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1、桥梁工程(Bridge Engineering)授课人：王智超授课人：王智超土木工程与力学学院土木工程与力学学院桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第二篇第二篇 混凝土梁桥和刚架混凝土梁桥和刚架桥桥桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第三章 混凝土悬臂与连续体系梁桥的构造及设计3-13-1 悬臂梁桥的构造及设计悬臂梁桥的构造及设计3-2 3-2 连续梁桥的构造及设计连续梁桥的构造及设计3-3 3-3 刚构式桥的构造及设计刚构式桥的构造及设计-桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6前前 言言对对悬臂梁桥悬臂梁桥、连
2、续梁桥连续梁桥、连续刚构桥连续刚构桥的构造、参数取值、力学的构造、参数取值、力学及特点作了简单的介绍；及特点作了简单的介绍；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，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，并且也由于很大的安装重量给装配式施工造成很大而不经济，并且也由于很大的安装重量给装配式施工造成很大的困难；的困难；为了
3、降低材料用量指标，对于较大跨径的桥梁，宜采用能减小为了降低材料用量指标，对于较大跨径的桥梁，宜采用能减小跨中弯矩值的其他体系桥梁，例如跨中弯矩值的其他体系桥梁，例如悬臂体系悬臂体系、连续体系连续体系的梁桥的梁桥等等。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第一节第一节第一节第一节 悬臂梁桥的构造及设计悬臂梁桥的构造及设计悬臂梁桥的构造及设计悬臂梁桥的构造及设计一、结构类型一、结构类型悬臂梁桥悬臂梁桥双双悬臂梁桥悬臂梁桥单单悬臂梁桥悬臂梁桥悬臂端悬臂端伸入路堤、省桥台，需伸入路堤、省桥台，需设置搭板、易损。设置搭板、易损。 桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-6
4、2008-4-6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型型刚构桥刚构桥 桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6二、体系特点二、体系特点弯矩图弯矩图面积面积（绝对值）小（绝对值）小简支跨径减小简支跨径减小静定体系静定体系支点支点负弯矩负弯矩须注意须注意u缺点：缺点：悬臂端容易下挠悬臂端容易下挠，行车舒适性较差。行车舒适性较差。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-61.1.截面形式截面形式 锚跨跨中承受锚跨跨中承受
5、正正弯矩、支点附近承受较大弯矩、支点附近承受较大负负弯矩，故支点弯矩，故支点截面底部受压区需加强。截面底部受压区需加强。 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 三、构造特点三、构造特点桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-650m50m以上跨径以上跨径使用箱形截面使用箱形截面。优点：优点：整体性强、抗扭刚度大、
6、整体性强、抗扭刚度大、承受偏载和悬臂施工都有利，承受偏载和悬臂施工都有利，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。能满足抵抗正、负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 桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-62.2.跨径布置和梁高尺寸跨径布置和梁高尺寸T T形截面形截面主梁悬
7、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可达中跨的主梁悬臂可达中跨的0.40.40.60.6倍（跨倍（跨中最大正弯矩和支点最大负弯矩绝对值大致相等）中最大正弯矩和支点最大负弯矩绝对值大致相等）。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。 桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6单孔双悬臂
