预应力混凝土连续梁桥

预应力混凝土连续梁桥
第三章 预应力混凝土连续梁
主要介绍预应力混凝土连续梁桥的构造及施工方 法。支架法、悬臂施工法、预制梁逐孔施工法是连续梁 桥最常用的施工方法。悬臂施工法、顶推施工法是本章 学习的难点。
第一节 预应力混凝土连续梁的构造
连续梁优点： 连续梁的承重结构（板、T梁、箱梁）不间断的连续跨越几个桥孔
常用的箱形截面形式有单箱单室、双箱单室、单箱双室及单箱 多室等（见图3-3）。
二、预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸
图3-3 板式、肋式截面 a）、b）实体截面 c）、d）空心截面 e）肋式截面
三、横隔梁设置
采用T形和I形截面的连续梁桥，因其抗扭刚度较小，为增加桥 梁的整体性和使荷载有良好的横向分布，宜设置中横隔梁和端横隔 梁。中横隔梁的数目及位置由主梁的构造和桥梁的跨径确定。常用 的横隔梁梁肋宽度为12～20cm。
二、预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸
（一）板式截面 • 1.实体截面：分矩形实体截面、曲线形板式截面。
实体板式截面多用于中小跨径，且多采用有支架整体浇筑施工。 • 2.空心截面：空心截面常用于跨径为15~30m的连续梁桥，多采用有
支架整体浇筑施工。 （二）肋梁式截面
肋梁式截面预制方便，常采用预制架设施工，并在梁段安装后 经体系转换为连续梁桥。常用跨径为25~50m，梁高取1.5~2.5m。
（一）移动悬吊模架
•
移动悬吊模架的基本结构包括三部分：承重梁、从承重梁伸出
的肋骨状的横梁以及支承主梁的移动支承。
•
承重梁也称支承梁，通常采用钢梁，采用单梁或双梁依桥宽而
定。承重梁是承受施工设备自重、模板和悬吊脚手架系统的重力和
现浇混凝土重力的主要构件。承重梁的前段作为前移的导梁，总长
度要大于桥梁跨径的两倍，后段通过可移式支承落在已完成的梁段
•
预制梁逐孔施工的优点：
（1）无需满布支架，大大减少了现浇混凝土的数量；（2）施 工中能连续操作，可以选择最佳的施工接缝位置；（3）可以使上 部结构的预制工作和下部结构的施工同步进行，施工速度快。
•
缺点：（1）施工过程中结构体系不断改变；（2）需要大型的
起重设备。该方法适合于中等跨径的桥梁。
•
预制梁逐孔施工法有两种结构体系转换的施工方式：
一、预应力混凝土连续梁桥的立面布置
等跨与不等跨布置： 大中跨径连续梁桥一般采用不等跨布置，对于采用顶推法
或先简支后连续施工法施工的桥梁，为使结构简单和模式统一， 需采取等跨布置。连续梁跨数不多时，一般采用奇数孔，以三跨 及五跨较为常见。 等截面连续梁和变截面连续梁 ： （一）等截面连续梁
等截面连续梁一般适应于中等跨径桥梁，以40～60m为宜， 也适应于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工及顶推法施 工的桥梁，立面布置以等跨径为宜（见图3-1）。
（1）简支——连续施工；（2）悬臂——连续施工。
二、预制梁逐孔施工法
图3-10 简支——连续施工
图3-11 简支——单悬臂——连续施工
三、移动模架施工法
•
移动模架施工法：
是使用移动式的脚手架和装配式的模板，在桥上逐孔浇筑施 工。它像一座设在桥孔上的活动预制场，随着施工进程不断移动 和连续现浇施工。
缺点是：（1）需要大量的脚手架，可能影响通航和排洪；（2） 设备周转次数少，施工工期长；（3）施工费用较高。该方法适用于低 矮桥墩的中小跨径连续梁桥或弯桥、宽桥、斜交桥、立交桥等复杂桥 型。
一、支架现浇施工法
支架类型： 1.支柱式：常用于陆地、不通航的河道或桥墩较矮的小跨径桥梁； 2.梁式：梁式支架可采用工字钢，钢板梁或钢桁梁。其中工字钢适
（一）等截面连续梁
图3-1 等截面连续梁的立面布置图
（二）变截面连续梁
图3-2 变截面梁的立面布置图
（二）变截面连续梁
• 当连续梁的主跨跨径达到或大于70m时，采用变截面连续 梁则更符合梁的内力变化规律，梁高度的变化基本与内力变 化一致，使结构受力合理、造价经济。变截面布置还适合悬 臂法施工的连续梁桥，施工阶段的主梁内力与运营阶段主梁 内力基本一致。
支架应满足如下要求
