横隔梁构造横隔梁构造l 位置:位置:必须设置端横隔梁;必须设置端横隔梁; 跨内的

22、横隔梁宜每隔跨内的横隔梁宜每隔5.0m5.0m10.0m10.0m设置一道。设置一道。l 高度:高度:通常将端横隔梁做成与梁同高。通常将端横隔梁做成与梁同高。 内横隔梁的高度一般为主梁梁肋高度的内横隔梁的高度一般为主梁梁肋高度的0.70.70.90.9倍。倍。 预应力梁的横隔梁常与马蹄的斜坡下端齐平。预应力梁的横隔梁常与马蹄的斜坡下端齐平。l 厚度:厚度:一般为一般为151518cm18cm,并做成上宽下窄和内宽外窄的楔形以便脱,并做成上宽下窄和内宽外窄的楔形以便脱模。模。第二章 第二节 简支梁桥的构造3 3 横隔梁及横向联接构造横隔梁及横向联接构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社

23、第二篇 混凝土梁桥和刚架桥37第二章 第二节 简支梁桥的构造横隔板钢筋布置图横隔板钢筋布置图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥38(2) 2) 横隔梁横向联接构造横隔梁横向联接构造装配式横隔板接装配式横隔板接头第二章 第二节 简支梁桥的构造横隔板连接接头常采用横隔板连接接头常采用湿接法湿接法。 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥39吊装后吊装后T T梁桥仰视照片梁桥仰视照片 第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥40三、三、 组合梁合梁桥 定定义:用用纵向水平向

24、水平缝将将单梁的梁肋部分与梁的梁肋部分与桥面板(翼板)分隔开来面板(翼板)分隔开来 的装配的装配桥跨跨结构,使构,使单梁的整体截面梁的整体截面变成板与肋的成板与肋的组合截面。合截面。 1.1.优点:点:可以可以显著减著减轻预制构件的重量,便于集中制造和运制构件的重量,便于集中制造和运输吊装。吊装。2.2.型式:型式: I I形形组合梁合梁桥:适用于适用于混凝土混凝土简支梁支梁桥 箱形箱形组合梁合梁桥:适用于适用于预应力混凝土梁力混凝土梁桥第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥413.3.构造:构造:在在组合梁中,梁与合梁中,梁与现浇

25、板的板的结合面合面处,板的厚度不,板的厚度不应小于小于15cm15cm; 当梁当梁顶伸入板中伸入板中时,梁,梁顶以上板的厚度不以上板的厚度不应小于小于10cm10cm。4.4.受力特点:受力特点:分分阶段受力段受力 组合梁梁肋的上下合梁梁肋的上下缘应力力远大于大于T T梁上下梁上下缘的的应力。力。 装配式装配式T T梁与组合梁的应力图比较梁与组合梁的应力图比较第二章 第二节 简支梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥42第三节第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的构造悬臂体系和连续体系梁桥的构造前前 言言 对对悬臂梁桥悬臂梁桥、连续梁桥连续梁桥、连续刚构桥连

26、续刚构桥的构造、参数取值、力学及特点的构造、参数取值、力学及特点 作了简单的介绍;作了简单的介绍; 普通钢筋混凝土普通钢筋混凝土和和预应力混凝土预应力混凝土简支梁桥的经济跨径分别为简支梁桥的经济跨径分别为20m和和 40m左右;左右; 跨径超出此范围时,跨中恒载弯矩和活载弯矩将会迅速增大,从而跨径超出此范围时,跨中恒载弯矩和活载弯矩将会迅速增大,从而 导致梁的截面尺寸和自重显著地增加,不但材料耗用量大而不经济导致梁的截面尺寸和自重显著地增加,不但材料耗用量大而不经济 ,并且也由于很大的安装重量给装配式,并且也由于很大的安装重量给装配式施工施工造成很大的困难;造成很大的困难; 为了降低材料用量指

27、标,对于较大跨径的桥梁,宜采用能为了降低材料用量指标,对于较大跨径的桥梁,宜采用能减小跨中减小跨中 弯矩值弯矩值的其他体系桥梁,例如的其他体系桥梁,例如悬臂体系悬臂体系、连续体系连续体系的梁桥等的梁桥等。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥43一一 、悬臂梁桥的简介、悬臂梁桥的简介1. 1. 悬臂梁桥悬臂梁桥(1 1)结构类型)结构类型悬臂梁桥悬臂梁桥不带挂梁的单孔双悬臂梁桥不带挂梁的单孔双悬臂梁桥带挂梁的多孔悬臂梁桥带挂梁的多孔悬臂梁桥在桥头两端不设置桥台,仅在桥头两端不设置桥台,仅 设置搭板与路堤相接,多用设置搭

28、板与路堤相接,多用于人行桥于人行桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造单悬臂梁桥单悬臂梁桥,一般做成三跨,一般做成三跨,其边跨称为其边跨称为锚跨。锚跨。双悬臂梁桥双悬臂梁桥,挂梁每间隔一,挂梁每间隔一孔设置。孔设置。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥44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形形刚构桥刚构桥 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架

29、桥45(2 2)力学特点)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小;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; 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; 减小恒载内力。减小恒载内力。弯矩图弯矩图面积面积(绝对值)小。(绝对值)小。 活载活载布置在布置在图图中跨,与简支梁相同;中跨,与简支梁相同;布置在布置在挂梁挂梁中,简支挂梁跨径小(中,简支挂梁跨径小(0.40.40.60.6跨径)、

30、弯矩也小。跨径)、弯矩也小。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥46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)小例如例如第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩显支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩显著减小,降低主梁高度,减少自重著减小,降低主梁高度,减少自重桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥47(3 3)构造特点)构造特点截面形式截面形式锚跨跨中承受锚跨跨中承受正弯矩正弯矩、支点附近承受较大、支点

31、附近承受较大负弯矩负弯矩,故支点截面底部受,故支点截面底部受压区需加强。压区需加强。 截面形式截面形式:T形截面、箱形截面形截面、箱形截面带带马蹄马蹄形形T T形截面:形截面:适用适用30m30m以内跨径以内跨径的钢筋混凝土桥梁的钢筋混凝土桥梁 底部加宽底部加宽T T形截面形截面:适用适用30m30m50m50m以内以内跨径的预应力混凝跨径的预应力混凝土桥梁土桥梁 T T形截面形截面 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4850m50m以上跨径使用箱形截面。以上跨径使用箱形截面。优点:优点:整体性强、抗扭刚度大、承受

32、偏载整体性强、抗扭刚度大、承受偏载和悬臂施工都有利,和悬臂施工都有利,顶底板顶底板能提供足够的受压面积,能满足抵抗正、负能提供足够的受压面积,能满足抵抗正、负弯矩预应力钢束布置。弯矩预应力钢束布置。单箱单室单箱单室截面截面较窄桥墩满足较宽较窄桥墩满足较宽桥面,减少下部工桥面,减少下部工程量,应用最为广程量,应用最为广泛。泛。 分离式分离式双箱单室双箱单室截面截面多在宽桥中采用多在宽桥中采用 单箱多室单箱多室截面截面多在宽桥中采用多在宽桥中采用箱形截面箱形截面 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥49跨径布置和梁高尺寸

33、跨径布置和梁高尺寸T T形截面形截面主梁悬臂一般为中跨的主梁悬臂一般为中跨的0.30.30.40.4倍;倍;箱形截面箱形截面主梁悬臂悬臂长度可适当加大,但最主梁悬臂悬臂长度可适当加大,但最大不超过中跨长度的大不超过中跨长度的0.50.5倍。倍。注意:注意:悬臂长、活载挠度大、时跳车动厉害、悬臂长、活载挠度大、时跳车动厉害、桥与路的连接构造易损坏。桥与路的连接构造易损坏。 单孔双悬臂梁桥单孔双悬臂梁桥 悬臂端悬臂端伸入路堤可省去伸入路堤可省去两个桥台,需在悬臂与两个桥台,需在悬臂与路堤衔接处设置搭板。路堤衔接处设置搭板。 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人

34、民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥50 单孔双悬臂梁桥梁高拟定单孔双悬臂梁桥梁高拟定 桥桥 型型跨跨 径径高跨比(高跨比(h h、H H分别为跨中和支点梁高)分别为跨中和支点梁高)普通钢筋砼普通钢筋砼l lx x=(0.30.4=(0.30.4) )l lT T型截面型截面H=(1/101/13)H=(1/101/13)l lh=(1/1.21.5)h=(1/1.21.5)H H箱形截面箱形截面H=(1/121/15)H=(1/121/15)l lh=(1/21/2.5)h=(1/21/2.5)H H预应力钢筋预应力钢筋砼砼l lx x=(0.30.5=(0.30.5) )l lT T形

35、截面形截面H=(1/121/15)H=(1/121/15)l l h=(1/1.21/1.5)h=(1/1.21/1.5)H H箱形截面箱形截面H=(1/151/18)H=(1/151/18)l lh=(1/21/2.5)h=(1/21/2.5)H H第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥51多跨悬臂梁桥跨径布置:多跨悬臂梁桥跨径布置: 主孔跨径由通航净空确定,或与边孔一起由河床地形和地质等条件综主孔跨径由通航净空确定,或与边孔一起由河床地形和地质等条件综合考虑来选定。合考虑来选定。 按照按照弯矩包络图面积为最小弯矩包

36、络图面积为最小原理来确定边孔与中孔的跨径划分。原理来确定边孔与中孔的跨径划分。 带挂梁三孔带挂梁三孔悬臂梁桥悬臂梁桥多跨双悬臂多跨双悬臂梁桥梁桥两个悬臂一般都做成两个悬臂一般都做成相同尺寸;相同尺寸;只设一排支座只设一排支座第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥52带挂梁三孔带挂梁三孔悬臂梁桥悬臂梁桥多跨双悬臂多跨双悬臂梁桥梁桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造锚孔(边孔)锚孔(边孔)跨径取跨径取l1=(0.60.8)l(中孔较小大值、(中孔较小大值、跨径跨径50 60m时取小值)时取小值)挂梁挂梁跨度取跨度

37、取lg=(0.40.6)l锚孔跨径锚孔跨径较小较小时,活载作用中时,活载作用中孔时锚孔边支点可能出现负反孔时锚孔边支点可能出现负反力,应设力,应设平衡重平衡重或或拉力支座拉力支座挂梁挂梁跨度跨度取取lg=(0.50.6)l挂梁挂梁高度高度取取hg=(1/121/20)lg桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥53(4 4) 适用情况适用情况适用情况: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

38、世界最大跨径为150m150m,一般亦在,一般亦在100m100m以下。以下。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造悬臂梁桥和简支梁桥一样,都属于悬臂梁桥和简支梁桥一样,都属于静定体系静定体系,内力不受内力不受基基础不均匀沉降础不均匀沉降的影响的影响,施工阶段和成桥运营阶段受力一致,施工阶段和成桥运营阶段受力一致。悬臂梁桥与多孔简支梁桥悬臂梁桥与多孔简支梁桥,从桥的立面上看,在桥墩上只从桥的立面上看,在桥墩上只需设置需设置一排一排沿墩中心布置的支座,从而可沿墩中心布置的支座,从而可减小桥墩减小桥墩的尺寸的尺寸。优点:优点:桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚

39、架桥54第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造从从运营条件运营条件来看:悬臂梁桥来看:悬臂梁桥不甚理想不甚理想,悬臂端与挂梁衔接,悬臂端与挂梁衔接处的挠曲处的挠曲线会线会发生不利于行车的折点,且发生不利于行车的折点,且伸缩缝装置伸缩缝装置需经常地需经常地更换。更换。钢筋混凝土悬臂梁桥在支点附近钢筋混凝土悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段负弯矩区段内,梁上翼缘内,梁上翼缘受拉受拉开裂,开裂,雨水雨水,易于浸入梁体,而且其构造也较简支梁为,易于浸入梁体,而且其构造也较简支梁为复复杂杂。鉴于上述的缺点,鉴于上述的缺点,故这种桥型在目前我国已不太采用。故这种桥型在目前我国已不太采用。缺点:缺点:桥梁工

40、程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥552. T2. T形刚构桥形刚构桥(1 1)分类及力学特点)分类及力学特点T T型刚构型刚构墩、梁固结(支座较少),带墩、梁固结(支座较少),带挂梁挂梁或带或带铰铰的结构;具有悬的结构;具有悬臂受力特点的梁式桥,比简支梁跨越能力大。臂受力特点的梁式桥,比简支梁跨越能力大。力学特点:力学特点:第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造支点负弯矩、跨中正弯矩小、支点负弯矩、跨中正弯矩小、跨越能力跨越能力大;大;施工阶段和成桥运营阶段受力状态一致,适宜施工阶段和成桥运营阶段受力状态一致,适宜悬臂施工悬臂施工方法;方法;墩柱一侧桥跨布

41、载时,墩柱承受较大墩柱一侧桥跨布载时,墩柱承受较大不平衡力矩不平衡力矩,墩柱尺寸较大。,墩柱尺寸较大。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥56带带挂梁挂梁的的T T型刚构型刚构 带带铰铰的的T T型刚构型刚构 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造类类 型型 T T型刚构桥的分类型刚构桥的分类 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥57静定静定结构、不产生次内力;结构、不产生次内力;与与带铰带铰T T构构比:受力和变形性能略差些,但受力明确;比:受力和变形性能略差些,但受力明确;与与连续梁连续梁比:施工、运营受力状态一致,

42、可省去大吨位支座或更换支座;比:施工、运营受力状态一致,可省去大吨位支座或更换支座;施工进度块;施工进度块;需要悬臂法施工设备、安装挂梁设备;需要悬臂法施工设备、安装挂梁设备; 墩柱无不平衡恒载弯矩。墩柱无不平衡恒载弯矩。 带挂梁的带挂梁的T T型刚构型刚构第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造带挂梁的带挂梁的T T型刚构特点:型刚构特点:桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥58超静定结构、产生次内力;超静定结构、产生次内力;“剪力铰剪力铰”只传递竖向剪力而不传递水平力和弯矩;只传递竖向剪力而不传递水平力和弯矩;剪力铰有利于结构受力和牵制悬臂端变形。剪力

43、铰有利于结构受力和牵制悬臂端变形。带铰的带铰的T T型刚构特点:型刚构特点:第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造带铰的带铰的T T型刚构型刚构桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥59第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造T T型刚构的若干布置形式型刚构的若干布置形式桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥60(2 2)构造特点)构造特点 悬臂梁截面可以是悬臂梁截面可以是T T梁、梁、箱形箱形、或、或桁架桁架结构(解释之);结构(解释之); 桥型桥型布置布置:T T构单元和两侧挂梁对称,使两侧恒载对称、墩柱无构单元和两

44、侧挂梁对称,使两侧恒载对称、墩柱无不平衡恒载弯矩;不平衡恒载弯矩; T T构为悬臂受力(全是构为悬臂受力(全是负负弯矩)上缘受拉,配筋简单。弯矩)上缘受拉,配筋简单。 预应力混凝土预应力混凝土T T形刚构支点、跨中梁高与跨径的关系形刚构支点、跨中梁高与跨径的关系 桥桥 型型挂梁跨径挂梁跨径跨径与支点梁高的跨径与支点梁高的关系关系跨中梁高跨中梁高带带挂梁挂梁T T型刚型刚构构且且353540m40m与挂梁同高与挂梁同高带带铰铰T T型刚构型刚构h h=(0.20.4)=(0.20.4)H H, ,且且2.0m2.0ml100m时,H=(1/171/21)l100m时,H=(1/141/18)第二

45、章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥61 钢筋混凝土钢筋混凝土T T构桥,挂梁经济长度一般在跨径的构桥,挂梁经济长度一般在跨径的0.50.50.70.7范围内;范围内; 一侧布载时,墩柱承受较大不平衡力矩,故尺寸一般较大,墩宽一侧布载时,墩柱承受较大不平衡力矩,故尺寸一般较大,墩宽可取。可取。()适用情况()适用情况结合结合刚架桥刚架桥和和多孔静定悬臂梁桥多孔静定悬臂梁桥的特点,适宜悬臂施工的特点,适宜悬臂施工(20(20世纪世纪70708080年代较多年代较多) );预应力、悬臂施工工艺、受力简单明确是其预应力、悬臂施

46、工工艺、受力简单明确是其发展发展的主要原因;的主要原因; 带挂梁的带挂梁的T T构在混凝土收缩徐变和汽车冲击力作用下,悬臂梁端构在混凝土收缩徐变和汽车冲击力作用下,悬臂梁端发生发生下挠下挠,导致悬臂端与挂梁之间易形成折角,增大,导致悬臂端与挂梁之间易形成折角,增大冲击作用冲击作用,使,使伸缩缝伸缩缝的处理和养护较困难。的处理和养护较困难。 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥62带铰的带铰的T T构,由于铰的存在使左右两侧主梁构,由于铰的存在使左右两侧主梁变形变形不一致,难于调整,不一致,难于调整,引起行车不平顺;施

47、工过程中有时还需引起行车不平顺;施工过程中有时还需强迫合拢强迫合拢;当;当T T构两边温度变构两边温度变化不同时,易产生不均匀变形,引起化不同时,易产生不均匀变形,引起较大次内力较大次内力。带挂梁和带铰的带挂梁和带铰的T T型刚构目前型刚构目前均已较少采用均已较少采用。常用跨径常用跨径:钢筋混凝土:钢筋混凝土T T构:构:404050m50m,预应力混凝土,预应力混凝土T T构:构:6060120m120m。目前最大跨径:。目前最大跨径:174m174m(重庆长江大桥:(重庆长江大桥:85.6m+4138m+ 156m+ 85.6m+4138m+ 156m+ 174m +104.5m174m

48、+104.5m)。)。预应力筋布置预应力筋布置布束原则布束原则 应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式;应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式;(扁锚、(扁锚、圆锚)圆锚) 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥63 应考虑施工方便,尽可能少的应考虑施工方便,尽可能少的切断切断预应力钢筋;预应力钢筋; 符合结构受力的特点,既满足施工阶段受力要求,又满足成桥符合结构受力的特点,既满足施工阶段受力要求,又满足成桥后使用阶段各种荷载组合下的受力要求;既要考虑结构在使用阶段后使用阶段各种荷载组合下的受力要求;既要考虑结构在使用阶段

49、的弹性受力状态的需要,也要考虑到结构在破坏阶段时的需要;并的弹性受力状态的需要,也要考虑到结构在破坏阶段时的需要;并注意避免在注意避免在超静定结构体系超静定结构体系中引起过大的中引起过大的结构次内力结构次内力; 考虑材料考虑材料经济指标经济指标的先进性,预应力束筋在结构横断面上布置的先进性,预应力束筋在结构横断面上布置要考虑要考虑剪力滞效应剪力滞效应; 避免使用避免使用多次反向曲率多次反向曲率的连续束,以降低的连续束,以降低摩阻损失摩阻损失。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造布束原则布束原则 应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式;应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式;(扁锚、圆锚)(

50、扁锚、圆锚) 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥64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a)a)短跨;短跨;b)b)长悬臂;长悬臂;c)c)长锚跨;长锚跨;d)d)直线力筋直线力筋 a)a)短跨;短跨;b)b)锥形状短悬臂;锥形状短悬臂;c)c)直线力筋直线力筋第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥65牛腿的构造与计算牛腿的构造与计算(1 1)牛腿的受力特点)牛腿的受力特点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。 在

51、这里由于梁端的相互搭接,在这里由于梁端的相互搭接,中间还要设置传力支座来传递较中间还要设置传力支座来传递较大的竖向力,因此牛腿的高度被大的竖向力,因此牛腿的高度被削弱削弱至不到悬臂梁高和挂梁梁高至不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半,却又要传递较大的的一半,却又要传递较大的竖向竖向力。力。 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造薄弱部位薄弱部位桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥66悬臂端和挂梁端结合部的悬臂端和挂梁端结合部的局部构造称为局部构造称为牛腿牛腿。牛腿高度被削弱至牛腿高度被削弱至不到悬臂梁高和挂不到悬臂梁高和挂梁梁高的梁梁高的一半一半,却,却又传递较

52、大又传递较大竖向力竖向力,成为成为薄弱部位薄弱部位。尽量减小支座高度,尽量减小支座高度,采用采用橡胶橡胶支座等。支座等。凹角处凹角处应力集中应力集中现象严重现象严重牛腿处梁肋牛腿处梁肋加宽加宽、设置、设置端横梁端横梁加强;加强;适当改变牛腿的形状,避免尖的适当改变牛腿的形状,避免尖的凹角凹角。配置密集钢筋网或张拉预应力配置密集钢筋网或张拉预应力挂梁肋数与悬挂梁肋数与悬臂箱梁腹板数臂箱梁腹板数量不一,难以量不一,难以对齐,做成对齐,做成端端横梁横梁。牛腿的构造与计算牛腿的构造与计算(1 1)牛腿的受力特点)牛腿的受力特点第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民

53、交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥67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。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥68(2 2)牛腿计算)牛腿计算内容内容:对预先先设计好的牛腿好的牛腿进行行配筋配筋和和应力力、强强度度验算算。 截面内力计算截面内力计算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

54、第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥69计算截面宽度:计算截面宽度:第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥70竖截面竖截面a-ba-b验算验算按按钢筋混凝土筋混凝土偏心受拉偏心受拉构件构件验算算抗弯抗弯和和抗剪抗剪强强度。当不度。当不计附加附加荷荷载时( ),), 按按受弯受弯构件构件验算算强强度。度。预应力筋的牛腿,力筋的牛腿,应按按预应力混凝土构件力混凝土构件验算其算其强强度。度。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版

55、,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥71 最弱斜截面最弱斜截面验算验算最弱斜截面是指按最弱斜截面是指按纯混凝土截面混凝土截面计算算时拉拉应力力 为最大的截面最大的截面,该截面截面倾角角 满足:足:对于于预应力混凝土牛腿,最弱斜截面力混凝土牛腿,最弱斜截面倾角:角:第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造预压力合力力合力预压力合力力合力 与内角与内角竖直直线a-ba-b交点至内角交点至内角点点a a的距离的距离预压力合力力合力N Ny y对水水平平线的的倾角。角。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥72 4545斜截面抗拉验算斜截面抗拉验

56、算 牛牛腿腿钢钢筋筋设设计计为为确确保保钢钢筋筋具具有有足足够够的的抗抗拉拉强强度度,需需验验算算假假设设混混凝凝土土4545斜斜截截面面开开裂裂后后的的受受力力状状态态,此此时时全全部部斜斜拉拉力力将将由由钢钢筋筋承承受受(对对于于预预应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: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

57、所有斜筋截面积; AgHsin45裂缝截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。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥73 锚固长度不够的竖向钢筋和离锚固长度不够的竖向钢筋和离裂缝起点远的斜钢筋,因受裂缝起点远的斜钢筋,因受力不大,可偏安全地不计它力不大,可偏安全地不计它们的抗拉作用。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,受力情况复杂,验算带有假设力情况复杂,验算带有假设性,故对于斜筋和

58、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的箍筋和纵向水平钢筋。和纵向水平钢筋。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥74二、二、 连续体系梁桥连续体系梁桥连续梁桥具有连续梁桥具有结构刚度大、变形小、伸缩缝少结构刚度大、变形小、伸缩缝少和和行车平稳行车平稳舒适等优点;舒适等优点;普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土连连续续梁梁桥桥跨跨径径在在15m30m间间;跨跨径径增增大大时时用用预预应应力力混混凝凝土土连续梁桥。连续梁桥。预预应应力力混混凝凝土