8、梁桥梁高拟定的常用尺寸单孔双悬臂梁桥梁高拟定的常用尺寸u当当不不受受上上述述这这些些条条件件限限制制时时，就就可可按按照照梁梁的的弯弯矩矩包包络络图图面积为最小的原则面积为最小的原则来确定来确定边孔边孔与与中孔径中孔径的划分。的划分。桥桥 型型跨跨 径径高跨比（高跨比（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lx=(0.30.4)lT型截面型截面H=(1/101/13)lh=(1/1.21.5)H箱形截面箱形截面H=(1/121/15)lh=(1/21/2.5)H预应力钢筋砼预应力钢筋砼lx=(0.30.5)lT形截面形截面H=(1/121/15)l h=(1/1
9、.21/1.5)H箱形截面箱形截面H=(1/151/18)lh=(1/21/2.5)H桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6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。地质等条件综合考虑来选定。 按照弯矩包络图面积为最小原理来确定边孔与中孔的跨按照弯矩包络图面积为最小原理来确定边孔与中孔的跨径划分。径划分。 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；其余尺寸拟定可参考后面图表。其余尺寸拟定可参考后面图表。带挂梁三孔带挂梁三孔悬臂梁桥
10、悬臂梁桥多跨双悬臂多跨双悬臂梁桥梁桥只设一排支座只设一排支座桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6悬臂梁桥各种跨长的比例关系悬臂梁桥各种跨长的比例关系桥桥 型型结构类型结构类型截面形式截面形式跨中高跨中高h支点高支点高Hl1 / llg / l单悬臂梁桥单悬臂梁桥 (b)钢筋混凝土钢筋混凝土T形截面形截面(1/121/20)l(1.51.8)h0.6 0.80.4 0.6箱形截面箱形截面(1/151/25)l(2.02.5)h预应力预应力钢筋混凝土钢筋混凝土T形截面形截面(1/201/25)l(1.52.0)h0.6 0.80.2 0.4箱形截面箱形截面(1/201/
11、30)l(2.02.5)h多孔悬臂梁多孔悬臂梁桥桥 (c)钢筋混凝土钢筋混凝土T形截面形截面(1/121/20)l(1.51.8)h0.75 0.80.5 0.6箱形截面箱形截面(1/201/30)l(2.02.5)h预应力预应力钢筋混凝土钢筋混凝土T形截面形截面(1/201/25)l(2.02.5)h0.75 0.80.5 0.7箱形截面箱形截面(1/251/35)l(2.02.5)h桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-63 3 适用情况适用情况国国内内箱箱形形薄薄壁壁钢钢筋筋混混凝凝土土悬悬臂臂梁梁桥桥最最大大跨跨径径为为55m55m，国国外一般在外一般在7070
12、80m80m以下；以下；预预应应钢钢筋筋混混凝凝土土悬悬臂臂梁梁桥桥一一般般在在100m100m以以下下，世世界界最最大大的的跨径为跨径为150m150m。4 4 牛腿的受力特点和构造牛腿的受力特点和构造 牛牛腿腿受受力力情情况况复复杂杂，各各种种验验算算有有假假设设性性，故故斜斜筋筋和和水水平平钢钢筋筋应应富富余余些，还应布置较密的些，还应布置较密的箍筋箍筋和和纵向水平钢筋纵向水平钢筋。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6u结构刚度大、变形小、伸缩缝结构刚度大、变形小、伸缩缝少少和和行车平稳行车平稳舒适等优点舒适等优点u恒载、活载均有卸载弯矩恒载、活载均有卸载弯矩
13、u但超静定体系对地基要求高但超静定体系对地基要求高u适合于中等以上跨径桥梁适合于中等以上跨径桥梁主要特点：主要特点：第二节第二节第二节第二节 连续梁桥的构造及设计连续梁桥的构造及设计连续梁桥的构造及设计连续梁桥的构造及设计桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 力学特点力学特点一、等截面连续梁桥一、等截面连续梁桥等跨布置等跨布置不等跨布置不等跨布置u在在跨跨径径不不大大时时，连连续续梁梁桥桥在在恒恒载载与与活活载载作作用用下下支支点点截截面面负负弯弯矩矩与与跨跨中中截截面面正正弯弯矩矩差差值值不不大大，可可以以考考虑虑等等截截面面形形式式，以以简化施工简化施工。桥梁工
