混凝土懸臂與連續(xù)體系梁橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共55頁(yè)第二篇混凝土梁橋和剛架橋第2頁(yè)/共55頁(yè)第三章混凝土懸臂與連續(xù)體系梁橋

的構(gòu)造及設(shè)計(jì)3-1

懸臂梁橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)3-2連續(xù)梁橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)3-3剛構(gòu)式橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第3頁(yè)/共55頁(yè)前言對(duì)懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋的構(gòu)造、參數(shù)取值、力學(xué)及特點(diǎn)作了簡(jiǎn)單的介紹；普通鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的經(jīng)濟(jì)跨徑分別為20m和40m左右；跨徑超出此范圍時(shí)，跨中恒載彎矩和活載彎矩將會(huì)迅速增大，從而導(dǎo)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(jì)，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；為了降低材料用量指標(biāo)，對(duì)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，例如懸臂體系、連續(xù)體系的梁橋等。第4頁(yè)/共55頁(yè)第一節(jié)懸臂梁橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)類型懸臂梁橋雙懸臂梁橋單懸臂梁橋懸臂端伸入路堤、省橋臺(tái)，需設(shè)置搭板、易損。

第5頁(yè)/共55頁(yè)簡(jiǎn)支梁橋

單懸臂錨跨和掛梁的三跨懸臂梁橋

雙懸臂錨跨和掛梁的三跨懸臂梁橋

帶掛梁的三跨T型剛構(gòu)橋

第6頁(yè)/共55頁(yè)二、體系特點(diǎn)彎矩圖面積（絕對(duì)值）小簡(jiǎn)支跨徑減小靜定體系支點(diǎn)負(fù)彎矩須注意缺點(diǎn)：懸臂端容易下?lián)希熊囀孢m性較差。第7頁(yè)/共55頁(yè)1.截面形式

錨跨跨中承受正彎矩、支點(diǎn)附近承受較大負(fù)彎矩，故支點(diǎn)截面底部受壓區(qū)需加強(qiáng)。

截面形式：T形截面、箱形截面帶馬蹄形T形截面：適用30m以內(nèi)跨徑的鋼筋混凝土橋梁

底部加寬T形截面：適用30m～50m以內(nèi)跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁

T形截面

三、構(gòu)造特點(diǎn)第8頁(yè)/共55頁(yè)50m以上跨徑使用箱形截面。優(yōu)點(diǎn)：整體性強(qiáng)、抗扭剛度大、承受偏載和懸臂施工都有利，頂?shù)装迥芴峁┳銐虻氖軌好娣e，能滿足抵抗正、負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束布置。單箱單室截面較窄橋墩滿足較寬橋面，減少下部工程量，應(yīng)用最為廣泛。

分離式雙箱單室截面多在寬橋中采用

單箱多室截面多在寬橋中采用箱形截面

第9頁(yè)/共55頁(yè)2.跨徑布置和梁高尺寸①T形截面主梁懸臂一般為中跨的0.3～0.4倍；②箱形截面主梁懸臂可達(dá)中跨的0.4～0.6倍（跨中最大正彎矩和支點(diǎn)最大負(fù)彎矩絕對(duì)值大致相等）。③注意：懸臂長(zhǎng)、活載撓度大、時(shí)跳車動(dòng)厲害、橋與路的連接構(gòu)造易損壞。

單孔雙懸臂梁橋

懸臂端伸入路堤可省去兩個(gè)橋臺(tái)，需在懸臂與路堤銜接處設(shè)置搭板。

第10頁(yè)/共55頁(yè)單孔雙懸臂梁橋梁高擬定的常用尺寸當(dāng)不受上述這些條件限制時(shí)，就可按照梁的彎矩包絡(luò)圖面積為最小的原則來(lái)確定邊孔與中孔徑的劃分。橋型跨徑高跨比（h、H分別為跨中和支點(diǎn)梁高）普通鋼筋砼lx=(0.3~0.4)lT型截面H=(1/10~1/13)lh=(1/1.2~1.5)H箱形截面H=(1/12~1/15)lh=(1/2~1/2.5)H預(yù)應(yīng)力鋼筋砼lx=(0.3~0.5)lT形截面H=(1/12~1/15)l