（1）支架要承受桥梁上部的大部分恒载，必须有足够的刚度和强度； （2）在河道中施工要能抵抗水流和漂浮物的撞击； （3）支架的基础要可靠； （4）构件结合要紧密，要有足够的纵、横、斜连接杆件，使支架具有
可靠的整体性； （5）支架在承受荷载后会有弹性和非弹性变形，在架设前应计算好，
预应力筋的数量和布筋位置都需要根据结构在使用阶段的受力 状态予以确定，同时，也要满足施工各阶段的受力需要。施工方法 不同，施工阶段的受力状态差别很大，因此，结构配筋必须结合施 工方法考虑。
四、预应力筋布置
（一）纵向预应力筋
沿桥跨方向的纵向力筋又称为主筋，是用以保证桥梁在恒、活载 作用下纵向跨越能力的主要受力钢筋，可布置在顶、底板和腹板中。 预应力混凝土连续梁桥中纵向预应力筋的布置方式有多种，与所采用 的施工方法以及预应力筋的种类等有密切的关系。 • 1.采用顶推法施工的直线形预应力筋的布置方式 • 2.采用先简支后连续施工方法的预应力筋布置方式 • 3.采用悬臂施工方法的预应力筋布置方式 • 4.整联现浇整根曲线形钢筋束锚固于梁端的布置方式 （联长或力筋 不宜过长时可分段交叉布置，在梁内、梁顶或梁底锚固预应力筋）
用于10m以下的跨径，钢板梁适用于20m以下的跨径，钢桁梁适用于 大于20m的跨径。 3.梁柱式：梁柱式支架一般在大跨径桥梁上使用，梁支承在桥梁墩 台、临时支架或临时墩上，形成多跨连续支架。 • 常用的钢支架构造：见图3-7
一、支架现浇施工法
图3-7 支架构造 a）支柱式 b）梁式 c）梁柱式
一、支架现浇施工法
箱形截面梁的抗弯及抗扭刚度大，除在支点处设置横隔梁以满 足支座布置及承受支座反力需要外，可设置少量中横隔梁。对于单 箱室截面，目前的趋势为不设中横隔梁。对于多箱截面，为加强桥 面板和各箱间的联系，可在箱间设置数道横隔梁。
四、预应力筋布置
连续梁主梁的内力主要有三个：即纵向受弯、受剪以及横向受 弯。预应力混凝土连续梁中预应力筋布置分为纵向、横向及竖向布 置。纵向预应力抵抗纵向受弯和部分受剪，竖向预应力抵抗剪力， 横向预应力则抵抗横向受弯。同时布置有三种力筋的称为三向预应 力体系；同时布置有纵向与竖向或纵向与横向的称为双向预应力体 系。
拉结束后，将支架移到下一跨施工，因此在施工过程中会出现体系
转换问题，混凝土徐变对结构产生次内力。整体支架现浇施工通常
在一联桥跨内布设支架连续施工，没有体系转换问题。
移动支架逐孔现浇施工的主要特点：
•
所用支架数量较整体支架现浇施工要少，周转次数多，利用效
率高，施工速度也比整体支架现浇施工快得多，但由于后支点位于
而形成超静定结构，具有结构刚度大，变形小，伸缩缝少和行车平顺 舒适，有利于满足现代高速行车的要求等突出优点。与同跨径简支梁 比，截面尺寸小，重量轻，节省材料。 缺点：
对地基要求高，常采用深基础，施工较复杂。
适用跨径：
✓ （1）普通钢筋混凝土连续梁--15~30m ✓ （2）预应力混凝土连续梁桥--30~150m
• 变截面形式的大跨径预应力混凝土连续梁桥，当其跨数 多于两跨时，其边跨一般为中跨的0.6～0.8倍左右。三跨连 续梁应用最广泛，当采用箱形截面的三跨连续梁时，边孔跨 径可减少至中孔跨径的0.5～0.7倍（见图3-2）。梁底立面 曲线可采用圆弧线、二次抛物线及折线等。采用变截面布置 不仅外形美观，还可节省材料并增大桥下净空高度。
缝处合龙。为使接缝处混凝土结合紧密，通常把该处腹板做成企口
缝或齿形，同时腹板与底板不能在同一竖截面内接头。
整体支架现浇施工程序框图：见图3-8
一、支架现浇施工法
图3-8 整体支架现浇施工程序框图
一、支架现浇施工法
（二）移动支架逐孔现浇施工
移动支架逐孔现浇施工与整体支架现浇施工的区别：
•
移动支架逐孔现浇施工仅在一跨梁上设置支架，当预应力筋张
第二节 预应力混凝土连续梁的施工
一、支架现浇施工法
支架现浇施工法是直接在支架上安装模板、绑扎钢筋骨架，预 留孔道，现场浇筑混凝土并施加预应力的方法。通常可以在一联桥跨 上布设支架进行整体支架现浇施工，也可以仅在一跨梁上使用移动支 架逐孔现浇施工。
（一）整体支架现浇施工
整体支架现浇施工的优点是：（1）混凝土浇筑与预应力张拉可 一气呵成，连续梁整体性好，施工平稳可靠；（2）施工中不需要体系 转换；（3）无需大型起重设备，施工方便。
上，它将重力传给桥墩或直接座落在墩顶。承重梁的前端支承在前
