第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第一節(jié)連續(xù)梁橋的體系

與構造特點一、體系特點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，跨越能力增大超靜定結構，對基礎變形及溫差荷載較敏感行車條件好2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、構造特點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2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、截面形式板式截面——實用于小跨徑連續(xù)梁肋梁式——適合于吊裝箱形截面——適合于節(jié)段施工其它2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、梁高——與跨徑、施工方法有關等高度梁——實用于中、小跨徑連續(xù)梁，一 般跨徑在50~60米以下變高度梁——實用于大跨徑連續(xù)梁，100米 以上，90%為變高度連續(xù)梁2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4、腹板及頂、底板厚度頂板——滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求 一般采用等厚度，主要由橫向抗 彎控制腹板——主要承擔剪應力和主拉應力 一般采用變厚度腹板，靠近跨中 處受構造要求控制，靠近支點 處受主拉應力控制，需加厚。2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算底板——滿足縱向抗壓要求 一般采用變厚度，跨中主要受 構造要求控制，支點主要受縱向 壓應力控制，需加厚橫隔板——一般在支點截面設置橫隔板2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算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掖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2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算頂板——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2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第二節(jié)連續(xù)梁橋常用施工方法一、滿堂支架現(xiàn)澆二、簡支變連續(xù)三、逐跨施工——現(xiàn)澆、拼裝四、頂推施工五、懸臂施工——現(xiàn)澆、拼裝2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第三節(jié)連續(xù)梁橋內力計算一、恒載內力 必須考慮施工過程中的體系轉換，不同的荷載作用在不同的體系上1、滿堂支架現(xiàn)澆施工所有恒載直接作用在連續(xù)梁上2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、簡支變連續(xù)施工一期恒載作用在簡支梁上，二期恒載作用在連續(xù)梁上2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、逐跨施工 主梁自重內力圖，應由各施工階段時的自重內力圖迭加而成2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4、頂推施工頂推過程中，梁體內力不斷發(fā)生改變，梁段各截面在經過支點時要承受負彎矩，在經過跨中區(qū)段時產生正彎矩施工階段的內力狀態(tài)與使用階段的內力狀態(tài)不一致配筋必須滿足施工階段內力包絡圖2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算主梁最大正彎矩發(fā)生在導梁剛頂出支點外時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算最大負彎矩——與導梁剛度及重量有關導梁剛接近前方支點剛通過前方支點2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算5、平衡懸臂施工分清荷載作用的結構體現(xiàn)約束條件的轉換主梁自重內力圖，應由各施工階段時的自重內力圖迭加而成2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、活載內力1、縱向——某些截面可能出現(xiàn)正負最不利 彎矩，必須用影響線加載2、橫向箱梁——專門分析多梁式——橫向分布系數(shù)計算，等剛度法2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算三、超靜定次內力計算1、產生原因——結構因各種原因產生變形，在多余約束處將產生約束力，從而引起結構附加內力(或稱二次力)2、連續(xù)梁產生次內力的外界原因預應力墩臺基礎沉降溫度變形徐變與收縮2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算四、變形計算必須考慮施工過程中的體系轉換，不同的荷載作用在不同的體系上根據恒載及活載變形設置預拱度——大跨徑時必須專門研究——大跨徑橋梁施工控制預拱度設置原則： 某節(jié)點預拱度=－（所有在該節(jié)點出現(xiàn)后的荷載或體系轉換產生的位移）2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第四節(jié)預應力次內力計算預應力初彎矩：

預應力次彎矩：總預矩：2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算壓力線：簡支梁壓力線與預應力筋位置重合連續(xù)梁壓力線與預應力筋位置相差2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算一、用力法解預加力次力矩1、直線配筋2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算力法方程變位系數(shù)贅余力總預矩壓力線位置2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、曲線配筋梁端無偏心矩時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算梁端有偏心矩時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、局部配筋局部直線配筋2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算局部曲線配筋2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4、變截面梁曲線配筋2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、線性轉換與吻合束1、線性轉換 只要保持束筋在超靜定梁中的兩端位置不變，保持束筋在跨內的形狀不變，而只改變束筋在中間支點上的偏心距，則梁內的混凝土壓力線不變，總預矩不變2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算