h=(1/1.2~1/1.5)H箱形截面H=(1/15~1/18)lh=(1/2~1/2.5)H第11頁(yè)/共55頁(yè)多跨懸臂梁橋跨徑布置：

①主孔跨徑由通航凈空確定，或與邊孔一起由河床地形和地質(zhì)等條件綜合考慮來(lái)選定。②按照彎矩包絡(luò)圖面積為最小原理來(lái)確定邊孔與中孔的跨徑劃分。兩個(gè)懸臂一般都做成相同尺寸；其余尺寸擬定可參考后面圖表。帶掛梁三孔懸臂梁橋多跨雙懸臂梁橋只設(shè)一排支座第12頁(yè)/共55頁(yè)懸臂梁橋各種跨長(zhǎng)的比例關(guān)系橋型結(jié)構(gòu)類型截面形式跨中高h(yuǎn)支點(diǎn)高Hl1

/llg

/l單懸臂梁橋(b)鋼筋混凝土T形截面(1/12～1/20)l(1.5～1.8)h0.6～0.80.4～0.6箱形截面(1/15～1/25)l(2.0～2.5)h預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形截面(1/20～1/25)l(1.5～2.0)h0.6～0.80.2～0.4箱形截面(1/20～1/30)l(2.0～2.5)h多孔懸臂梁橋(c)鋼筋混凝土T形截面(1/12～1/20)l(1.5～1.8)h0.75～0.80.5～0.6箱形截面(1/20～1/30)l(2.0～2.5)h預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形截面(1/20～1/25)l(2.0～2.5)h0.75～0.80.5～0.7箱形截面(1/25～1/35)l(2.0～2.5)h第13頁(yè)/共55頁(yè)3

適用情況國(guó)內(nèi)箱形薄壁鋼筋混凝土懸臂梁橋最大跨徑為55m，國(guó)外一般在70～80m以下；預(yù)應(yīng)鋼筋混凝土懸臂梁橋一般在100m以下，世界最大的跨徑為150m。4牛腿的受力特點(diǎn)和構(gòu)造

牛腿受力情況復(fù)雜，各種驗(yàn)算有假設(shè)性，故斜筋和水平鋼筋應(yīng)富余些，還應(yīng)布置較密的箍筋和縱向水平鋼筋。第14頁(yè)/共55頁(yè)結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、伸縮縫少和行車平穩(wěn)舒適等優(yōu)點(diǎn)恒載、活載均有卸載彎矩但超靜定體系對(duì)地基要求高適合于中等以上跨徑橋梁主要特點(diǎn)：第二節(jié)連續(xù)梁橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)第15頁(yè)/共55頁(yè)①力學(xué)特點(diǎn)一、等截面連續(xù)梁橋等跨布置不等跨布置在跨徑不大時(shí)，連續(xù)梁橋在恒載與活載作用下支點(diǎn)截面負(fù)彎矩與跨中截面正彎矩差值不大，可以考慮等截面形式，以簡(jiǎn)化施工。第16頁(yè)/共55頁(yè)第17頁(yè)/共55頁(yè)②構(gòu)造特點(diǎn)不等跨布置：用于較大跨度連續(xù)梁，邊跨為0.6～0.8中跨等跨布置：用于中小跨度連續(xù)梁，跨徑取決于經(jīng)濟(jì)分孔和施工的設(shè)備條件。高跨比一般為l/15～1/25；在頂推施工的梁高H與頂推跨徑L0之比一般為1/12～1/17。腹板厚度：支點(diǎn)腹板總厚度∑δ與行車道板寬度B之比為1/16～1/21，支點(diǎn)腹板厚度δ與梁高H之比為1/12～1/16。③適用范圍中等跨徑：40~60m（國(guó)外有達(dá)80m的）；以等跨為宜，亦可用不等跨；適應(yīng)于預(yù)制裝配（逐孔架設(shè)、頂推法施工）和就地澆注施工（有支架、移動(dòng)模架），不適宜于懸臂法施工。第18頁(yè)/共55頁(yè)連續(xù)梁橋的施工方法第19頁(yè)/共55頁(yè)連續(xù)梁橋的施工方法第20頁(yè)/共55頁(yè)二、變截面連續(xù)梁橋①力學(xué)特點(diǎn)

