混凝土懸臂與連續(xù)體系梁橋畢業(yè)設計1

1、 3-13-1 懸臂梁橋的構造及設計懸臂梁橋的構造及設計 3-2 3-2 連續(xù)梁橋的構造及設計連續(xù)梁橋的構造及設計 3-3 3-3 剛構式橋的構造及設計剛構式橋的構造及設計-前前 言言對對懸臂梁橋懸臂梁橋、連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋連續(xù)剛構橋的構造、參數(shù)取值、力的構造、參數(shù)取值、力學及特點作了簡單的介紹；學及特點作了簡單的介紹；普通鋼筋混凝土普通鋼筋混凝土和和預應力混凝土預應力混凝土簡支梁橋的經(jīng)濟跨徑分別為簡支梁橋的經(jīng)濟跨徑分別為20m和和40m左右；左右；跨徑超出此范圍時，跨中恒載彎矩和活載彎矩將會迅速增大跨徑超出此范圍時，跨中恒載彎矩和活載彎矩將會迅速增大，從而導致梁的截面尺寸和自重顯著

2、地增加，不但材料耗用，從而導致梁的截面尺寸和自重顯著地增加，不但材料耗用量大而不經(jīng)濟，并且也由于很大的安裝重量給裝配式施工造量大而不經(jīng)濟，并且也由于很大的安裝重量給裝配式施工造成很大的困難；成很大的困難；為了降低材料用量指標，對于較大跨徑的橋梁，宜采用能減為了降低材料用量指標，對于較大跨徑的橋梁，宜采用能減小跨中彎矩值的其他體系橋梁，例如小跨中彎矩值的其他體系橋梁，例如懸臂體系懸臂體系、連續(xù)體系連續(xù)體系的的梁橋等梁橋等。u結(jié)構剛度大、變形小、伸縮縫結(jié)構剛度大、變形小、伸縮縫少少和和行車平穩(wěn)行車平穩(wěn)舒適等優(yōu)點舒適等優(yōu)點u恒載、活載均有卸載彎矩恒載、活載均有卸載彎矩u但超靜定體系對地基要求高但超靜

3、定體系對地基要求高u適合于中等以上跨徑橋梁適合于中等以上跨徑橋梁連續(xù)梁橋均布荷載q主要特點：主要特點：多跨懸臂梁橋多跨連續(xù)梁橋 力學特點力學特點一、等截面連續(xù)梁橋一、等截面連續(xù)梁橋等跨布置等跨布置不等跨布置不等跨布置u在跨徑不大時在跨徑不大時，連續(xù)梁橋在恒載與活載作用下，連續(xù)梁橋在恒載與活載作用下支點截面負支點截面負彎矩彎矩與與跨中截面正彎矩跨中截面正彎矩差值不大差值不大，可以考慮等截面形式，可以考慮等截面形式，以以簡化施工簡化施工。 構造特點構造特點u不等跨布置不等跨布置：用于：用于較大跨度連續(xù)梁較大跨度連續(xù)梁，邊跨為，邊跨為0.60.60.80.8中跨中跨u等跨布置等跨布置：用于：用于中小

4、跨度連續(xù)梁中小跨度連續(xù)梁，跨徑取決于，跨徑取決于經(jīng)濟分孔經(jīng)濟分孔和和施工的設備施工的設備條件。高跨比一般為條件。高跨比一般為l/15l/151/251/25；在頂推施工；在頂推施工的的梁高梁高H與與頂推跨徑頂推跨徑L0之比一般為之比一般為1/121/121/171/17。u腹板厚度腹板厚度：支點腹板：支點腹板總厚度總厚度與行車道板與行車道板寬度寬度B之比為之比為1/161/161/211/21，支點腹板，支點腹板厚度厚度與梁高與梁高H之比為之比為1/121/121/161/16。 適用范圍適用范圍u中等跨徑：中等跨徑：4060m（國外有達（國外有達80m的）；的）；u以等跨為宜，亦可用不等跨；

