超靜定結(jié)構(gòu)課件

第十章超靜定混凝土梁橋的構(gòu)造【了解】懸臂和連續(xù)體系梁橋的類型和一般特點【掌握】預應力砼連續(xù)梁橋【了解】混凝土剛構(gòu)橋【了解】預應力混凝土斜拉橋10-1懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點◎簡支梁特點回顧：跨越能力較低、經(jīng)濟指標不甚理想、行車舒適性受到限制；◎懸臂和連續(xù)體系的共同特點◎利用超靜定結(jié)構(gòu)支點負彎距的卸載作用，有效降低跨中正彎距，能減小截面高度、增大跨越能力；◎主梁截面可根據(jù)內(nèi)力的變化曲線，作成變截面線型，使截面尺寸與內(nèi)力匹配；◎使用較少數(shù)量的支座，減少橋墩尺寸；◎施工方法復雜、多樣性；◎結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算、結(jié)構(gòu)配筋受施工方案的影響較大；◎連續(xù)～超靜定結(jié)構(gòu)：對溫度變化和支座變位敏感?！驊冶邸o定結(jié)構(gòu)：掛孔牛腿應力復雜，易損壞?！驙I運條件:連續(xù)梁較少的橋面接縫，有營運條件的優(yōu)勢但簡支梁的橋面連續(xù)措施，也可改善之。連續(xù)體系附加產(chǎn)生內(nèi)力的示意圖懸臂與連續(xù)體系的進一步比較共同點：負彎矩的代償功能（卸載作用）使截面高度減小、跨越能力提高。不同點：1、靜力圖式：懸臂～靜定，連續(xù)～超靜定；因而對溫度環(huán)境、基礎(chǔ)條件的要求不同。2、跨越能力：連續(xù)體系比懸臂體系更大。3、行車條件：連續(xù)體系更好些。4、局部構(gòu)造：懸臂體系的掛孔牛腿的缺陷，不可忽視。連續(xù)梁～變高度截面可提高跨越能力變截面：以少量的負彎矩代償大量的正彎矩，為提高跨越能力創(chuàng)造條件負彎矩1200→1540正彎矩800→40010-2預應力砼連續(xù)梁橋10-2-1概述：1、現(xiàn)階段，大跨徑連續(xù)梁橋的截面型式，絕大部分以箱形截面為主。2、連續(xù)箱形梁橋概要：一般適應跨徑：40-250m葡萄牙～已建成250m的連續(xù)箱梁橋,超過這一跨徑不經(jīng)濟.我國～南京長江二橋北汊橋165m變截面連續(xù)箱梁。常用施工方法：立支架就地現(xiàn)澆、預制拼裝(可以整孔、分段串聯(lián))、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現(xiàn)澆施工等。發(fā)展趨勢：減輕結(jié)構(gòu)自重，采用高標號混凝土40-60號；跨徑40-80m，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋?，F(xiàn)階段我國公路橋梁100m以上多采用預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。10-2-3連續(xù)梁橋的體系特點結(jié)構(gòu)概念：多跨連續(xù)跨越，梁墩分離，上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)依靠支座聯(lián)系〖圖↓〗形式：等高度截面及變高度截面；力學：◎由于支點負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小，恒載、活載均有卸載作用◎由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大◎?qū)俪o定結(jié)構(gòu),存在體系轉(zhuǎn)換，對基礎(chǔ)變形及溫差較敏感連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)示意圖邊跨/中跨=0.5~0.8均布力集中力預應力布置示例（腹板，滿堂支架施工）◎預應力筋布置形態(tài)與彎矩分布規(guī)律相當10-2-4構(gòu)造特點10-2-4-1跨徑布置布置原則：減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求不等跨布置：大部分大跨度連續(xù)梁～邊跨為0.5~0.8中跨等跨布置：中小跨度連續(xù)梁短邊跨布置特殊使用要求〖圖↓〗幾種橋跨布置圖等跨、等高度截面懸臂施工法常用短邊跨～中跨無負彎矩，邊跨拉力支座連續(xù)剛構(gòu)（見后）板式截面——適用于小跨徑連續(xù)梁（連續(xù)板，少用）肋梁式（T、I形截面）——適合于吊裝，中等跨徑箱形截面——適合于節(jié)段施工〖現(xiàn)階段為最常用的截面型式〗其它（組合截面等，少用）10-2-4-2截面形式等高度梁：適用于中、小跨徑連續(xù)梁，一般跨徑在50~60米以下變高度梁適用于大跨徑連續(xù)梁，100米以上90%為變高度連續(xù)梁10-2-4-3梁高——與跨徑的比例底板○滿足縱向抗壓要求○一般采用變厚度○跨中主要受構(gòu)造要求控制，支點主要受縱向壓應力控制，需加厚。