59、土连连续续梁梁桥桥充充分分发发挥挥了了高高强强材材料料特特性性,提提高高混混凝凝土土的的抗抗裂裂性性,促使结构促使结构轻型化轻型化,跨越能力跨越能力较大。较大。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥75二、二、 连续体系梁桥连续体系梁桥1.1.预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续梁桥(1)(1)等截面等截面连续梁桥连续梁桥 一般适用于一般适用于70m70m以内以内的中等跨径公路桥、城市立交或高架桥,为了支承等截的中等跨径公路桥、城市立交或高架桥,为了支承等截面连续梁,轻巧,简洁,桥下透空性大。面连续梁,轻巧,简洁,桥下

60、透空性大。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥76德国杜塞尔多夫高架桥德国杜塞尔多夫高架桥( (跨径跨径25m,25m,梁高梁高1m)1m)第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥77城市高架桥的半隐盖梁城市高架桥的半隐盖梁第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥78力学特点力学特点连续梁属连续梁属超静定结构超静定结构,支点截面设计,支点截面设计负弯矩负弯矩一般比跨中截面

61、设计一般比跨中截面设计正正弯矩弯矩大,但跨径不大时差值不大,可以采用等截面,采取大,但跨径不大时差值不大,可以采用等截面,采取构造措施构造措施来调节,简化了主梁构造。来调节,简化了主梁构造。构造特点构造特点等跨等跨布置布置 不等跨不等跨布置布置 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥79第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造等跨布置跨径大小取决于经济分孔和施工设备条件;等跨布置跨径大小取决于经济分孔和施工设备条件;高跨比高跨比一般为一般为1/151/151/251/25;顶推施工顶推施工的等截面连续梁桥中梁高(的

62、等截面连续梁桥中梁高(H H)与顶推跨径)与顶推跨径L L0 0之比一般为之比一般为1/121/121/171/17;当标准跨径较大,为减小边跨正弯矩,取边跨与中跨跨长比为当标准跨径较大,为减小边跨正弯矩,取边跨与中跨跨长比为0.6-0.80.6-0.8。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥80适用范围适用范围a a、一般采用、一般采用中等跨径中等跨径(404060m60m、最大、最大80m80m)主梁构造简单、施工快捷;)主梁构造简单、施工快捷;b b、立面布置以、立面布置以等跨径等跨径为宜,也可以采用为宜,也可以采用不等跨不等跨布置;布置;c c、适应于、

63、适应于有支架施工有支架施工、逐孔架设施工逐孔架设施工、移动模架施工移动模架施工及及顶推法施工顶推法施工;d d、当、当跨径较大跨径较大时采用悬臂法施工,支点负弯矩比跨中正弯矩大,仍采用等时采用悬臂法施工,支点负弯矩比跨中正弯矩大,仍采用等截面布置受力上不合理、不经济,可采用截面布置受力上不合理、不经济,可采用变截面连续梁变截面连续梁。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥81跨径布置跨径布置边跨为中跨的边跨为中跨的0.60.8倍,多为倍,多为0.7;箱形截面箱形截面三跨连续梁边孔跨径可减少三跨连续梁边孔跨径可减少至中孔

64、的至中孔的0.50.7倍。倍。 一般采用一般采用不等跨不等跨布置,布置,多于三跨多于三跨的连续梁桥,其的连续梁桥,其中中间跨间跨一般采用一般采用等跨等跨布置,便于悬臂施布置,便于悬臂施工。工。 有时为满足城市桥梁和跨线有时为满足城市桥梁和跨线桥的交通要求,需增大中跨桥的交通要求,需增大中跨跨径。边、中跨径比为跨径。边、中跨径比为0.5或更小或更小时端支点出现较大负时端支点出现较大负反力反力,必需设置,必需设置拉力支座或拉力支座或压重压重。通常按通常按35孔一联孔一联布置:布置:连续过长连续过长会增大温变的附加影响、梁端伸缩量大(大位移伸缩缝)。会增大温变的附加影响、梁端伸缩量大(大位移伸缩缝)

65、。使边跨与中跨的梁高和配筋接近一致,通常按照边跨与中跨跨中使边跨与中跨的梁高和配筋接近一致,通常按照边跨与中跨跨中最大正弯矩近于相等最大正弯矩近于相等的原则来的原则来确定,布置成确定,布置成对称对称于中央孔的不等跨径。于中央孔的不等跨径。()变截面连续梁桥()变截面连续梁桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥82力学特点力学特点主跨跨径大于主跨跨径大于70m70m支点设计负弯矩比跨中设计正弯矩大,变截面主梁支点设计负弯矩比跨中设计正弯矩大,变截面主梁符符合受力要求合受力要求,高度变化与内力变化相适应。,高度变化与内力

66、变化相适应。 适合悬臂施工,施工阶段主梁刚度大、内力与运营阶段基本一致;适合悬臂施工,施工阶段主梁刚度大、内力与运营阶段基本一致;变截面梁加大支点梁高,变截面梁加大支点梁高,降低降低跨中设计正弯矩跨中设计正弯矩 。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥83第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造变截面梁合理性:变截面梁合理性: 对对恒载恒载引起的截面内力影响不大;引起的截面内力影响不大;外形美观,外形美观,与桥下与桥下通航净空通航净空要求无妨害;要求无妨害; 能适应抵抗支点处很大能适应抵抗支点处很大剪力剪力的要求;

67、的要求; 是连续体系梁桥比简支梁桥、悬臂梁是连续体系梁桥比简支梁桥、悬臂梁跨越能力大跨越能力大的原因;的原因;适合适合悬臂施工悬臂施工,施工阶段主梁刚度大,且内力与运营阶段主梁内力基,施工阶段主梁刚度大,且内力与运营阶段主梁内力基本一致。本一致。负弯矩弯矩1200 1670正弯矩正弯矩800 330变截面:变截面:以少量负以少量负弯矩代偿大量正弯弯矩代偿大量正弯矩,提高跨越能力矩,提高跨越能力桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥84构造特点构造特点a a、梁底可采用二次抛物线、折线和介于折线与二次抛物线之间的、梁底可采用二次抛物线、折线和介于折线与二次抛物线之

68、间的1.51.8次抛物线等:多用次抛物线等:多用二次抛物线二次抛物线,其变化规律与,其变化规律与弯矩弯矩变化规变化规律基本接近;律基本接近;折线形折线形截面变化构造简单、施工方便;具体选用形式截面变化构造简单、施工方便;具体选用形式按截面上下缘受力均匀、容易布筋来确定。按截面上下缘受力均匀、容易布筋来确定。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造b b、可将支点截面、可将支点截面底板底板、顶板顶板和和腹板腹板作成变厚度,满足不同截面受力作成变厚度,满足不同截面受力要求;要求;c c、支点梁高与最大跨径之比一般为、支点梁高与最大跨径之比一般为1/161/161/181/18、不小于不小于1/

69、201/20;跨中;跨中通常为支点截面梁高的通常为支点截面梁高的1/1.51/1.51/2.51/2.5,实际设计时,实际设计时,还需根据中、边还需根据中、边跨比例荷载等级等因素比较确定。跨比例荷载等级等因素比较确定。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥85适用范围适用范围a、跨径、跨径70m以上连续梁,宜采用变截面布置;以上连续梁,宜采用变截面布置;b、适合悬臂法施工(、适合悬臂法施工(悬臂浇注、悬臂拼装悬臂浇注、悬臂拼装),施工阶段、运营阶段主),施工阶段、运营阶段主梁内力基本一致;梁内力基本一致;c、变截面结构外形美观、可、变截面结构外形美观、可节省材料

70、节省材料、增大、增大桥下净空高度桥下净空高度;d、悬臂法施工存在、悬臂法施工存在墩、梁临时固结墩、梁临时固结和和体系转换体系转换工序,结构稳定性应重工序,结构稳定性应重视,视,施工复杂施工复杂;e、主墩要布置、主墩要布置大型橡胶支座大型橡胶支座,养护、更换麻烦。,养护、更换麻烦。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥862 2 连续刚构桥连续刚构桥连续梁桥与连续梁桥与T T形刚构桥组合体系,也称形刚构桥组合体系,也称墩梁固结连续梁桥墩梁固结连续梁桥;常用于常用于大跨、高墩大跨、高墩结构;结构;桥墩纵向刚度小,竖向荷载作

71、用下基本上属于一种桥墩纵向刚度小,竖向荷载作用下基本上属于一种无推力无推力的结构;的结构;上部结构上部结构具有连续梁施工的一般特点,技术经济性具有连续梁施工的一般特点,技术经济性好好。固结固结第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥87(1).(1).力学特点力学特点结构特点:结构特点:墩、梁、基础墩、梁、基础三者三者固结固结、方便施工,满足了、方便施工,满足了“少支座少伸缩缝少支座少伸缩缝”的的要求;墩身形式、高度等都对结构受力有影响。为减少要求;墩身形式、高度等都对结构受力有影响。为减少温度应力温度应力,连续刚构宜,

72、连续刚构宜用于用于高墩高墩场合,(场合,(墩高墩高 25m25m),并采用),并采用抗推刚度小抗推刚度小的的双薄壁墩双薄壁墩。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造体系特点:体系特点:- -恒载、活载恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近;负弯矩卸载作用基本与连续梁接近;- -桥墩参加受弯作用,使主梁弯矩进一步减小桥墩参加受弯作用,使主梁弯矩进一步减小;- -弯矩图弯矩图的的面积小面积小,跨越能力大,在小跨径时梁高较低,能增加净空高度,但,跨越能力大,在小跨径时梁高较低,能增加净空高度,但对基础要求较高;对基础要求较高;- -超静定次数高超静定次数高,对常年温差、基础变形、日照温均较敏

73、感;,对常年温差、基础变形、日照温均较敏感;桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥88主梁主梁 适用于适用于高桥墩高桥墩、梁与墩固结、跨中不设、梁与墩固结、跨中不设铰;铰; 主梁的主梁的受弯性能受弯性能基本上与连续梁相似,中跨梁体受主墩约束而区别于连基本上与连续梁相似,中跨梁体受主墩约束而区别于连续梁。续梁。 主墩主墩纵向较柔、纵向较柔、对主梁嵌固作用较小时,与连续梁的结构行为相似;对主梁嵌固作用较小时,与连续梁的结构行为相似; 当主墩当主墩刚度较大刚度较大时,多跨荷载产生的内力大都限于时,多跨荷载产生的内力大都限于本跨本跨内,对相邻跨内内,对相邻跨内力影响较小

74、,则边跨与中跨跨径之比较连续梁力影响较小,则边跨与中跨跨径之比较连续梁小小些。些。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥89桥墩桥墩 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及制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,故桥墩的纵桥向刚纵桥向允

75、许变位小、但附加内力大,故桥墩的纵桥向刚度应尽量地度应尽量地小小。 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,横向不平衡荷载或风载作用时易扭曲、变位,其横向刚度应刚度应大大一些。一些。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥90分孔比例问题分孔比例问题 a、边、主跨跨径比值在、边、主跨跨径比值在0.50.692间(多在间(多在0.550.58),),中墩内基本没有恒中墩内基本没有恒载载偏心弯矩偏心弯矩,因边跨合龙段长度小,可在边跨悬臂端用导梁支撑于边墩上,因边跨合龙段长度小,可在边跨悬臂端

76、用导梁支撑于边墩上,进行进行边跨合龙边跨合龙、取消、取消落地支架落地支架,施工十分方便;,施工十分方便; b、连续刚构边跨比值小于连续梁边跨比值(、连续刚构边跨比值小于连续梁边跨比值(0.60.8) ,因为墩梁固结使,因为墩梁固结使边跨长短对边跨长短对中跨恒载弯矩中跨恒载弯矩调整调整影响很小影响很小。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造不等跨、变截面不等跨、变截面布置(适应主梁内力变化);主梁底部线形为布置(适应主梁内力变化);主梁底部线形为曲线形曲线形、折折线形、曲线加直线形等线形、曲线加直线形等,根据主梁内力分布情况,按,根据主梁内力分布情况,按等载强比等载强比原则选定。原则选定。

77、()构造特点()构造特点桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥91主梁截面高度主梁截面高度 a a、采用、采用箱形箱形截面,截面,根部截面高跨比根部截面高跨比一般为一般为1/201/201/161/16(多为(多为1/181/18),少),少数低于数低于1/201/20; b b、跨中梁高为支点的、跨中梁高为支点的1/2.51/2.51/3.51/3.5,略,略小于小于连续梁跨中梁高(因刚构跨连续梁跨中梁高(因刚构跨中正弯矩较小)。中正弯矩较小)。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥9

78、2 桥墩桥墩 a a、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、,以适应预应力、混凝土混凝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; b b、桥墩水平抗推刚度宜在满足桥梁施工、运行、桥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要求的前提下尽量地小,因地小,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相当敏感,应考虑墩身与主梁之间的当敏感,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; c c

79、、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,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;其横向稳定性,桥墩在横向的刚度应设计得大一些; d d、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、桥梁建筑高度、桥下净空高度,主梁端高,主梁端高度等因素决定;墩柱纵向度等因素决定;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、,墩柱高用小值、墩柱矮用大值。墩柱矮用大值。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版

80、社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥93第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造连续刚构连续刚构柔性墩柔性墩立面形式:立面形式:竖直双肢薄壁墩;竖直双肢薄壁墩; 竖直单肢薄壁墩竖直单肢薄壁墩; V形墩(形墩(Y形拄式墩)。形拄式墩)。 竖直双肢薄壁墩竖直双肢薄壁墩 竖直单肢薄壁墩竖直单肢薄壁墩 V形墩形墩 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥94(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,适用两个相互平行薄壁与主梁固结的桥墩,适用桥墩不很高桥墩不很高情况,增情况,增加桥墩纵加桥墩

81、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、纵向允许的变位大,减小主梁附加内力,主梁负弯矩峰值出现在向允许的变位大,减小主梁附加内力,主梁负弯矩峰值出现在两肢墩墩顶两肢墩墩顶、较单壁墩小,可减小主梁在墩顶处的较单壁墩小,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、(一肢撞坏、另一肢随之失稳)。另一肢随之失稳)。 每肢薄壁墩又有空心和实心之分;实心双壁墩施工方便、抗撞能每肢薄壁墩又有空心和实心

82、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力强,空心双壁墩节省混凝土约40%40%。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造竖直双肢竖直双肢薄壁墩薄壁墩桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥95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第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥96Raftsundet BridgeSpan of 86+202+298+125m第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵

83、旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥97(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、中等跨径连续刚构来说,高的大、中等跨径连续刚构来说,箱形单薄

84、壁墩箱形单薄壁墩也是理想的形式也是理想的形式。竖直单肢薄壁墩竖直单肢薄壁墩第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥98德国德国Kochertal桥:桥:主跨布置为主跨布置为81713881m,莱昂哈特设计,莱昂哈特设计,1980年年建成。建成。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥99减小墩柱抗推刚度的措施减小墩柱抗推刚度的措施1 1、合理选择桥型,避免、合理选择桥型,避免矮墩矮墩桥梁采用连续刚构桥梁采用连续刚构2 2、减小墩柱的、减小墩柱的纵桥

85、向尺寸纵桥向尺寸3 3、采用、采用双臂墩双臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚度减小墩柱纵桥向抗推刚度4 4、对于长大桥梁,、对于长大桥梁,中间中间桥墩采用刚构,桥墩采用刚构,边墩边墩采用连续梁体系采用连续梁体系连续+刚构构第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥100c 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

86、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字字形形。下部的。下部的单柱单柱具有一定的具有一定的柔性柔性,可满足,可满足纵向变形纵向变形的要求的要求。V V形墩形墩第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥101V V型墩刚构型墩刚构内部高次超静定,外部接近连续梁内部高次超静定,外部接近连续梁第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥102MAIN RIVE

87、R BRIDGE82-135-82m main span, depth of 6.5m第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥103第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥104桂林雉桂林雉zh山桥:山桥:V形墩加挂孔形墩加挂孔的预应力混凝土刚构桥,主跨的预应力混凝土刚构桥,主跨95m,1988年完成。年完成。台北忠孝桥:台北忠孝桥:位于台湾省台北市,位于台湾省台北市,为一多孔型墩梁式桥,跨度为一多孔型墩梁式桥,跨度8080,19811981年竣工

88、。年竣工。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥105荷兰荷兰Brielse Maas桥桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥106连续刚构桥常用计算图式常用计算图式V型刚构桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥107()适用范围()适用范围保持连续、梁墩固结、保持连续、梁墩固结、上、下部结构上、下部结构共同承受荷载,减小了共同承受荷载,减小了墩顶负弯矩墩顶负弯矩。

89、既保持连续梁既保持连续梁无伸缩缝无伸缩缝、行车平顺行车平顺的优点,又保持的优点,又保持T T构不设大吨位支座的构不设大吨位支座的优点,同时优点,同时避免连续梁避免连续梁(存在临时固结和体系转换)和(存在临时固结和体系转换)和T T构构(伸缩缝)两者(伸缩缝)两者的缺点,养护工作量小。的缺点,养护工作量小。施工施工稳固性好稳固性好,减少、避免边跨梁端搭架灌注。,减少、避免边跨梁端搭架灌注。连续刚构桥是大跨度桥梁选型中具有竞争能力的桥型之一,竖向荷载下连续刚构桥是大跨度桥梁选型中具有竞争能力的桥型之一,竖向荷载下无推力无推力,上部结构具有连续梁的施工特点,技术经济性较好。我国跨径在,上部结构具有连

90、续梁的施工特点,技术经济性较好。我国跨径在180m180m以上的梁桥,均采用连续刚构桥。以上的梁桥,均采用连续刚构桥。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造优点:优点:桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥108连续刚构桥对连续刚构桥对地基承载力地基承载力的要求更高,若地基发生过大的不均匀沉降,的要求更高,若地基发生过大的不均匀沉降,连续梁连续梁可通过调整墩顶支座的标高,抵消下沉来补救,而可通过调整墩顶支座的标高,抵消下沉来补救,而连续刚构连续刚构则做不则做不到。到。当其主墩当其主墩刚度过大刚度过大时,中跨梁体因而产生过大的温降拉力而对时,中跨梁体因而产生

91、过大的温降拉力而对结构受力结构受力不利不利。梁墩联结处梁墩联结处应力复杂应力复杂也是连续刚构的一个缺点。也是连续刚构的一个缺点。缺点:缺点:第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1093 3 横截面截面形式横截面截面形式根据根据总体布置、跨径、宽度、梁高、支承形式总体布置、跨径、宽度、梁高、支承形式和和施工方法施工方法等等综合确定,综合确定,合合理截面形式对减轻桥梁自重、节约材料、简化施工、改善截面受力性能十分理截面形式对减轻桥梁自重、节约材料、简化施工、改善截面受力性能十分重要。重要。主要有主要有板式板式、肋梁式肋梁

92、式和和箱形箱形截面:板式、肋梁式截面构造简单、施工方便;截面:板式、肋梁式截面构造简单、施工方便;箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能(箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能(主要截面形式主要截面形式)。)。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造板式板式肋梁式肋梁式箱型箱型桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥110()、板式和肋梁式截面()、板式和肋梁式截面中小中小跨径、有支架现浇跨径、有支架现浇施工;施工;跨中跨中板厚板厚(1/22(1/221/28)L1/28)L,支点板厚为跨中的,支点板厚为跨中的1.21.21.51.5倍。倍。跨径跨径15153030m m

93、连续梁桥,连续梁桥,有支架现浇有支架现浇为主;为主;板厚板厚一般为一般为0.80.81.5m1.5m。预制架设预制架设,梁段安装后,梁段安装后经经体系转换体系转换为连续梁桥。为连续梁桥。 常用常用跨径跨径为为252550m50m,梁梁高高1.31.32.6m2.6m。实体实体截面截面空心空心截面截面肋式肋式截面截面第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥111()箱形截面()箱形截面跨径跨径404060m60m或或更大更大,适用有,适用有支架现浇支架现浇施工、施工、逐孔逐孔施工、施工、悬臂悬臂施工等施工等方法。方法。抗弯

94、、抗扭性能良好,是预应力连续体系梁桥的主要截面形式。抗弯、抗扭性能良好,是预应力连续体系梁桥的主要截面形式。顶板顶板宽宽20m顶板顶板宽宽25m顶板顶板宽宽 40m40m单箱单箱单室单室单箱单箱双室双室分离式分离式双箱单双箱单室室第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥112实桥箱梁截面茅岭江茅岭江铁路桥铁路桥日本锦町日本锦町铁路桥铁路桥广东洛广东洛溪大桥溪大桥休斯顿休斯顿运河桥运河桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥113实桥箱梁截面实桥箱

95、梁截面(续)丹麦瓦埃勒湾桥丹麦瓦埃勒湾桥德国德国Kochertal桥桥美国松谷河桥美国松谷河桥奥地利新帝国公铁两用桥奥地利新帝国公铁两用桥第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥114第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥115第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥116箱梁顶板厚度确定:箱梁顶板厚度确定:a a、桥面板桥面板横向弯矩横向弯矩要求(恒、要求(恒、活载、日照

96、温差)。活载、日照温差)。b b、满足布置纵、横向、满足布置纵、横向预应力钢预应力钢筋束筋束的要求。的要求。位位 置置桥面板跨度方向桥面板跨度方向垂直于行车道方向垂直于行车道方向平行于行车道方向平行于行车道方向顶板或连续板顶板或连续板3L+113L+11(纵肋之间)(纵肋之间)5L+135L+13(横隔之间)(横隔之间)悬悬 臂臂 板板L0.25L0.25 L0.25时,时,8L+218L+21行车道部分桥面板厚度行车道部分桥面板厚度 (cm)注:两个方向厚度计算后取注:两个方向厚度计算后取小小值值LL顶板或连续板顶板或连续板悬悬 臂臂 板板顶板顶板第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造

97、桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥117纵向预应力筋横向预应力筋l0.5l0.5lb1l (m)b1(mm )3.51802005.02002505.0280300注意:注意: 顶板两侧悬臂长度一般不大于顶板两侧悬臂长度一般不大于5m,当长度超过,当长度超过3m后,宜布置横向后,宜布置横向预应力束筋;预应力束筋; 单箱单室截面:单箱单室截面:b:a=1: (2.53.0)时横向受力状态较好;时横向受力状态较好; 悬臂端部厚悬臂端部厚10cm,如设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋,则端,如设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋,则端部厚部厚 20cm。第二章 第三节

98、悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥118底板底板a a、纵向负弯矩区受压底板的厚度对改善全桥受力状态、减小徐变下挠十、纵向负弯矩区受压底板的厚度对改善全桥受力状态、减小徐变下挠十分重要,故大跨度连续体系梁桥中,应确保承受负弯矩的内支点区域的分重要,故大跨度连续体系梁桥中,应确保承受负弯矩的内支点区域的箱梁底板有足够的厚度。箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚箱梁底板有足够的厚度。箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶,以适应箱梁下缘受压的要求,至墩顶,以适应箱梁下缘受压的要求,墩顶区域底板不宜过薄墩顶区域底板不宜过薄,

99、否则压,否则压应力过高,由此产生的徐变将使跨中区域梁体下挠度较多。应力过高,由此产生的徐变将使跨中区域梁体下挠度较多。b b、底板厚度与主跨之比宜为、底板厚度与主跨之比宜为1/1401/1401/1701/170,跨中区域底板厚度则可按构,跨中区域底板厚度则可按构造要求设计,一般为造要求设计,一般为0.22 0.22 0.28m0.28m。 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造II-III-Ib2b2H桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥119 腹板腹板a a、箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力和扭转剪应力所引起的、箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力和扭转