14、程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 构造特点构造特点u不等跨布置不等跨布置：用于：用于较大跨度连续梁较大跨度连续梁，边跨为，边跨为0.60.60.80.8中跨中跨u等等跨跨布布置置：用用于于中中小小跨跨度度连连续续梁梁，跨跨径径取取决决于于经经济济分分孔孔和和施施工工的的设设备备条条件件。高高跨跨比比一一般般为为l/15l/151/251/25；在在顶顶推推施施工工的的梁高梁高H与与顶推跨径顶推跨径L0之比一般为之比一般为1/121/121/171/17。u腹腹板板厚厚度度：支支点点腹腹板板总总厚厚度度与与
15、行行车车道道板板宽宽度度B之之比比为为1/161/161/211/21，支点腹板，支点腹板厚度厚度与梁高与梁高H之比为之比为1/121/121/161/16。 适用范围适用范围u中等跨径：中等跨径：4060m（国外有达（国外有达80m的）；的）；u以等跨为宜，亦可用不等跨；以等跨为宜，亦可用不等跨；u适适应应于于预预制制装装配配（逐逐孔孔架架设设、顶顶推推法法施施工工）和和就就地地浇浇注注施施工工（有支架有支架、移动模架移动模架），），不适宜于悬臂法施工不适宜于悬臂法施工。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6连续梁桥的施工方法连续梁桥的施工方法桥梁工程桥梁工程桥梁工
16、程桥梁工程2008-4-62008-4-6连续梁桥的施工方法连续梁桥的施工方法桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6二、变截面连续梁桥二、变截面连续梁桥 力学特点力学特点 主主跨跨跨跨径径大大于于70m70m支支点点设设计计负负弯弯矩矩比比跨跨中中设设计计正正弯弯矩矩大大，变截面主梁变截面主梁符合受力要求符合受力要求，高度变化与内力变化相适应。，高度变化与内力变化相适应。 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
17、。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 构造特点构造特点分跨：分跨：u连续孔数一般连续孔数一般不超过不超过5 5跨跨；u多多于于三三跨跨的的连连续续梁梁桥桥，除除边边跨跨外外，其其中中间间各各跨跨一一般般采采用等跨布置用等跨布置，以方便悬臂施工；，以方便悬臂施工；u多多于于两两跨跨的的连连续续梁梁桥桥，其其边边跨跨一一般般为为中中跨跨的的0.60.60.80.8倍倍左左右右，当当采采用用箱箱形形截截面面，边边孔孔跨跨径径其其至至可可减减少少至中孔的至中孔的0.50.50.70.7倍；倍；u有有时时为为了
18、了满满足足城城市市桥桥梁梁或或跨跨线线桥桥的的交交通通要要求求而而需需增增大大中中跨跨跨跨径径时时，可可将将边边跨跨跨跨径径设设计计成成仅仅为为中中跨跨的的0.50.5倍倍以以下下，此此时时，端端支支点点上上将将出出现现较较大大的的负负反反力力，故故必必需需在在该该位位置置设设置置能能抵抵抗抗拉拉力力的的支支座座或或压压重重以以消消除除负负反力。反力。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6梁高梁高与跨径、施工方法有关与跨径、施工方法有关h支/l=1/161/18，h中/ h支=1/1.51/2.5梁底曲线：梁底曲线：折线、圆弧线、抛物线和正弦曲线折线、圆弧线、抛物线和
19、正弦曲线 适用范围适用范围u70120m，大于，大于120m跨径，目前较少见；跨径，目前较少见；u适适宜宜于于悬悬臂臂法法施施工工。施施工工过过程程中中墩墩梁梁临临时时固固结结，待待合合拢拢后后，拆除临时固结措施，进行体系转换。拆除临时固结措施，进行体系转换。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6变截面连续梁桥的施工方法变截面连续梁桥的施工方法桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6几种常用挂蓝示意几种常用挂蓝示意桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6三、三、 横截面形式和尺寸横截面形式和尺寸 横截面形式主要有横截面形