5、以等跨為宜，亦可用不等跨；u適應于適應于預制裝配預制裝配（逐孔架設逐孔架設、頂推法施工頂推法施工）和）和就地澆注施就地澆注施工工（有支架有支架、移動模架移動模架），），不適宜于懸臂法施工不適宜于懸臂法施工。連續(xù)梁橋的施工方法連續(xù)梁橋的施工方法連續(xù)梁橋的施工方法連續(xù)梁橋的施工方法二、變截面連續(xù)梁橋二、變截面連續(xù)梁橋 力學特點力學特點 主跨跨徑大于主跨跨徑大于70m70m支點設計負彎矩比跨中設計正彎矩大，支點設計負彎矩比跨中設計正彎矩大，變截面主梁變截面主梁符合受力要求符合受力要求，高度變化與內(nèi)力變化相適應。，高度變化與內(nèi)力變化相適應。 M / M = 0 .2 04 0 . 00 . 6 74

6、1 0 k Nm1 6 . 82 7 0 k Nm3 0 0 k Nm2 7 . 0( b )MSMm1 6 7 0 k Nm1 2 0 0 k Nm1 5 4 0 k NmmJ / J = 1Sm6 . 6( a )SJmm8 0 0 k Nm2 7 . 04 6 0 k Nm3 3 0 k NmS0 . 3 0= 1 0 k N / mg1 . 5 m1 . 0 m1 . 0 m適合懸臂施工，施工階段主梁剛度大、內(nèi)力與運營階段基本一致；適合懸臂施工，施工階段主梁剛度大、內(nèi)力與運營階段基本一致；變截面梁加大支點梁高，變截面梁加大支點梁高，降低降低跨中設計正彎矩跨中設計正彎矩 。 構造特點構造

7、特點分跨：分跨：u連續(xù)孔數(shù)一般連續(xù)孔數(shù)一般不超過不超過5 5跨跨；u多于三跨的連續(xù)梁橋，除邊跨外，其多于三跨的連續(xù)梁橋，除邊跨外，其中間各跨一般中間各跨一般采用等跨布置采用等跨布置，以方便懸臂施工；，以方便懸臂施工；u多于兩跨的連續(xù)梁橋，其邊跨一般為中跨的多于兩跨的連續(xù)梁橋，其邊跨一般為中跨的0.60.60.80.8倍左右，當倍左右，當采用箱形截面采用箱形截面，邊孔跨徑其至可減少，邊孔跨徑其至可減少至中孔的至中孔的0.50.50.70.7倍；倍；u有時為了滿足城市橋梁或跨線橋的交通要求而需增有時為了滿足城市橋梁或跨線橋的交通要求而需增大中跨跨徑時，可將邊跨跨徑設計成僅為大中跨跨徑時，可將邊跨跨

8、徑設計成僅為中跨的中跨的0.50.5倍以下倍以下，此時，端支點上將出現(xiàn)較大的負反力，故，此時，端支點上將出現(xiàn)較大的負反力，故必需在該位置設置必需在該位置設置能抵抗拉力的支座能抵抗拉力的支座或或壓重壓重以消除以消除負反力。負反力。梁高梁高與跨徑、施工方法有關與跨徑、施工方法有關h支/l=1/161/18，h中/ h支=1/1.51/2.5梁底曲線：梁底曲線：折線、圓弧線、拋物線和正弦曲線折線、圓弧線、拋物線和正弦曲線 適用范圍適用范圍u70120m，大于，大于120m跨徑，目前較少見；跨徑，目前較少見；u適宜于懸臂法施工適宜于懸臂法施工。施工過程中墩梁臨時固結(jié)，待合攏后，施工過程中墩梁臨時固結(jié)，