100、剪应力所引起的主拉应力主拉应力, ,一般采用一般采用变厚度变厚度,墩顶区域剪力大而腹板较厚,跨中区域的腹板较薄,但,墩顶区域剪力大而腹板较厚,跨中区域的腹板较薄,但腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求。腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求。b b、等高度箱梁可采用直腹板或斜腹板,变高度箱梁宜采用直腹板。、等高度箱梁可采用直腹板或斜腹板,变高度箱梁宜采用直腹板。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造b3b3H桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥120腹板最小厚度设计经验值:腹板最小厚度设计经验值:(a a)腹

101、板内无)腹板内无预应力束筋管道布置力束筋管道布置时, 其最小厚度可采用其最小厚度可采用:(b b)腹板)腹板内有内有预应力束筋管道力束筋管道时,其最小厚度可采用,其最小厚度可采用:(c c)腹板)腹板内有内有预应力束筋力束筋锚固固头时,其,其 最小厚度可采用最小厚度可采用:顶板与腹板接头处设置顶板与腹板接头处设置梗腋梗腋,可提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度,减小,可提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度,减小了了扭转剪应力扭转剪应力和和畸变畸变应力。加腋有竖加腋和水平加腋两种。应力。加腋有竖加腋和水平加腋两种。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混

102、凝土梁桥和刚架桥121为增加桥梁的为增加桥梁的整体工作性能整体工作性能,一般需沿梁长设置一定数量的横隔板(或称横,一般需沿梁长设置一定数量的横隔板(或称横隔梁,隔梁,diaphragmdiaphragm)。)。横隔板的数目和位置横隔板的数目和位置依主梁的构造和跨度大小确定,通常设置在支点处、跨依主梁的构造和跨度大小确定,通常设置在支点处、跨中和中和1/41/4跨径处。跨径处。对于对于多箱截面多箱截面,为加强桥面板与各箱间的联系,常在箱间设置横隔板。,为加强桥面板与各箱间的联系,常在箱间设置横隔板。对采用对采用双双薄壁式桥墩的连续薄壁式桥墩的连续 刚构刚构,其横隔板布置应与双薄壁式桥墩一一对应,

103、其横隔板布置应与双薄壁式桥墩一一对应横向框架横向框架为便于箱内施工和检查工作,需要在横隔板上开孔为便于箱内施工和检查工作,需要在横隔板上开孔 横隔板横隔板第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥122u提高截面的提高截面的抗扭抗扭刚度和刚度和抗弯抗弯刚度,减小扭转剪应力和畸变应力;刚度,减小扭转剪应力和畸变应力;u加腋有加腋有竖加腋和水平加腋竖加腋和水平加腋两种;两种;u水平水平加腋对纵向布束有利;加腋对纵向布束有利;u竖加竖加腋可加大腹板的刚度,对改善腹板受力有利。腋可加大腹板的刚度,对改善腹板受力有利。竖加腋水平加腋

104、 梗腋梗腋第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥123一般箱梁上的一般箱梁上的常用形式常用形式常用于底板与腹常用于底板与腹板之间的下梗腋板之间的下梗腋常用于斜腹板常用于斜腹板与顶板之间与顶板之间第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造常用于常用于箱梁箱梁截面较小的情形截面较小的情形桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1244 4 预应力筋布置预应力筋布置主梁内力主梁内力 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

105、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。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥125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第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通

106、出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥126()纵向预应力筋()纵向预应力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。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造分段分段配筋配筋连续连续配筋配筋连续配筋:小跨度等截面连续梁桥(现浇) 分段配筋 :大跨度变截面连续梁桥(悬臂施工) 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥127上、下上、下通束通束使截面近似使截面近似轴轴心受压心受压,抵抗顶推中各截面,抵抗顶推中各截面正、负弯矩

107、正、负弯矩交替变化交替变化。 顶推施工顶推施工先简支后连续先简支后连续顶推后:顶推后:跨中底部和支点顶部跨中底部和支点顶部增加增加局部预应力筋;局部预应力筋;卸除卸除跨中顶部和支点跨中顶部和支点底部的局部施工临时束(如果有)。底部的局部施工临时束(如果有)。接缝顶部接缝顶部局部预应力筋局部预应力筋建立连续性建立连续性简支简支体系预应力筋体系预应力筋第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥128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

108、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,减减少少摩阻摩阻损失损失、穿束方便,改善腹穿束方便,改善腹板浇筑条件;板浇筑条件;由由弯曲应力弯曲应力决定,抗剪强度由决定,抗剪强度由竖向竖向预应力筋提供。预应力筋提供。 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

109、少用。第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造布筋要考虑布筋要考虑张拉操作张拉操作方便;梁内、方便;梁内、梁底、梁顶张拉预应力筋时,预应梁底、梁顶张拉预应力筋时,预应力筋力筋锚固区锚固区给予给予局部加强局部加强。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥129预应力配筋特点预应力配筋特点1 1、三向预应力体系、三向预应力体系 腹板、顶底板腹板、顶底板纵向预应力纵向预应力 顶顶 板板横向预应力横向预应力 腹腹 板板竖向预应力竖向预应力2 2、纵向预应力束配置的争论、纵向预应力束配置的争论 是否需要弯起束和连续束是否需要弯起束和连续束?第二章 第三节 悬臂体系和联系

110、体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥130第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥131悬臂施工时纵向预应力束布置第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥132逐段加长力筋:逐段加长力筋:由于力筋供料长度、施工方法和结构受力等由于力筋供料长度、施工方法和结构受力等方面的原因,有时需要采用方面的原因,有时需要采用连接器连接器把主筋对把主筋对接或逐段加长。接或逐段加长。适用适用逐孔施工连续梁桥,其纵向主筋

111、往往逐孔施工连续梁桥,其纵向主筋往往采用逐段接长力筋;也用于顶推法施工的连采用逐段接长力筋;也用于顶推法施工的连续梁桥和混凝土斜拉桥梁部中。续梁桥和混凝土斜拉桥梁部中。连接器连接器第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥133体外布筋体外布筋 :体外布筋体外布筋把力筋布置在箱内外,配以横隔板、转向块等构造,对把力筋布置在箱内外,配以横隔板、转向块等构造,对梁体施加预应力。梁体施加预应力。特点特点无须预留孔道,减少孔道压浆等工序,施工方便迅速,便于无须预留孔道,减少孔道压浆等工序,施工方便迅速,便于更换;但其对力筋防护和结

112、构构造等的要求较高,抗腐蚀、耐疲劳更换;但其对力筋防护和结构构造等的要求较高,抗腐蚀、耐疲劳性能有待提高。性能有待提高。在桥梁工程中有所在桥梁工程中有所应用应用(新桥设计和既有桥梁加固新桥设计和既有桥梁加固) 第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥134()横向预应力筋()横向预应力筋布置在布置在横隔板横隔板或或顶板顶板中,中,保证横向保证横向整体性整体性、桥面板及横隔板、桥面板及横隔板横横向抗弯能力向抗弯能力。箱梁顶板厚度在箱梁顶板厚度在25cm25cm35cm35cm间,横向力筋采用间,横向力筋采用扁锚体系扁锚体系

113、。箱梁横向及竖向配筋方式箱梁横向及竖向配筋方式横向预应力筋横向预应力筋第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥135()竖向预应力筋()竖向预应力筋布在腹板中,提高抗剪能力;布在腹板中,提高抗剪能力;沿纵向的间距根据竖向剪力分布而调整:靠支点较密、靠跨中沿纵向的间距根据竖向剪力分布而调整:靠支点较密、靠跨中较疏。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

114、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第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥136预应力管道压浆如不密实饱满,则预应力筋得预应力管道压浆如不密实饱满,则预应力筋得锈蚀断裂可能造成灾难性后果。锈蚀断裂可能造成灾难性后果。目前将一种拉索式锚具用于竖向钢绞线的张拉,进行目前将一种拉索式锚具用于竖向钢绞线的张拉,进行二次张拉二次张拉: a)a)第一次第一次张拉张拉钢绞线至钢绞线至 b)b)第二次张拉锚杯第二次张拉锚杯至设计至设计 c c)拧紧螺母拧紧螺母、锁定锚杯、锁定锚杯、 设计荷载设计荷载 荷载、锚杯离开垫板荷

115、载、锚杯离开垫板 消除回缩消除回缩回缩补偿二次张拉钢绞线技术二次张拉钢绞线技术第二章 第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥137第四节第四节 无缝桥梁的构造无缝桥梁的构造前言前言 桥梁一般均需设置伸缩缝(桥梁一般均需设置伸缩缝(满足温度变形的要求满足温度变形的要求);); 伸缩缝是桥梁结构中最易遭到破坏的部分,易损难修,是国内外公伸缩缝是桥梁结构中最易遭到破坏的部分,易损难修,是国内外公认的难题(认的难题(受到结构集中变形,外部环境侵蚀和汽车荷载的反复冲击受到结构集中变形,外部环境侵蚀和汽车荷载的反复冲击作用作用);); 对

116、于中小桥,温度变化时,由于桥两端位移较小,因而采用特殊的对于中小桥,温度变化时,由于桥两端位移较小,因而采用特殊的无缝化技术取消伸缩缝;无缝化技术取消伸缩缝; 中小桥量大而面广,因而在中小桥上实现无缝化,具有重要意义。中小桥量大而面广,因而在中小桥上实现无缝化,具有重要意义。第二章 第四节 无缝桥梁的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥138一、国外无缝桥梁的主要结构形式一、国外无缝桥梁的主要结构形式 无缝桥梁无缝桥梁取消取消了传统桥梁在桥台处设置的伸缩装置,且在桥梁的了传统桥梁在桥台处设置的伸缩装置,且在桥梁的任何位置任何位置都不设置伸缩缝都不设置伸缩缝

117、,梁的伸缩变形,梁的伸缩变形延至台后接线路面延至台后接线路面。全无缝式连续刚构桥全无缝式连续刚构桥 第二章 第四节 无缝桥梁的构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥139普通连续刚构桥是利用中间桥墩的墩梁嵌固作用和边跨的自重普通连续刚构桥是利用中间桥墩的墩梁嵌固作用和边跨的自重第二章 第四节 无缝桥梁的构造(a a)整体式无缝桥梁)整体式无缝桥梁(b b)半整体式无缝桥梁)半整体式无缝桥梁根据梁体连接方式根据梁体连接方式 整体式桥台:整体式桥台:柔性桥台与梁采取全弯矩连柔性桥台与梁采取全弯矩连接方式接方式,取消了支座和伸缩装置,使用最多,取消了支座和伸缩装置

118、,使用最多的是台帽与单排柔性桩结合的是台帽与单排柔性桩结合 半整体式桥台:半整体式桥台:刚性桥台与梁体采用零刚性桥台与梁体采用零弯矩的连接弯矩的连接,最小限度地把转动位移传递,最小限度地把转动位移传递到刚性桥台或粗短柱式桥台的桩基础上到刚性桥台或粗短柱式桥台的桩基础上一、国外无缝桥梁的主要结构形式一、国外无缝桥梁的主要结构形式桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥140二、半整体式全无缝桥梁新体系二、半整体式全无缝桥梁新体系必要性必要性: 传统的无缝桥梁虽然解决了桥梁伸缩缝的诸多问题,但传统的无缝桥梁虽然解决了桥梁伸缩缝的诸多问题,但搭板搭板末端的接缝仍处于易损

119、状态末端的接缝仍处于易损状态;体系思路体系思路:利用道路设计中:利用道路设计中连续配筋混凝土路面允许带裂缝工作连续配筋混凝土路面允许带裂缝工作的特的特点,实现真正意义的全无缝桥梁,即在常规的整体式(半整体式)无点,实现真正意义的全无缝桥梁,即在常规的整体式(半整体式)无缝桥基础上,采用缝桥基础上,采用搭板两端分别与主梁及连续配筋接线路面连接搭板两端分别与主梁及连续配筋接线路面连接,并,并在接线路面的在接线路面的端部设置地梁端部设置地梁,进一步取消路桥结合处的路面接缝。,进一步取消路桥结合处的路面接缝。第二章 第四节 无缝桥梁的构造新型无缝桥示意图新型无缝桥示意图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民

120、交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥141工作原理工作原理:当温度等因素发生变化时,梁体的:当温度等因素发生变化时,梁体的变形通过搭板传递至加变形通过搭板传递至加筋接线路面筋接线路面,并通过,并通过带锯缝带锯缝的接线路面的接线路面微裂缝吸纳全部变形微裂缝吸纳全部变形,随着温,随着温降作用的增大,接线路面受到搭板的拉力变大,将由近而远产生很多降作用的增大,接线路面受到搭板的拉力变大,将由近而远产生很多横向裂缝,直到完全吸收梁体变形。横向裂缝,直到完全吸收梁体变形。第二章 第四节 无缝桥梁的构造新型无缝桥示意图新型无缝桥示意图注注:1、设置锯缝的目的是为了、设置锯缝的目的是为了裂缝分布更均匀裂缝

121、分布更均匀,并减小对主梁的拉力。,并减小对主梁的拉力。2、接线路面上铺设沥青混凝土,接线路面的、接线路面上铺设沥青混凝土,接线路面的微裂缝并不会反射到沥青微裂缝并不会反射到沥青铺装上铺装上,因而沥青路面是完好无损的。,因而沥青路面是完好无损的。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥142三、不同类型无缝桥梁的适用范围三、不同类型无缝桥梁的适用范围传统整体式或半整体式无缝桥以及新体系全无缝桥,其梁体变形依赖于传统整体式或半整体式无缝桥以及新体系全无缝桥,其梁体变形依赖于接线路面吸纳,接线路面吸纳,如果桥梁过长,梁体变形将很大,导致接线路面很长,如果桥梁过长,梁体变

122、形将很大,导致接线路面很长,主梁附加内力偏大主梁附加内力偏大,这显然是不合适的。,这显然是不合适的。第二章 第四节 无缝桥梁的构造结构限制结构限制无缝桥梁类型无缝桥梁类型PC梁梁最大跨径(最大跨径(m)整体式整体式18.361.0半整体式半整体式27.561.0半整体式全无缝半整体式全无缝10100桥梁总长(桥梁总长(m)整体式整体式45.8358.4半整体式半整体式27.51000半整体式全无缝半整体式全无缝10100斜交角(斜交角()整体式整体式1570半整体式半整体式2045半整体式全无缝半整体式全无缝1570不同类型无缝桥梁的适用范围不同类型无缝桥梁的适用范围桥梁工程第三版,邵旭东主编

123、 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥143四、实例四、实例1 1、概况、概况李和村桥位于云南省安宁至晋宁高速公路第李和村桥位于云南省安宁至晋宁高速公路第8合同昆阳段,桥梁中心桩号合同昆阳段,桥梁中心桩号为为K32+500,上部结构:,上部结构:420预应力混凝土空心板,桥面连续,桥面无预应力混凝土空心板,桥面连续,桥面无伸缩缝;下部结构:桩柱式半整体桥台,桩柱式桥墩,钻孔桩基础;设伸缩缝;下部结构:桩柱式半整体桥台,桩柱式桥墩,钻孔桩基础;设计荷载:公路计荷载:公路级;桥梁全长级;桥梁全长86.68m。李和村桥总体布置图(立面)李和村桥总体布置图(立面)第二章 第四节 无缝桥梁的构造桥

124、梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1442 2、部分构造设计、部分构造设计主梁与搭板之间用主梁与搭板之间用16100mm钢筋连接钢筋连接 第二章 第四节 无缝桥梁的构造2.12.1、主梁与搭板的连接、主梁与搭板的连接2.22.2、接线路面、接线路面接线路面板长接线路面板长25m25m,厚,厚24cm24cm的的C30C30连续配筋混凝土板,尾部设置高连续配筋混凝土板,尾部设置高1.5m1.5m的地梁;接线路面板上部为的地梁;接线路面板上部为10cm10cm厚沥青混凝土路面层厚沥青混凝土路面层 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架

125、桥145加筋接线路面构造加筋接线路面构造 第二章 第四节 无缝桥梁的构造(c) B(c) B大样大样 (b) A(b) A大样大样 (a) (a) 立面立面 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥146E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥147第三章第三章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算计算步骤:计算步骤: 初拟尺寸初拟尺寸计算最不利内力计算最不利内力应力、裂缝、强度、刚度和稳应力、裂缝、强度、刚度和稳定性的验算定性的验算配筋设计(必要时作尺寸上的调整)。配筋设计(必要时作尺寸上的调整)。特点:特点: 将实际

126、工程中复杂的空间计算问题简化成为适用、简单且满将实际工程中复杂的空间计算问题简化成为适用、简单且满足一定精度的计算。足一定精度的计算。计算内容:计算内容: 主梁、横隔梁和桥面板。主梁、横隔梁和桥面板。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥148第三章第三章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算第一节 桥面板计算桥面板计算第二节 主梁内力计算主梁内力计算第三节 横隔板内力计算横隔板内力计算第四节 挠度、预拱度的计算挠度、预拱度的计算桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥149第一节第一节 桥面板计算桥面板计算一、桥面板的力学模型

127、一、桥面板的力学模型1 1、周边支承板周边支承板:单向受力板:单向受力板 对于其边长比或长宽比对于其边长比或长宽比 (la / lb)等于和大于等于和大于2 2的板,近似的板,近似地按仅由地按仅由短跨承受荷载短跨承受荷载的来设的来设计。计。适用:适用:整体现浇的整体现浇的T T梁桥梁桥第三章 第一节 桥面板的计算桥面板是桥面板是直接承受车轮碾压直接承受车轮碾压的的混凝土板,它与主梁梁肋和横混凝土板,它与主梁梁肋和横隔联结在一起,既保证梁的整隔联结在一起,既保证梁的整体性,又将荷载传递与主梁。体性,又将荷载传递与主梁。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1502

128、 2、悬臂板悬臂板:装配式:装配式T T形梁桥,形梁桥,翼板之间翼板之间采用钢板联结采用钢板联结;其;其桥面板也存在边长比或长宽桥面板也存在边长比或长宽比比la / lb22的关系。的关系。3 3、铰接悬臂板铰接悬臂板:装配式:装配式T T形形梁桥,采用不承担弯矩的梁桥,采用不承担弯矩的铰铰接缝联结接缝联结。第三章 第一节 桥面板的计算桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥151二、桥面板的受力分析二、桥面板的受力分析1. 1. 车轮荷载在板上的分布车轮荷载在板上的分布 沿行车方向沿行车方向 a1=a2+2H 沿横向沿横向 b1=b2+2H 式中:式中:H H为

129、铺装层的厚度为铺装层的厚度则:当有一个车轮作用于桥则:当有一个车轮作用于桥面板上时:面板上时: p p = = 式中:式中:P P汽车的轴重。汽车的轴重。第三章 第一节 桥面板的计算偏安全假定偏安全假定呈呈45角角扩散散桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥1522. 2. 板的有效工作宽度板的有效工作宽度第三章 第一节 桥面板的计算不不仅a1板条板条参与受力,相参与受力,相邻板也参与工板也参与工作,共同受荷作,共同受荷桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥153单向板的荷向板的荷载有效分布有效分布宽度度第三章 第一节 桥面板的计

130、算 单向板的荷向板的荷载有效分布有效分布宽度度aa.荷载作用在中间荷载作用在中间注:注:1、根据、根据桥规D62,计算算弯矩弯矩时l=l0+t,不大于不大于l0+b;计算算剪力剪力时,l=l0;2、l0为板板净跨径,跨径,t为板厚,板厚,b为梁肋梁肋宽。当几个靠近的相同当几个靠近的相同荷荷载,有效分布,有效分布宽度度发生重叠生重叠桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥154单向板的荷向板的荷载有效分布有效分布宽度度第三章 第一节 桥面板的计算b.荷载作用在支承处荷载作用在支承处c.荷载作用在靠近板支承处荷载作用在靠近板支承处注:注:1、x为荷荷载离支承离支承边缘

131、的距离的距离;2、综合合a、b、c可可得得单向板有效分布向板有效分布宽度如右度如右图示。示。3、分布、分布宽度均度均不不得大于板的全得大于板的全宽桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥155 悬臂板的荷载有效分布宽度悬臂板的荷载有效分布宽度a第三章 第一节 桥面板的计算悬臂板的荷载有效分布宽度悬臂板的荷载有效分布宽度 式中:式中:1 1、bb为承重板上荷载压力面为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离;外侧边缘至悬臂根部的距离;2 2、最不利情况为、最不利情况为bb等于悬臂等于悬臂板的净跨径板的净跨径l0 0,故,故a=aa=a1 1+2l+2l0.0.桥梁

132、工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥156三、行车道板的内力计算三、行车道板的内力计算1. 1. 多跨连续单向板的内力多跨连续单向板的内力(1 1)跨中最大弯矩计算)跨中最大弯矩计算当当t t/ /h h1/40.708cm,并并17.92 76.417.92 ( (合格合格) ) 以及以及NNG G =0.3 =0.3162.7=48.81kN1.4Ht162.7=48.81kN1.4Ht =8.92kN =8.92kN(合格)(合格) 结果表明,支座不会发生相对滑动。结果表明,支座不会发生相对滑动。 5.5.成品板式橡胶支座的选配成品板式橡胶支座的选配 板式橡

133、胶支座已有系列成品可供选择,例如板式橡胶支座已有系列成品可供选择,例如GJZ300GJZ3004004740047(CRCR)表示公路桥梁矩形、平面尺寸表示公路桥梁矩形、平面尺寸300mm300mm400mm400mm、厚度为、厚度为47mm47mm的氯丁橡胶支的氯丁橡胶支座,座,GYZF430054(NR)GYZF430054(NR)表示公路桥梁圆形、直径表示公路桥梁圆形、直径300mm300mm、厚度为、厚度为54mm54mm、带、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。只需根据标准成品支座目录选择,选聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。只需根据标准成品支座目录选择,选配合适的产品。配合适的产品。桥梁工

134、程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥442三三 、盆式橡胶支座的选用、盆式橡胶支座的选用 盆式橡胶支座的设计验算内容有:确定聚四氟乙烯板和氯丁橡盆式橡胶支座的设计验算内容有:确定聚四氟乙烯板和氯丁橡胶板的胶板的尺寸尺寸;确定钢盆环的;确定钢盆环的直径直径;盆塞盆塞的计算(包括底面积尺寸、盆的计算(包括底面积尺寸、盆塞厚度、盆塞的抗滑验算等);塞厚度、盆塞的抗滑验算等);钢密封环的设计钢密封环的设计;橡胶密封圈的设计橡胶密封圈的设计;盆环顶偏转的控制盆环顶偏转的控制;钢盆环与顶板之间的;钢盆环与顶板之间的焊缝应力验算焊缝应力验算等。等。 实际工程中,设计人员主要是根据

135、支座反力和变形直接在成品目录实际工程中,设计人员主要是根据支座反力和变形直接在成品目录上选配适合的支座,同时考虑上选配适合的支座,同时考虑温度温度和和地震地震两个因素,以确定适配常温两个因素,以确定适配常温型和耐寒型支座和采用何种型和耐寒型支座和采用何种抗震型支座抗震型支座或或抗震措施抗震措施。第六章 第三节 支座的计算桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥443E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥444第七章第七章 混凝土斜、弯梁桥简介混凝土斜、弯梁桥简介第七章 第一节 斜梁桥第一节 斜梁桥斜梁桥第二节 弯梁桥弯梁桥

