第三篇悬臂与连续体系梁桥PPT课件

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1、1(a)简 支 梁 (b） 、 (c） 悬 臂 梁 (d） T型 刚 构 (e） 连 续 梁(a)(b)梁式桥恒载弯矩比较图第1页/共96页2(a)简 支 梁 (b） 、 (c） 悬 臂 梁 (d） T型 刚 构 (e） 连 续 梁(a)(b)第2页/共96页3一、分类： 将简支梁梁体加长，并超过支点就成为悬臂梁桥。 单悬臂梁桥 单悬臂梁桥均布荷载q双悬臂梁桥均布荷载q双悬臂梁桥第3页/共96页4 1.不带挂梁的单孔双悬臂梁桥 桥头两端不设桥台，仅设置搭板与路堤衔接，行车时搭板容易损坏，多用于跨干线的人行桥梁上。 2.带挂梁的多孔悬臂梁桥 单悬臂梁桥 双悬臂梁桥多跨悬臂梁桥多跨连续梁桥第4页/

2、共96页5二、体系特点二、体系特点优点：优点： 由于支点负弯矩的卸载作用，锚跨跨中正弯矩大大减小由于支点负弯矩的卸载作用，锚跨跨中正弯矩大大减小 从活载方面，如果梁只在悬臂梁的锚跨不做活载引起的从活载方面，如果梁只在悬臂梁的锚跨不做活载引起的跨中最大弯矩按支承跨径较小的简支挂梁产生的正弯矩跨中最大弯矩按支承跨径较小的简支挂梁产生的正弯矩计算，最大弯矩比简支梁小的多。计算，最大弯矩比简支梁小的多。 由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大，减小跨内主梁由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大，减小跨内主梁高度和降低材料用量，经济；高度和降低材料用量，经济； 从静力图式来说，悬臂梁都属于静定体系，它们的内从静

3、力图式来说，悬臂梁都属于静定体系，它们的内力不受基础不均匀沉降的影响。力不受基础不均匀沉降的影响。 从桥的立面从桥的立面_L_L看，在桥墩上只需设置一排沿墩中心布看，在桥墩上只需设置一排沿墩中心布置的支座，从而可相应的减小桥墩的尺寸。置的支座，从而可相应的减小桥墩的尺寸。第5页/共96页6二、体系特点二、体系特点缺点：缺点： 钢筋混凝土的悬臂梁桥和连续梁桥在支点附近负弯钢筋混凝土的悬臂梁桥和连续梁桥在支点附近负弯矩区段内，梁的上翼缘受拉，不可避免要出现裂缝，雨矩区段内，梁的上翼缘受拉，不可避免要出现裂缝，雨水易千浸入梁体，而且其构造也较简支梁为复杂。水易千浸入梁体，而且其构造也较简支梁为复杂。

4、 因为当跨度较大时长而重的构件不利于预制安装施因为当跨度较大时长而重的构件不利于预制安装施工，而往往要在工费昂贵的支架上现浇。工，而往往要在工费昂贵的支架上现浇。 从运营条件来说，悬臂体系在悬臂端与挂梁衔接处的从运营条件来说，悬臂体系在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线都会发生不利于行车的折点挠曲线都会发生不利于行车的折点. .第6页/共96页7第二节 连续梁桥主梁若干孔为一联，在中间支点上连续通过，是超静定结构主梁若干孔为一联，在中间支点上连续通过，是超静定结构优点优点： 跨越能力大、刚度大、变形小、伸缩缝少、行车平稳舒适等优跨越能力大、刚度大、变形小、伸缩缝少、行车平稳舒适等优点。点。分类分类：钢

5、筋混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续梁桥和预应力混凝上钢筋混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续梁桥和预应力混凝上连续刚构桥连续刚构桥第7页/共96页8力学特点及适用范围力学特点及适用范围（1 1）由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。）由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。（2 2）通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大，但当跨）通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大，但当跨径不大时，差别不太大。径不大时，差别不太大。（3 3）属超静定结构，墩台基础的不均匀沉降会使梁内产）属超静定结构，墩台基础的不均匀沉降会使梁内产生不利的附加内力生不利的附加内力( (由于混凝上的塑性性质，这种内力由于

6、混凝上的塑性性质，这种内力会随着时间逐渐减小会随着时间逐渐减小) )考虑次内力影响。考虑次内力影响。 适用：适用：一般跨径不超过一般跨径不超过252530m30m。第8页/共96页9 桥跨结构的上部梁在墩上采用两边平衡悬臂施工，首先形成一个T字形的悬臂结构然后相邻的两个T形悬臂在跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁联成一体，称为带铰或带挂孔的T形刚构。第9页/共96页10一、结构类型 1.跨中带剪力铰第10页/共96页112.跨内设挂梁第11页/共96页12第12页/共96页131、带挂孔的T形刚构桥是一种静定结构，与带铰的T形刚构相比，虽然各个T构单元完全独立作用时，其受力与变形情况稍差，但它消除