主跨跨徑大于70m－支點(diǎn)設(shè)計(jì)負(fù)彎矩比跨中設(shè)計(jì)正彎矩大，變截面主梁符合受力要求，高度變化與內(nèi)力變化相適應(yīng)。

①適合懸臂施工，施工階段主梁剛度大、內(nèi)力與運(yùn)營(yíng)階段基本一致；②變截面梁加大支點(diǎn)梁高，降低跨中設(shè)計(jì)正彎矩

。第21頁(yè)/共55頁(yè)第22頁(yè)/共55頁(yè)②構(gòu)造特點(diǎn)分跨：連續(xù)孔數(shù)一般不超過(guò)5跨；多于三跨的連續(xù)梁橋，除邊跨外，其中間各跨一般采用等跨布置，以方便懸臂施工；多于兩跨的連續(xù)梁橋，其邊跨一般為中跨的0.6～0.8倍左右，當(dāng)采用箱形截面，邊孔跨徑其至可減少至中孔的0.5～0.7倍；有時(shí)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(shí)，可將邊跨跨徑設(shè)計(jì)成僅為中跨的0.5倍以下，此時(shí)，端支點(diǎn)上將出現(xiàn)較大的負(fù)反力，故必需在該位置設(shè)置能抵抗拉力的支座或壓重以消除負(fù)反力。第23頁(yè)/共55頁(yè)梁高——與跨徑、施工方法有關(guān)h支/l=1/16~1/18，h中/h支=1/1.5~1/2.5梁底曲線：折線、圓弧線、拋物線和正弦曲線③適用范圍70～120m，大于120m跨徑，目前較少見(jiàn)；適宜于懸臂法施工。施工過(guò)程中墩梁臨時(shí)固結(jié)，待合攏后，拆除臨時(shí)固結(jié)措施，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。第24頁(yè)/共55頁(yè)變截面連續(xù)梁橋的施工方法第25頁(yè)/共55頁(yè)幾種常用掛藍(lán)示意第26頁(yè)/共55頁(yè)三、橫截面形式和尺寸

橫截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面。◆板式和肋梁式截面實(shí)體板：用于中小跨徑連續(xù)梁橋，有支架現(xiàn)澆;空心板：用于15～30m連續(xù)梁橋有支架現(xiàn)澆，板厚可取0.8～1.5m;肋梁式：用于跨徑25～50m，梁高一般取1.3～2.6m，預(yù)制架設(shè)，并在梁段安裝后經(jīng)體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁橋。1）橫截面形式第27頁(yè)/共55頁(yè)◆箱形截面

用于跨徑超過(guò)40～60m（等截面）或以上（變截面），有支架現(xiàn)澆、逐孔施工及懸臂施工等多種方法。單箱多室：寬度可不受限制單箱單室：頂板寬度小于20m；單箱雙室：頂板寬度25m左右；雙箱單室：頂板寬度可達(dá)40m左右；圓空式單箱雙室：頂板寬度15m左右；斜腹板箱梁：施工稍困難，使用較少第28頁(yè)/共55頁(yè)第29頁(yè)/共55頁(yè)2）細(xì)部尺寸①頂板和底板厚度基本要求：滿足橋面板橫向受彎和布置箱梁縱、橫向預(yù)應(yīng)力筋的要求。對(duì)于懸臂端部厚度≥10cm,若設(shè)置防撞墻或需錨固橫向預(yù)應(yīng)力筋，則≥20cm。底板厚度δ2與跨徑l之比一般取1/140～1/170；跨中區(qū)域則可按構(gòu)造要求一般取22～28cm。第30頁(yè)/共55頁(yè)②腹板厚度

主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆注混凝土必要的間隙等構(gòu)造要求。取值：腹板內(nèi)無(wú)預(yù)應(yīng)力筋：最小取20cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋：最小取25～30cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋錨固頭：最小取35cm。墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到30～60cm，特殊情況可達(dá)100cm。變化情況：

大跨度橋，采用變厚度形式，變厚段一般為一個(gè)節(jié)段長(zhǎng)。中、小跨徑，一般采用等厚度形式。第31頁(yè)/共55頁(yè)墩上腹板厚度參數(shù)：跨中腹板厚度參數(shù)：