136、桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥445第一节第一节 斜梁桥斜梁桥一、斜梁桥的主要类型一、斜梁桥的主要类型 高等级公路上的中、小型桥梁,往往为了服从线路的总走向,高等级公路上的中、小型桥梁,往往为了服从线路的总走向,而将桥梁的中轴线与水流方向设计成斜交的,工程上将这样布置的而将桥梁的中轴线与水流方向设计成斜交的,工程上将这样布置的梁桥称之为梁桥称之为斜梁桥斜梁桥。 表征斜梁桥偏斜程度的斜交角有两种方法:一种是表征斜梁桥偏斜程度的斜交角有两种方法:一种是 角表示,角表示,它是指中轴线与支承线构成的它是指中轴线与支承线构成的小于小于9090的夹角;另一种是用同一

137、图的夹角;另一种是用同一图中的中的 表示,它是指表示,它是指中轴线的垂线与支承线的夹角中轴线的垂线与支承线的夹角。我国交通部。我国交通部颁布的桥涵标准图以及颁布的桥涵标准图以及桥梁设计与计算(第二版)桥梁设计与计算(第二版)中均定义此中均定义此图中的图中的 为斜交角。为斜交角。 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥446斜交角表示法斜交角表示法( (1 1) ) 斜板桥斜板桥 同直梁桥相似,斜板桥的截面形式主要有实心板和空心板两种。钢同直梁桥相似,斜板桥的截面形式主要有实心板和空心板两种。钢筋砼实心板,按照制作工艺分为整体式和预制装配式两

138、种。装配式钢筋筋砼实心板,按照制作工艺分为整体式和预制装配式两种。装配式钢筋混凝土斜空心板标准跨径分为混凝土斜空心板标准跨径分为6 6、8 8、1010、13m13m四种;装配式预应力混凝四种;装配式预应力混凝土空心板的最大跨径可达土空心板的最大跨径可达30m30m。 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥447( (2 2) ) 斜肋梁桥斜肋梁桥 斜肋梁桥的最斜肋梁桥的最大跨径可达大跨径可达40m40m。图。图(a)(a)是装配式斜是装配式斜T T形形梁;图梁;图(b)(b)(e)(e)是是装配装配- -整体式斜肋形整体式斜肋形梁梁, ,

139、其中预制的部分其中预制的部分截面为截面为I I字形,槽形字形,槽形和箱形,安装就位和箱形,安装就位后,再在其上现浇后,再在其上现浇桥面板,使之结合桥面板,使之结合成整体。成整体。多梁式斜梁桥截面形式多梁式斜梁桥截面形式 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥448( (3 3) ) 斜箱梁桥斜箱梁桥 箱形截面斜梁桥多用在箱形截面斜梁桥多用在连续体系连续体系的桥梁上,其截面的的桥梁上,其截面的抗扭刚度抗扭刚度较大较大,更适应斜梁的受力特点。按截面形式一般为,更适应斜梁的受力特点。按截面形式一般为单箱单室和单箱双单箱单室和单箱双室室,而以后者居

140、多。,而以后者居多。连续斜箱梁桥横断面连续斜箱梁桥横断面第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥449二、斜板桥的受力特点与构造二、斜板桥的受力特点与构造1、受力特点、受力特点 国外学者对简支斜板桥进行过三种荷载工况的模型试验,这三种工国外学者对简支斜板桥进行过三种荷载工况的模型试验,这三种工况是:况是:a)a)满布均布荷载;满布均布荷载;b b)集中荷载作用于斜板中心点)集中荷载作用于斜板中心点E E;c c)集中荷)集中荷载作用于斜板边缘的中点载作用于斜板边缘的中点F F,如图所示。,如图所示。 斜板桥的受力状态斜板桥的受力状态第七章 第

141、一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥450(1 1)、支承边反力)、支承边反力 呈不均匀分布,呈不均匀分布,钝角钝角B B、C C处处的反力最大,以的反力最大,以锐角锐角A A、D D 处的最处的最小,甚至可能出现小,甚至可能出现负反力负反力。(2 2)、跨中主弯矩)、跨中主弯矩 对于宽跨比较大的斜板,其中心处的主弯矩方向接近与支承对于宽跨比较大的斜板,其中心处的主弯矩方向接近与支承边正交,而斜交角小的斜板,其板中部的主弯矩方向与桥轴线平边正交,而斜交角小的斜板,其板中部的主弯矩方向与桥轴线平行。但在斜板的两侧,则无论斜板的斜交角大小,其主弯矩方向

142、行。但在斜板的两侧,则无论斜板的斜交角大小,其主弯矩方向接近接近平行自由边平行自由边(图(图d d、e e););(3 3)、钝角负弯矩)、钝角负弯矩 如同连续梁的中支点截面一样,在如同连续梁的中支点截面一样,在钝角钝角B B、C C处产生处产生负负主弯矩,主弯矩,有时它的绝对值比跨中主弯矩还要大,其负主弯矩的方向接近与有时它的绝对值比跨中主弯矩还要大,其负主弯矩的方向接近与钝角的钝角的二等分线二等分线相正交。相正交。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥451(4).(4).横向弯矩横向弯矩 斜板的最大纵向弯矩,虽比同等跨径的直桥要小,但

143、横向弯矩斜板的最大纵向弯矩,虽比同等跨径的直桥要小,但横向弯矩却比同等跨径的直桥要却比同等跨径的直桥要大大得多,并且沿自由边的横向弯矩还出现得多,并且沿自由边的横向弯矩还出现反反号号,靠近锐角处为,靠近锐角处为正正,靠钝角处为,靠钝角处为负负。(图。(图e e)。)。 (5).(5).扭矩扭矩 图图c c所示的所示的A A、D D点,有起翘的趋势,如果固定点,有起翘的趋势,如果固定A A、D D两点,那么将使两点,那么将使斜板在两个方向产生斜板在两个方向产生扭矩扭矩,这也是斜板的一个重要特点,但它的分,这也是斜板的一个重要特点,但它的分布十分复杂,右下图是满布荷载下的布十分复杂,右下图是满布荷

144、载下的扭矩分布示意图扭矩分布示意图。 斜交角为斜交角为4545的简支斜板在满布的简支斜板在满布均布荷载下的扭矩图均布荷载下的扭矩图 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4522、钢筋构造、钢筋构造斜板中几种主要钢筋斜板中几种主要钢筋(1 1)、主钢筋)、主钢筋 斜交角不大于斜交角不大于1515度时度时 斜交板的受力特性与正交板相近,主钢筋可平行于桥纵轴线方向布斜交板的受力特性与正交板相近,主钢筋可平行于桥纵轴线方向布置(钢筋置(钢筋1 1)。)。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4

145、53第七章 第一节 斜梁桥 斜交角大于斜交角大于1515度时度时 在在两钝角两钝角之间,底层主钢筋垂直于支承边(之间,底层主钢筋垂直于支承边(钢筋钢筋2 2),在),在靠近两靠近两侧自由边侧自由边,主钢筋平行于自由边布置(,主钢筋平行于自由边布置(钢筋钢筋3 3),直至与中间部分的主),直至与中间部分的主钢筋完全衔接为止,如右上图所示。这种布置恰与上述第钢筋完全衔接为止,如右上图所示。这种布置恰与上述第2 2点力学特性点力学特性吻合。吻合。斜板中几种主要钢筋斜板中几种主要钢筋大斜交角斜板底层钢筋构造大斜交角斜板底层钢筋构造桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4

146、54(2 2)、其它钢筋)、其它钢筋 钝角处加强钢筋钝角处加强钢筋 根据上述第根据上述第1 1、3 3两点的力学特征,在两钝角处存在两点的力学特征,在两钝角处存在较大的支反力和较大的支反力和负弯矩负弯矩,故在钝角处约,故在钝角处约1 15 5的跨径范围内,应配置的跨径范围内,应配置局部加强钢筋局部加强钢筋,其底,其底层的布筋方向与钝角二等分线平行(钢筋层的布筋方向与钝角二等分线平行(钢筋5 5),其上层的布筋方向则与二),其上层的布筋方向则与二等分线垂直(钢筋等分线垂直(钢筋4 4)。加强钢筋的直径不小于)。加强钢筋的直径不小于12mm12mm,间距,间距101015cm15cm。第七章 第一

147、节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥455 横向钢筋横向钢筋 平行于支承边布置,考虑到上述第平行于支承边布置,考虑到上述第4 4点力学特征,在靠近钝角区点力学特征,在靠近钝角区段内存在段内存在横向负弯矩横向负弯矩的因素,在支座附近的顶层应增设平行于支座轴的因素,在支座附近的顶层应增设平行于支座轴线的线的分布钢筋分布钢筋。 顶层边缘纵向钢筋顶层边缘纵向钢筋 鉴于在靠近自由边的区段内有较大的扭矩,故应在顶层的两侧鉴于在靠近自由边的区段内有较大的扭矩,故应在顶层的两侧约约 /5/5的范围内布置平行于自由边的的范围内布置平行于自由边的纵向钢筋(钢筋纵向钢筋(

148、钢筋3 3)。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4563、构造实例、构造实例装配式预应力空心板构造实例装配式预应力空心板构造实例第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥457三、斜肋梁桥的受力特点与构造三、斜肋梁桥的受力特点与构造1 1、受力特点、受力特点 斜肋梁桥主要由纵向梁肋、横隔板和桥道板等三个部分构成。关斜肋梁桥主要由纵向梁肋、横隔板和桥道板等三个部分构成。关于简支斜肋梁桥的受力特点如下。于简支斜肋梁桥的受力特点如下。 (1 1). .每榀主梁翼板接合面上的每榀主梁翼板接合面上

149、的垂直剪切垂直剪切力力分布是反对称于其分布是反对称于其跨中截面跨中截面的,有图的,有图d d仅示出了仅示出了1 1边主梁靠内侧翼缘接合面上边主梁靠内侧翼缘接合面上的剪力分布图;的剪力分布图;(2 2). .由于上述的由于上述的反对称剪力反对称剪力导致各主梁导致各主梁内产生扭矩;内产生扭矩;(3 3). .由于各根主梁之间存在由于各根主梁之间存在变形差变形差,故,故在设计预制构件时,其翼板和横隔梁不宜在设计预制构件时,其翼板和横隔梁不宜从相邻两梁之间的中介线上划分,而应预从相邻两梁之间的中介线上划分,而应预留有一定宽度的纵向留有一定宽度的纵向现浇接缝条带现浇接缝条带,以协,以协调它们之间的变形差

150、。调它们之间的变形差。 第七章 第一节 斜梁桥斜肋梁桥受力剖析斜肋梁桥受力剖析桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4582、构造实例、构造实例 我国新编制的装配式后张法预应力混凝土工字型组合梁斜桥标准图,我国新编制的装配式后张法预应力混凝土工字型组合梁斜桥标准图,斜跨径分斜跨径分2020、2525、3030、35m35m和和40m40m三种,斜交角分为三种,斜交角分为00、1515、和、和3030三种。三种。下图示出了斜跨长下图示出了斜跨长2 20m0m,斜交角为,斜交角为3030的五梁式斜桥。从该图中可以看出,的五梁式斜桥。从该图中可以看出,它充分考虑了斜肋

151、桥的力学特性,即:它充分考虑了斜肋桥的力学特性,即: (1 1)、横隔板的布置方式,采用了与)、横隔板的布置方式,采用了与主梁斜交主梁斜交的布置方式。的布置方式。(2 2)、选择装配)、选择装配整体式的施工工艺,整体式的施工工艺,它的施工程序是:安装预制的预应力混它的施工程序是:安装预制的预应力混凝土工字形梁肋;现浇梁肋间的横隔板接头混凝土;现浇凝土工字形梁肋;现浇梁肋间的横隔板接头混凝土;现浇T T梁翼缘板湿接缝;绑扎桥面板钢梁翼缘板湿接缝;绑扎桥面板钢筋并浇筑桥道板混凝土,使整个桥面形成整体,共同受力,其余工序同钢筋混凝土桥梁筋并浇筑桥道板混凝土,使整个桥面形成整体,共同受力,其余工序同钢

152、筋混凝土桥梁。 采用这样的工序,首先解决了图采用这样的工序,首先解决了图2-7-92-7-9中存在着自重荷载下中存在着自重荷载下各主梁挠各主梁挠度不一致的矛盾度不一致的矛盾,从而大大减少了恒载产生的扭矩,其次,采用集整为,从而大大减少了恒载产生的扭矩,其次,采用集整为零的工艺,可以零的工艺,可以减轻主梁的起吊质量减轻主梁的起吊质量。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥459(3 3)、充分考虑斜桥的)、充分考虑斜桥的扭转特性扭转特性,由于斜梁桥中存在较大的扭矩,故应由于斜梁桥中存在较大的扭矩,故应在桥面板的上、下层布置足够的构造钢筋来抵抗

153、扭转应力。其布置方式在桥面板的上、下层布置足够的构造钢筋来抵抗扭转应力。其布置方式是:在桥跨的两端按平行于支撑边布置,如图是:在桥跨的两端按平行于支撑边布置,如图2-7-10d)、)、e)所示。)所示。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥46020m20m工字梁组合斜梁桥布置及构造工字梁组合斜梁桥布置及构造第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥461四、连续斜箱梁桥的支座布置与受力特点四、连续斜箱梁桥的支座布置与受力特点1、支座布置、支座布置 连续斜箱梁桥的两端桥台上,一般布置具有连续

154、斜箱梁桥的两端桥台上,一般布置具有抗扭功能抗扭功能的双支座,但在的双支座,但在中间桥墩顶面上,支座的布置形式却是多种多样的,归纳起来,大体上有中间桥墩顶面上,支座的布置形式却是多种多样的,归纳起来,大体上有以下几种。以下几种。1.1.A A型型 全桥各个墩(台)上均布置双支座(图全桥各个墩(台)上均布置双支座(图2-7-12-7-11 1a a)2. B B型型 两端为抗扭双支座,中墩均为单点铰支座(图两端为抗扭双支座,中墩均为单点铰支座(图2-7-12-7-11 1b b)3. 混合型混合型 部分中墩为单点铰支座,其余均为抗扭双支座部分中墩为单点铰支座,其余均为抗扭双支座( (图图2-7-1

155、1c)2-7-11c)。 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥462第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4632 2、受力特点、受力特点 但但影响连续斜梁桥受力特性的因素要比简支体系的复杂得多,例如影响连续斜梁桥受力特性的因素要比简支体系的复杂得多,例如连连续跨的跨数、支座的布置形式、荷载形式、斜交角以及截面的弯扭刚度比续跨的跨数、支座的布置形式、荷载形式、斜交角以及截面的弯扭刚度比等。等。 以以B型三跨连续斜梁桥型三跨连续斜梁桥在均布荷载在均布荷载p的作用下的内力值与斜交角及弯的作

156、用下的内力值与斜交角及弯扭刚度比的关系供参考,如图扭刚度比的关系供参考,如图2-7-12所示。从中可以归纳以下几点:所示。从中可以归纳以下几点: 第七章 第一节 斜梁桥 将连续斜梁桥中所有中间支反力都视为外荷载,则桥两端的受力特性将连续斜梁桥中所有中间支反力都视为外荷载,则桥两端的受力特性与简支斜梁桥相同,尤其是钝角部位与简支斜梁桥相同,尤其是钝角部位。如钝角处反力比锐角大,钝角处承。如钝角处反力比锐角大,钝角处承受较大的负弯矩。受较大的负弯矩。 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥464(1 1)斜交角)斜交角的影响的影响在斜交角在斜交角4545范围内,随着

157、斜范围内,随着斜交角的增大,则:交角的增大,则:a a)边跨跨中和中支点的弯边跨跨中和中支点的弯矩绝对值矩绝对值逐渐逐渐减小减小,而,而中跨中跨跨中弯矩跨中弯矩逐渐逐渐增大增大;b b)截面的)截面的扭矩绝对值扭矩绝对值也是也是逐渐逐渐增大增大;c c)对中支点处的截面)对中支点处的截面剪力剪力影响较小影响较小。第七章 第一节 斜梁桥三跨三跨B B型连续斜梁桥在均布荷载型连续斜梁桥在均布荷载p p作用下内力随作用下内力随的变化规律的变化规律 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥465(2 2)、弯扭刚度比)、弯扭刚度比k k的影响的影响在在k k0.50.52

158、.02.0的范围内,随着的范围内,随着k k值的增大,则:值的增大,则:a a)边跨跨中和中支点边跨跨中和中支点处的处的弯矩弯矩绝对值绝对值逐渐逐渐增大增大, 而而中跨跨中中跨跨中的的弯矩值弯矩值逐渐逐渐减小减小;b b)当斜交角一定时,)当斜交角一定时,扭矩扭矩的的绝绝对值对值逐渐逐渐减小减小;c c)对中支点处的截面)对中支点处的截面剪力影响剪力影响同样同样较小较小。第七章 第一节 斜梁桥三跨三跨B B型连续斜梁桥在均布荷载型连续斜梁桥在均布荷载p p作用下内力随作用下内力随k k的变化规律的变化规律 桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥466五、斜梁桥近

159、似计算简介五、斜梁桥近似计算简介求解斜交板的弹性理论解答迄今尚未问世,故长期以来,国内外求解斜交板的弹性理论解答迄今尚未问世,故长期以来,国内外许多学者多从三种途径来求得它的近似解,即许多学者多从三种途径来求得它的近似解,即有限差分法有限差分法、有限单元有限单元法法和和模型试验模型试验。然后编制出实用图表,供设计人员使用。下面仅介绍。然后编制出实用图表,供设计人员使用。下面仅介绍如何应用这些实用图表对斜梁进行受力分析的要点。详细内容,可直如何应用这些实用图表对斜梁进行受力分析的要点。详细内容,可直接查阅接查阅桥梁设计与计算(第二版)桥梁设计与计算(第二版)。附带说明,我国公路桥规还。附带说明,

160、我国公路桥规还规定,对于整体式或装配式斜桥,当斜交角等于或小于规定,对于整体式或装配式斜桥,当斜交角等于或小于1515时,可按时,可按正交板计算。正交板计算。1、整体式简支斜板桥近似计算法、整体式简支斜板桥近似计算法(1)、恒载内力计算)、恒载内力计算第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥467近似计算法近似计算法是将桥面构造(包括斜板自重)的重量视作均匀分布是将桥面构造(包括斜板自重)的重量视作均匀分布于整个桥面上,然后按照下面的一般表达式计算斜板中央点、自由边于整个桥面上,然后按照下面的一般表达式计算斜板中央点、自由边中点和钝角位置处在

161、两个正交方向上的主弯矩中点和钝角位置处在两个正交方向上的主弯矩M M1 1,M M2 2( (图图2-7-12-7-13 3) ),即:,即: 式中:式中: 斜板在单位面积上的荷载集度;斜板在单位面积上的荷载集度; 斜板的斜跨跨长;斜板的斜跨跨长;k k1 1,k k2 2 分别为分别为M M1 1,M M2 2方向的弯矩系数,它与斜交角及宽跨比有关方向的弯矩系数,它与斜交角及宽跨比有关(表(表2-7-12-7-1)。)。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥468图图2-7-12-7-13 3斜板的主斜板的主弯矩与钢筋方向弯矩与钢筋方向

162、主弯矩主弯矩M1方向方向 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥469拟配置的钢筋方向的弯矩和可根据主弯矩值按下式求算。拟配置的钢筋方向的弯矩和可根据主弯矩值按下式求算。当时(当时(即纵横向钢筋配置互相垂直时即纵横向钢筋配置互相垂直时):): 式中:式中: 钢筋配置方向与主弯矩方向之间的夹角;钢筋配置方向与主弯矩方向之间的夹角; 纵横两个方向钢筋之间的夹角纵横两个方向钢筋之间的夹角第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥470( (2 2) )、活载内力计算、活载内力计算活载内力可按图活载

163、内力可按图2-7-2-7-1 15 5所示步骤及公式进所示步骤及公式进行计算(见右图)。行计算(见右图)。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥471第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4722、装配式铰接简支斜板桥近似计算法装配式铰接简支斜板桥近似计算法 铰接斜板铰接斜板活载内力的实用计算方法和整体式板的计算方法相似,即活载内力的实用计算方法和整体式板的计算方法相似,即采用采用斜交角折减系数法斜交角折减系数法,所不同的是,整体式板是取,所不同的是,整体式板是取“有效宽度有效宽度”内的

164、内的单位宽板条进行计算,而装配式板是取其中的各单块板分别计算,因此,单位宽板条进行计算,而装配式板是取其中的各单块板分别计算,因此,它需求先求出各块板的它需求先求出各块板的荷载横向分布系数荷载横向分布系数mimi。 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥473按正桥(,)计算:按正桥(,)计算:a a、b b、按第六篇第二章第二节所、按第六篇第二章第二节所介绍的铰接板法计算各板的荷介绍的铰接板法计算各板的荷载横向分布系数载横向分布系数c c、计算号正板的跨中弯矩、计算号正板的跨中弯矩 a、按、按查表得相应斜交角折减系数;查表得相应斜交角折减

165、系数;b、计算号斜板跨中弯矩、计算号斜板跨中弯矩 装配式铰接板活载内力计算步骤及公式装配式铰接板活载内力计算步骤及公式 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥474在绘制包络图时,要注意在绘制包络图时,要注意峰值顶点不峰值顶点不应该从跨中开始应该从跨中开始,可以偏安全地在跨中保,可以偏安全地在跨中保留一个平直段。平直段的长度,根据试验留一个平直段。平直段的长度,根据试验结果,可在跨中截面的两侧各取结果,可在跨中截面的两侧各取l/8l/8。其。其值大小假定等于按上述方法算得的弯矩值。值大小假定等于按上述方法算得的弯矩值。 第七章 第一节 斜梁

166、桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4753、刚性连接简支斜肋梁桥的荷载横向分布影响线、刚性连接简支斜肋梁桥的荷载横向分布影响线 我国目前颁布的简支斜肋梁桥标准设计图均为我国目前颁布的简支斜肋梁桥标准设计图均为中部横隔梁中部横隔梁与与斜主梁斜主梁正交,端横梁与支承线平行,如图所示。正交,端横梁与支承线平行,如图所示。 斜肋梁桥横隔梁布置斜肋梁桥横隔梁布置第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥476 但在具体推导中却与直梁桥的受力性能存在以下的差别:但在具体推导中却与直梁桥的受力性能存在以下的差别:1 1)

167、直梁桥各截面的)直梁桥各截面的扭转中心扭转中心均位于中主梁的均位于中主梁的垂直面内垂直面内,即当荷载,即当荷载P P垂直垂直作用于中主梁时,整个横梁只发生垂直的刚性平移,而不发生转动;而作用于中主梁时,整个横梁只发生垂直的刚性平移,而不发生转动;而斜梁桥却不同,斜梁桥却不同, 它的它的扭转中心扭转中心不仅与不仅与截面形状截面形状及及尺寸尺寸有关,而且与有关,而且与斜斜交角交角、截面位置截面位置及及抗弯抗扭刚度比抗弯抗扭刚度比等因素有关。等因素有关。 根据国内一些学者对这种构造布置的研究,当斜梁桥中间矩形部分根据国内一些学者对这种构造布置的研究,当斜梁桥中间矩形部分的的长宽比长宽比2 2时,可以

168、近似地假定中部横隔梁在自身平面内的刚度为无时,可以近似地假定中部横隔梁在自身平面内的刚度为无穷大,完全可以应用前面对直梁桥所述的穷大,完全可以应用前面对直梁桥所述的“刚性横梁法刚性横梁法”原理求荷截横原理求荷截横向分布影响线。向分布影响线。 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4772 2) 当直梁桥中各主梁截面尺寸相同,且垂直荷载当直梁桥中各主梁截面尺寸相同,且垂直荷载P P作用于中心点作用于中心点O O处时,各主梁不仅挠度相等,而且它们对横梁的反力也相等;而处时,各主梁不仅挠度相等,而且它们对横梁的反力也相等;而斜梁桥则不然,对于同一