9、待合攏后，拆除臨時固結(jié)措施，進行體系轉(zhuǎn)換。拆除臨時固結(jié)措施，進行體系轉(zhuǎn)換。變截面連續(xù)梁橋的施工方法變截面連續(xù)梁橋的施工方法幾種常用掛藍示意幾種常用掛藍示意三、三、 橫截面形式和尺寸橫截面形式和尺寸 橫截面形式主要有橫截面形式主要有板式板式、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實體板：實體板：用于中小跨徑連續(xù)梁橋，有用于中小跨徑連續(xù)梁橋，有支架現(xiàn)澆支架現(xiàn)澆; ;空心板：空心板：用于用于151530m30m連續(xù)梁橋有支連續(xù)梁橋有支架現(xiàn)澆，板厚可取架現(xiàn)澆，板厚可取0.80.81.5m1.5m; ;肋梁式：肋梁式：用于跨徑用于跨徑252550m50m，梁高一，梁高一般取

10、般取1.31.32.6m2.6m，預制架設，預制架設，并在梁段安裝后經(jīng)體系轉(zhuǎn)換并在梁段安裝后經(jīng)體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁橋。為連續(xù)梁橋。1）橫截面形式）橫截面形式 箱形截面箱形截面 用于跨徑超過用于跨徑超過404060m60m（等截面）（等截面）或或以上以上（變截面）（變截面），有有支架現(xiàn)澆支架現(xiàn)澆、逐孔施工逐孔施工及及懸臂施工懸臂施工等多種方法。等多種方法。單箱多室：單箱多室：寬度可不受限制寬度可不受限制單箱單室：單箱單室：頂板寬度頂板寬度小于小于20m20m；單箱雙室：單箱雙室：頂板寬度頂板寬度25m25m左右；左右；雙箱單室：雙箱單室：頂板寬度可達頂板寬度可達40m40m左左右右；圓空式單箱雙室：

11、圓空式單箱雙室：頂板寬度頂板寬度15 15 m m左右；左右；斜腹板箱梁：斜腹板箱梁：施工稍困難，使用較少施工稍困難，使用較少112.53ba5m5m,bb宜配預應力筋2）細部尺寸）細部尺寸 頂板和底板厚度頂板和底板厚度基本要求：基本要求：滿足滿足橋面板橫向受橋面板橫向受彎彎和和布置箱梁縱、橫向預應力布置箱梁縱、橫向預應力筋筋的要求。對于的要求。對于懸臂端部厚度懸臂端部厚度10cm10cm, ,若若設置防撞墻設置防撞墻或或需錨固需錨固橫向預應力筋橫向預應力筋，則，則20cm20cm。底板厚度底板厚度2 2與與跨徑跨徑l之比一般取之比一般取1/1401/1401/1701/170；跨中區(qū)域跨中區(qū)

12、域則則可按構造要求一般取可按構造要求一般取222228cm28cm。 腹板厚度腹板厚度 主要取決于布置預應力筋和澆注混凝土必要的間隙等構主要取決于布置預應力筋和澆注混凝土必要的間隙等構造要求。造要求。取值：取值：u腹板內(nèi)無預應力筋：最小取腹板內(nèi)無預應力筋：最小取20cm20cm；u腹板內(nèi)有預應力筋：最小取腹板內(nèi)有預應力筋：最小取252530cm30cm；u腹板內(nèi)有預應力筋錨固頭：最小取腹板內(nèi)有預應力筋錨固頭：最小取35cm35cm。u墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到303060cm60cm，特，特殊情況可達殊情況可達100cm100cm。變化情況：變化情