英國(guó)水泥和混凝土協(xié)會(huì)提出如下兩個(gè)關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁最佳腹板厚度參數(shù)的公式，其指標(biāo)可供參考：第32頁(yè)/共55頁(yè)③承托（梗腋）

為了減小局部應(yīng)力，在箱梁頂板與腹板、腹板與底板的交接處，一般需設(shè)置承托。承托的坡度：第33頁(yè)/共55頁(yè)④橫隔梁（板）布置：T型截面：設(shè)置中橫隔板和端橫隔板；箱形截面：設(shè)端橫隔板，直橋：一般少設(shè)或不設(shè)中間橫隔板。彎、斜梁，設(shè)置中橫隔板。為滿足施工、維修和通風(fēng)要求，橫隔板上一般設(shè)置過(guò)人洞。厚度：中橫隔板：15～20cm。端橫隔板：尺寸和配筋形式與箱梁的支承方式有關(guān)。當(dāng)支座直接位于主梁腹板之下，厚度為30～50cm，只需配置一定數(shù)量普通鋼筋。當(dāng)支座設(shè)置在橫隔板中部，宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土，厚度一般小于80cm，設(shè)置曲線形的預(yù)應(yīng)力筋。第34頁(yè)/共55頁(yè)四、預(yù)應(yīng)力筋布置主梁內(nèi)力②豎向受剪①縱向受彎③橫向受彎三向預(yù)應(yīng)力②豎向預(yù)應(yīng)力①縱向預(yù)應(yīng)力③橫向預(yù)應(yīng)力縱向受彎和部分受剪橫向受彎三向預(yù)應(yīng)力受剪預(yù)應(yīng)力數(shù)量、位置根據(jù)使用階段的受力狀態(tài)確定，滿足施工各階段的受力需要，施工方法決定施工階段受力，預(yù)應(yīng)力配筋必須結(jié)合施工方法。第35頁(yè)/共55頁(yè)混凝土箱梁三向預(yù)應(yīng)力筋布置第36頁(yè)/共55頁(yè)１）縱向預(yù)應(yīng)力筋

縱向預(yù)應(yīng)力筋又稱主筋，布置在頂、底板和腹板中；布置方式與采用的施工方法、預(yù)應(yīng)力筋種類等有關(guān)系布置方式分為：連續(xù)配筋、分段配筋、逐段加長(zhǎng)力筋、體外布筋、后連續(xù)力筋。①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，其縱向力筋可按照結(jié)構(gòu)各部位的受力要求進(jìn)行連續(xù)配筋。二次拋物線。現(xiàn)澆施工整根、曲線、通束：預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)、彎曲次數(shù)又多，加大摩阻損失，目前少用。第37頁(yè)/共55頁(yè)②分段配筋布置大跨度、變截面、懸臂施工法。懸臂伸出施工時(shí)，對(duì)梁體施加負(fù)彎矩筋；在兩梁段合龍后（稱為體系轉(zhuǎn)換），再?gòu)埨龔澗亟詈推渌?。力筋的布置原則：力矩大、錨固方便、施工簡(jiǎn)單。第38頁(yè)/共55頁(yè)①正彎矩區(qū)底部、負(fù)彎矩區(qū)頂部布置預(yù)應(yīng)力筋；②正、負(fù)彎矩交替作用區(qū)段，頂、底板均需設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。

①頂板力筋在腹板內(nèi)下彎并錨固在腹板上，減小外荷載剪力；②腹板具有足夠厚度以承受集中的錨固力。懸臂施工直線布束：錨固在梗肋處，①減少摩阻損失、穿束方便，改善腹板澆筑條件；②由彎曲應(yīng)力決定，抗剪強(qiáng)度由豎向預(yù)應(yīng)力筋提供。