20、式主要有板式板式、肋梁式肋梁式和和箱形截面箱形截面。 板式和肋梁式截面板式和肋梁式截面实实体体板板：用用于于中中小小跨跨径径连连续续梁梁桥桥，有有支架现浇支架现浇; ;空空心心板板：用用于于151530m30m连连续续梁梁桥桥有有支支架架现现浇浇，板板厚厚可可取取0.80.81.5m1.5m; ;肋肋梁梁式式：用用于于跨跨径径252550m50m，梁梁高高一一般般取取1.31.32.6m2.6m，预预制制架架设设，并并在在梁梁段段安安装装后后经经体体系系转转换换为连续梁桥。为连续梁桥。1）横截面形式）横截面形式桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 箱形截面箱形截面
21、用用于于跨跨径径超超过过404060m60m（等等截截面面）或或以以上上（变变截截面面），有有支架现浇支架现浇、逐孔施工逐孔施工及及悬臂施工悬臂施工等多种方法。等多种方法。单箱多室：单箱多室：宽度可不受限制宽度可不受限制单箱单室：单箱单室：顶板宽度顶板宽度小于小于20m20m；单箱双室：单箱双室：顶板宽度顶板宽度25m25m左右；左右；双双箱箱单单室室：顶顶板板宽宽度度可可达达40m40m左左右右；圆空式单箱双室：圆空式单箱双室：顶板宽度顶板宽度15 15 m m左右；左右；斜腹板箱梁：斜腹板箱梁：施工稍困难，使用较少施工稍困难，使用较少桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008
22、-4-6桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-62）细部尺寸）细部尺寸 顶板和底板厚度顶板和底板厚度基基本本要要求求：满满足足桥桥面面板板横横向向受受弯弯和和布布置置箱箱梁梁纵纵、横横向向预预应应力力筋筋的的要要 求求 。 对对 于于 悬悬 臂臂 端端 部部 厚厚 度度10cm10cm, ,若若设设置置防防撞撞墙墙或或需需锚锚固固横向预应力筋横向预应力筋，则，则20cm20cm。底底板板厚厚度度2 2与与跨跨径径l之之比比一一般般取取1/1401/1401/1701/170；跨跨中中区区域域则则可按构造要求一般取可按构造要求一般取222228cm28cm。桥梁工程桥梁工
23、程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 腹板厚度腹板厚度 主主要要取取决决于于布布置置预预应应力力筋筋和和浇浇注注混混凝凝土土必必要要的的间间隙隙等等构构造要求。造要求。取值：取值：u腹板内无预应力筋：最小取腹板内无预应力筋：最小取20cm20cm；u腹板内有预应力筋：最小取腹板内有预应力筋：最小取252530cm30cm；u腹板内有预应力筋锚固头：最小取腹板内有预应力筋锚固头：最小取35cm35cm。u墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到303060cm60cm，特，特殊情况可达殊情况可达100cm100cm。变化情况：变化情况： 大大跨跨度度
24、桥桥，采采用用变变厚厚度度形形式式，变变厚厚段段一一般般为为一一个个节节段段长长。中、小跨径，一般采用等厚度形式。中、小跨径，一般采用等厚度形式。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6墩上腹板厚度参数：墩上腹板厚度参数： 跨中腹板厚度参数：跨中腹板厚度参数： 英英国国水水泥泥和和混混凝凝土土协协会会提提出出如如下下两两个个关关于于预预应应力力混混凝凝土土连续梁最佳腹板厚度参数的公式，其指标可供参考：连续梁最佳腹板厚度参数的公式，其指标可供参考：桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 承托（梗腋）承托（梗腋） 为为了了减减小小局局部部应应力力，
25、在在箱箱梁梁顶顶板板与与腹腹板板、腹腹板板与与底底板板的的交接处，一般需设置承托。交接处，一般需设置承托。承托的坡度：承托的坡度：桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 横隔梁（板）横隔梁（板）布置：布置：uT T型截面：型截面：设置中横隔板设置中横隔板和和端横隔板端横隔板；u箱形截面：箱形截面：设端横隔板设端横隔板，u直桥：一般直桥：一般少设或不设中间横隔板少设或不设中间横隔板。弯、斜梁，。弯、斜梁，设置中设置中横隔板横隔板。u为为满满足足施施工工、维维修修和和通通风风要要求求，横横隔隔板板上上一一般般设设置置过过人人洞洞。厚度：厚度：u中横隔板：中横隔板：1520