169、根横梁,虽然挠度相同,但由于它与各斜梁桥则不然,对于同一根横梁,虽然挠度相同,但由于它与各主梁的连接点离支点均不处在同一距离的主梁的连接点离支点均不处在同一距离的 位置,故各主梁对横梁位置,故各主梁对横梁提供的提供的弹性反力弹性反力也是不相等的,这一点可以从图也是不相等的,这一点可以从图2-7-2-7-9 9的变形得到的变形得到解释。解释。3 3)直梁桥在桥面中心处的集中荷载)直梁桥在桥面中心处的集中荷载P P作用下,主梁对横梁只产生作用下,主梁对横梁只产生垂直反力,而斜梁桥在扭转中心处受垂直力垂直反力,而斜梁桥在扭转中心处受垂直力P P时,各主梁对横梁除时,各主梁对横梁除产生弹性反力外,还将

170、产生产生弹性反力外,还将产生 扭矩扭矩。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥478图图2-7-2-7-1919斜梁桥横梁的受力平衡及扭转中心斜梁桥横梁的受力平衡及扭转中心第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥479又根据对扭转中心又根据对扭转中心G G的力矩平衡得:的力矩平衡得:其中:其中: 第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥480以上各式中:以上各式中:作用于作用于i i号主梁号主梁x x处时在该处产生的竖向位移;处时在该处产

171、生的竖向位移;作用于作用于i i号主梁号主梁x x处时在该处产生的竖向位移,由处时在该处产生的竖向位移,由变位互等定理变位互等定理,;,;作用于作用于i i号主梁号主梁x x处时在该处产生的转角;处时在该处产生的转角;作用于作用于i i号主梁号主梁x x处时在该处产生的转角;处时在该处产生的转角;aiiaii号主梁至扭转中号主梁至扭转中G G的水平距离,与的水平距离,与y y轴同向者为正,反轴同向者为正,反之为负;之为负;biibii号主梁距中主梁号主梁距中主梁O O的距离,正负号意义同的距离,正负号意义同aiai。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝

172、土梁桥和刚架桥481由于:再由图再由图2-7-2-7-1919的平衡图式的平衡图式得得i i号主梁的挠度和转角为号主梁的挠度和转角为其中:其中:第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥482由对扭转中心由对扭转中心G G的的力矩平衡可得:力矩平衡可得:第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥483合并式(合并式(2-7-102-7-10)和式()和式(2-7-162-7-16)可以得到)可以得到i i号梁被分配到的号梁被分配到的总竖向总竖向荷载荷载和和总扭转荷载总扭转荷载:式中:式中:第七章

173、 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥484 当当P=1P=1在横梁上移动时,在横梁上移动时,i i号梁的号梁的竖向荷载竖向荷载和和扭矩荷载扭矩荷载影响线竖标为:影响线竖标为:有了荷载横向分布影响线的计算公式以后,便可按照有了荷载横向分布影响线的计算公式以后,便可按照直梁桥直梁桥的计的计算步骤进行其下面的运算。算步骤进行其下面的运算。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4854、连续斜箱梁桥的计算、连续斜箱梁桥的计算(1 1)、)、A A型型各墩均设置抗扭支承的连续斜箱梁桥各墩均设置抗扭支承

174、的连续斜箱梁桥 连续斜梁桥支座布置连续斜梁桥支座布置A A型型第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥486根据变形协调条件和力法原理可得根据变形协调条件和力法原理可得i i号支承处的号支承处的三弯矩方程三弯矩方程为:为:式中的式中的常变位常变位表示赘余力矩表示赘余力矩Mj=1Mj=1作用时在作用时在i i支承处沿支承处沿MiMi方向产方向产生的转角,它的一般式为:生的转角,它的一般式为:载变位载变位表示在外荷载作用下,在表示在外荷载作用下,在i i支承处沿支承处沿MiMi方向产生的转角,方向产生的转角,它的一般式为它的一般式为第七章 第一节

175、 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥487对于对于全梁截面全梁截面相等且各支承线的相等且各支承线的斜交角斜交角均相同的均相同的连续斜梁连续斜梁,常变位可以,常变位可以写成:写成:其中:其中:式中:式中:E E、GG分别为材料的弹性模量和剪切模量;分别为材料的弹性模量和剪切模量;I I、ITIT分别为材料的抗弯惯矩和抗扭惯矩。分别为材料的抗弯惯矩和抗扭惯矩。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥488(2 2)、)、B B型型全桥同时设有抗扭支承和单点铰支承的连续斜梁桥全桥同时设有抗扭支承和单点铰支承

176、的连续斜梁桥 连续斜梁桥支座布置连续斜梁桥支座布置BB型型为了能够利用为了能够利用桥梁设计与计算(第二版)桥梁设计与计算(第二版)和和参考书参考书3838中已有中已有的关于的关于超静定简支斜梁超静定简支斜梁桥的计算公式,可以将上图中混合支承型结构桥的计算公式,可以将上图中混合支承型结构从中间从中间抗扭支承抗扭支承处断开,用一对赘余力矩处断开,用一对赘余力矩M M3 3代替,化为两个超静定简代替,化为两个超静定简支跨,同时又将两个单点铰支承用支跨,同时又将两个单点铰支承用赘余反力赘余反力R R2 2和和R R4 4代替,然后利用赘代替,然后利用赘余力处的余力处的变形协调条件变形协调条件,列出其,

177、列出其力法力法方程组为:方程组为:第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥489当按设计手册中的公式分别计算出、和后,便可解当按设计手册中的公式分别计算出、和后,便可解得赘余力得赘余力R2、R4和和M3,进而求得连续斜梁各个截面的内力。事实,进而求得连续斜梁各个截面的内力。事实上,对于本例,。上,对于本例,。第七章 第一节 斜梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥490第二节第二节 弯梁桥弯梁桥一、弯梁桥的受力特点一、弯梁桥的受力特点 平面弯曲的曲线梁桥又称弯梁桥,它的受力特点主要有以下两点:平面弯曲的曲线

178、梁桥又称弯梁桥,它的受力特点主要有以下两点:第一,在外荷载作用下,梁截面内产生弯矩的同时,必然伴随产生第一,在外荷载作用下,梁截面内产生弯矩的同时,必然伴随产生“耦合耦合扭矩扭矩”,即所称的,即所称的“弯一扭弯一扭”耦合作用耦合作用。第二,在结构自重作用下,除支点截面以外,弯梁桥外边缘的挠度一般大第二,在结构自重作用下,除支点截面以外,弯梁桥外边缘的挠度一般大于内边缘的挠度,而且曲率半径较小,这种差异越严重。于内边缘的挠度,而且曲率半径较小,这种差异越严重。第三,对于两端均有抗扭支座的弯梁桥,其外弧侧的支座反力一般大于内第三,对于两端均有抗扭支座的弯梁桥,其外弧侧的支座反力一般大于内弧侧,曲率

179、半径弧侧,曲率半径R R较小时,内弧侧还可能出现负反力。较小时,内弧侧还可能出现负反力。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥491 产生这些现象的原因可以从以下两个方面来解释:产生这些现象的原因可以从以下两个方面来解释:1. 1. 荷载因素荷载因素 (1 1)体积重心的偏心;体积重心的偏心;第七章 第二节 弯梁桥由于由于外弧侧的扇形面积大外弧侧的扇形面积大于内弧侧面积于内弧侧面积, ,全截面的体积全截面的体积重重心将偏离轴线向外弧的一侧心将偏离轴线向外弧的一侧, ,其其偏心距离为偏心距离为e e。这就是说这就是说, ,即使桥面上为均即使桥

180、面上为均布荷载布荷载, ,对弯梁桥的作用也可分对弯梁桥的作用也可分解为一个作用于桥中心线的解为一个作用于桥中心线的垂垂直分力直分力和和向外弧侧倾翻的扭矩。向外弧侧倾翻的扭矩。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥492 (2 2)桥面横坡的影响;桥面横坡的影响;第七章 第二节 弯梁桥弯梁桥桥面常设置横向坡弯梁桥桥面常设置横向坡度度, ,其铺装层在外弧侧的厚度大其铺装层在外弧侧的厚度大于内弧侧的厚度于内弧侧的厚度, ,即即t t2 2t t1 1,工程工程上称之为上称之为路面超高路面超高. .这样更加大这样更加大了体积偏心了体积偏心, ,当然当然, ,在设计上可在

181、设计上可以将桥跨结构斜置以将桥跨结构斜置, ,使桥面铺装使桥面铺装做成等厚度的做成等厚度的, ,以减小恒载偏心。以减小恒载偏心。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥493 (3 3)车辆行驶时的离心力;车辆行驶时的离心力;第七章 第二节 弯梁桥车辆在桥面上行驶时车辆在桥面上行驶时, ,除了除了轴重的轴重的垂直力垂直力P PV V外外, ,还有指向外还有指向外弧且离桥面高度为弧且离桥面高度为h hc c的的离心力离心力P PH H, ,该力对结构也要产生向外倾该力对结构也要产生向外倾翻的翻的扭矩扭矩T=PT=PH Hhhc c。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交

182、通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4942. 2. 力平衡条件力平衡条件第七章 第二节 弯梁桥对于两端具有抗扭支座的单跨弯梁桥对于两端具有抗扭支座的单跨弯梁桥, ,当跨中当跨中C C点有集中力点有集中力P P作用作用时,由于时,由于A A、B B、C C三点不在同一直线上,且荷载点三点不在同一直线上,且荷载点C C距距ABAB连线的垂距为连线的垂距为e e,故支点除支反力,故支点除支反力R RA A、R RB B外外, ,还有支点扭矩还有支点扭矩T TA A、T TB B。曲率半径越小,扭。曲率半径越小,扭矩越大。矩越大。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥

183、495二、弯梁桥平面内变形的特点二、弯梁桥平面内变形的特点引起弯梁桥在水平面内产生位移的因素有两类,且两类位移的引起弯梁桥在水平面内产生位移的因素有两类,且两类位移的方向有很大的差别。方向有很大的差别。1 1、由于温度变化和混凝土收缩引起的水平位移。、由于温度变化和混凝土收缩引起的水平位移。这类位移属于这类位移属于弧线段膨胀弧线段膨胀或或缩短性质缩短性质的位移,它只涉及到曲率的位移,它只涉及到曲率半径的变化,而圆心角不发生改变,即,而,半径的变化,而圆心角不发生改变,即,而,如图如图2-7-22-7-23 3a a 所示。曲梁的左端为所示。曲梁的左端为固定支座固定支座,其余为,其余为多向活动支

184、座多向活动支座,当温降或者混凝土收缩时,位于当温降或者混凝土收缩时,位于1#1#、2#2#、3#3#支座处的桥面将分别产支座处的桥面将分别产生、和的生、和的水平位移水平位移。虽然它们的位移方向并不相同,。虽然它们的位移方向并不相同,但均指向固定支座。但均指向固定支座。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4962 2、由于预加力和混凝土徐变引起的水平位移、由于预加力和混凝土徐变引起的水平位移这类位移属于这类位移属于切线方向切线方向的位移。图的位移。图2-7-22-7-23 3b b 所示是在截面形心处施所示是在截面形心处施加预应力时由弹性压

185、缩和徐变变形所引起的水平位移。此时,由率半径加预应力时由弹性压缩和徐变变形所引起的水平位移。此时,由率半径不发生改变,而圆心角却发生改变,即。不发生改变,而圆心角却发生改变,即。 图图2-7-23 连续弯梁桥的两种平面内变形连续弯梁桥的两种平面内变形第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥497三三. . 弯梁桥的构造及布置弯梁桥的构造及布置1. 1. 截面形式截面形式 和直线梁桥一样,混凝土弯梁桥的截面形式有:和直线梁桥一样,混凝土弯梁桥的截面形式有:板式板式、肋板式肋板式、肋式肋式和和箱式箱式等。从弯梁桥存在有较大扭矩的受力特点考虑,宜采

186、用等。从弯梁桥存在有较大扭矩的受力特点考虑,宜采用箱形截面箱形截面的的形式。形式。弯梁桥的箱形截面形式弯梁桥的箱形截面形式 第七章 第二节 弯梁桥单箱单室单箱单室单箱双室单箱双室单箱三室单箱三室分离双箱单室分离双箱单室便于悬臂施工,有便于悬臂施工,有利于适应桥梁基础在利于适应桥梁基础在横桥发生不均匀沉降;横桥发生不均匀沉降;横向抗弯刚度减小,横向抗弯刚度减小,优劣与当温度变化时,优劣与当温度变化时,弯桥在横桥向的挠曲弯桥在横桥向的挠曲变形,从而有利于桥变形,从而有利于桥梁伸缩缝的设置。梁伸缩缝的设置。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥498 另一方面,在现代

187、的城市高架桥中,桥型美观常常被提到一定的高度。另一方面,在现代的城市高架桥中,桥型美观常常被提到一定的高度。若桥不太宽,且跨径不太大时,也常采用若桥不太宽,且跨径不太大时,也常采用板式截面板式截面,如图所示。尤其是其,如图所示。尤其是其中的中的鱼腹式曲线型断面鱼腹式曲线型断面,因其具有纤细、流畅的优美外形,大大减轻了城,因其具有纤细、流畅的优美外形,大大减轻了城市高架桥对街道带来的压抑感。市高架桥对街道带来的压抑感。(a a)实心板;()实心板;(b b)空心板;()空心板;(c c)鱼腹式板)鱼腹式板 板式截面形式板式截面形式第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社

188、第二篇 混凝土梁桥和刚架桥4992 2、桥墩形式、桥墩形式 弯梁桥桥台弯梁桥桥台的形式一般与直桥无多大差别,这里着重介绍桥墩形式。的形式一般与直桥无多大差别,这里着重介绍桥墩形式。当桥梁上部结构采用当桥梁上部结构采用箱形截面箱形截面时,可选用下图中的相应布置图式。时,可选用下图中的相应布置图式。箱形上部结构的桥墩横向布置箱形上部结构的桥墩横向布置第七章 第二节 弯梁桥独柱墩,曲率半径独柱墩,曲率半径小时采用,有利于小时采用,有利于墩位布置,占地小;墩位布置,占地小;若在河中,阻水面若在河中,阻水面积小,美观。积小,美观。曲率半径大时,视曲率半径大时,视情况在中间适当位情况在中间适当位置,能布置

189、抗扭支置,能布置抗扭支座,保证全桥倾覆座,保证全桥倾覆稳定性。稳定性。桥面太宽或采用分桥面太宽或采用分离式双箱时,则桥离式双箱时,则桥墩也采用分离式桥墩也采用分离式桥墩。墩。墩身可上宽下窄,墩身可上宽下窄,也可上窄下宽,视也可上窄下宽,视墩身内力和地基承墩身内力和地基承载力而定。但前者载力而定。但前者有立体美感,宜用有立体美感,宜用于城市高架桥。于城市高架桥。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5003 3、支座布置、支座布置 对于弯梁桥尤其是对于弯梁桥尤其是连续弯梁桥连续弯梁桥而言,支座布置是一个较复杂的问题。而言,支座布置是一个较复杂的问题。支座布置是否合

190、理,不但会影响到结构的受力,而且还会影响车辆的正支座布置是否合理,不但会影响到结构的受力,而且还会影响车辆的正常行驶。我国近年来在一些城市内所设计的连续弯梁桥中,常因支座的常行驶。我国近年来在一些城市内所设计的连续弯梁桥中,常因支座的布置不当而出现过不少故障,下面仅举几个例子。布置不当而出现过不少故障,下面仅举几个例子。(1 1)桥台处的双支座因不具有抗扭功能桥台处的双支座因不具有抗扭功能,加之设计中对支座反力和,加之设计中对支座反力和反力扭矩的验算又出现失误反力扭矩的验算又出现失误, ,致使在运营中致使在运营中, ,出现出现内弧侧的支座脱空内弧侧的支座脱空, ,端部桥面向外弧侧偏移端部桥面向

191、外弧侧偏移, ,而而内弧侧朝上起翘内弧侧朝上起翘, ,伸缩缝装置被破坏伸缩缝装置被破坏, ,行车行车被迫中断。被迫中断。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥501(2 2)桥台处的支座虽然设计成具有抗扭能力的固定支座,但在所有)桥台处的支座虽然设计成具有抗扭能力的固定支座,但在所有中间桥墩上均布置单点活动支座中间桥墩上均布置单点活动支座,且,且不具有限制桥面径向位移的功能不具有限制桥面径向位移的功能,一旦一旦气温升高气温升高,桥面朝,桥面朝径向起拱径向起拱,桥面,桥面中轴线朝外弧的一侧偏移中轴线朝外弧的一侧偏移,从,从而而加大加大了恒载了

192、恒载偏心偏心产生的扭矩,最后使整个桥面朝外弧侧产生不同程产生的扭矩,最后使整个桥面朝外弧侧产生不同程度的倾斜。度的倾斜。 第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥502(3 3)为了克服上述的平面起拱现)为了克服上述的平面起拱现象,有的设计将连续弯梁桥的象,有的设计将连续弯梁桥的中墩中墩设计成墩梁固结的圆柱式设计成墩梁固结的圆柱式墩,但因墩,但因墩身截面的墩身截面的抗弯刚度较弱抗弯刚度较弱,当温度,当温度升高时,中墩在径向的平面内仍然升高时,中墩在径向的平面内仍然产生朝外弧侧的弯曲变形,墩身内产生朝外弧侧的弯曲变形,墩身内弧侧的弧侧的混凝土表

193、面开裂混凝土表面开裂,最后也使,最后也使整个桥面仍然出现与上述相似的倾整个桥面仍然出现与上述相似的倾斜,如图所示。斜,如图所示。第七章 第二节 弯梁桥中墩的倾侧示意图中墩的倾侧示意图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥503鉴于上述出现的一些问题,参考国内外的鉴于上述出现的一些问题,参考国内外的理论研究理论研究和和设计经验设计经验,建,建议在布置连续曲梁桥的支座时,参考以下几点意见。议在布置连续曲梁桥的支座时,参考以下几点意见。(1 1)一般宜在两端的)一般宜在两端的桥台桥台上设置能使桥面结构作上设置能使桥面结构作切线方向切线方向位移的位移的抗扭支座,抗扭支座

194、,正中桥墩正中桥墩上的抗扭支座应是上的抗扭支座应是固定固定的,这是为了一方面满的,这是为了一方面满足因温度、收缩和预应力张拉等因素产生的变位,另一方面可以保足因温度、收缩和预应力张拉等因素产生的变位,另一方面可以保证伸缩缝免遭破坏。证伸缩缝免遭破坏。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥504(2 2) 抗扭支座可以每间隔抗扭支座可以每间隔3 34 4跨跨布置一个,除了固定支座以外,布置一个,除了固定支座以外,所有所有其余抗扭支座均能作切向位移其余抗扭支座均能作切向位移,并且还要将它们固定在具有,并且还要将它们固定在具有足足够横向(径向)抗

195、弯刚度的桥墩够横向(径向)抗弯刚度的桥墩上(上(双柱式墩或薄壁墩双柱式墩或薄壁墩),对于其),对于其余各支点,则可以采用在独柱式墩上布置余各支点,则可以采用在独柱式墩上布置单点铰支座单点铰支座,以增加桥下,以增加桥下的景观。的景观。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥505(3 3)也可以将最中的一个支点设计成)也可以将最中的一个支点设计成墩梁固结墩梁固结的形式。其余支点的形式。其余支点仍为单点铰支座,但此时两端仍为单点铰支座,但此时两端桥台上的抗扭支座都应具有作切向桥台上的抗扭支座都应具有作切向位移位移的功能,如图所示。的功能,如图所示

196、。 第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥506(4 4)为了达到人为地调整梁内)为了达到人为地调整梁内扭矩分布扭矩分布的目的,对于中间各个单的目的,对于中间各个单点铰支座,可以分别给以一定的点铰支座,可以分别给以一定的预偏心预偏心,如图所示。,如图所示。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥507(5 5)采用教材图)采用教材图2-7-28a2-7-28a)的支座布置方式,固然可以限制)的支座布置方式,固然可以限制连续弯梁桥连续弯梁桥只只能作切向位移,但当温度升高时,由于弯梁桥所固有的

197、能作切向位移,但当温度升高时,由于弯梁桥所固有的温度位移性质温度位移性质(参(参见教材图见教材图2-7-22-7-23 3a a),势必对每个抗扭支座产生径向压力),势必对每个抗扭支座产生径向压力H Hzwzw和水平面内的和水平面内的弯矩弯矩M Mzwzw,而使梁内产水平面内的内力,如下图所示。因此,在这种情况下,而使梁内产水平面内的内力,如下图所示。因此,在这种情况下,上部结构的桥面不宜太宽,以降低横向抗弯刚度来适应平面内的弯曲。当上部结构的桥面不宜太宽,以降低横向抗弯刚度来适应平面内的弯曲。当桥面宽度较大时,宜设计成分离而并列的两座窄桥,同时还应对这些支座桥面宽度较大时,宜设计成分离而并列

198、的两座窄桥,同时还应对这些支座的的水平方向受力水平方向受力情况作必要的情况作必要的验算验算。 第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥508四、连续弯梁桥的计算简介四、连续弯梁桥的计算简介 前面已经提到,弯梁桥的受力特点之一是前面已经提到,弯梁桥的受力特点之一是弯弯扭耦合扭耦合作用,而扭转作用,而扭转荷载除了对曲线梁截面内产生扭转剪应力外,还将使截面内产生弯矩荷载除了对曲线梁截面内产生扭转剪应力外,还将使截面内产生弯矩(用(用M M表示)和挠曲双力矩(用表示)和挠曲双力矩(用B B表示),与之相对应的变形为表示),与之相对应的变形为弯曲变弯曲

199、变形形(转角)和(转角)和截面翘曲变形截面翘曲变形。目前在许多出版的文献中,为简化分析,。目前在许多出版的文献中,为简化分析,不计截面的翘曲正应力,本章则介绍桥梁设计与计算(第二版)不计截面的翘曲正应力,本章则介绍桥梁设计与计算(第二版)中关于计入截面翘曲变形的计算方法。如果为了简化计算,则只需将中关于计入截面翘曲变形的计算方法。如果为了简化计算,则只需将公式中的所有赘余翘曲双力矩公式中的所有赘余翘曲双力矩BiBi令等于零即可。令等于零即可。 第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥509图图2-7-32-7-31 1如同分析连续斜梁桥一样,

200、将中间的所有抗扭支承处的截面断如同分析连续斜梁桥一样,将中间的所有抗扭支承处的截面断开,分别用两个赘余未知力(开,分别用两个赘余未知力(弯矩弯矩M M和翘曲双力矩和翘曲双力矩B B)代替,如图)代替,如图2-2-7-37-31 1b b所示的基本结构。再根据所示的基本结构。再根据变形协调条件变形协调条件和和力法原理力法原理,便可对每,便可对每一个切口处,列出一对三力矩方程,即手册中所称的一个切口处,列出一对三力矩方程,即手册中所称的双三力矩方程双三力矩方程,例如,对于例如,对于i i号支承处的截面,可以写出下列一般表达式:号支承处的截面,可以写出下列一般表达式: 第七章 第二节 弯梁桥1 1、