橫隔板一般在支點截面設(shè)置橫隔板10-2-4-5配筋特點縱向鋼筋:懸臂施工階段配筋主筋沒有下彎時布置在腹板加腋中需下彎時平彎至腹板位置一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力連續(xù)梁后期配筋各跨跨中底板配置連續(xù)束頂板:配制橫向鋼筋或橫向預應力鋼筋腹板下彎的縱向鋼筋：需要時布置豎向預應力鋼筋。懸臂施工時預應力束布置連續(xù)梁橋?qū)嵗魂枴じ淮航瓨?主跨80米，跨中梁高2.3米，支點梁高5米單箱單室，懸臂施工連續(xù)梁橋?qū)嵗聡とR茵河橋～主跨205米，支點高度7.9m、跨中4.2米工程實例1意大利山谷橋,10x32m,梁高2.5米，曲線半徑150米工程實例2法國，使用體外預應力工程實例4湘潭湘江二橋，主跨90米工程實例5美國美因河橋，全長1132米，兩邊頂推，輔助纜工程實例6鼻梁工程實例7鼻梁+臨時支架10－3混凝土剛構(gòu)橋主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)類型形式單跨、斜腿、多跨連續(xù)、V型墩構(gòu)造特點尺寸布置內(nèi)力計算要點簡介剛構(gòu)橋的一般靜力圖式示意〖附〗已淘汰的T型剛構(gòu)◎◎T構(gòu)在外形上與門型剛構(gòu)相同，◎◎但其實質(zhì)屬于無推力的懸臂體系。T構(gòu)的致命缺陷：1）由于撓曲線在掛孔處呈尖角，于高速行車不利。2）掛孔牛腿處的應力復雜，極易損壞。進入20世紀90年代后，便不再設(shè)計。烏龍江大橋主跨：144米；橋梁類型：梁橋、T型剛構(gòu)橋；全長552米。建成時間1971年9月?？鐝郊o錄保持了整個七十年代；是我國大跨徑橋梁發(fā)展過程中的一個里程碑。重慶長江公路大橋國內(nèi)跨度最大的預應力混凝土Ｔ型剛構(gòu)橋。正橋全長１１２０ｍ，分跨為８６.５＋４×１３８＋１５６＋１７４＋１０４.５(ｍ)，最大跨度１７４ｍ。１９８０年７月１日建成通車。10-3-1剛構(gòu)橋的體系與構(gòu)造特點10-3-1-1體系特點○恒載、活載負彎矩卸載作用基本與連續(xù)梁接近；○橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進一步減?。弧饛澗貓D面積的小，跨越能力大，在小跨徑時梁高較低，能增加凈空高度，但對基礎(chǔ)要求較高；○超靜定次數(shù)高，對常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感；10-3-1-2剛構(gòu)橋的主要類型單跨剛構(gòu)橋——主要用于中小跨度的跨線橋，建筑高度小斜腿剛構(gòu)橋——受力形式接近拱橋，可獲得較大跨度或較小的梁高安康漢江橋主跨為176m，中孔跨中64m連續(xù)剛構(gòu)橋——用于柔性墩或大跨度高墩橋梁RaftsundetBridgeSpanof86+202+298+125mV型墩剛構(gòu)——內(nèi)部高次超靜定，外部接近連續(xù)梁MAINRIVERBRIDGE82-135-82mmainspan,depthof6.5m我國已建成的預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)發(fā)展概況10-3-1-3常用計算圖式單跨剛構(gòu)橋斜腿剛構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)橋V型墩剛構(gòu)10-3-1-4構(gòu)造特點1、截面形式單跨剛構(gòu)橋——矩形截面斜腿剛構(gòu)——箱型截面、多肋式連續(xù)剛構(gòu)——大跨度：變高度箱梁 小跨度：多室扁箱梁V型墩剛構(gòu)——箱型截面、多肋式2、節(jié)點構(gòu)造角點受力特點箱型截面直角點構(gòu)造箱型截面斜腿與主梁交點構(gòu)造3、鉸的構(gòu)造鋼鉸鉛板鉸混凝土鉸10-3-1-5減小墩柱抗推剛度的措施1、合理選擇橋型，避免矮墩橋梁采用連續(xù)剛構(gòu)2、減小墩柱的縱橋向尺寸3、采用雙臂墩減小墩柱縱橋向抗推剛度4、斜腿剛構(gòu)設(shè)置合理的傾角5、對于長大橋梁，中間橋墩采用剛構(gòu)，邊墩采用連續(xù)梁體系連續(xù)+剛構(gòu)10-3-1-6配筋特點1、三向預應力體系 腹板、頂?shù)装濉v向預應力 頂板——橫向預應力 腹板——豎向預應力2、縱向預應力束配置的爭論 是否需要彎起束和連續(xù)束10-3-2連續(xù)剛構(gòu)橋的主要尺寸一、主梁主梁的結(jié)構(gòu)尺寸基本與連續(xù)梁相同