第39頁(yè)/共55頁(yè)③逐段加長(zhǎng)力筋布置頂推施工用連接器把主筋對(duì)接或逐段加長(zhǎng)。逐孔施工、頂推法施工的連續(xù)梁常用。接頭的位置通常設(shè)置在離支點(diǎn)約1/5跨度附近彎矩較小的部位。第40頁(yè)/共55頁(yè)④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)向塊等構(gòu)造，對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力。無(wú)預(yù)留孔道，孔道壓漿等工序，施工方便迅速，且便于更換；對(duì)力筋防護(hù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的要求較高。第41頁(yè)/共55頁(yè)⑤后連續(xù)筋布置先簡(jiǎn)支后連續(xù)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)方法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，后連續(xù)采用預(yù)應(yīng)力筋布置，必須先預(yù)留張拉槽孔和預(yù)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，實(shí)現(xiàn)整體梁的連續(xù)。第42頁(yè)/共55頁(yè)２）橫向和豎向布筋橫向預(yù)應(yīng)力筋布置在橫隔板或頂板中，保證橫向整體性、橋面板及橫隔板橫向抗彎能力；箱梁頂板厚度在25cm～35cm間，橫向力筋采用扁錨體系。豎向預(yù)應(yīng)力筋布置在腹板中，提高截面的抗剪能力，按后張法工藝施工，一般需進(jìn)行二次張拉，以確保足夠的有效預(yù)應(yīng)力；豎向力筋較短，采用高強(qiáng)粗鋼筋以減少回縮損失。箱梁橫向及豎向配筋方式橫向預(yù)應(yīng)力筋豎向預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力張拉后應(yīng)及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行壓漿并封錨，壓漿應(yīng)密實(shí)飽滿，否則有可能帶來(lái)嚴(yán)重后果；預(yù)應(yīng)力箱梁大多采用C50及以上的高標(biāo)號(hào)混凝土。第43頁(yè)/共55頁(yè)

目前將一種拉索式錨具用于豎向鋼絞線的張拉，進(jìn)行二次張拉：

①第一次張拉使錨杯內(nèi)夾片夾緊預(yù)應(yīng)力筋；②第二次張拉錨杯，達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力，擰緊錨杯外螺母固定。③二次張拉技術(shù)使預(yù)應(yīng)力筋的回縮損失小。預(yù)應(yīng)力管道壓漿如不密實(shí)飽滿，則預(yù)應(yīng)力筋得銹蝕斷裂可能造成災(zāi)難性后果。第44頁(yè)/共55頁(yè)第三節(jié)剛構(gòu)式橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)一、剛構(gòu)橋

剛構(gòu)是一種墩與梁固結(jié)、具有懸臂受力特點(diǎn)的梁式橋。由于懸臂梁承受負(fù)彎矩，T形剛構(gòu)橋幾乎都是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。分為跨中帶剪力鉸、跨中設(shè)掛梁和連續(xù)三種基本類型。卸載彎矩類似于懸臂梁適合于懸臂施工、節(jié)省支座跨中的牛腿、伸縮縫，易損壞適合于中等以上跨徑橋梁第45頁(yè)/共55頁(yè)1)剛構(gòu)橋分類①帶掛梁的T構(gòu)橋型②帶鉸的T構(gòu)橋型鋼筋混凝土:lg=(0.5～0.7)l預(yù)應(yīng)力混凝土:lg=(0.22～0.50)l掛梁跨徑不超過(guò)35～40m，以利安裝③

連續(xù)剛構(gòu)橋第46頁(yè)/共55頁(yè)2)連續(xù)剛構(gòu)橋力學(xué)特點(diǎn)連續(xù)梁橋與T形剛構(gòu)橋組合體系，也稱墩梁固結(jié)連續(xù)梁橋；常用于大跨、高墩結(jié)構(gòu)；橋墩縱向剛度小，豎向荷載作用下基本上屬于一種無(wú)推力的結(jié)構(gòu)；上部結(jié)構(gòu)具有連續(xù)梁施工的一般特點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好。固結(jié)宜用于高墩?qǐng)龊?，（墩?5m），并采用抗推剛度小的雙薄壁墩。第47頁(yè)/共55頁(yè)3)連續(xù)剛構(gòu)橋構(gòu)造特點(diǎn)①主梁主梁在縱橋向大都采用不等跨變截面的結(jié)構(gòu)布置形式；邊跨和主跨的跨徑比值在0.5～0.692之間，大部分比值在0.55～0.58之間；一般適用于跨徑100～240m范圍，最大跨徑可達(dá)300m。②

主梁截面高度箱梁根部截面的高跨比一般為l/16～l/20