201、A A型型各墩均设置抗扭支承的连续斜弯梁桥(图各墩均设置抗扭支承的连续斜弯梁桥(图2-7-32-7-31 1a a)桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥510式中:式中:ii支座由于支座由于Mi=1Mi=1或或Bi=1Bi=1所引起的曲梁轴线相对角变;所引起的曲梁轴线相对角变;ii支座由于支座由于j j支座处的支座处的Mj=1Mj=1或或Bj=1Bj=1所引起的曲梁轴线相对角变;所引起的曲梁轴线相对角变;ii支座由于支座由于Mi=1Mi=1或或Bi=1Bi=1所引起的梁截面相对翘曲变形;所引起的梁截面相对翘曲变形;ii支座由于支座由于j j支处的支处的Mj=1

202、Mj=1或或Bj=1Bj=1所引起的梁截面相对翘曲变形;所引起的梁截面相对翘曲变形;ii支座由于其相邻两跨上外荷载所引起的曲梁轴线相对角变;支座由于其相邻两跨上外荷载所引起的曲梁轴线相对角变;ii支座由于其相邻两跨上外荷载所引起的截面相对翘曲变形。支座由于其相邻两跨上外荷载所引起的截面相对翘曲变形。以上各系数均可从以上各系数均可从桥梁设计与计算(第二版)桥梁设计与计算(第二版)中查到相应的计算中查到相应的计算公式。对每一切口处均可按此一般式写出一组方程,联立求解便得到公式。对每一切口处均可按此一般式写出一组方程,联立求解便得到各赘余力矩值,进而求得各截面的内力及变形。各赘余力矩值,进而求得各截

203、面的内力及变形。第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5112 2、B B型型全桥同时设有抗扭支承和单点铰支承的连续弯梁桥(图全桥同时设有抗扭支承和单点铰支承的连续弯梁桥(图2-7-2-7-3 31 1c c)力法方程组:力法方程组:式中的系数,式中的系数,f f中没有上角标者均是指各中没有上角标者均是指各单点铰支承单点铰支承的变位,的变位,其余符号定义同式(其余符号定义同式(2-7-262-7-26)。注意,对于例,)。注意,对于例,同样,其余各系数可以通过变位互等定理,从同样,其余各系数可以通过变位互等定理,从桥梁设计与计算桥梁设计与计

204、算(第二版)(第二版)中找到相应的计算公式。中找到相应的计算公式。第七章 第二节 弯梁桥图图2-7-32-7-31 1桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5123 3、C C型型中墩为墩梁固结的连续弯梁桥(图中墩为墩梁固结的连续弯梁桥(图2-7-32-7-31 1e e)这里要分两种情况:这里要分两种情况:(1 1)中墩的径向和环向抗弯刚度均很大;)中墩的径向和环向抗弯刚度均很大;(2 2)中墩为薄壁墩,但径向抗弯刚度很大。对于第一种情况,则)中墩为薄壁墩,但径向抗弯刚度很大。对于第一种情况,则可视中墩处的梁截面为固支端,并可按力法求解弯梁各截面的内力。可视中

205、墩处的梁截面为固支端,并可按力法求解弯梁各截面的内力。对于第二种情况,宜取图对于第二种情况,宜取图2-7-33f2-7-33f的基本结构,并可忽略弯梁对桥墩的基本结构,并可忽略弯梁对桥墩的翘曲力矩影响,于是可按力法原理写出一组方程:的翘曲力矩影响,于是可按力法原理写出一组方程:第七章 第二节 弯梁桥桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥513上式中各系数的定义与结构力学中所符与的定义相同,均可从上式中各系数的定义与结构力学中所符与的定义相同,均可从桥桥梁设计与计算(第二版)梁设计与计算(第二版)中找到相应的计算公式,但应注意,在计算中找到相应的计算公式,但应注意

206、,在计算其中的系数,时要计入薄壁墩的变形因素。其中的系数,时要计入薄壁墩的变形因素。按上述的方法计算,工作量较大,故在目前的工程设计中,多应用按上述的方法计算,工作量较大,故在目前的工程设计中,多应用专用的曲线梁格程序进行计算,有关程序编制的原理和应用方程,可以专用的曲线梁格程序进行计算,有关程序编制的原理和应用方程,可以查阅相关程序的说明。查阅相关程序的说明。第七章 第二节 弯梁桥图图2-7-32-7-31 1桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥514六、弯梁桥预应力筋的布置原准则六、弯梁桥预应力筋的布置原准则取左腹板取左腹板(外弧侧)(外弧侧)中一条索中一

207、条索进行研究进行研究第七章 第二节 弯梁桥1 1、预应力筋的力学特性、预应力筋的力学特性曲梁展直曲梁展直后索曲线后索曲线为二次抛为二次抛物线,空物线,空间上具有间上具有双曲率双曲率索对结构索对结构产生一个产生一个垂直向上垂直向上和一个水和一个水平径向的平径向的的等效分的等效分布力布力桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥515连续曲线梁在预加力作用下的特点:连续曲线梁在预加力作用下的特点:第七章 第二节 弯梁桥(1 1)等效垂直分力等效垂直分力q qv v可以分解为作用于中轴线上的均布力可以分解为作用于中轴线上的均布力q qv v和均布扭和均布扭矩矩q qv v

208、b b,等效分布径向力,等效分布径向力q qu u除作为水平径向均布荷载除作为水平径向均布荷载q qv v作用在作用在“平拱平拱”结构上,还对中心(扭心)产生结构上,还对中心(扭心)产生非均匀分布的扭矩非均匀分布的扭矩,并且所有这些垂,并且所有这些垂直力和扭矩都对结构产生直力和扭矩都对结构产生次内力次内力。(2 2)由于预应力索具有双曲率,故它的)由于预应力索具有双曲率,故它的摩阻损失比直线梁中的要大摩阻损失比直线梁中的要大,因此,当在连续曲线连中采用贯通全长的预应力索时,必须仔细分析因此,当在连续曲线连中采用贯通全长的预应力索时,必须仔细分析各缩短产生的预应力摩阻损失。各缩短产生的预应力摩阻

209、损失。(3 3)由于连续曲线梁桥存在弯扭耦合作用,相邻两支座之间的由于连续曲线梁桥存在弯扭耦合作用,相邻两支座之间的次弯次弯矩图不再呈线性变化矩图不再呈线性变化,因此,就不能再应用连续直梁桥中通过调整中,因此,就不能再应用连续直梁桥中通过调整中支座处索的竖向位置后梁内各截面的总预矩仍保持不变,而达到吻合支座处索的竖向位置后梁内各截面的总预矩仍保持不变,而达到吻合力索的效果。力索的效果。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥516 为简化预应力索对结构产生效应的分析,使配置索的线形接近合理,为简化预应力索对结构产生效应的分析,使配置索的线形接近合理,工程设计做了一

210、下近似假定:工程设计做了一下近似假定:第七章 第二节 弯梁桥2 2、简化假定、简化假定(1)两端张拉力的倾角)两端张拉力的倾角1、2很小,可忽略不计,则等效垂直分布力很小,可忽略不计,则等效垂直分布力qv和和等效水平径向分布力等效水平径向分布力qu分别表示为:分别表示为:上述式中:上述式中:Ny预应力筋的张拉力;预应力筋的张拉力; f索曲线的垂度;索曲线的垂度; L曲线梁中轴线的展直弧长;曲线梁中轴线的展直弧长; R曲线梁的曲率半径。曲线梁的曲率半径。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥517第七章 第二节 弯梁桥(2)径向水平分布力)径向水平分布力qu对曲线

211、梁桥的效应分为三部分考虑:对曲线梁桥的效应分为三部分考虑: 非均匀分布扭矩非均匀分布扭矩 与扭矩与扭矩 合并后计入它对曲线梁产生的合并后计入它对曲线梁产生的次内力次内力影响;影响; 当当qu作为平置拱上径向分布荷载作用时,应着重考虑它作为平置拱上径向分布荷载作用时,应着重考虑它对边孔端支座在对边孔端支座在水平平面内的受力和变形的影响水平平面内的受力和变形的影响; 近似地认为近似地认为qu作用于腹板净高作用于腹板净高h0的中点,并将的中点,并将腹板视作嵌固于顶底板之腹板视作嵌固于顶底板之间的单向板间的单向板,为了简化分析,也可以去,为了简化分析,也可以去简支板跨中弯矩的简支板跨中弯矩的0.8倍倍

212、来验算腹板来验算腹板的侧向承载能力,避免腹板发生侧向崩裂。的侧向承载能力,避免腹板发生侧向崩裂。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥518 鉴于上述的曲线梁桥受力的复杂性,难以像连续直梁桥一样配置较为鉴于上述的曲线梁桥受力的复杂性,难以像连续直梁桥一样配置较为理想的吻合索,因此,工程设计中常从实际出发,按照以下几项原则来解理想的吻合索,因此,工程设计中常从实际出发,按照以下几项原则来解决连续曲线梁桥的预应力索的配置问题决连续曲线梁桥的预应力索的配置问题 。第七章 第二节 弯梁桥3 3、预应力筋的布置原则、预应力筋的布置原则(1) 预配索。由于连续曲线梁桥的跨径

213、大多在预配索。由于连续曲线梁桥的跨径大多在L=2060m的范围内,其恒的范围内,其恒载内力一般超过总内力的载内力一般超过总内力的50%,故可先根据恒载内力和部分活载内力图,参,故可先根据恒载内力和部分活载内力图,参照连续直梁桥的方法配置预应力索。照连续直梁桥的方法配置预应力索。(2)局部补充索。对于各跨内预应力不足的部分区段采用增设)局部补充索。对于各跨内预应力不足的部分区段采用增设,局部预应力局部预应力索。索。(3)配置非预应力钢筋,对于残余内力采用非预应力的普通钢筋来解决。)配置非预应力钢筋,对于残余内力采用非预应力的普通钢筋来解决。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝

214、土梁桥和刚架桥519第七章 第二节 弯梁桥(4)尽量在顶、底板中不要配置呈蛇形状的水平弯曲索来抵抗扭矩,以免)尽量在顶、底板中不要配置呈蛇形状的水平弯曲索来抵抗扭矩,以免造成布索困难。造成布索困难。(5)根据实际情况,内外弧侧的预应力筋张拉力可以取不等值,即)根据实际情况,内外弧侧的预应力筋张拉力可以取不等值,即Ny(外外)Ny(内内),以适应内外腹板中的内力差。,以适应内外腹板中的内力差。(6)按左下图验算腹板局部抗弯强度,为了防止腹板发生侧崩,应将预应)按左下图验算腹板局部抗弯强度,为了防止腹板发生侧崩,应将预应力索尽可能布置在腹板中朝外弧的一侧力索尽可能布置在腹板中朝外弧的一侧,,使内侧

215、混凝土具有足够的抵抗厚度,使内侧混凝土具有足够的抵抗厚度,如右下图如右下图a所示。对于个别靠内弧侧的预应力索,则应沿跨径方向设置防崩所示。对于个别靠内弧侧的预应力索,则应沿跨径方向设置防崩钢筋,扣住预应力索,并与钢筋骨架扎牢,如右下图钢筋,扣住预应力索,并与钢筋骨架扎牢,如右下图b所示。所示。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥520E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥521 第八章第八章 混凝土梁桥的施工混凝土梁桥的施工1 1、就地浇筑法、就地浇筑法 它是通过直接在桥跨下面搭设支架,作为工作平台,然后在其上它是通过

216、直接在桥跨下面搭设支架,作为工作平台,然后在其上面立模浇筑梁体结构。这种方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市面立模浇筑梁体结构。这种方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥,或靠岸边水不太深且无通航要求的中小跨径桥梁。其主要优高架桥,或靠岸边水不太深且无通航要求的中小跨径桥梁。其主要优缺点是:缺点是:l优点优点 它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地,梁体结构它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地,梁体结构中横桥向的主筋不用中断,故其结构的整体性能好。中横桥向的主筋不用中断,故其结构的整体性能好。l缺点缺点 支架需要多次转移,使工期加长,如全桥多跨一次性立架,支架需要多次转移,使工期

217、加长,如全桥多跨一次性立架,则投入的支架费用又将大大增高。则投入的支架费用又将大大增高。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5222 2、预制安装法、预制安装法 当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要求时,通常便将桥跨结构用纵向竖缝划分成若干个独立的构件,求时,通常便将桥跨结构用纵向竖缝划分成若干个独立的构件,放在桥位附近专门的预制场地或者工厂进行成批制作,然后将这放在桥位附近专门的预制场地或者工厂进行成批制作,然后将这些构件适时地运到桥孔处进行安装就位。通常把这种施工方法称些构件适时地运到桥孔

218、处进行安装就位。通常把这种施工方法称作预制安装法。它的优缺点恰与上一种方法相反,即:作预制安装法。它的优缺点恰与上一种方法相反,即:桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥523l优点优点 桥梁的上、下部结构可以平行施工,使工期大大缩短;无桥梁的上、下部结构可以平行施工,使工期大大缩短;无需在高空进行构件制作,质量容易控制,可以集中在一处成批生产,需在高空进行构件制作,质量容易控制,可以集中在一处成批生产,从而降低工程成本。从而降低工程成本。l缺点缺点 需要大型的起吊运输设备,此项费用较高。由于在构件与需要大型的起吊运输设备,此项费用较高。由于在构件与构件之间存在

219、拼接纵缝,例如简支构件之间存在拼接纵缝,例如简支T T形梁之间的横隔板接头,施工形梁之间的横隔板接头,施工时需搭设吊架才能操作,故比较麻烦;显然,拼接构件的整体工作时需搭设吊架才能操作,故比较麻烦;显然,拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。性能就不如就地浇筑法。基本施工工艺流程基本施工工艺流程 :支立模板支立模板钢筋骨架成型钢筋骨架成型浇筑及振捣混凝土浇筑及振捣混凝土养护及拆除模板养护及拆除模板桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥524 第八章第八章 混凝土梁桥的施工混凝土梁桥的施工第一节 就地现浇的钢筋混凝土简支梁桥施工就地现浇的钢筋混凝土简支梁桥施工第

220、二节 预制钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥施工预制钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥施工第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥525第一节第一节 就地现浇的钢筋混凝土简支梁桥施工就地现浇的钢筋混凝土简支梁桥施工1 1、常用的支架型式、常用的支架型式常用支架的主要构造常用支架的主要构造第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工一、支架一、支架立柱式支架立柱式支架立柱式支架立柱式支架梁式支架梁式支架梁式支架梁式支架梁梁- -柱式支架柱式支架梁梁- -柱式支架柱式支架桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出

221、版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5262 2支架的基础支架的基础 为了保证现浇的梁体不产生大的变形,除了要求支架本身具为了保证现浇的梁体不产生大的变形,除了要求支架本身具有足够的强度、刚度以及具有足够的有足够的强度、刚度以及具有足够的纵、横、斜纵、横、斜三个方向的连三个方向的连接杆件来保证支架的整体性能外,支架的基础必须坚实可靠,接杆件来保证支架的整体性能外,支架的基础必须坚实可靠,以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。对于跨径不大且采用以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。对于跨径不大且采用满布式的满布式的木支架排架木支架排架(图(图2-8-2a2-8-2a),可以将基脚设置在枕木上,),可以将

222、基脚设置在枕木上,枕木下的垫基层必须枕木下的垫基层必须夯实夯实;对于梁柱式支架,因其荷载较集;对于梁柱式支架,因其荷载较集中,故其基脚宜支承在临时桩基础上(图中,故其基脚宜支承在临时桩基础上(图2-8-2e,f2-8-2e,f);也可直);也可直接支承在永久结构的墩身或基础的上面(图接支承在永久结构的墩身或基础的上面(图2-8-2c,d2-8-2c,d)。)。第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5273 3支架的预拱度支架的预拱度 为了使上部结构在卸架后能满意地获得设计规定的外形,为了使上部结构在卸架后能满意地获得设

223、计规定的外形,必须在施工时设置一定数值的必须在施工时设置一定数值的预拱度预拱度。在确定预拱度时应考。在确定预拱度时应考虑以下的因素:虑以下的因素:(1 1)卸架后由上部结构自重及活载一半所产生的挠度;)卸架后由上部结构自重及活载一半所产生的挠度;(2 2)施工期间支架结构在恒载及施工荷载(施工人员、机具、)施工期间支架结构在恒载及施工荷载(施工人员、机具、设备等)作用下的弹性压缩和非弹性变形;设备等)作用下的弹性压缩和非弹性变形;(3 3)支架基底土在荷载作用下的非弹性沉陷;)支架基底土在荷载作用下的非弹性沉陷;(4 4)由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度等。)由混凝土收缩及温度变化而引起的挠

224、度等。第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工通过支架预压得到通过支架预压得到根据梁挠度和支架变形计算出预拱度之和就是简支梁的预拱度最高值,设置在根据梁挠度和支架变形计算出预拱度之和就是简支梁的预拱度最高值,设置在跨中,其他各点按直线或二次抛物线分配,两端为零。跨中,其他各点按直线或二次抛物线分配,两端为零。桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥528二、模板二、模板1 1、模板的支立、模板的支立 1-1-小柱架;小柱架;2-2-侧面镶板;侧面镶板;3-3-肋木;肋木;4-4-底板;底板;5-5-压板;压板;6-6-拉杆;拉杆;7-7-填板填板 图图2-8-

225、3 2-8-3 肋板梁模板肋板梁模板第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5292 2、模板的卸落、模板的卸落 梁桥模板的卸落,应梁桥模板的卸落,应对称对称、均匀均匀和和有顺序有顺序地进行。卸架设备地进行。卸架设备应放在适当的位置,当为满布式支架时应放在立柱处,当为梁式应放在适当的位置,当为满布式支架时应放在立柱处,当为梁式支架时应放在支架梁支点处(参见图支架时应放在支架梁支点处(参见图2-8-22-8-2)。)。 卸架设备一般采用卸架设备一般采用木楔木楔和和砂筒砂筒,其构造见后面图,其构造见后面图2-8-122-8-

226、12和图和图3-4-153-4-15。三、三、 钢筋骨架钢筋骨架图图2-8-4 2-8-4 简支梁的钢筋构造简支梁的钢筋构造第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥530图图2-8-5 2-8-5 整体现浇肋板梁桥的钢筋构造示例整体现浇肋板梁桥的钢筋构造示例第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5312 2、钢筋骨架的成型、钢筋骨架的成型 钢筋骨架都要通过钢筋钢筋骨架都要通过钢筋整直整直切断切断除锈除锈弯曲弯曲焊接焊接或者或者绑扎绑扎等工序以后才

227、能成型。除绑扎工序外,每个工序都可应用相应的机械等工序以后才能成型。除绑扎工序外,每个工序都可应用相应的机械设备来完成。对于就地现浇的结构,焊接或者绑扎的工序多放在现场设备来完成。对于就地现浇的结构,焊接或者绑扎的工序多放在现场支架上来完成,其余均可在工地附近的钢筋加工车间来完成。支架上来完成,其余均可在工地附近的钢筋加工车间来完成。 四、四、 浇筑及振捣混凝土浇筑及振捣混凝土 该施工过程包括混凝土搅拌该施工过程包括混凝土搅拌混凝土运输混凝土运输浇筑混凝土浇筑混凝土振捣振捣密实等四个工序。混凝土的砂、石配合比及水灰比均应通过设计和密实等四个工序。混凝土的砂、石配合比及水灰比均应通过设计和试验室

228、的试验来确定,拌制一般采用搅拌机。混凝土的振捣一般采试验室的试验来确定,拌制一般采用搅拌机。混凝土的振捣一般采用插入式振捣器、附着式振捣器、平板式振捣器或振动台等设备,用插入式振捣器、附着式振捣器、平板式振捣器或振动台等设备,这需依据不同构件和不同部位的需要来选用,目的是达到模板内的这需依据不同构件和不同部位的需要来选用,目的是达到模板内的软体混凝土密实,不能使混凝土内存在大的空洞、蜂窝和麻面。软体混凝土密实,不能使混凝土内存在大的空洞、蜂窝和麻面。 第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5321 1、混凝土的运输、混

229、凝土的运输(1 1)混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要,务使混凝土在运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。要,务使混凝土在运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。 (2 2)采用泵送混凝土应符合下列规定:采用泵送混凝土应符合下列规定:a. a. 混凝土的供应必须保证输送混凝土泵能混凝土的供应必须保证输送混凝土泵能连续连续工作。工作。b. b. 输送管线宜直,转弯宜缓,接头应严密,如管道向下倾斜,输送管线宜直,转弯宜缓,接头应严密,如管道向下倾斜,应防止混入空气,产生应防止混入空气,产生阻塞阻塞。c. c. 泵送前应先用水

230、泥浆润滑输送管道内壁。泵送前应先用水泥浆润滑输送管道内壁。d. d. 在泵送过程中,受料斗内应具有足够的混凝土,以在泵送过程中,受料斗内应具有足够的混凝土,以防止防止吸入吸入空气产生阻塞。空气产生阻塞。第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5332 2、混凝土的浇筑、混凝土的浇筑图图2-8-7 2-8-7 混凝土的浇筑方法混凝土的浇筑方法五、五、 养护及拆除模板养护及拆除模板 混凝土浇筑完毕后,应在收浆后尽快用草袋、麻袋或稻草等混凝土浇筑完毕后,应在收浆后尽快用草袋、麻袋或稻草等物予以物予以覆盖覆盖和和洒水洒水养护。洒

231、水持续时间,随水泥品种的不同和是养护。洒水持续时间,随水泥品种的不同和是否掺用塑化剂而异,对于用硅酸盐水泥拌制的混凝土构件否掺用塑化剂而异,对于用硅酸盐水泥拌制的混凝土构件不少于不少于7 7昼夜昼夜,对于用矿渣水泥、火山灰水泥或在施工中掺用塑化剂的,对于用矿渣水泥、火山灰水泥或在施工中掺用塑化剂的,不少于不少于1414昼夜昼夜。第八章 第一节 就地现浇的钢筋砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥534第二节第二节 预制钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥施工预制钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥施工一、一、 预制钢筋混凝土简支梁的制作工艺预制钢筋混凝土简

232、支梁的制作工艺图图2-8-8 2-8-8 空心板梁芯模构造空心板梁芯模构造图图2-8-82-8-8是目前常用于空心板的木制模板构造是目前常用于空心板的木制模板构造 。第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥535图图2-8-92-8-9是用于制造是用于制造T T形梁的形梁的装拆式钢模板装拆式钢模板构造,它同样是除了用于截构造,它同样是除了用于截面成型的钢壳板以外,还要用角钢做成面成型的钢壳板以外,还要用角钢做成水平肋水平肋、竖向肋竖向肋、斜撑斜撑、直撑直撑、固定侧模固定侧模用的顶部和底部拉杆等部件来固定模板位置。用的顶部和底

233、部拉杆等部件来固定模板位置。 图图2-8-9 2-8-9 钢模板的组成钢模板的组成第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥536二、二、 先张法预应力混凝土简支板的制作工艺先张法预应力混凝土简支板的制作工艺1、台座、台座(1 1) 墩式台座:墩式台座:墩式台座是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆墩式台座是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆力矩,并靠土壤的反力和摩擦力来抵抗水平位移。力矩,并靠土壤的反力和摩擦力来抵抗水平位移。 图图2-8-10 2-8-10 重力式台座构造示意图重力式台座构造示意图第二节 预制钢筋砼及

234、预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥537(2)2)、 槽式台座槽式台座: :当现场地质条件较差,台座又不很长时,可以采用由当现场地质条件较差,台座又不很长时,可以采用由台面、传力柱、横梁、横系梁等构件组成的槽式台座,台面、传力柱、横梁、横系梁等构件组成的槽式台座, 图图2-8-11 2-8-11 槽式台座槽式台座第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5383 3、预应力筋的放松、预应力筋的放松(1) (1) 千斤顶放松:千斤顶放松:首先要在台座上重新安装千斤顶,先将力