改變e在支點B所增加(或減少)的初預矩值，與預加力次力矩的變化值相等，而且兩者圖形都是線性分布，因此正好抵消2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、吻合索 調整預應力束筋在中間支點的位置，使預應力筋重心線線性轉換至壓力線位置上，預加力的總預矩不變，而次力矩為零。 次力矩為零時的配束稱吻合索2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算

多跨連續(xù)梁在任意荷載作用下

結論： 按外荷載彎矩圖形狀布置預應力束及為吻合束 吻合束有任意多條2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算三、等效荷載法求解總預矩

把預應力束筋和混凝土視為相互獨立的脫離體，預加力對混凝土的作用可以用等效荷載代替2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算1、在梁端部軸向力豎向力力矩2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、在梁內部初預矩圖為曲線時產生均布荷載初預矩圖成折線時產生集中力2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、初預矩與總預矩將等效荷載作用在基本結構上可得初預矩將等效荷載直接作用在連續(xù)梁上可得總預矩如果等效荷載直接作用在連續(xù)梁上支反力等于0，此時為吻合束只有改變預應力束曲率半徑或梁端高度才能改變總預矩2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第五節(jié)徐變、收縮次內力計算一、徐變、收縮理論收縮——與荷載無關徐變——與荷載有關收縮、徐變與材料、配合比、溫度、濕度、截面形式、護條件、混凝土齡期有關2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算1、混凝土變形過程收縮彈性變形回復彈性變形滯后彈性變形屈服應變2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、收縮徐變的影響

結構在受壓區(qū)的徐變和收縮會增大撓度；徐變會增大偏壓柱的彎曲，由此增大初始偏心，降低其承載能力；預應力混凝土構件中，徐變和收縮會導致預應力的損失；徐變將導致截面上應力重分布。對于超靜定結構，混凝土徐變將導致結構內力重分布，即引起結構的徐變次內力?；炷潦湛s會使較厚構件的表面開裂2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、線性徐變當混凝土棱柱體在持續(xù)應力不大與0.5Ra時，徐變變形與初始彈性變形成線性比例關系徐變系數(shù)——徐變與彈性應變之比2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、徐變、收縮量計算表達1、實驗擬合曲線法 建立一個公式，參數(shù)通過查表計算， 各國參數(shù)取法不相同，常用公式有：CEB—FIP1970年公式聯(lián)邦德國規(guī)范1979年公式國際預應力協(xié)會（FIP）1978年公式——我國采用的公式2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、徐變系數(shù)數(shù)學模型1）基本曲線——Dinshinger公式

徐變在加載時刻有急變在加載初期徐變較大隨時間增長逐漸趨于穩(wěn)定2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2）徐變系數(shù)與加載齡期的關系老化理論不同加載齡期

的混凝土徐變曲線在任意時刻t(t>

)，徐變增長率都相同隨著加載齡期的增大，徐變系數(shù)將不斷減小，當加載齡期足夠長時徐變系數(shù)為零該理論較符合新混凝土的特性2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算將Dinshinger公式應用與老化理論2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算先天理論不同加載齡期的混凝土徐變增長規(guī)律都一樣混凝土的徐變終極值不因加載齡期不同而異，而是一個常值該理論較符合加載齡期長的混凝土的特性2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算混合理論對新混凝土采用老化理論，對加載齡期長的混凝土采用先天理論2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算三、結構因混凝土徐變引起的變形計算1、基本假定不考慮鋼筋對混凝土徐變的約束作用混凝土彈性模量為常數(shù)線性徐變理論2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、應力不變條件下的徐變變形計算應力應變公式變形計算公式2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算靜定結構可以滿足應力不變的條件一次落架結構可以直接按該式計算分段施工結構要考慮各節(jié)段應力是分多次在不同的齡期施加的2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、應力變化條件下的徐變變形計算1）應力應變公式

時刻的應力增量在t時刻的應變從

0

時刻到t時刻的總應變2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2）時效系數(shù)利用中值定理計算應力增量引起的徐變時效系數(shù)從