26、cm。u端横隔板：尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。端横隔板：尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。当当支支座座直直接接位位于于主主梁梁腹腹板板之之下下，厚厚度度为为3050cm，只需配置一定数量普通钢筋。只需配置一定数量普通钢筋。当当支支座座设设置置在在横横隔隔板板中中部部，宜宜采采用用预预应应力力混混凝凝土土，厚度一般小于厚度一般小于80cm，设置曲线形的预应力筋。，设置曲线形的预应力筋。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6四、预应力筋布置四、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竖向预应力竖向预应
27、力纵向预应力纵向预应力横向预应力横向预应力纵向受弯和部分受剪纵向受弯和部分受剪横向受弯横向受弯三向预应力三向预应力受受 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，满满足足施施工工各各阶阶段段的的受受力力需需要要，施施工工方方法法决决定定施施工工阶阶段段受受力力，预应力配筋必须结合预应力配筋必须结合施工方法施工方法。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6混凝土箱梁三向预应力筋布置混凝土箱梁三向预应力筋布置桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6）纵向预应力筋）纵向预应力筋 纵纵向向预预应应力力筋筋
28、又又称称主主筋筋，布布置置在在顶顶、底底板板和和腹腹板板中中；布布置置方方式式与与采采用用的的施施工工方方法法、预预应应力力筋筋种种类类等等有有关关系系布布置置方方式式分分为为：连连续续配配筋筋、分分段段配配筋筋、逐逐段段加加长长力力筋筋、体体外外布布筋筋、后后连续力筋连续力筋。 连续配筋的力筋布置连续配筋的力筋布置 小小跨跨度度的的等等截截面面连连续续梁梁桥桥，采采用用就就地地灌灌注注施施工工的的，其其纵纵向向力力筋筋可可按按照照结结构构各各部部位位的的受受力力要要求求进进行行连连续续配配筋筋。二二次抛物线。次抛物线。现浇施工现浇施工整根、曲线、通束：整根、曲线、通束：预应力筋长、弯曲预应力
29、筋长、弯曲次数又多，加大摩阻损失，目前次数又多，加大摩阻损失，目前少用少用。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 分段配筋布置分段配筋布置大跨度、变截面、悬臂施工法。大跨度、变截面、悬臂施工法。悬悬臂臂伸伸出出施施工工时时，对对梁梁体体施施加加负负弯弯矩矩筋筋；在在两两梁梁段段合合龙龙后（称为体系转换），再张拉正弯矩筋和其它力筋。后（称为体系转换），再张拉正弯矩筋和其它力筋。力筋的布置原则：力矩大、锚固方便、施工简单。力筋的布置原则：力矩大、锚固方便、施工简单。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6正正弯矩区弯矩区底部底部、负弯矩区负弯矩区
30、顶部顶部布布置预应力筋；置预应力筋；正、负弯矩交替正、负弯矩交替作用区段作用区段，顶、顶、底板底板均需设预应力筋。均需设预应力筋。 顶板力筋在腹板顶板力筋在腹板内下弯并内下弯并锚固锚固在在腹板腹板上，减小外荷载上，减小外荷载剪力；剪力；腹板具有足够腹板具有足够厚厚度度以承受以承受集中的锚固集中的锚固力。力。悬臂施工悬臂施工直线布束：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。 桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008
31、-4-6 逐段加长力筋布置逐段加长力筋布置顶推施工顶推施工用连接器把主筋对接或逐段加长。用连接器把主筋对接或逐段加长。逐逐孔孔施施工工、顶顶推推法法施施工工的的连连续续梁梁常用。常用。接接头头的的位位置置通通常常设设置置在在离离支支点点约约1/51/5跨度附近弯矩较小的部位。跨度附近弯矩较小的部位。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 体外布筋布置体外布筋布置 力力筋筋布布置置在在主主梁梁截截面面以以外外的的箱箱内内，配配以以横横隔隔板板、转转向向块块等构造，对梁体施加预应力。等构造，对梁体施加预应力。 无无预预留留孔孔道道，孔孔道道压压浆浆等等工工序序，施施工工方
