Modular Unit-0701 悬臂与连续体系

Modular Unit-0701悬臂与连续体系

主要内容 一、悬臂和连续体系梁桥的类型和一般特点二、预应力砼连续梁桥

一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点 ◎简支梁特点回顾：跨越能力较低、经济指标不甚理想、行车舒适性受到限制； ◎悬臂和连续体系的共同特点 ◎利用超静定结构支点负弯距的卸载作用，有效降低跨中正弯距，能减小截面高度、增大跨越能力； ◎主梁截面可根据内力的变化曲线，做成变截面线型，使截面尺寸与内力匹配； ◎使用较少数量的支座，减小桥墩纵向尺寸； ◎施工方法复杂、多样性； ◎结构内力计算、结构配筋受施工方案的影响较大；

一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点（续） ◎连续：超静定结构～对温度变化和支座变位敏感。 ◎悬臂：静定结构～挂孔牛腿应力复杂，易损坏。 ◎营运条件～ ——连续梁较少的桥面接缝，有营运条件的优势； ——但简支梁的桥面连续措施，可改善之。

【属于一】简支、悬臂、连续体系内力对比示意图【属于一】简支、悬臂、连续体系内力对比示意图

【属于一】示意图：连续体系附加内力的产生

【属于一】悬臂与连续体系的进一步比较 共同点：～负弯矩的代偿功能（卸载作用）使截面高度减小、跨越能力提高。不同点： 1、静力图式：悬臂～静定，连续～超静定；因而对温度环境、基础条件的要求不同。 2、跨越能力：连续体系比悬臂体系更大。 3、行车条件：连续体系更好些。 4、局部构造：悬臂体系的挂孔牛腿的缺陷，不可忽视。

【属于一】连续梁～变高度截面可提高跨越能力【属于一】连续梁～变高度截面可提高跨越能力负弯矩 1200 →1540 正弯矩 800 →400 变截面：以少量的负弯矩代偿大量的正弯矩，为提高跨越能力创造条件。

二、预应力砼连续梁桥 2-1 概述： 1、现阶段，大跨径连续梁桥的截面型式，绝大部分以箱形截面为主。 2、连续箱形梁桥～概要： • 一般适应跨径：40-250m • 葡萄牙～已建成250m的连续箱梁桥,超过这一跨径不经济. • 我国～南京长江二桥北汊桥165m变截面连续箱梁。 • 常用施工方法： • 立支架就地现浇、预制拼装(可以整孔、分段串联)、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。 • 发展趋势： • 减轻结构自重，采用高标号混凝土C40-C60； • 常用跨径40-80m，一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。 • 现阶段我国公路桥梁100m以上多采用预应力混凝土连续刚构桥。

2-2 我国的发展概况

2-3 连续梁桥的体系特点 结构概念上：多跨连续跨越，梁墩分离，上部结构、下部结构依靠支座联系〖图↓〗形式上：等高度截面及变高度截面；力学上： ◎由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用； ◎由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大； ◎属超静定结构,存在体系转换，对基础变形及温差较敏感；

2-3 连续梁桥的体系特点（续） 施工方面： ◎满堂支架 ◎逐跨施工(支架现浇、滑移支架拼装） ◎悬臂挂篮现浇、悬臂预制拼装施工 ◎顶推法（等高度） ◎简支变连续（等高度）运营及使用上： ◎挠度曲线缓和、刚度大、行车条件好 ◎便于保养及维护

〖2-3 〗连续梁桥结构示意图 边跨/中跨=0.5~0.8 均布力集中力

〖2-3 〗弯矩包络图、剪力包络图

〖2-3 〗预应力布置示例（腹板，满堂支架施工） ◎ 预应力筋布置形态，应与弯矩分布规律相当。

2-4 构造特点 2-4-1 跨径布置 • 布置原则： • 减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求 • 不等跨布置： • 大部分大跨度连续梁～边跨为 0.5~0.8中跨 • 等跨布置： • 中小跨度连续梁 • 短边跨布置 • 特殊使用要求 • 〖图↓〗

〖 2-4-1〗几种桥跨布置图 等跨、等高度截面悬臂施工法常用短边跨～中跨无负弯矩，边跨拉力支座连续刚构（详后）

2-4-2 截面形式 板式截面 ——适用于小跨径连续梁（连续板）肋梁式（T、I 形截面） ——适合于吊装，中等跨径箱形截面 ——适合于节段施工〖现阶段为最常用的截面型式〗其它（组合截面等，少用）