7、了钢筋混凝土结构的缺点，充分发挥了结构在营运和施工中受力一致的独特优点，2、受力明确，构造简单，特别是挂梁与多孔引桥简支跨尺寸相同时，更能加快全桥施工进度，从而获得更高的经济效益。3、虽增加了牛腿构造，但免去了剪力铰复杂构造。4、主要缺点除桥面伸缩缝多，对高速行车不利外，在施工中还增加预制与安装挂梁的机具设备。跨径：60150m带挂孔的T形刚构桥特点第13页/共96页14第14页/共96页153 3、连续刚构的特点、连续刚构的特点v 主梁做成连续梁体，墩梁固结：做成多跨一联，主梁做成连续梁体，墩梁固结：做成多跨一联，v采用对称布置，有利于悬臂施工，减少大型支座及其采用对称布置，有利于悬臂施工，

8、减少大型支座及其养护、维修和更换；养护、维修和更换；v受力方面：受力方面：上部结构上部结构：连续梁，计入桥墩受力及混凝土收缩、徐：连续梁，计入桥墩受力及混凝土收缩、徐变和温度变化引起的变形对上部结构的影响；变和温度变化引起的变形对上部结构的影响；桥墩桥墩：具有一定柔度，其根部所受弯矩很小，墩梁结：具有一定柔度，其根部所受弯矩很小，墩梁结合处有刚架受力特点；合处有刚架受力特点；跨径：最大跨径突破跨径：最大跨径突破300m300m。第15页/共96页16第二章第二章 立面和横断面布置立面和横断面布置一、立面设计的内容一、立面设计的内容 桥梁体系的选择、桥梁总长及分跨布置，桥面高程确定，桥梁体系的选

9、择、桥梁总长及分跨布置，桥面高程确定，梁高选择，桥梁下部结构和基础形式的选择。梁高选择，桥梁下部结构和基础形式的选择。 1 1、混凝土悬臂梁桥、混凝土悬臂梁桥 1 1）跨径布置）跨径布置 各跨跨径比各跨跨径比 悬臂长与跨径比悬臂长与跨径比具体考虑因素具体考虑因素 材料材料 施工方法施工方法 特殊使用要求特殊使用要求 城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性第16页/共96页17 对三跨双悬臂梁桥 主梁为T形截面时，悬臂长度一股为中跨长度0.30.4倍。 箱形截面时，最好使跨中最大和最小弯距绝对值大致相等，充分发挥跨中部分底板的受压作用，因此，悬臂

10、长度一般不超过中跨长度的0.5倍。 当采用普通钢筋混凝土时，边跨一般为中跨的0.30.4；当采用预应力钢筋混凝土时，边跨一般为中跨的0.30.5。 对三跨单悬臂带挂梁结构 边跨为中跨的0.60.8，挂孔的长度为中跨的0.40.6（钢筋砼）和0.20.4（预应力砼）。 对多跨双悬臂带挂梁结构 边跨为中跨的0.750.8，挂孔的长度为中跨的0.50.6（钢筋砼）和0.50.7（预应力砼）。第17页/共96页18第18页/共96页192 2）高跨比）高跨比h h/ /L L T T形梁的跨中梁高为跨径的形梁的跨中梁高为跨径的1/121/121/201/20，支点处梁高通常，支点处梁高通常加大到跨中梁

11、高的加大到跨中梁高的1 11.51.5倍。倍。 大跨径箱形截面时，跨中梁高可减小至（大跨径箱形截面时，跨中梁高可减小至（1/201/201/30)1/30)l，在此情况下支点梁高一般为跨中梁高的在此情况下支点梁高一般为跨中梁高的2 22.52.5倍。倍。 梁高采用变截面梁高采用变截面 优点：增加支点抗弯能力不增加很多的弯矩优点：增加支点抗弯能力不增加很多的弯矩1）等截面连续梁（1）跨径布置与施工方法有关等跨布置：构造简单，模式统一。不等跨布置：标准跨径较大时，取：l边=（0.60.8）l中第19页/共96页20（2）梁高）梁高 l边边： l中中0.6，h/l=1/161/26，顶推施工，顶推施

12、工， h/l=1/121/16（3）适应范围：）适应范围： 中等跨径：中等跨径：4060m（国外有达（国外有达80m的）的） 以等跨为宜，亦可用不等跨以等跨为宜，亦可用不等跨 适应于预制装配（逐孔架设、顶推法施工、就地浇注施工（有支适应于预制装配（逐孔架设、顶推法施工、就地浇注施工（有支架、移动模架）。架、移动模架）。 不适宜于悬臂法施工不适宜于悬臂法施工第20页/共96页21厦门高集海峡大桥-1-1 4645=2078平均高潮水位5.75设计高潮水位8.22平均低潮水位1.5930313233444535344746厦门集美2827264321立面图（单位：m）第21页/共96页222. 2