跨中梁高：支點梁高：二、立柱墩身尺寸根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)的抗推剛度確定

立柱間距：8~10米立柱厚度：～國內(nèi)主要橋例尺寸10-3-4國內(nèi)著名剛架橋橋例一、洛溪大橋跨徑：65+125+180+110米荷載：汽——超20級，掛——120梁高：墩頂10米，跨中3米下部結(jié)構(gòu)：主跨雙薄壁墩，邊跨單薄壁墩施工方法：懸臂澆筑二、虎門大橋輔助航道橋跨徑：150+270+150米荷載：汽——超20級，掛——120橋?qū)挘?0米，6車道+分隔帶+緊急停車帶分兩幅橋建設(shè)梁高：墩頂14.8m，跨中5.0m下部結(jié)構(gòu)：雙薄壁墩施工方法：懸臂澆筑10-4預應力混凝土斜拉橋⊙組成⊙構(gòu)造類型⊙體系⊙總體布置⊙主要尺寸比例⊙內(nèi)力計算簡介10-4-1斜拉橋的組成與構(gòu)造類型主要構(gòu)件：主梁、拉索、索塔根據(jù)斜索立面布置形狀分類：輻射式、豎琴式、扇式、星式根據(jù)斜索位置（索面數(shù)量）分類：單索面（中間）、雙索面（兩側(cè)）◎豎直、傾斜索面根據(jù)塔柱的形狀、數(shù)量分類獨塔、雙塔、多塔（極少）獨柱雙柱門式斜腿門式倒V(A)寶石拐腳式倒Y馬拉開波橋根據(jù)主梁材料分類：主梁材料：預應力混凝土、組合結(jié)構(gòu)斜拉橋疊合梁、鋼-混凝土、鋼管混凝土、鋼斜拉橋10-4-2結(jié)構(gòu)體系類型1、邊界條件飄浮體系（全飄、半飄）、支承體系、塔梁固結(jié)、剛構(gòu)體系2、稀索體系與密索體系決定梁高的主要因素密索梁高較小現(xiàn)代斜拉橋均采用密索。10-4-3特殊構(gòu)造措施1、錨墩及輔助墩◎錨墩一般采用柔性墩，上端鉸接下端與基礎(chǔ)固結(jié)，墩頂與主梁共同水平變位，設(shè)抗拉措施；◎輔助墩加強主梁剛度，減少跨中撓度，降低塔柱的內(nèi)力與變位（50%）；2、尾索（背索）塔柱與錨墩相連的拉索；可約束塔頂位移，有利于減少平衡重；主跨活載增加背索應力，邊跨減少；附：世界大跨徑斜拉橋一覽表排序 橋梁名稱主跨（m）所在地 建成年份1 多多羅大橋（Tatara） 890 日本.

19982 羅曼蒂大橋(Normandie) 856 法國 19943 南京長江二橋 628 中國 20014 武漢白沙洲大橋 618 中國 20005 青州閩江大橋 605 中國·福州.

20006 楊浦大橋 602 中國·上海 19937 名港中央大橋(Meiko-Chuo)590 日本 1996

徐浦大橋590 中國·上海 19979 斯卡路森特橋(Skarnsundet)530 挪威 199110 礐石大橋 518 中國·汕頭 199911鶴見航路橋（TsurumiFairway）510日本199112 荊沙長江大橋 500 中國·荊州 200013 生口橋（Ikuchi） 490 日本 1991

弗來森特橋(Fresund) 490 丹麥-瑞典 199915 東神戶大橋(Higashi-Kobe)485 日本 199316 西海大橋(SeoHae) 470 韓國 199917 安娜雪斯橋（Annacis） 465 加拿大 198618 橫濱海灣橋(YakohamaBay)460 日本 198919胡克來2號橋(SecondHooghlyBr.)457 印度 199220塞文2號橋（SecondSevemBr.）456 英國 1996位于日本Nishi-Seto高速公路上的Tatara橋世界第一斜拉橋－多多羅大橋法國Normandy橋南京長江二橋～南汊主橋南京長江二橋～南汊主橋南京長江二橋～南汊主橋：雙索面五孔連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，全長1238m。橋跨布置為58.5+246.5+628+246.5+58.5m，兩邊跨各設(shè)一輔助墩

南京長江二橋～南汊主橋南京長江二橋～南汊主橋〖合攏〗武漢－白沙洲大橋福州－青州閩江大橋全長259