235、筋稍张拉至首先要在台座上重新安装千斤顶,先将力筋稍张拉至能够逐步扭松端部固定螺帽的程度,然后逐渐放松千斤顶,让钢筋慢慢能够逐步扭松端部固定螺帽的程度,然后逐渐放松千斤顶,让钢筋慢慢回缩完毕为止回缩完毕为止 。图图2-8-12 2-8-12 千斤顶放松示意图千斤顶放松示意图第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥539(2 2) 砂筒放松:砂筒放松:在张拉预应力之前,在承力架和横梁之间各放一个在张拉预应力之前,在承力架和横梁之间各放一个灌满被烘干过的细砂子砂筒(图灌满被烘干过的细砂子砂筒(图2-8-132-8-13)。)。图图

236、2-8-13 2-8-13 砂筒放松示意图砂筒放松示意图第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5404 4、 张拉程序张拉程序预应力筋种类预应力筋种类张拉程序张拉程序钢钢 筋筋0初应力1.05 (持荷2min)0.9 (锚固)钢丝、钢绞线钢丝、钢绞线对于夹片式具有自锚性能的锚具:普通松弛力筋:0初应力1.03 (锚固)低松弛力筋:0初应力 (持荷2min锚固) 先张法预应力筋的张拉应符合设计要求,若设计无规定时,其张先张法预应力筋的张拉应符合设计要求,若设计无规定时,其张拉程序可按表拉程序可按表2-8-42-8-4中的规定

237、进行。中的规定进行。为了避免台座承受过大的偏心力,应先张拉靠近台座截面重心处的为了避免台座承受过大的偏心力,应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。预应力筋。 先张法预应力筋张拉程序先张法预应力筋张拉程序 第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥541三、三、 后张法预应力混凝土简支梁的制作工艺后张法预应力混凝土简支梁的制作工艺1 1 预应力筋孔道的成型预应力筋孔道的成型在梁体内预留预应力筋孔道所用的制孔器目前主要有三种,即铁皮管、在梁体内预留预应力筋孔道所用的制孔器目前主要有三种,即铁皮管、金属波纹管和橡胶管。金属波纹管和橡

238、胶管。 图图2-8-14 2-8-14 橡胶制孔器的接头橡胶制孔器的接头 单位单位:mm:mm第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5422 2 预应力筋的张拉预应力筋的张拉(1) (1) 锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶图图2-8-152-8-15所示的是所示的是TD-60TD-60型锥锚式三作用千斤顶的构造和张拉装置简图。型锥锚式三作用千斤顶的构造和张拉装置简图。这种千斤顶具有张拉、顶锚和退楔块三种功能,适用于锥形锚具的钢这种千斤顶具有张拉、顶锚和退楔块三种功能,适用于锥形锚具的钢丝束。丝束。 图图2-8-15 TD-602-

239、8-15 TD-60型锥锚式三作用千斤顶张拉装置型锥锚式三作用千斤顶张拉装置第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥543(2) (2) 拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶构造简单,操作方便,适用于张拉常用螺杆式和墩头式拉杆式千斤顶构造简单,操作方便,适用于张拉常用螺杆式和墩头式锚、夹具的单根粗钢筋、钢筋束或碳素钢丝束。锚、夹具的单根粗钢筋、钢筋束或碳素钢丝束。 图图2-8-16 GJzY2-8-16 GJzY60A60A型千斤顶构造示意图型千斤顶构造示意图第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编

240、 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥544(3) (3) 穿心式千斤顶穿心式千斤顶这种千斤顶主要用于张拉带有夹片式锚、夹具的单根钢筋、钢绞线或这种千斤顶主要用于张拉带有夹片式锚、夹具的单根钢筋、钢绞线或钢筋束和钢绞线束。图钢筋束和钢绞线束。图2-8-172-8-17示出示出GJZY-60GJZY-60型穿心式千斤顶的构造简型穿心式千斤顶的构造简图。图。 图图2-8-17 GJzY2-8-17 GJzY6060型穿心式千斤顶构造图型穿心式千斤顶构造图第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥545四、四、 装配式简支梁构

241、件的运输和安装装配式简支梁构件的运输和安装1 1预制构件的运输预制构件的运输 从工地预制场至桥头处的运输,称为场内运输,通常需要铺设钢轨从工地预制场至桥头处的运输,称为场内运输,通常需要铺设钢轨便道,由预制场地用龙门吊机或木扒杆将预制构件装上平车后,再用绞便道,由预制场地用龙门吊机或木扒杆将预制构件装上平车后,再用绞车牵引运抵桥头。当采用水上浮吊架梁时,还需要在河岸适当位置修建车牵引运抵桥头。当采用水上浮吊架梁时,还需要在河岸适当位置修建临时栈桥(码头),再将钢轨便道延伸到这里,以便将预制构件运上驳临时栈桥(码头),再将钢轨便道延伸到这里,以便将预制构件运上驳船,再开往桥孔下面进行架设。船,再

242、开往桥孔下面进行架设。 从预制构件厂至施工现场的运输称场外运输,通常用大型平板车、从预制构件厂至施工现场的运输称场外运输,通常用大型平板车、驳船或火车等运输工具。不论属于哪类运输方式,都要求在运输过程中,驳船或火车等运输工具。不论属于哪类运输方式,都要求在运输过程中,构件的放置要符合受力方向,并在构件的两侧采用斜撑和木楔加以临时构件的放置要符合受力方向,并在构件的两侧采用斜撑和木楔加以临时固定,防止构件发生倾倒、滑动或跳动造成构件的损坏。固定,防止构件发生倾倒、滑动或跳动造成构件的损坏。第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架

243、桥546当运输道路坑凹不平、颠簸比较厉害时,可采用图当运输道路坑凹不平、颠簸比较厉害时,可采用图2-8-182-8-18所示的措施,所示的措施,防止构件产生负弯距而断裂。防止构件产生负弯距而断裂。 1-1-立柱立柱;2-;2-构件构件;3-;3-钢丝绳钢丝绳;4-;4-花篮螺丝花篮螺丝;5-;5-吊环吊环;6,7-;6,7-转盘装置转盘装置;8-;8-连接杆连接杆( (可伸缩可伸缩);9-);9-主车主车图图2-8-18 2-8-18 防止构件发生负弯矩措施防止构件发生负弯矩措施第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥547

244、2 2、预制构件的安装、预制构件的安装(1 1) 自行式吊车架梁自行式吊车架梁当桥梁跨径不大,重量较轻时可以采用自行式吊车(汽车吊车或履带当桥梁跨径不大,重量较轻时可以采用自行式吊车(汽车吊车或履带吊车)架梁。吊车)架梁。 图图2-8-19 2-8-19 小跨径梁的架设小跨径梁的架设第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥548(2 2) 浮吊船架梁浮吊船架梁 浮吊船实际是吊车与驳船的联合体,它可在通航河道上的桥孔下浮吊船实际是吊车与驳船的联合体,它可在通航河道上的桥孔下面架桥,而装有成批预制构件的装梁船,则停靠在浮吊船的一

245、旁,随面架桥,而装有成批预制构件的装梁船,则停靠在浮吊船的一旁,随时供浮吊船起吊,如图时供浮吊船起吊,如图2-8-202-8-20所示。所示。 图图2-8-20 2-8-20 浮吊架设法浮吊架设法第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥549(3 3)跨墩龙门式吊车架梁)跨墩龙门式吊车架梁 当桥不太高,架桥孔数又多,且沿桥墩两侧铺设轨道不困难时,当桥不太高,架桥孔数又多,且沿桥墩两侧铺设轨道不困难时,可以采用跨墩的龙门式吊车梁(图可以采用跨墩的龙门式吊车梁(图2-8-212-8-21)。)。 图图2-8-21 2-8-21

246、跨墩龙门吊机架梁法跨墩龙门吊机架梁法第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥550(4 4) 宽穿巷式架桥机架梁宽穿巷式架桥机架梁图图2-8-22 2-8-22 宽穿巷吊机架梁步骤宽穿巷吊机架梁步骤第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5515 5、联合架桥机架梁、联合架桥机架梁图图2-8-23 2-8-23 联合架桥机安装预制梁联合架桥机安装预制梁第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚

247、架桥552图图2-8-232-8-23所示是用联合架桥机架梁的示意图,其所示是用联合架桥机架梁的示意图,其架梁操作步骤架梁操作步骤是:是:(1)(1) 用绞车纵向拖拉导梁就位;用绞车纵向拖拉导梁就位;(2)(2) 用托架将两个门式吊机移至待架桥孔两端的桥墩上;用托架将两个门式吊机移至待架桥孔两端的桥墩上;(3)(3) 由平车轨道运预制梁至架梁孔位,再由门式吊机将它起吊、由平车轨道运预制梁至架梁孔位,再由门式吊机将它起吊、横移并落梁位(图横移并落梁位(图2-8-23b2-8-23b)。)。(4)(4) 将被导梁临时占住位置的预制梁暂放在已架好的梁上;将被导梁临时占住位置的预制梁暂放在已架好的梁上

248、;(5)(5) 待用绞车将导梁移至下一桥孔后,再将暂放一侧的预制梁架待用绞车将导梁移至下一桥孔后,再将暂放一侧的预制梁架设完毕。设完毕。如此反复,直到将各孔主梁全部架好为止。此法适用于孔数较多如此反复,直到将各孔主梁全部架好为止。此法适用于孔数较多和较长的桥梁时才比较经济。和较长的桥梁时才比较经济。第二节 预制钢筋砼及预应力砼简支梁桥施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥553第三节第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工悬臂体系和连续体系梁桥的施工 悬臂体系和连续体系梁桥的最大特点是,桥跨结构上除了有承悬臂体系和连续体系梁桥的最大特点是,桥跨结构上除了有承受正

249、弯矩的截面以外,还有能承受负弯矩的支点截面,这也是它们受正弯矩的截面以外,还有能承受负弯矩的支点截面,这也是它们与简支梁体系的最大差别。因此,它们的施工方式与简支梁大不相与简支梁体系的最大差别。因此,它们的施工方式与简支梁大不相同。目前所用的施工方法大致可分为三类:同。目前所用的施工方法大致可分为三类: (1 1)逐孔施工法)逐孔施工法 (2 2)节段施工法)节段施工法 (3 3)顶推施工法)顶推施工法第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥554一、一、 逐孔施工法逐孔施工法1 1 落地支架施工落地支架施工 落地支架施

250、工方法与第一节中关于简支梁桥的就地浇筑法施工基落地支架施工方法与第一节中关于简支梁桥的就地浇筑法施工基本上是相同的。所不同的是悬臂梁桥和连续桥在中墩处的截面是连续本上是相同的。所不同的是悬臂梁桥和连续桥在中墩处的截面是连续的,而且承担较大的负弯矩,需要混凝土截面连续通过。因此,必须的,而且承担较大的负弯矩,需要混凝土截面连续通过。因此,必须充分重视两个方面的影响。充分重视两个方面的影响。(1 1) 不均匀沉降的影响。不均匀沉降的影响。(2 2) 混凝土收缩的影响。混凝土收缩的影响。 第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架

251、桥5552 2移动模架施工移动模架施工移动模架施工法是使用移动式的脚手架和装配式的模板,在桥上逐孔浇移动模架施工法是使用移动式的脚手架和装配式的模板,在桥上逐孔浇筑施工。它像一座设在桥孔上的活动预制场,随着施工进程不断移动连筑施工。它像一座设在桥孔上的活动预制场,随着施工进程不断移动连续现浇施工。续现浇施工。 图图2-8-25 2-8-25 移动式模架逐孔施工法移动式模架逐孔施工法第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥556二、二、 节段施工法节段施工法1 1 、悬臂浇注法、悬臂浇注法采用采用移动式挂篮移动式挂篮作为主

252、要施工设备,以桥墩为中心,对称地向两岸利作为主要施工设备,以桥墩为中心,对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土,待混凝土达到要求强度后,便张拉预应力用挂篮浇筑梁节段的混凝土,待混凝土达到要求强度后,便张拉预应力束,然后移动挂篮,进行下一节段的施工;束,然后移动挂篮,进行下一节段的施工;悬浇节段长度根据悬浇节段长度根据主梁截面变化主梁截面变化情况和挂篮设备的承载能力来确定,情况和挂篮设备的承载能力来确定,一般可取一般可取2 28m8m。每个节段可全截面一次浇筑,也可以先浇筑梁底板和腹板,再安装顶每个节段可全截面一次浇筑,也可以先浇筑梁底板和腹板,再安装顶板钢筋及预应力管道,最后浇筑顶板混凝土,但

253、需注意由混凝土龄期差板钢筋及预应力管道,最后浇筑顶板混凝土,但需注意由混凝土龄期差而产生收缩、徐变的次内力。而产生收缩、徐变的次内力。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥557悬臂浇筑施工周期一般为悬臂浇筑施工周期一般为6-106-10天,依节段混凝土的数量和结构天,依节段混凝土的数量和结构复杂的程度而定。复杂的程度而定。合龙段是悬臂施工的关键部位。为控制合龙段的准确位置,除合龙段是悬臂施工的关键部位。为控制合龙段的准确位置,除需要预先设计预拱度和进行施工监控外,还要在合龙段中设置劲需要预先设计预拱度和进行施工监控外

254、,还要在合龙段中设置劲性钢筋定位,采用超早强水泥,选择最合适的梁的合龙温度(低性钢筋定位,采用超早强水泥,选择最合适的梁的合龙温度(低温)及合龙时间(夏季宜在晚上),以提高施工质量。温)及合龙时间(夏季宜在晚上),以提高施工质量。斯托尔马桥(斯托尔马桥(StolmaStolma)采用悬臂浇注法施工)采用悬臂浇注法施工第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥558鹰式轻型连体挂篮鹰式轻型连体挂篮第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥559采用连体挂

255、篮施工主墩两侧采用连体挂篮施工主墩两侧1#1#块块第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥560采用单体挂篮悬臂施工采用单体挂篮悬臂施工第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥561箱梁悬浇在施工中箱梁悬浇在施工中第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥562连续刚构箱梁左右在延伸连续刚构箱梁左右在延伸第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人

256、民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥563虎门箱梁跨中合龙前情景虎门箱梁跨中合龙前情景第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥564箱梁边跨在支架现浇先合龙施工箱梁边跨在支架现浇先合龙施工第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥565箱梁中跨合龙施工箱梁中跨合龙施工第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥566箱梁合龙后外景箱梁合龙后外景第八章 第三节 悬臂体系和连续体系

257、梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5672 2 悬臂拼装法悬臂拼装法预制梁段制梁段驳船运船运起吊起吊连接、连接、施加预应力施加预应力逐渐接长。逐渐接长。预制制节段之段之间的接的接缝采用采用湿接湿接缝和和胶接胶接缝。湿接湿接缝宽度度约为0.10.10.2m0.2m,梁段位置,梁段位置调准以后,用高准以后,用高标号砂号砂浆或小石或小石子混凝土填子混凝土填实,待接,待接缝混凝土达到混凝土达到设计强强度以后再施加度以后再施加预应力。力。胶接缝是用环氧树脂加水泥在节段接缝面上涂上约厚胶接缝是用环氧树脂加水泥在节段接缝面上涂上约厚0.8mm0.8mm的薄层,它

258、的薄层,它在施工中可使接缝易于密贴,完工以后可提高结构的抗剪能力、整体刚在施工中可使接缝易于密贴,完工以后可提高结构的抗剪能力、整体刚度和不透水性,故应用较普遍。但胶接缝要求梁段接缝有很高的制造精度和不透水性,故应用较普遍。但胶接缝要求梁段接缝有很高的制造精度。度。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥568桁架式桁架式悬臂吊机、臂吊机、结构构简单,使用,使用普遍普遍。菱形挂菱形挂篮吊机、具有自行前移吊机、具有自行前移动能,可加快能,可加快施工速度。施工速度。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,

259、邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥569悬臂拼装施工法悬臂拼装施工法第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥570三、三、 顶推施工法顶推施工法顶推施工顶推施工 单单点顶推、点顶推、多多点顶推点顶推 第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5711 1、单点顶推法、单点顶推法顶推装置由顶推装置由水平水平千斤顶和千斤顶和竖直竖直千斤顶组合而成,可以联合作用;千斤顶组合而成,可以联合作用;工序工序:顶升梁:顶升梁向前推移向前推移落下

260、竖直千斤顶落下竖直千斤顶收回水平千斤顶。收回水平千斤顶。升升 顶顶落落下下滑滑移移复复原原第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥572各个墩顶的各个墩顶的滑道装置滑道装置:由混凝土滑台、不锈钢板和滑板组成。:由混凝土滑台、不锈钢板和滑板组成。上层氯丁橡胶上层氯丁橡胶下层聚四氟乙烯板下层聚四氟乙烯板第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5732 2、多点顶推法、多点顶推法多点顶推采用多点顶推采用拉杆式顶推装置拉杆式顶推装置;顶推工艺:水平千斤顶固

261、定在桥墩主梁的外侧,顶推工艺:水平千斤顶固定在桥墩主梁的外侧,拉杆用连接器拉杆用连接器接长后接长后与埋固在与埋固在箱梁腹板箱梁腹板的锚固器相连结,驱动水平千斤顶后活塞杆拉动拉杆,的锚固器相连结,驱动水平千斤顶后活塞杆拉动拉杆,使梁借助梁底滑板装置向前使梁借助梁底滑板装置向前 滑移。滑移。装配式装配式拉杆用连接器接长,与锚固器连结,驱动千斤顶后活塞杆拉动拉杆用连接器接长,与锚固器连结,驱动千斤顶后活塞杆拉动拉杆,梁向前滑移,走完一个行程后,卸下一节拉杆,水平千斤顶回拉杆,梁向前滑移,走完一个行程后,卸下一节拉杆,水平千斤顶回油使活塞杆退回,再连接拉杆进行下一顶推循环。油使活塞杆退回,再连接拉杆进

262、行下一顶推循环。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥574穿心式穿心式千斤顶,拉杆一端固定在锚固器上,另一端穿过水平千斤千斤顶,拉杆一端固定在锚固器上,另一端穿过水平千斤顶、用夹具锚固,水平千斤顶走完一个行程,松去夹具,活塞杆顶、用夹具锚固,水平千斤顶走完一个行程,松去夹具,活塞杆退回,然后重新用夹具锚固拉杆并进行下一顶推循环。退回,然后重新用夹具锚固拉杆并进行下一顶推循环。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥575顶推施工法适宜跨度为顶推

263、施工法适宜跨度为404060m60m的多跨等高度连续梁桥,跨度更大时就需的多跨等高度连续梁桥,跨度更大时就需要在桥跨间设置临时支承墩,国外已用顶推法修建成跨度达要在桥跨间设置临时支承墩,国外已用顶推法修建成跨度达168m168m的桥梁。的桥梁。多点顶推与单点顶推比较:可免用多点顶推与单点顶推比较:可免用大规模顶推设备大规模顶推设备,并能有效地控制顶,并能有效地控制顶推梁的偏心。当顶推曲梁桥时,由于各墩均匀施加顶推力,能顺利施工,推梁的偏心。当顶推曲梁桥时,由于各墩均匀施加顶推力,能顺利施工,因此,目前此法被广泛采用。因此,目前此法被广泛采用。多点顶推法也可以同时从两岸向跨中方向顶推,但需增加更

264、多的设备,多点顶推法也可以同时从两岸向跨中方向顶推,但需增加更多的设备,使使工程造价提高工程造价提高,因此较少采用。,因此较少采用。第八章 第三节 悬臂体系和连续体系梁桥的施工桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥576E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥577第九章梁式桥实例第九章梁式桥实例一一 变截面连续梁桥实例变截面连续梁桥实例湖南白沙大桥简介湖南白沙大桥简介位于湖南省道位于湖南省道18311831线上的湖南益阳市白沙大桥建成于线上的湖南益阳市白沙大桥建成于20022002年,主桥为年,主桥为四跨一联的预应力混凝

265、土连续梁桥(四跨一联的预应力混凝土连续梁桥(50+90+150+90m50+90+150+90m),桥梁全长),桥梁全长1584.0m1584.0m,大桥桥面宽度为,大桥桥面宽度为13m 13m (包括(包括20.5m20.5m防撞栏杆),按汽防撞栏杆),按汽-20-20,挂,挂-100-100,人群荷载,人群荷载3.5kN/m23.5kN/m2进行设计,通航等级为进行设计,通航等级为(3)(3)级。级。白沙大桥立面布置白沙大桥立面布置桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5781、上部结构、上部结构横截面横截面布置:布置:C50C50双悬臂矩形单箱单室的变高度

266、箱形截面双悬臂矩形单箱单室的变高度箱形截面,箱梁顶宽,箱梁顶宽13.0m13.0m,底板宽,底板宽7.0m7.0m,支点处梁高,支点处梁高8.5m8.5m,跨中梁高,跨中梁高3.5m3.5m,梁底立面及箱梁,梁底立面及箱梁底板厚度均按底板厚度均按二次抛物线二次抛物线变化。箱梁顶板厚变化。箱梁顶板厚28cm28cm,腹板厚,腹板厚70cm70cm,55cm55cm,40cm40cm三种;中跨箱梁在支点、三种;中跨箱梁在支点、L/4L/4、跨中各设一道横隔板以抗、跨中各设一道横隔板以抗畸变畸变变形。变形。白沙大桥横截面布置白沙大桥横截面布置(cm)(cm)第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编

267、 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5792 2、预应力体系力体系 悬浇箱梁采用三向箱梁采用三向预应力。力。(1 1). . 横向横向预应力力1/21/2主跨横向预应力筋布置图主跨横向预应力筋布置图(cm)(cm) 第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥580(2 2). . 纵向向预应力筋采用力筋采用9 15.24和和7 15.24钢绞线 第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥581墩顶截面预应力筋布置图墩顶截面预应力筋布置图 跨中截面预应力筋布置图跨中截面预应力筋布置图 第九章 梁桥实例

268、桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥582(3 3). . 竖向向预应力力3232精扎螺精扎螺纹钢筋,筋,纵向向间距从墩距从墩顶附近的附近的35cm35cm扩大至大至70cm70cm。1/21/2主跨竖向预应力筋布置图主跨竖向预应力筋布置图(cm)(cm) 第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5833、下部、下部结构构桥位位处主要地主要地层有填筑土、游泥、有填筑土、游泥、粉砂、粘土、粉砂、粘土、亚粘土、粘土、细砂、砂砂、砂砾卵石、砂卵卵石、砂卵砾石等。基岩埋置石等。基岩埋置较深,故全深,故全桥基基础均采用均采用

269、钻孔灌孔灌注摩擦注摩擦桩。2222、2323号主墩采用高号主墩采用高桩承台基承台基础,每墩,每墩桩基分三排共基分三排共1313根根D180cmD180cm钻孔灌注孔灌注桩,桥墩墩为圆端形端形实体墩。体墩。2121、2424均均为两两D180cmD180cm的的钻孔灌注孔灌注桩,D250cmD250cm双双柱式柱式圆柱墩。柱墩。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5844、施工工艺、施工工艺第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥585二二 连续刚构桥实例连续刚构桥实例广东虎门大桥辅航道桥广东虎门大桥

270、辅航道桥 虎门大桥辅航道桥的跨径布置为虎门大桥辅航道桥的跨径布置为150m+270m+150m,设计荷载为汽,设计荷载为汽车车超超20级,验算荷载为挂车级,验算荷载为挂车120。桥面净宽。桥面净宽30m,6个车道,设有中央分个车道,设有中央分隔带、路缘带和紧急停车带。桥面纵坡隔带、路缘带和紧急停车带。桥面纵坡3,横坡,横坡2。地震按。地震按7度设防。该度设防。该桥已运营超过桥已运营超过6年,状况良好,尚未出现任何裂缝。年,状况良好,尚未出现任何裂缝。虎门大桥辅航道桥立面布置虎门大桥辅航道桥立面布置第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5861 1