13、. 变截面连续梁变截面连续梁适应结构的内力分布规律适应结构的内力分布规律 L100m公路混凝土连续梁桥公路混凝土连续梁桥 高跨比高跨比h/L：跨中：跨中1/301/50，支点，支点1/161/25支点与跨中高度之比：支点与跨中高度之比：2.03.0 跨径布置跨径布置一般以从中孔向两侧逐孔减小的一般以从中孔向两侧逐孔减小的奇数奇数孔布置孔布置; ; 但多于二跨的连续梁桥，除边跨外，其中间各跨但多于二跨的连续梁桥，除边跨外，其中间各跨也可采用等跨布置。也可采用等跨布置。连续孔数一般不超过五跨。连续孔数一般不超过五跨。 变高度连续梁的截面高度变化曲线可为二次抛物变高度连续梁的截面高度变化曲线可为二次

14、抛物线、圆弧线或折现，一般选用二次抛物线线、圆弧线或折现，一般选用二次抛物线第22页/共96页23 第23页/共96页24第24页/共96页253、混凝土刚构桥 T型刚构和连续刚构1)带挂梁T型刚构分跨和布置：注意使全桥的T型单元尽可能相同，简化计算和施工；尽可能对称布置，避免T型刚构承受不平衡的恒载弯矩。孔径布置：挂梁长度约为主孔跨径的0.250.5，主孔跨径较大时，取小值。这时弯矩面积最小，工程数量较为经济。 挂梁的最大跨径由同类简支梁的最大跨径和运输安装能力决定。第25页/共96页26 国外的公路和城市中的预应力混凝土国外的公路和城市中的预应力混凝土T型刚构桥主要尺寸见表型刚构桥主要尺寸

15、见表327. 国内的桥，其支点梁高与跨径之比为国内的桥，其支点梁高与跨径之比为1/161/18,支点腹板总厚度支点腹板总厚度与行车道板宽之比约为与行车道板宽之比约为1/101/14.略大于国外的尺寸，支点处腹板厚度与略大于国外的尺寸，支点处腹板厚度与梁高之比和国外的接近。梁高之比和国外的接近。梁高：梁高：跨中挂梁跨径或设铰需要情况，一般为支点梁高的跨中挂梁跨径或设铰需要情况，一般为支点梁高的0.20.5倍；倍；挂梁跨径挂梁跨径30m，梁高，梁高2m。梁底曲线梁底曲线：折线、圆弧线折线、圆弧线 施工方便施工方便 抛物线跨径小于抛物线跨径小于100m， 正弦曲线美观，跨中设铰时多采用。正弦曲线美观

16、，跨中设铰时多采用。 半立方抛物线美观半立方抛物线美观 三次曲线跨径超过三次曲线跨径超过100m时时第26页/共96页272 2）带剪力铰结构）带剪力铰结构 结构立面布置同带挂梁结构。结构立面布置同带挂梁结构。3 3）连续刚构）连续刚构 一般有两个以上主墩采用墩梁固结，墩梁固结的部分多在一般有两个以上主墩采用墩梁固结，墩梁固结的部分多在大跨、高墩上采用，一般采用大跨、高墩上采用，一般采用柔性柔性桥墩。桥墩。常选用变截面主梁常选用变截面主梁减小墩柱抗推刚度的措施减小墩柱抗推刚度的措施 （1 1）合理选择桥型，避免矮墩桥梁采用连续刚构）合理选择桥型，避免矮墩桥梁采用连续刚构 （2 2）减小墩柱的纵

17、桥向尺寸）减小墩柱的纵桥向尺寸 （3 3）采用双薄臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚）采用双薄臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚 （4 4）对于长大桥梁，中间桥墩采用刚构，边墩采用连续梁体系）对于长大桥梁，中间桥墩采用刚构，边墩采用连续梁体系第27页/共96页28 孔径布置不等跨布置，边跨与中跨的跨径比值在(0. 500. 692)之间第28页/共96页29截面高度截面高度变截面梁变截面梁支点梁高（支点梁高（h/l =117120 ） h1 = 0. 056lmax+0.26跨中梁高（跨中梁高（ 约为约为1/501/60L不小于不小于2.53.0m，略小于连续梁桥），略小于连续梁桥） h2 = 0. 015lma

18、x+0.94等截面梁等截面梁 h= 0 .052lmax +0.202墩身尺寸墩身尺寸墩身尺寸的拟定主要应考虑墩身与主的刚度比以减少次内力。墩身尺寸的拟定主要应考虑墩身与主的刚度比以减少次内力。墩身高度：墩身高度：墩柱纵向厚度：一般采用高度的墩柱纵向厚度：一般采用高度的1/161/20，墩柱较高时用较小的，墩柱较高时用较小的比值。比值。双薄壁的中距：主跨的双薄壁的中距：主跨的1/201/25第29页/共96页30第四节第四节 混凝土横断面布置混凝土横断面布置根据总体布置、跨径、宽度、梁高、支承形式和施工方法等综合确定，合理截面形式对减轻桥梁自重、节约材料、简化施工、改善截面受力性能十分重要。主

19、要有板式、肋梁式和箱形截面：板式、肋梁式截面构造简单、施工方便；箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能（主要截面形式）。第30页/共96页31桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院（）、板式和肋梁式截面(a)(d)(e)(b)中小跨径、有支架现浇施工；跨中板厚(1/221/28)L，支点板厚为跨中的1.21.5倍。(c)跨径1530m连续梁桥，有支架现浇为主；板厚一般为0.81.5m。预制架设，梁段安装后经体系转换为连续梁桥。常用跨径为2550m，梁高1.32.6m。实体截面空心截面肋式截面第31页/共96页32桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院第