方墩上，导梁部分悬出，因此其工作状态呈单悬臂梁。承重梁除起
承重作用外，在一孔梁施工完成后作为导梁带动悬吊模架纵移至下
一施工跨。
（一）移动悬吊模架
图3-12 移动悬吊模架的施工程序 a）施工完成 b）放模板，移承重梁 c）前移 d）就位，安装模板
力筋，压浆后移架。
•
对于小跨径桥梁，一般采用从一端到另一端浇筑的施工顺序为
先梁身后支点，依次进行。
•
对于大跨径预应力混凝土箱形截面连续梁桥，施工时有两种方
法：一种是水平分层施工，即先浇筑底板，待达到一定强度后再进
行腹板施工，最后浇筑顶板。另一种是分段施工，即每隔20～25m
设置一条连接缝，缝宽约1m，待各段混凝土浇筑完成后，最后在接
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
二、预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸
（三）箱形截面 当连续体系梁桥的跨径超过40~60m或更大时，箱形截面是最适
宜的截面形式，而且箱梁底部一般较窄，与之相配的桥墩工程量可 大大减少，所以在高桥墩中效果更为显著。箱形截面具有很大的抗 弯和抗扭刚度，对于采用悬臂施工的桥梁尤为有利。
•
移动模架施工法的优点是：
（1）模板、钢筋、混凝土和张拉工艺等整套工序均可在模架 内完成，机械化、自动化程度高；（2）施工作业可周期进行， 不受气候等外界因素干扰，既便于管理，又能提高工程质量，加 快施工速度；（3）场地占用少，施工中不影响通行、通航。
•
缺点是：
（1）需要一整套设备及配件，耗用钢材多，一次性投入大； （2）设备的拼装、运输、维修及养护较繁琐。该方法适用于高 墩、多跨的中等跨径等截面梁桥，弯桥或坡桥也可采用。
（二）活动模架
活动模架的形式较多，主要介绍两种：一种是采用两根长度大 于两倍跨径的承重梁分设在箱梁截面的翼缘板下方，兼作支承和移 动模架的功能，不需导梁。承重梁设置在墩顶的临时横梁上，两根 承重梁间用钢螺栓框架连接。另一种是由承重梁、导梁、台车、桥 墩托架和模架等构件组成，如图3-13所示。
承重梁设置在混凝土箱梁两侧，用于支承模板和承受施工重力。 承重梁的长度要大于桥梁跨径，浇筑混凝土时承重梁支撑在桥墩托 架上。导梁主要用于运送承重梁和活动模架，需要有大于两倍桥梁 跨径的长度。当一跨梁施工完成后便进行脱模卸架，由前方台车和 后方台车在导梁和已完成的桥梁上面，沿纵向将承重梁和活动模架 运送至下一跨，承重梁就位后导梁再向前移动。
设置合适的预挠度，以保证梁体的外形尺寸及标高； （6）基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求； （7）要设置落梁设施，如木楔、砂筒和千斤顶等，以确保落架对称、
均匀，使主梁不产生局部受力状态。
一、支架现浇施工法
整体支架现浇施工的顺序为：
•
采用一联同时搭设支架，按一定程序浇筑混凝土，待张拉预应
四、预应力筋布置
（二）横向预应力筋
横向预应力筋是用以保证桥面板、横隔板的横向抗弯能力以及桥 梁的横向整体性的主要受力钢筋，一般布置在横隔板和顶板中。
（三）竖向预应力筋
竖向预应力筋布置在腹板中，主要作用是提高截面的抗剪能力。 竖向预应力筋在梁体腹板内沿纵向的布置间距可根据竖向剪力的分 布而进行调整，靠近支点截面位置较密，靠近跨中位置较疏。竖向 预应力筋常采用高强粗钢筋以减少力筋张拉锚固时的回缩损失。
一、支架现浇施工法
图3-9 移动支架逐孔现浇施工
二、预制梁逐孔施工法
•
预制梁逐孔施工法：
先在工厂或现场预制整跨梁或分段梁，然后将预制构件安装在 墩台和轻型的临时支架上，再现浇接头混凝土，最后通过张拉部分 预应力筋，使梁体集整形成连续梁。当起吊能力受到限制时，也可 沿桥的横向将梁分割，分别预制，在安装形成连续梁体系后再进行 横向整体化施工。
悬臂端会产生较大的施Leabharlann 弯矩，因此该方法适用于中等跨径及结构
较简单的桥梁。
一、支架现浇施工法
移动支架常用的形式 ： 1.落地式：落地式支架适合于在陆地上或桥墩较低、水不深的情
况下建桥。 2.梁式：梁式支架的承重梁可支承在锚固于桥墩的横梁上，也可
支承在已施工完成的梁体上，它适合于在较深的水中建桥。 其结构形式如图3-9所示。