2-4-2 截面形式（续1） ◆单箱单室截面：～受力明确、构造简单、施工方便；～在桥宽不大（16m以下）时首选；～常用直腹板。

2-4-2 截面形式（续2） ◆桥宽较大时，常用单箱多室、双箱或多箱结构； ◆且腹板形改为斜腹板；～迎阳面较小、改善风的攻击角，从而改善温度应力和抗风性能；～能减小底板的横向跨度，减小底板厚度；～主梁显得更纤细、美观；～模板构造复杂。

2-4-3 梁高——与跨径的比例 等高度梁： • 适用于中、小跨径连续梁，一般跨径在50~60米以下变高度梁 • 适用于大跨径连续梁，100米以上90%为变高度连续梁

2-4-4 腹板、顶板、底板 顶板： ○ 满足横向抗弯及纵向抗压要求 ○ 一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制腹板： ○ 主要承担剪应力和主拉应力 ○ 一般采用变厚度腹板， ○ 靠近跨中处受构造要求控制，靠近支点处受主拉应力控制，均需加厚。

2-4-4 腹板、顶板、底板（续） 有关比例： ◎ 等高度梁支点腹板总厚度与行车道板宽度之比约为： 1/16～ 1/21；支点处腹板厚度与梁高之比约为：1/12～1/16。 ◎ 变高度连续梁支点腹板总厚度约 1/16～1/25 B，支点处腹板厚度与梁高之比约 1/15～1/30 。底板 ○满足纵向抗压要求 ○一般采用变厚度 ○跨中主要受构造要求控制，支点主要受纵向压应力控制，需加厚。横隔板 ○ 一般在支点截面设置横隔板

2-4-5 配筋特点 纵向钢筋悬臂施工阶段配筋 • 主筋没有下弯时布置在腹板加腋中 • 需下弯时平弯至腹板位置 • 一般在锚固前竖弯，以抵抗剪力连续梁后期配筋 • 各跨跨中底板配置连续束顶板配制横向钢筋或横向预应力钢筋腹板下弯的纵向钢筋：需要时布置竖向预应力钢筋。

〖属于2-4-5 〗连续配筋示意图 ◆连续配筋： ◎满堂支架施工，施工阶段的无内力变化；直接根据成桥内力配筋； ◎构造简单，曲线段力筋（弯筋）具有抗剪作用；但力筋多次弯曲，预应力损失大；穿束较困难。

〖属于2-4-5 〗分段配筋示意图 ◆分段配筋： ◎节段施工、“简支—连续”常用方式； ◎节段施工中，永久束分直束和弯束； ◎直束布置在截面的上、下翼缘； ◎弯束布置在腹板宽度范围内，在抗弯不需要处起弯，锚固于腹板中。 ◎顶推法施工一般不用弯束。

〖属于2-4-5 〗横向预应力筋布置示意图 ◆横截面的悬臂宽度较大，或箱梁腹板间距较大时 ——使横向不开裂或控制裂缝宽度。

〖属于2-4-5 〗竖向预应力筋布置示意图 ◆抗剪作用 ——常用粗钢筋，布置在腹板中； ◆其间距由计算确定，一般为0.3～1.0m。

〖2-4-5 〗预应力筋的几种布置方式 顶推施工，直线形布置。 ◎适应施工阶段的负弯矩 ◎临时索先简支后连续的典型布置变高度箱形截面曲线预应力筋布置通长布束，预应力损失较大

〖 2-4-5 〗悬臂施工时预应力束布置

〖附〗连续梁桥实例 富阳·富春江桥。主跨80米，跨中梁高2.3米，支点梁高5米；单箱单室，悬臂施工

〖附〗连续梁桥实例1 上海·奉浦大桥～主跨125米，支点高度7米、跨中2.5米，悬臂施工

〖附〗连续梁桥实例2 德国·莱茵河桥～主跨205米，支点高度7.9m、跨中4.2米

施工实例1 意大利山谷桥,10x32m,梁高2.5米，曲线半径150米

施工实例2 法国，使用体外预应力

施工实例3 非洲南部的科马提河桥

施工实例4 湘潭湘江二桥，主跨90米

施工实例5 美国美因河桥，全长1132米，两边顶推，辅助缆

施工实例6 鼻梁

施工实例7 鼻梁+临时支架

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