20、二篇 混凝土梁桥和刚架桥（）箱形截面bbaabb(a )(b )(c )顶板宽20m顶板宽25m顶板宽 40m跨径4060m或更大，适用有支架现浇施工、逐孔施工、悬臂施工等方法。抗弯、抗扭性能良好，是预应力连续体系梁桥的主要截面形式。1.顶板单箱单室单箱双室分离式双箱单室第二章第三节 悬臂体系和联系体系梁桥的构造 87第32页/共96页33位位 置置桥面板跨度方向桥面板跨度方向垂直于行车道方向垂直于行车道方向平行于行车道方向平行于行车道方向顶板或连续板顶板或连续板3L+11（纵肋之间）（纵肋之间）5L+13（横隔之间）（横隔之间）悬悬 臂臂 板板L0.25时，时，8L+21桥梁工程第二版，姚玲

21、森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院箱梁顶板厚度确定：桥面板横向弯矩要求（恒、活载、日照温差）。满足布置纵、横向预应力钢筋束的要求。行车道部分桥面板厚度 （cm）（L为桥面板跨度）注：两个方向厚度计算后取小值第33页/共96页34桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院2.底板纵向负弯矩区受压底板的厚度对改善全桥受力状态、减小徐变下挠十分重要，故大跨度连续体系梁桥中，应确保承受负弯矩的内支点区域的箱梁底板有足够的厚度。箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应箱梁下缘受压的要求，墩顶区域底板不宜过薄，否则压应力过高，由此产生的徐变将使跨中区域梁体下挠度较

22、多。底板厚度与主跨之比宜为1/1401/170，跨中区域底板厚度则可按构造要求设计，一般为0.22 0.28m。第34页/共96页35桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院.腹板箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力和扭转剪应力所引起的主拉应力,墩顶区域剪力大而腹板较厚，跨中区域的腹板较薄，但腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求。等高度箱梁可采用直腹板或斜腹板，变高度箱梁宜采用直腹板。剪力主压主拉第35页/共96页36桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院腹板最小厚度设计经验值：（a）腹板内无预应力束筋管道布置时， 其最小厚度可

23、采用 tmin 20cm ；（b）腹板内有预应力束筋管道时，其最小厚度可采30cm ；用 tmin 25（c）腹板内有预应力束筋锚固头时，其 最小厚度可采用 tmin 35cm ；顶板与腹板接头处设置梗腋，可提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减小了扭转剪应力和畸变应力。加腋有竖加腋和水平加腋两种。第36页/共96页37桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院一般箱梁上的常用形式常用于斜腹板与顶板之间常用于底板与腹板之间的下梗腋第37页/共96页38第三章第三章 配筋与其他构造设计原则配筋与其他构造设计原则 第一节第一节 纵向钢筋和预应力筋设计纵向钢筋和预应力筋设计第38页/共

24、96页39一、悬臂梁配筋一、悬臂梁配筋 配筋的主要特点：配筋的主要特点： 受力主筋的布置要满足正、负两种弯矩的要求。受力主筋的布置要满足正、负两种弯矩的要求。 梁内抵抗主拉应力的斜钢筋，也可以象简支梁中那样，根据梁内抵抗主拉应力的斜钢筋，也可以象简支梁中那样，根据受力需要由上下部主钢筋弯折形成。受力需要由上下部主钢筋弯折形成。 对于跨中正弯矩区主钢筋密集的部位，可通过敷设加强钢筋对于跨中正弯矩区主钢筋密集的部位，可通过敷设加强钢筋网来改善混凝土的裂缝凝土的裂缝分布。网来改善混凝土的裂缝凝土的裂缝分布。 在支点负弯矩区段在支点负弯矩区段 也可在桥面铺装层内敷设钢筋网并采取也可在桥面铺装层内敷设钢

25、筋网并采取有效的防水措施。有效的防水措施。第39页/共96页40桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院单悬臂梁布束方式a)短跨；b)长悬臂；c)长锚跨；d)直线力筋双悬臂梁布束方式a)短跨；b)锥形状短悬臂；c)直线力筋第40页/共96页41桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院（）纵向预应力筋纵向预应力筋又称主筋，布置在顶、底板和腹板中；布置方式与采用的施工方法、预应力筋种类等有关系。顶推施工(a )(b )先简支后连续二、连续梁桥配筋第41页/共96页42桥梁工程第二版，姚玲森主编人民交通出版社课件制作：山东交通学院( d )( c )悬臂施