32、方便便迅迅速速，且且便便于于更换；对力筋防护和结构构造等的要求较高。更换；对力筋防护和结构构造等的要求较高。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 后连续筋布置后连续筋布置先简支后连续先简支后连续 先先简简支支后后连连续续方方法法施施工工的的预预应应力力混混凝凝土土连连续续梁梁桥桥，后后连连续续采采用用预预应应力力筋筋布布置置，必必须须先先预预留留张张拉拉槽槽孔孔和和预预埋埋管管道道，待待连连续续部部分分的的混混凝凝土土浇浇筑筑完完毕毕后后，穿穿束束张张拉拉后后连连续续的的力力筋筋，实现整体梁的连续。实现整体梁的连续。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62
33、008-4-6）横向和竖向布筋横向和竖向布筋横向预应力筋布置在横向预应力筋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、桥面板及横隔板及横隔板横向抗弯能力横向抗弯能力；箱梁顶板厚度在；箱梁顶板厚度在25cm25cm35cm35cm间，横向力间，横向力筋采用筋采用扁锚体系扁锚体系。竖向竖向预应力筋布置预应力筋布置在在腹板腹板中，提高截面的中，提高截面的抗剪能力抗剪能力，按后张法工，按后张法工艺施工，一般需进行二次张拉，以确保足够的有效预应力；竖向艺施工，一般需进行二次张拉，以确保足够的有效预应力；竖向力筋较短，力筋较短，采用高强粗钢筋采用高强粗钢筋以减少回缩损失。以
34、减少回缩损失。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竖向预应力筋竖向预应力筋预预应应力力张张拉拉后后应应及及时时对对管管道道进进行行压压浆浆并并封封锚锚，压压浆浆应应密密实实饱饱满满，否否则则有有可可能能带带来来严严重重后后果果；预预应应力力箱箱梁梁大大多多采采用用C50C50及及以以上上的的高高标标号号混凝土。混凝土。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 目前将一种拉索式锚具用于竖向钢绞线的张拉，进行二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：次张拉： 第一次张拉使锚杯内夹片夹第一次张拉使锚杯内夹片夹紧预应力筋；紧预应力
35、筋； 第二次张拉锚杯，达到设计第二次张拉锚杯，达到设计张拉力，拧紧锚杯外螺母固定。张拉力，拧紧锚杯外螺母固定。 二次张拉技术使预应力筋的二次张拉技术使预应力筋的回缩损失小。预应力回缩损失小。预应力管道压浆管道压浆如如不密实饱满，则预应力筋得锈蚀不密实饱满，则预应力筋得锈蚀断裂可能造成灾难性后果。断裂可能造成灾难性后果。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6第三节第三节第三节第三节 刚构式桥的构造及设计刚构式桥的构造及设计刚构式桥的构造及设计刚构式桥的构造及设计一、一、刚构构桥 刚刚构构是是一一种种墩墩与与梁梁固固结结、具具有有悬悬臂臂受受力力特特点点的的梁梁式式桥桥。
36、由由于于悬悬臂臂梁梁承承受受负负弯弯矩矩，T T形形刚刚构构桥桥几几乎乎都都是是预预应应力力混混凝凝土土结构结构。分为跨中。分为跨中带剪力铰带剪力铰、跨中设挂梁跨中设挂梁和和连续连续三种基本类型。三种基本类型。u卸载弯矩类似于悬臂梁卸载弯矩类似于悬臂梁u适合于悬臂施工、节省支座适合于悬臂施工、节省支座u跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏u适合于中等以上跨径桥梁适合于中等以上跨径桥梁桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-61) 1) 刚构桥分类刚构桥分类 带挂梁的带挂梁的T T构桥型构桥型 带铰的带铰的T T构桥型构桥型 u钢筋混凝土钢筋混凝土: :lg
37、=(0.50.7)lu预应力混凝土预应力混凝土: : lg=(0.220.50)lu挂梁跨径不超过挂梁跨径不超过353540m40m，以利安装，以利安装 连续刚构桥连续刚构桥桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-62) 2) 连续刚构桥力学特点连续刚构桥力学特点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；桥桥墩墩纵纵向向刚刚度度小小，竖竖向向荷荷载载作作用用下下基基本本上上属属于于一一种种无无推推力力的的结构；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