271、、上部结构、上部结构上部结构为变截面箱梁,三向预应力结构,采用双幅分离的单箱单室型式。上部结构为变截面箱梁,三向预应力结构,采用双幅分离的单箱单室型式。通过使用高强混凝土(通过使用高强混凝土(C55C55)以及采用大吨位预应力体系来实现主梁的轻型)以及采用大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。化。采用上、下行两座独立采用上、下行两座独立桥,其主,其主要要优势:第一第一,上下行,上下行桥的每的每桥宽15m,可采用,可采用单室箱断面;而采用室箱断面;而采用整整桥,全,全宽31m,不得不采用,不得不采用双室箱截面。双室箱截面。第二第二,上下行,上下行桥的挂的挂篮数量增数量增加一倍,采用加一倍,采用较长

272、节段、施工段、施工快。快。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5872、上构、上构预应力体系力体系 设计独特独特之之处:预应力束的配束方式力束的配束方式取消弯束的取消弯束的纵向配束向配束方式方式,其特点:腹板长度其特点:腹板长度90% 内均无纵向预应力管道,方便浇筑腹板混凝土;内均无纵向预应力管道,方便浇筑腹板混凝土;节约纵向预应力节约纵向预应力20%30%,经济效益显著。,经济效益显著。 但但实践证明:这种布束方式仅靠实践证明:这种布束方式仅靠竖向竖向预应力抵抗主拉应力,容易产预应力抵抗主拉应力,容易产生裂缝,所以常规的预应力筋配束方案仍然值

273、得推荐。生裂缝,所以常规的预应力筋配束方案仍然值得推荐。 第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥588常规常规配束配束洛溪桥洛溪桥配束配束虎辅桥虎辅桥配束配束第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥5893、下部结构、下部结构第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥590(四)施工工艺(四)施工工艺 上部构造在墩顶(上部构造在墩顶(0 0号块)处以横向贯通的横隔板将两单桥连为整体,号块)处以横向贯通的横隔板将两单桥连为整体,以提高上部构造的施工稳定性。以提

274、高上部构造的施工稳定性。 上部构造用挂篮悬浇施工,箱梁纵向分成上部构造用挂篮悬浇施工,箱梁纵向分成3131个梁段;个梁段;1010段长段长3m3m,7 7段长段长4m4m,1414段长段长5m5m。先边跨合龙,再中跨合龙。先边跨合龙,再中跨合龙。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥591 主墩主墩19(20)19(20)号号墩支点断墩支点断面图,跨面图,跨中断面图中断面图虎门大桥辅虎门大桥辅航道为主跨航道为主跨270m270m预应力预应力混凝土连续混凝土连续刚构桥,跨刚构桥,跨度为世界同度为世界同类桥梁之首。类桥梁之首。第九章 梁桥实例桥梁工程

275、第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥592二、基础施工二、基础施工辅航道桥基础为桩基,辅航道桥基础为桩基,共有共有8080根根D2.0mD2.0m的钻孔的钻孔桩。两主墩各有桩。两主墩各有3232根,根,边墩各有边墩各有8 8根桩。根桩。1919(2020)主墩)主墩桩基布置图桩基布置图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥593 主墩桩基施工平台主墩桩基施工平台第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥594主墩桩基施工主墩桩基施工第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人

276、民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥595主墩桩基成形图主墩桩基成形图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥596三、主墩施工三、主墩施工19(20)号主墩墩身一般构造图号主墩墩身一般构造图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥597 主墩在施工中主墩在施工中第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥598主墩防撞岛在施工中主墩防撞岛在施工中第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥599四、上部结构施工四、

277、上部结构施工箱梁墩部及跨中断面构造图箱梁墩部及跨中断面构造图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥600辅航道桥箱梁分段图辅航道桥箱梁分段图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥601主墩上主墩上0#0#块采用支架现浇混凝土块采用支架现浇混凝土第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥602 箱梁纵向预应力筋布置箱梁纵向预应力筋布置第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥603箱梁纵向预应力筋在安装锚具进行张拉

278、箱梁纵向预应力筋在安装锚具进行张拉第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥604箱梁横向预应力筋布置箱梁横向预应力筋布置第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥605箱梁横向预应力筋在张拉中箱梁横向预应力筋在张拉中第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥606箱梁三向预应力筋布置箱梁三向预应力筋布置第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥607箱梁竖向预应力筋在张拉中箱梁竖向预应力筋在张拉中第九章 梁桥实例桥梁工

279、程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥608辅航道跨径辅航道跨径270m连续刚构桥全景连续刚构桥全景第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥609三三 重庆石板坡长江大桥复线桥重庆石板坡长江大桥复线桥 重庆石板坡长江大桥复线桥重庆石板坡长江大桥复线桥采用钢采用钢-混组合的连续梁混组合的连续梁-刚构混合体系刚构混合体系(图(图2-9-17).桥跨跨布置为桥跨跨布置为87.75m+4138m+330m+133.75m,桥面宽,桥面宽19m,仅在桥台两端设置伸缩缝。新桥紧靠旧桥修建,为了改善原通航孔,仅在桥台两端设置伸缩缝。新桥

280、紧靠旧桥修建,为了改善原通航孔净空不足问题,去除了位于上下行航道间的桥墩,采用钢净空不足问题,去除了位于上下行航道间的桥墩,采用钢-混组合结构体系混组合结构体系使主跨达使主跨达330m,是当前世界上最大跨径的梁桥,是当前世界上最大跨径的梁桥。重庆石板坡长江大桥复线桥总体布置图重庆石板坡长江大桥复线桥总体布置图第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥610主要技术指标:主要技术指标: 设计基准期:设计基准期:100周年。周年。设计行车速度:设计行车速度:60km/h。桥面宽度:桥面宽度:19m(四车道),其中行车道宽度(四车道),其中行车道宽度15.

281、5m,单侧防撞栏,单侧防撞栏宽宽0.5m,单侧人行道宽,单侧人行道宽3.0m。横、纵坡:主桥桥面纵坡横、纵坡:主桥桥面纵坡0%,桥面双向横坡,桥面双向横坡1.5%。汽车荷载:城汽车荷载:城-A级。级。船舶撞击力:船舶撞击力按国家船舶撞击力:船舶撞击力按国家级航道进行设计。主墩(级航道进行设计。主墩(5#、 7#)基础及墩身采用横桥向(顺水流方向)基础及墩身采用横桥向(顺水流方向)12000kN,顺桥向,顺桥向6000kN船舶船舶撞击力进行验算。其余基础及墩身采用横桥向(顺水流方向)撞击力进行验算。其余基础及墩身采用横桥向(顺水流方向)1300kN,顺,顺桥向桥向1050kN船舶撞击力进行验算。

282、船舶撞击力进行验算。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥611主桥箱梁由预应主桥箱梁由预应力混凝土箱梁(图力混凝土箱梁(图2-9-18)和钢箱梁(图)和钢箱梁(图2-9-19)组成。主跨箱梁墩)组成。主跨箱梁墩顶梁高顶梁高16m,跨中梁高,跨中梁高4.5m,呈二次抛物线变,呈二次抛物线变化。箱梁底板宽化。箱梁底板宽9m,双,双侧对称悬臂侧对称悬臂5m,顶板全,顶板全宽宽19m。第九章 梁桥实例1 1、上部结构、上部结构图图2-9-18 2-9-18 预应力混凝土箱梁横断面预应力混凝土箱梁横断面桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇

283、混凝土梁桥和刚架桥612主跨跨中主跨跨中108m节段采用节段采用钢箱梁钢箱梁(由两端各(由两端各2.5m钢钢-混接头加中间混接头加中间103m钢箱梁组成),钢箱梁组成),其余其余各节段及边跨均采用各节段及边跨均采用预应力混凝土结构预应力混凝土结构。预应力混凝土刚构主要采用预应力混凝土刚构主要采用C50和和C60混凝土,钢箱梁主体结构采混凝土,钢箱梁主体结构采用用Q345D钢材。钢材。第九章 梁桥实例1 1、上部结构、上部结构图图2-9-19 2-9-19 钢箱梁横断面钢箱梁横断面桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥613连续刚构预应力箱梁采用连续刚构预应力箱梁

284、采用全预应力混凝土结构全预应力混凝土结构,预应力索采用钢,预应力索采用钢绞线绞线群锚方式群锚方式,顶板最薄为,顶板最薄为28cm,悬臂端部为,悬臂端部为20cm,根部为,根部为85cm。底。底板为板为40150cm,腹板为,腹板为50110cm,横向采用,横向采用15-3的钢绞线预应力扁锚的钢绞线预应力扁锚体系,顺桥向按体系,顺桥向按50cm布置。布置。钢箱梁整体在工厂制作,由拖船拖到现场吊装钢箱梁整体在工厂制作,由拖船拖到现场吊装。钢箱梁整体质量。钢箱梁整体质量大约为大约为1415t,用钢铰线和千斤顶吊装。钢箱梁的外形几何尺寸与混凝土,用钢铰线和千斤顶吊装。钢箱梁的外形几何尺寸与混凝土箱梁一

285、致,顶板采用带箱梁一致,顶板采用带U形闭口肋的正交异性板结构,横梁间距形闭口肋的正交异性板结构,横梁间距4m,顶板,顶板厚厚18mm,U肋厚肋厚8mm。底板根据受力大小在。底板根据受力大小在2430mm间调整,同时设间调整,同时设置加劲肋,腹板按受力区段变厚度设计为置加劲肋,腹板按受力区段变厚度设计为2028mm,并按需要设置纵横,并按需要设置纵横加劲肋。箱体及节段间连接均采用加劲肋。箱体及节段间连接均采用焊接焊接。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥614钢钢-混过渡段是重庆石板坡复线桥的关键部位。钢混过渡段是重庆石板坡复线桥的关键部位。钢-

286、混接头受弯矩、混接头受弯矩、剪力、轴力和扭矩共同作用,且弯矩有正有负,受力复杂。因此,要求设剪力、轴力和扭矩共同作用,且弯矩有正有负,受力复杂。因此,要求设计对各种荷载产生的内力传递平顺可靠,在荷载作用下具有一定的安全储计对各种荷载产生的内力传递平顺可靠,在荷载作用下具有一定的安全储备,刚度过渡良好,耐久性良好,抗疲劳性能好,尽量减少应力集备,刚度过渡良好,耐久性良好,抗疲劳性能好,尽量减少应力集中、该桥钢中、该桥钢-混接头采用填充混凝土板式结构,如图混接头采用填充混凝土板式结构,如图2-9-20所示。所示。第九章 梁桥实例2 2、钢、钢- -混接头设计混接头设计桥梁工程第三版,邵旭东主编 人

287、民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥615接头钢结构纵向长接头钢结构纵向长4m,其中钢箱长,其中钢箱长2.5m,内填充混凝土长,内填充混凝土长1.5m,在结合面设置,在结合面设置1块块50mm厚的承压板,连接钢箱梁部分顶板采用加劲板,厚的承压板,连接钢箱梁部分顶板采用加劲板,与混凝土部分内的加劲板与混凝土部分内的加劲板(PBL)对应。对应。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥616PBL剪力板由带孔的钢板组成,在钢板孔中可以横穿钢筋,通过将剪力板由带孔的钢板组成,在钢板孔中可以横穿钢筋,通过将钢箱梁端部的顶板、底板和腹板做成双壁板,使填充的

288、混凝土与紧邻的混钢箱梁端部的顶板、底板和腹板做成双壁板,使填充的混凝土与紧邻的混凝土箱梁端的顶板、底板和腹板通过凝土箱梁端的顶板、底板和腹板通过PBL剪力板、预应力钢筋和普通钢筋剪力板、预应力钢筋和普通钢筋等得到很好的连接。再稍往前延伸将其与混凝土横隔板连接,预应力短束等得到很好的连接。再稍往前延伸将其与混凝土横隔板连接,预应力短束锚固在混凝土横隔板和钢箱横隔板上,预应力长束锚固在混凝土横隔板后锚固在混凝土横隔板和钢箱横隔板上,预应力长束锚固在混凝土横隔板后梁段的顶板、底板的齿块上。梁段的顶板、底板的齿块上。第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥

289、617该桥采用该桥采用全预应力结构全预应力结构,成桥后全截面受压。为了防止箱梁截面出,成桥后全截面受压。为了防止箱梁截面出现拉应力,并控制梁体后期挠度,需对现拉应力,并控制梁体后期挠度,需对330m主跨施加预应力。但由于存在主跨施加预应力。但由于存在108m的钢箱梁,无法形成常规的预应力结构,需设置体外预应力索。的钢箱梁,无法形成常规的预应力结构,需设置体外预应力索。石板复线桥体外索设置在石板复线桥体外索设置在330m主跨桥墩的主跨桥墩的0号块之间。体外索线形号块之间。体外索线形设计以后期下挠曲线为参照,并结合活载下正弯矩图形,且考虑要具有部设计以后期下挠曲线为参照,并结合活载下正弯矩图形,且

290、考虑要具有部分调节主跨控制区域(分调节主跨控制区域(0号块号块1/8跨之间及跨中)应力的作用。经计算,石跨之间及跨中)应力的作用。经计算,石板坡复线桥采用板坡复线桥采用2715.24钢绞线,全桥共布置钢绞线,全桥共布置16束,沿箱梁中心线对称布束,沿箱梁中心线对称布置,如置,如2-9-21所示。所示。第九章 梁桥实例3 3、体外索设计、体外索设计主跨体外预应力索纵向立面布置图主跨体外预应力索纵向立面布置图主跨体外预应力索纵向平面布置图主跨体外预应力索纵向平面布置图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥618主跨采用双肢薄壁桥墩,主跨采用双肢薄壁桥墩,如图如图2-

291、9-22所示。每个墩壁宽所示。每个墩壁宽2.8m,双壁间净距,双壁间净距5.4m,横桥向墩身总,横桥向墩身总宽宽10.2m,由两个,由两个0.6m的分水尖和的分水尖和9m的墩宽构成,墩身高的墩宽构成,墩身高49.7m;双;双壁式主墩、能减少墩身的抗弯刚度,壁式主墩、能减少墩身的抗弯刚度,解决大跨连续刚构的水平位移问题,解决大跨连续刚构的水平位移问题,也能实现主墩为透空式墩身,有利也能实现主墩为透空式墩身,有利于泄洪。墩身采用于泄洪。墩身采用C50混凝土。混凝土。第九章 梁桥实例4 4、桥墩、桥墩图图2-9-22 2-9-22 主桥桥墩构造图主桥桥墩构造图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版

292、社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥619主桥桥墩基础采用钻孔灌注桩加承台基础形式,桩基础直径为主桥桥墩基础采用钻孔灌注桩加承台基础形式,桩基础直径为2.5m,平面布置为,平面布置为44根,承台为根,承台为19m19m16m,如图,如图2-9-23所示。所示。第九章 梁桥实例5 5、基础结构、基础结构图图2-9-23 2-9-23 主跨桥墩基础构造图主跨桥墩基础构造图桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥620石板坡复线桥主跨预应力混凝土主梁节段长度石板坡复线桥主跨预应力混凝土主梁节段长度2.755.5m不等,不等,质量为质量为320380t。从。从1号块开始,预应力

293、混凝土主梁均采用挂篮进行悬号块开始,预应力混凝土主梁均采用挂篮进行悬臂浇筑对称施工,臂浇筑对称施工,跨中钢箱梁采用整体制作、整体浮运、整体吊装的施跨中钢箱梁采用整体制作、整体浮运、整体吊装的施工工艺工工艺。钢箱梁吊装时,南北两岸各设置。钢箱梁吊装时,南北两岸各设置4台台DL418千斤顶,共计千斤顶,共计8台。台。柴油泵南北岸各柴油泵南北岸各1台,共计台,共计,2台台.钢绞线采用钢绞线采用j18,每一台千斤顶穿每一台千斤顶穿24根根钢绞线,共计钢绞线,共计192根。南北岸千斤顶、柴油泵通过数据线连接,统一由根。南北岸千斤顶、柴油泵通过数据线连接,统一由北岸计算机控制室控制,保证北岸计算机控制室控

294、制,保证8台千斤顶同步提升钢箱梁,如图所示。台千斤顶同步提升钢箱梁,如图所示。第九章 梁桥实例6 6、施工工艺、施工工艺桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥621其它大跨梁桥图片其它大跨梁桥图片福州乌龙江桥福州乌龙江桥第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥622重庆长江大桥重庆长江大桥第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥623第九章 梁桥实例桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥624E N D桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出

295、版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6251、按静力体系划分,梁式桥主要包括哪几种?各自的截面类型及适、按静力体系划分,梁式桥主要包括哪几种?各自的截面类型及适用范围如何?用范围如何?2、组合梁桥中,梁肋和桥面板的内力分别应如何计算?、组合梁桥中,梁肋和桥面板的内力分别应如何计算?3、连续梁桥有哪几种基本类型、连续梁桥有哪几种基本类型“ 请阐述各自的施工方法及适用范围请阐述各自的施工方法及适用范围?4、变截面连续箱梁桥三向预应力的作用分别是什么?应如何布置?、变截面连续箱梁桥三向预应力的作用分别是什么?应如何布置?5、板的荷载有效分布宽度的含义是什么?如何计算?、板的荷载有效分布宽度的含义是什么?

296、如何计算?6、请阐述杠杆原理法计算主梁荷载横向分布的要点和适用范围。、请阐述杠杆原理法计算主梁荷载横向分布的要点和适用范围。7、请阐述偏心压力法计算主梁荷载横向分布的要点和适用范围。、请阐述偏心压力法计算主梁荷载横向分布的要点和适用范围。8、在桥梁结构内力分析中,如何计入箱梁剪力滞效应的影响?、在桥梁结构内力分析中,如何计入箱梁剪力滞效应的影响?9、什么叫吻合索?、什么叫吻合索? 设置吻合索后,梁的受力有何特点?设置吻合索后,梁的受力有何特点?思考题思考题思考题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥62610、为什么日照温差会使箱梁产生横桥向次内力?、为什么日照

297、温差会使箱梁产生横桥向次内力?11、悬臂施工时如何计算主梁的挠度和预拱度?、悬臂施工时如何计算主梁的挠度和预拱度?12、防止大跨径连续箱梁桥过度下挠和开裂的设计要点有哪些?、防止大跨径连续箱梁桥过度下挠和开裂的设计要点有哪些?13、刚架桥有哪几种基本类型?、刚架桥有哪几种基本类型? 请阐述各自的受力特点及适用范围。请阐述各自的受力特点及适用范围。14、斜板桥的配筋有哪些要点?、斜板桥的配筋有哪些要点?15、弯梁桥预应力布置应遵循哪些原则?、弯梁桥预应力布置应遵循哪些原则?思考题思考题思考题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6271、 计算支点截面计算支点截面

298、1#、2#梁相应于公路梁相应于公路级的横向分布系数。如下图级的横向分布系数。如下图所示(教材所示(教材P73图图2-2-9)。)。 作业题简支梁部分作业题简支梁部分作业题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6282、 一座计算跨径一座计算跨径l =19m,其横截面如教材其横截面如教材P73图图2-2-9(下图)所示。(下图)所示。试求荷载位于跨中时试求荷载位于跨中时1#、2#梁的荷载横向分布系数梁的荷载横向分布系数mcq。(用偏压法)。(用偏压法)作业题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6293、仍以教材图、仍以教材图2-2

299、-9(第(第1题)所述五片装配式题)所述五片装配式T梁为例,计算边主梁在梁为例,计算边主梁在公路公路级作用下跨中最大弯矩、最大剪力以及支点截面的最大剪力。(计算级作用下跨中最大弯矩、最大剪力以及支点截面的最大剪力。(计算跨径跨径l=19m,一片一片T梁:梁:A=0.778m2,I=0.194m4,重度,重度=25kN/m3)作业题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6304、 计算第计算第1题中所示题中所示T梁桥梁桥2#横梁在横梁在2#和和3#主梁之间主梁之间rr截面上的弯矩截面上的弯矩Mr和靠近和靠近1#主梁处截面剪力主梁处截面剪力 ,荷载等级为公路,荷载等

300、级为公路级。级。作业题r rr r桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6311、推导双肢薄壁墩单位宽度抗推刚度公式、推导双肢薄壁墩单位宽度抗推刚度公式 ,并说明为,并说明为何双肢薄壁墩可增加桥墩纵向竖向荷载作用下刚度,同时其水平抗推刚何双肢薄壁墩可增加桥墩纵向竖向荷载作用下刚度,同时其水平抗推刚度小?度小?作业题连续梁部分作业题连续梁部分作业题竖直双肢薄壁墩竖直双肢薄壁墩单位宽度抗推刚度桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6322、预应力计算的等效荷载法作业:、预应力计算的等效荷载法作业:试求如上图所示的两跨连续梁,截面等宽,

301、假定为矩形截面,截面高度变试求如上图所示的两跨连续梁,截面等宽,假定为矩形截面,截面高度变化如图所示,假定截面抗弯刚度和高度的立方成正比。化如图所示,假定截面抗弯刚度和高度的立方成正比。预应力筋布置及索曲预应力筋布置及索曲线方程如书线方程如书P157例题例题2-4-4(索曲线方程以图中黑点划线为坐标建立,截面形心轴(索曲线方程以图中黑点划线为坐标建立,截面形心轴为图中为图中红色虚线红色虚线),),求求(1)预应力钢筋的等效荷载图示;)预应力钢筋的等效荷载图示;(2)预应力引起的中支点)预应力引起的中支点B截面的总弯矩及次力矩。截面的总弯矩及次力矩。0.4m0.4m0.4m作业题桥梁工程第三版,

302、邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥6333 3、徐变次内力作业:、徐变次内力作业:两跨等截面两跨等截面连续梁采用先吊装,然后梁采用先吊装,然后张拉拉预应力,最后合力,最后合龙固固结的施工方法(中跨支的施工方法(中跨支点点顶部的合部的合龙预应力束省略),左半跨的徐力束省略),左半跨的徐变系数系数 ,右半跨的徐,右半跨的徐变系数系数 ,作用于,作用于桥上的均布恒上的均布恒载q=10kN/m(预制梁自重),制梁自重),E、I 分分别为该结构的构的弹性模量性模量和截面抗弯和截面抗弯惯矩,矩,试求求 时中支点截面的徐中支点截面的徐变次力矩。次力矩。Ny=2000kN2.4m1.0m作

303、业题桥梁工程第三版,邵旭东主编 人民交通出版社 第二篇 混凝土梁桥和刚架桥634如上图所示,结构采用如上图所示,结构采用50mm沥青混凝土铺装层,试求在沥青混凝土铺装层,试求在如下各种温度梯度下的如下各种温度梯度下的 和和(1)同书上例题;()同书上例题;(2)三角形分布(两种情况);)三角形分布(两种情况);(3)T形分布;(形分布;(4)新桥规对温度梯度的规定)新桥规对温度梯度的规定根据计算结果,比较根据计算结果,比较T梁在线性温度梯度和非线性温度梯梁在线性温度梯度和非线性温度梯度下度下 的变化情况?的变化情况?如果是矩形截面,情况又会怎么样?如果是矩形截面,情况又会怎么样?10 4 4、非线性温度变化次内力作业:、非线性温度变化次内力作业:5 10 5 作业题

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