26、工现浇施工正弯矩区底部、负弯矩区顶部布置预应力筋；正、负弯矩交替作用区段，顶、底板均需设预应力筋。顶板力筋在腹板内下弯并锚固在腹板上，减小外荷载剪力；腹板具有足够厚度以承受集中的锚固力。直线布束：锚固在梗肋处，减少摩阻损失、穿束方便，改善腹板浇筑条件；由弯曲应力决定，抗剪强度由竖向预应力筋提供。( e )整根、曲线、通束：预应力筋长、弯曲次数又多，加大摩阻损失，目前少用。第42页/共96页43三、刚构式桥配筋三、刚构式桥配筋第43页/共96页44第44页/共96页45第45页/共96页46第46页/共96页47第47页/共96页48第二节第二节 箱梁三向预应力筋设计箱梁三向预应力筋设计一、横向

27、预应力设计一、横向预应力设计 线型线型：直线布置，设置在桥面板上下两层钢筋网之间，可与纵：直线布置，设置在桥面板上下两层钢筋网之间，可与纵向束叠置。向束叠置。 桥面板最小厚度桥面板最小厚度：纵向预应力管道直径与横向预应力管道直径：纵向预应力管道直径与横向预应力管道直径之和加之和加2 25cm5cm。不小于。不小于21cm21cm。 横向预应力束横向预应力束间距间距一般采用一般采用0.50.51.0m1.0m。二、竖向预应力设计二、竖向预应力设计 跨径不大的连续梁跨径不大的连续梁：布置普通的抗剪箍筋，间距为：布置普通的抗剪箍筋，间距为101020cm20cm。直。直径为径为121218mm18m

28、m的的HRB35HRB35钢筋，条件容许，支点附近设倾角为钢筋，条件容许，支点附近设倾角为50506060的的斜箍筋。斜箍筋。 大跨径连续梁大跨径连续梁：距支点：距支点1/41/4跨区间，通常设置竖向预应力筋，一般跨区间，通常设置竖向预应力筋，一般采用精轧螺纹钢筋。间距为采用精轧螺纹钢筋。间距为303060cm60cm。第48页/共96页49第49页/共96页50第50页/共96页51一一. .横隔梁横隔梁( (板板) )布置布置: :T T型截面型截面: :设置中横隔板和端横隔板设置中横隔板和端横隔板; ;箱形截面箱形截面: :设端横隔板，直桥设端横隔板，直桥: :一般少设或不设中间横隔板。

29、弯、斜梁，一般少设或不设中间横隔板。弯、斜梁，设置中横隔板。设置中横隔板。 为满足施工、维修和通风要求，横隔板上一般设置过人洞。为满足施工、维修和通风要求，横隔板上一般设置过人洞。厚度厚度: :中横隔板：中横隔板：121220cm20cm。端横隔板端横隔板: :尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。当支座直接位于主梁腹板之下，厚度为当支座直接位于主梁腹板之下，厚度为30 30 50cm50cm，只需配置一定数，只需配置一定数量普通钢筋。量普通钢筋。当支座设置在横隔板中部，宜采用预应力混凝土，厚度一般小于当支座设置在横隔板中部，宜采用预应力混凝土，厚度一般小于8

30、0cm80cm，设置曲线形的预应力筋。，设置曲线形的预应力筋。第51页/共96页52二、牛腿 悬臂体系的多跨桥梁必然出悬臂体系的多跨桥梁必然出现挂梁与悬臂的搁置构造，通常就现挂梁与悬臂的搁置构造，通常就将悬臂端和挂梁端的局部构造称为将悬臂端和挂梁端的局部构造称为牛腿牛腿构造特点：构造特点： 牛腿的高度不到悬臂梁高和挂牛腿的高度不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半，但要传递较大的水梁梁高的一半，但要传递较大的水平反力和竖向力平反力和竖向力成为上部结构成为上部结构的薄弱部位，凹角处应力集中显著。的薄弱部位，凹角处应力集中显著。第52页/共96页53（1）当悬臂悬臂梁和挂梁的腹板最好一一对应，使传力明确，缩

31、短传力路线。（2）梁肋局部加宽并设置端横隔梁加强（3）避免尖锐的凹角，以缓和应力集中（4）尽量减小支座高度，以增加牛腿高（5）牛腿的构造尚应满足某些特殊要求，配置密集的钢筋第53页/共96页54三、剪力铰三、剪力铰 形式形式：链杆式、拉杆及辊轴组成的铰、唧筒式铰链杆式、拉杆及辊轴组成的铰、唧筒式铰1 1、链杆式：有链杆、销钉和预埋在相邻悬臂端且互相伸、链杆式：有链杆、销钉和预埋在相邻悬臂端且互相伸出的钢板等部分组成。受力小、纵向行程短，适用于小出的钢板等部分组成。受力小、纵向行程短，适用于小跨径的桥梁。跨径的桥梁。2 2、拉杆及辊轴组成的铰：相邻悬臂的牛腿间放置辊轴来、拉杆及辊轴组成的铰：相邻