0

時刻到t時刻的總應變2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3）松弛系數(shù)——通過實驗計算時效系數(shù)松弛實驗松弛系數(shù)通過實驗數(shù)據擬合令2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算近似擬合松弛系數(shù)令折算系數(shù)換算彈性模量徐變應力增量2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4）變形計算公式2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算5）微分變形計算公式應力應變微分關系dt時段內的微變形2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算四、結構因混凝土徐變引起的次內力計算計算變形時次內力為未知數(shù)，必須通過變形協(xié)調條件計算計算有兩種思路：微分平衡、積分平衡2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算1、微分平衡法（Dinshinger法）1）微分平衡方程贅余力方向上2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算微分平衡方程2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算徐變穩(wěn)定力2）簡支變連續(xù)按老化理論解微分方程得：2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算徐變穩(wěn)定力3）其它施工方法按老化理論解微分方程得：2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4）一次落架施工解微分方程得：

一次落架施工連續(xù)梁徐變次內力為零2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算5）各跨齡期不同時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算按老化理論

以梁段②的時間為基準t'，則梁段①加載時間歷程為t=t'+

1令2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算解得：2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算解得：6）多跨連續(xù)梁2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算7）預應力等效荷載徐變次內力 由于徐變損失，預加力隨著時間變化，引用平均有效系數(shù)C C=Pe/PpPe

徐變損失后預應力鋼筋的平均拉力；Pp

徐變損失前預應力鋼筋的平均拉力2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、換算彈性模量法(Trost-Bazant法)1）平衡方程贅余力方向上2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2）一次落架時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3）各跨齡期不同時2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算4）多跨連續(xù)梁2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算五、結構因混凝土收縮引起的次內力計算1、收縮變化規(guī)律假設混凝土收縮規(guī)律與徐變相同收縮終極值2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2、微分平衡法（Dinshinger法）位移微分公式收縮產生的彈性應變增量收縮應變增量收縮產生的應力狀態(tài)的徐變增量，初始應力為0位移微分平衡方程2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算3、換算彈性模量法位移公式收縮應變收縮產生的彈性變形與徐變變形位移平衡方程：收縮產生的徐變次內力收縮產生的彈性次內力2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第六節(jié)基礎沉降引起的次內力計算一、沉降規(guī)律假定沉降規(guī)律與徐變相同沉降終極值沉降速度系數(shù)2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、變形計算公式變形過程 瞬時沉降長期沉降（沉降+徐變）瞬時沉降彈性及徐變變形沉降徐變增量變形沉降彈性增量變形后期沉降自身變形三、力法方程2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算墩臺基礎沉降規(guī)律與徐變變化規(guī)律相似時墩臺基礎沉降瞬時完成時徐變使墩臺基礎沉降的次內力減小2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算連續(xù)梁內力調整措施最好的辦法是在成橋后壓重通過支承反力的調整將被徐變釋放2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第七節(jié)溫度應力計算一、溫度變化對結構的影響產生的原因：常年溫差、日照、砼水化熱常年溫差：構件的伸長、縮短； 連續(xù)梁——設伸縮縫 拱橋、剛構橋——結構次內力日照溫差：構件彎曲——結構次內力； 線性溫度場——次內力 非線性溫度場——次內力、自應力2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算線性溫度梯度對結構的影響非線性溫度梯度對結構的影響2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算溫度梯度場2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算二、自應力計算溫差應變

T(y)=

T(y)平截面假定

a(y)=

0+

y溫差自應變

(y)=

T(y)-

a(y)=

T(y)-(

0+

y)溫差自應力

s0(y)=E

(y)=E{

T(y)-(

0+

y)}2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算截面內水平力平衡求解得截面內力矩平衡2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算三、溫度次應力計算力法方程

11x1T＋

1T＝0溫度次力矩溫差次應力2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算四、我國公路橋梁規(guī)范中規(guī)定的溫度場橋面板升溫5度——偏不安全我國鐵路橋梁規(guī)范中規(guī)定的溫度場2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算英國橋梁規(guī)范中規(guī)定的溫度場2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算第八節(jié)連續(xù)梁示例一、簡支變連續(xù)施工連續(xù)梁橋 美國SidneyLanierBridge引橋 跨徑：120-foot，180-foot

截面：T梁，梁高90inches 預應力：裸梁采用先張法預應力 二期恒載采用鋼絞線12股 連接采用粗鋼筋2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算主梁預制2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算主梁吊裝——梁重116噸2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算后期預應力鋼筋張拉2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章連續(xù)梁橋的設計與計算2.5第五章