13、況： 大跨度橋，采用變厚度形式，變厚段一般為一個節(jié)段長。大跨度橋，采用變厚度形式，變厚段一般為一個節(jié)段長。中、小跨徑，一般采用等厚度形式。中、小跨徑，一般采用等厚度形式。墩上腹板厚度參數(shù)：墩上腹板厚度參數(shù)： 跨中腹板厚度參數(shù)：跨中腹板厚度參數(shù)： wpp1maxthKBlwmm2maxthKBl 英國水泥和混凝土協(xié)會提出如下兩個關于預應力混凝土英國水泥和混凝土協(xié)會提出如下兩個關于預應力混凝土連續(xù)梁最佳腹板厚度參數(shù)的公式，其指標可供參考：連續(xù)梁最佳腹板厚度參數(shù)的公式，其指標可供參考： 承托（梗腋）承托（梗腋） 為了減小局部應力，在箱梁頂板與腹板、腹板與底板為了減小局部應力，在箱梁頂板與腹板、腹板與

14、底板的交接處，一般需設置承托。的交接處，一般需設置承托。承托的坡度：承托的坡度： 橫隔梁（板）橫隔梁（板）布置：布置：uT T型截面：型截面：設置中橫隔板設置中橫隔板和和端橫隔板端橫隔板；u箱形截面：箱形截面：設端橫隔板設端橫隔板，u直橋：一般直橋：一般少設或不設中間橫隔板少設或不設中間橫隔板。彎、斜梁，。彎、斜梁，設置中設置中橫隔板橫隔板。u為滿足施工、維修和通風要求，橫隔板上一般為滿足施工、維修和通風要求，橫隔板上一般設置過人設置過人洞洞。厚度：厚度：u中橫隔板：中橫隔板：1520cm。u端橫隔板：尺寸和配筋形式與箱梁的支承方式有關。端橫隔板：尺寸和配筋形式與箱梁的支承方式有關。當當支座直

15、接位于主梁腹板支座直接位于主梁腹板之下，厚度為之下，厚度為3050cm，只需配置一定數(shù)量普通鋼筋。只需配置一定數(shù)量普通鋼筋。當當支座設置在橫隔板中部支座設置在橫隔板中部，宜采用預應力混凝土宜采用預應力混凝土，厚度一般小于厚度一般小于80cm，設置曲線形的預應力筋。，設置曲線形的預應力筋。四、預應力筋布置四、預應力筋布置主梁內(nèi)力主梁內(nèi)力 豎向受剪豎向受剪 縱向受彎縱向受彎 橫向受彎橫向受彎三向預應力三向預應力豎向預應力豎向預應力縱向預應力縱向預應力橫向預應力橫向預應力縱向受彎和部分受剪縱向受彎和部分受剪橫向受彎橫向受彎三向預應力三向預應力受受 剪剪預應力數(shù)量、位置根據(jù)使用階段的預應力數(shù)量、位置根

16、據(jù)使用階段的受力狀態(tài)受力狀態(tài)確定，確定，滿足施工各階段的滿足施工各階段的受力受力需要，施工方法決定施工階段受力需要，施工方法決定施工階段受力，預應力配筋必須結(jié)合，預應力配筋必須結(jié)合施工方法施工方法?；炷料淞喝蝾A應力筋布置混凝土箱梁三向預應力筋布置）縱向預應力筋）縱向預應力筋 縱向預應力筋又稱縱向預應力筋又稱主筋，主筋，布置在頂、底板和腹板中；布布置在頂、底板和腹板中；布置方式與采用的置方式與采用的施工方法施工方法、預應力筋、預應力筋種類種類等有關系布置方式等有關系布置方式分為：分為：連續(xù)配筋連續(xù)配筋、分段配筋分段配筋、逐段加長力筋逐段加長力筋、體外布筋體外布筋、后后連續(xù)力筋連續(xù)力筋。 連續(xù)