32、悬臂的牛腿间放置辊轴来承受竖向压力，上下牛腿间加竖向拉杆来承受竖向拉力。承受竖向压力，上下牛腿间加竖向拉杆来承受竖向拉力。3 3、唧筒式铰、一侧悬臂端伸出一钢铰嵌入与另一端悬臂、唧筒式铰、一侧悬臂端伸出一钢铰嵌入与另一端悬臂固结的钢板内。球形钢铰固结的钢板内。球形钢铰传递竖向力和侧向剪力，传递竖向力和侧向剪力，平面形铰平面形铰只承受竖向力，剪力同构悬臂底板做成的只承受竖向力，剪力同构悬臂底板做成的榫接来传递。榫接来传递。第54页/共96页55四、体外预应力四、体外预应力预应力钢束布置形式预应力钢束布置形式：直线直线直接锚固在两端锚固块上直接锚固在两端锚固块上折线折线通过梁体上设置的转向块保证线

33、形走向。通过梁体上设置的转向块保证线形走向。优点：优点：不需设置预留孔道，不消弱主梁截面，可减薄不需设置预留孔道，不消弱主梁截面，可减薄梁顶板、底板和腹板尺寸，施工中也不会出现应为露浆梁顶板、底板和腹板尺寸，施工中也不会出现应为露浆或管道堵塞。或管道堵塞。第55页/共96页56第一节第一节 有支架就地浇筑施工法有支架就地浇筑施工法 第五章 施工方法简介 有支架就地浇筑施工：在支架上安装模板，绑扎钢筋及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。优点：桥梁整体性好，施工简便可靠，对机具和起重能力要求不高。对预应力混凝士连续梁桥来说，结构在施工中不出现体系转换的问题，不引起恒

34、载徐变次内力。缺点：搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁；需要使用大量施工支架施工工期长、费用高，不容易控制质量；混凝土收缩、徐变会使预应力连续梁的应力损失较大。第56页/共96页57第57页/共96页58第58页/共96页59第59页/共96页60 一、支架、模板类型 构造型式：支柱式、梁式、梁柱式支架。 材料分类：木支架、钢支架、钢木混合支架、万能杆件拼装支架。 1、支柱式支架 适用于陆地或不通航的河道及桥墩不高的小跨径桥梁。 第60页/共96页61 2、梁式支架 一般支承梁采用工字梁、钢板梁或钢桁架。工字梁适用于跨径小于10m，钢板梁适用于跨径小于20m，

35、钢桁架梁适用于跨径大于20m。 支承梁支承于支柱或桥墩预留的托架上。 第61页/共96页62 3、梁柱式支架 适用于桥梁较高、跨径较大或桥下需设置通航孔、通车孔时，设置临时墩，形成多跨梁柱式支架。4、模板 一般采用竹胶板或钢模板第62页/共96页63对支架的要求对支架的要求（1 1）必须有足够的强度、刚度，保证就地浇筑的顺利进行。支架）必须有足够的强度、刚度，保证就地浇筑的顺利进行。支架的基础要可靠，构件结合紧密并加入纵、横向连接杆件，使支架的基础要可靠，构件结合紧密并加入纵、横向连接杆件，使支架成为整体。成为整体。（2 2）在河道中施工的支架要充分考虑洪水和漂浮物的影响，除对）在河道中施工的

36、支架要充分考虑洪水和漂浮物的影响，除对支架的结构构造有所要求外，在安排施工进度时尽量避免在高水支架的结构构造有所要求外，在安排施工进度时尽量避免在高水位情况下施工。位情况下施工。（3 3）支架在受荷后有变形和挠度，在安装前要有充分的估计和计）支架在受荷后有变形和挠度，在安装前要有充分的估计和计算，并在安装支架时算，并在安装支架时设置预拱度设置预拱度，使就地浇筑的主梁线型符合设，使就地浇筑的主梁线型符合设计要求。计要求。（4 4）支架的卸落设备有木楔、砂筒和千斤顶等数种，卸架时要对）支架的卸落设备有木楔、砂筒和千斤顶等数种，卸架时要对称、均匀，不应使主梁发生局部受力的状态。称、均匀，不应使主梁发

37、生局部受力的状态。第63页/共96页64二、就地浇筑施工法(1)大跨径桥通常采用箱形截面，施工时常分段进行 水平层施工法:浇底板腹板浇筑顶板 分段施工法:根据施工能力，每隔一定距离设置连接缝，连接缝一般设在弯矩较小的区域。 悬臂梁和连续梁在支架上浇筑时，由于桥墩为刚性支承，桥跨下的支承为弹性支承，在浇注混凝土时会产生不均匀沉降，因此在浇注时应从跨中向支点墩台进行。其邻跨从跨中、悬臂端向支点浇注。应特别注意两方面的影响:(1)不均匀沉降的影响(2)混凝土收缩的影响鉴于此，一般采用“留工作缝”或“分段浇筑”的方法 梁段间设置接缝时，缝宽为0.81.0m，采用湿接缝混凝土浇注。第64页/共96页65

38、第65页/共96页66三、养护和落架三、养护和落架 1 1、养护、养护 夏季和干燥的气候夏季和干燥的气候湿润养护湿润养护 冬季冬季保护不受冻，加温养护保护不受冻，加温养护 2 2、落架、落架 程序：挠度最大处支点节点程序：挠度最大处支点节点卸落相邻两侧的节卸落相邻两侧的节点点 悬臂梁：挂梁悬臂梁：挂梁悬臂部分悬臂部分主跨部分主跨部分 连续梁：跨中连续梁：跨中两端两端 预应力混凝土连续梁桥：在预应力筋张拉后恒载自重已能由梁预应力混凝土连续梁桥：在预应力筋张拉后恒载自重已能由梁本身承担时再卸落。本身承担时再卸落。第66页/共96页67第二节 平衡悬臂施工法 一、悬臂施工法一、悬臂施工法 悬臂施工法