38、具有连续梁施工的一般特点，技术经济性好好。固结固结宜用于宜用于高墩高墩场合，（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。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-63) 3) 连续刚构桥连续刚构桥构造特点构造特点主梁主梁u主梁在纵桥向大都采用主梁在纵桥向大都采用不等跨变截面不等跨变截面的结构布置形式的结构布置形式 ；u边边跨跨和和主主跨跨的的跨跨径径比比值值在在0.50.50.6920.692之之间间，大大部部分分比比值值在在0.550.550.580.58之间；之间；u一般适用于跨径一般适用于跨径100100240m240
39、m范围，最大跨径可达范围，最大跨径可达300m300m。 主梁截面高度主梁截面高度u箱梁根部截面的高跨比一般为箱梁根部截面的高跨比一般为l/16l/16l/20l/20，其中大部分为，其中大部分为1/181/18左右，也有少数桥梁达到或低于左右，也有少数桥梁达到或低于1 12020; ;u跨中截面梁高通常为支点截面梁高的跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/2.51/2.5l/3.5l/3.5，略小略小于连续梁的跨中梁高于连续梁的跨中梁高 。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 桥墩桥墩1.1.连连续续刚刚构构适适用用于于高高墩墩结结构构，此此时时桥桥墩墩作作用用如如
40、同同摆摆柱柱，以以适适应应预应力、混凝土预应力、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；2.2.桥桥墩墩水水平平抗抗推推刚刚度度宜宜在在满满足足桥桥梁梁施施工工、运运行行稳稳定定性性要要求求的的前前提提下下尽尽量量地地小小，因因墩墩梁梁固固结结对对温温度度变变化化、预预应应力力、混混凝凝土土收收缩缩徐徐变变等等产产生生的的次次内内力力相相当当敏敏感感，应应考考虑虑墩墩身身与与主主梁梁之之间间的的刚度刚度比以减少次内力；比以减少次内力；3.3.桥桥梁梁在在横横向向不不平平衡衡荷荷载载或或风风载载作作用用下下，易易产产生生扭扭曲曲、变变位位，为了增大其横向稳定
41、性，桥墩在横向的刚度应设计得大一些；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；4.4.墩墩身身高高度度主主要要由由桥桥面面标标高高、桥桥梁梁建建筑筑高高度度、桥桥下下净净空空高高度度，主主梁梁端端高高度度等等因因素素决决定定；墩墩柱柱纵纵向向厚厚度度一一般般采采用用高高度度的的1/81/81/151/15，墩柱高用小值、墩柱矮用大值。，墩柱高用小值、墩柱矮用大值。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6墩的立面形式主要有三种：墩的立面形式主要有三种：b）竖直单薄壁墩）竖直单薄壁墩c）v形墩形墩(或或Y形柱式墩形柱式墩)v形托架可使使主梁的负弯矩峰值降低一倍以
42、上。形托架可使使主梁的负弯矩峰值降低一倍以上。a）竖立双肢薄壁墩）竖立双肢薄壁墩桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6 墩梁固结处的设计墩梁固结处的设计 对对于于特特大大跨跨径径的的连连续续刚刚构构桥桥，其其薄薄壁壁空空心心墩墩顶顶宜宜布布置置高高度度2m2m左右的实体段。左右的实体段。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6二、二、门式式刚构与斜腿构与斜腿桥刚构构桥1) 1) 结构特点结构特点门式刚构桥：门式刚构桥：斜腿刚构桥：斜腿刚构桥：桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-6Rosenstein bridge(德国德国)跨度跨度68 m，跨中梁高，跨中梁高1.65 m安康汉江桥安康汉江桥主跨为主跨为176m，中孔跨中，中孔跨中64m桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程2008-4-62008-4-62) 2) 节点构造节点构造隅节点受力示意图隅节点受力示意图隅隅节节点点普普通通钢钢筋的设置筋的设置箱箱形形截截面面刚刚架架隅隅节节点形式点形式斜支柱与主梁相交的节点形式斜支柱与主梁相交的节点形式