17、配筋的力筋布置連續(xù)配筋的力筋布置 小跨度的等截面連續(xù)梁橋，采用就地灌注施工的，其小跨度的等截面連續(xù)梁橋，采用就地灌注施工的，其縱向力筋可按照結(jié)構各部位的受力要求進行連續(xù)配筋。二縱向力筋可按照結(jié)構各部位的受力要求進行連續(xù)配筋。二次拋物線。次拋物線。( a)現(xiàn)澆施工現(xiàn)澆施工整根、曲線、通束：整根、曲線、通束：預應力筋長、彎曲預應力筋長、彎曲次數(shù)又多，加大摩阻損失，目前次數(shù)又多，加大摩阻損失，目前少用少用。 分段配筋布置分段配筋布置 大跨度、變截面、懸臂施工法。大跨度、變截面、懸臂施工法。 懸臂伸出施工時，對梁體施加負彎矩筋；在兩梁段合龍懸臂伸出施工時，對梁體施加負彎矩筋；在兩梁段合龍后（稱為體系轉(zhuǎn)

18、換），再張拉正彎矩筋和其它力筋。后（稱為體系轉(zhuǎn)換），再張拉正彎矩筋和其它力筋。 力筋的布置原則：力矩大、錨固方便、施工簡單。力筋的布置原則：力矩大、錨固方便、施工簡單。(b)(c)正正彎矩區(qū)彎矩區(qū)底部底部、負彎矩區(qū)負彎矩區(qū)頂部頂部布布置預應力筋；置預應力筋；正、負彎矩交替正、負彎矩交替作用區(qū)段作用區(qū)段，頂、頂、底板底板均需設預應力筋。均需設預應力筋。 頂板力筋在腹板頂板力筋在腹板內(nèi)下彎并內(nèi)下彎并錨固錨固在在腹板腹板上，減小外荷載上，減小外荷載剪力；剪力；腹板具有足夠腹板具有足夠厚厚度度以承受以承受集中的錨固集中的錨固力。力。懸臂施工懸臂施工直線布束：直線布束：錨固在梗肋處，錨固在梗肋處，減少減

19、少摩阻摩阻損失損失、穿束方便，改穿束方便，改善腹板澆筑條件；善腹板澆筑條件；由由彎曲應力彎曲應力決定，抗剪強度決定，抗剪強度由由豎向豎向預應力筋提供。預應力筋提供。 ( d) 逐段加長力筋布置逐段加長力筋布置頂推施工頂推施工用連接器把主筋對接或逐段加長。用連接器把主筋對接或逐段加長。逐孔施工、頂推法施工的連續(xù)梁逐孔施工、頂推法施工的連續(xù)梁常用。常用。接頭的位置通常設置在離支點約接頭的位置通常設置在離支點約1/51/5跨度附近彎矩較小的部位?？缍雀浇鼜澗剌^小的部位。 體外布筋布置體外布筋布置 力筋布置在主梁截面以外的箱內(nèi)，配以橫隔板、轉(zhuǎn)向塊力筋布置在主梁截面以外的箱內(nèi)，配以橫隔板、轉(zhuǎn)向塊等構造，

20、對梁體施加預應力。等構造，對梁體施加預應力。 無預留孔道，孔道壓漿等工序，施工方便迅速，且便于無預留孔道，孔道壓漿等工序，施工方便迅速，且便于更換；對力筋防護和結(jié)構構造等的要求較高。更換；對力筋防護和結(jié)構構造等的要求較高。 后連續(xù)筋布置后連續(xù)筋布置( e )先簡支后連續(xù)先簡支后連續(xù) 先簡支后連續(xù)方法施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋，后先簡支后連續(xù)方法施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋，后連續(xù)采用預應力筋布置，必須先預留張拉槽孔和預埋管道，連續(xù)采用預應力筋布置，必須先預留張拉槽孔和預埋管道，待連續(xù)部分的混凝土澆筑完畢后，穿束張拉后連續(xù)的力筋，待連續(xù)部分的混凝土澆筑完畢后，穿束張拉后連續(xù)的力筋，實現(xiàn)整體梁的連續(xù)。實現(xiàn)整體梁的連續(xù)。）橫向和豎向布筋橫向和豎向布筋橫向預應力筋布置在橫向預應力筋布置在橫隔板橫隔板或或頂板頂板中，中，