39、建造预应力混凝土梁桥时，不需要在河中搭设支架，而直接从已建墩悬臂施工法建造预应力混凝土梁桥时，不需要在河中搭设支架，而直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向延伸施工，每延伸一段就施加预应力使其与已成部分联结成整体。台顶部逐段向跨径方向延伸施工，每延伸一段就施加预应力使其与已成部分联结成整体。 起源：钢桥悬臂拼装起源：钢桥悬臂拼装 我国我国19641964年在河南应用于年在河南应用于T T型刚构桥。目前普遍应用于型刚构桥。目前普遍应用于T T型刚构桥、悬臂梁桥、连型刚构桥、悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构、斜拉桥等。其中，续梁桥、斜腿刚构、斜拉桥等。其中，19971997年虎门大桥主跨年虎门大桥主跨270

40、270m m采用悬臂施工；斜拉采用悬臂施工；斜拉桥施工跨径达桥施工跨径达800800m m。第67页/共96页68一、悬臂施工的关键一、悬臂施工的关键 1.1.在施工过程中必须保证墩与梁固结在施工过程中必须保证墩与梁固结 用悬臂施工法从桥墩两侧逐段延伸来建造预应力混凝土用悬臂施工法从桥墩两侧逐段延伸来建造预应力混凝土悬铐梁桥时，为了承受施工过程中可能出现的不乎衡力矩，就需悬铐梁桥时，为了承受施工过程中可能出现的不乎衡力矩，就需要采取措施使墩顶的零号块件与桥墩临时固结起来。要采取措施使墩顶的零号块件与桥墩临时固结起来。 下图示出我国天津狮子林桥下图示出我国天津狮子林桥( (跨度为跨度为24244

41、5+24m45+24m的三孔悬的三孔悬臂梁桥臂梁桥) )在施工中采用的临时固结措施构造。在浇筑零号块件之在施工中采用的临时固结措施构造。在浇筑零号块件之前，在墩顶靠两侧先浇注混凝上楔型垫块，待零号快达到设计强前，在墩顶靠两侧先浇注混凝上楔型垫块，待零号快达到设计强度度7U%7U%以上时，在桥墩两侧各用以上时，在桥墩两侧各用1010根直径为根直径为32mm32mm预应力粗钢筋从预应力粗钢筋从块件顶部张拉固定。块件顶部张拉固定。 第68页/共96页69第69页/共96页70第70页/共96页71第71页/共96页72临时固结（支承）措施： 图中a是当桥不高，水又不深而易于搭设临时支架时的支架式固结

42、措施，拼装中的不平衡力矩完全靠梁段的自重来保持稳定。 图b是利用临时立柱和预应力筋来锚固上下部结构的构造。预应力筋的下端埋固在基础承台内，上端在箱梁底板上张拉并锚固，借以使立柱在施工过程中始终受压，以维持稳定。 图c在桥高水深的情况下，可采用围建在墩身上部的三角形撑架来敷设梁段的临时支承，可使用砂筒作为悬臂拼装完毕后转换体系的卸架设备。第72页/共96页732.2.必须充分考虑施工期出现的体系转换问题必须充分考虑施工期出现的体系转换问题 结构体系转换：结构体系转换：施工过程中，当某一施工程序完成后，桥梁结施工过程中，当某一施工程序完成后，桥梁结构的受力体系发生了变化。构的受力体系发生了变化。

43、(a)(b)(c)ABCDAABBCCDD临时固结边跨合龙段永久支座支架中跨合龙段T型钢构单悬臂连续梁第73页/共96页74第74页/共96页75第75页/共96页76第76页/共96页77 二、悬臂施工方法分类1、悬臂浇注法 利用悬吊式的活动脚手架（移动式挂蓝），以桥墩为中心，对称向两岸进行梁体制作（模板、钢筋、混凝土），待节段混凝土达到规定强度后，张拉预应力筋并锚固；挂蓝前移，浇注下段梁体混凝土。 节段25m。节段过长，增加梁体自重和挂蓝重量；节段短，接缝多，工期长。挂篮的型式：梁式挂篮，倾斜式挂篮，组合斜拉式挂篮。梁式挂篮的组成： （1）承重钢桁架（2）悬吊系统（3）锚固系统（4）行走系

44、统 （5）工作平台（6）底模架第77页/共96页78第78页/共96页79斜拉式挂篮第79页/共96页80第80页/共96页81 悬臂梁段0号块施工 墩顶0号块梁段采用在托架上立模浇注混凝土，同时设置临时锚固装置，使0号块梁段与桥墩固结，保证承受两侧悬臂施工产生的不平衡力矩。 施工托架的形式：扇形、门式等形式，采用万能杆件、贝雷梁、型钢等构件拼装；或者采用钢筋混凝土构件作临时支撑。 在托架上浇注0号块混凝土，托架变形对梁体质量影响较大，在对托架进行设计时，除考虑托架的强度外，还应考虑托架的刚度和整体性。采用万能杆件、贝雷梁制作托架时，可采取预压、抛高等措施，减小托架的变形。第81页/共96页8

45、2第82页/共96页83墩侧梁段的浇筑墩侧梁段的浇筑 第一对梁段施工时，由于墩位受限，将两侧挂篮的承重结构第一对梁段施工时，由于墩位受限，将两侧挂篮的承重结构连在一起，浇筑一定长度后再分开；连在一起，浇筑一定长度后再分开； 开始挂篮有困难时，设置局部支架浇筑墩两侧的前几对梁段开始挂篮有困难时，设置局部支架浇筑墩两侧的前几对梁段一个箱梁段的施工工艺一个箱梁段的施工工艺: : 移挂篮移挂篮装底、侧模装底、侧模装底、肋板钢筋和预留管道装底、肋板钢筋和预留管道装内模装内模装顶板钢筋和预留管道装顶板钢筋和预留管道浇筑混凝土浇筑混凝土养生养生穿预应力筋、张拉和锚固穿预应力筋、张拉和锚固管道压浆管道压浆第8

46、3页/共96页84梁体悬浇的施工工艺梁体悬浇的施工工艺 悬臂浇筑一般采用由快凝水泥配制的悬臂浇筑一般采用由快凝水泥配制的C40C40C60C60混凝土。混凝土。在自然条件下，浇筑后在自然条件下，浇筑后30 30 36h ,36h ,混凝土强度就可达到混凝土强度就可达到30MPa30MPa左右左右( (接近标准强度的接近标准强度的7070，这样可以加快挂篮的移位。，这样可以加快挂篮的移位。 目前每段施工周期约为目前每段施工周期约为7 7一一1010天，视工作量、设备、气温天，视工作量、设备、气温等条件而异。最常采用悬臂浇筑法施工的跨径为：等条件而异。最常采用悬臂浇筑法施工的跨径为：5050120

47、120米。米。第84页/共96页85连续梁桥悬臂施工示意图连续梁桥悬臂施工示意图 0#悬臂浇筑周期：挂篮前移、调整、立模 绑扎钢筋 浇筑混凝土并养生、拆模 张拉预应力筋 准备挂篮前移第85页/共96页862、悬臂拼装法 由移动的悬拼吊机起吊预制梁段就位，然后利用环氧树脂和纵向预应力筋联结成整体。逐段拼装，逐段前移。每节段为1.46m。节段过长，重量大，安装困难；节段过多，接缝多，工期长，施工控制难度大。悬臂拼装施工包括：梁体预制、移位、堆放和运输、梁起吊和拼装、施加预应力等工序梁段预制：块件的最佳尺寸使重量在3560t范围内 按桥梁底缘曲线制作固定底座，在底座上安装底模板、侧模板等浇注梁段。

48、底座方式：土胎、石料砌筑、打桩支架。 制作顺序：先奇数段，后偶数段，保证结合密贴。 第86页/共96页87第87页/共96页88（2 2）梁段的吊拼）梁段的吊拼 根据现场布置和设备条件不同分为根据现场布置和设备条件不同分为: :自行式吊车、门式吊车拼装自行式吊车、门式吊车拼装桥跨不高且可在陆地和便桥上施工桥跨不高且可在陆地和便桥上施工水上浮吊悬拼水上浮吊悬拼河中桥孔河中桥孔高空悬臂施工高空悬臂施工桥墩很高、水流湍急不便在水中或陆地上施工桥墩很高、水流湍急不便在水中或陆地上施工第88页/共96页89第89页/共96页90第90页/共96页91第91页/共96页92移动式吊车悬臂拼装施工用桁式吊车

49、悬臂拼装施工第92页/共96页93(3)(3)梁段接缝的型式梁段接缝的型式可采用湿接缝、胶接缝和半干接缝等几种型式可采用湿接缝、胶接缝和半干接缝等几种型式湿接缝湿接缝: :宽宽0.1 0.2m0.1 0.2m，高标号砂浆或小石子混凝土填筑达设计强度后，高标号砂浆或小石子混凝土填筑达设计强度后，再张拉再张拉胶接缝胶接缝:0.8mm:0.8mm，环氧树脂加水泥，环氧树脂加水泥半干接缝半干接缝: :悬臂拼装的经验指出，在每一拼装悬臂内设置一个半干接缝来调整悬臂位置是合理的。第93页/共96页94悬臂拼装施工的特点：悬臂拼装施工的特点：(1)(1)上、下部结构平行施工上、下部结构平行施工; ;(2)(2)减少悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变减少悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变; ;(3)(3)利于整体施工的质量控制。利于整体施工的质量控制。不足不足: :需要占地较大的预制场地。需要占地较大的预制场地。第94页/共96页95作业1.悬臂法施工关键问题？第95页/共96页96感谢您的观看！第96页/共96页