2019精品第四章 混凝土梁桥6化学

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30m跨径连续梁截面
滑移模架系统施工技术
滑模主要部件： 主梁 鼻梁 牛腿与滑移小车 横梁及外模板 内模板及内模小车 液压装置
三、悬臂浇筑施工连续梁桥
南京长江二桥北汊桥 跨径：90m+3165m+90m 截面：箱梁 梁高：根部8.8m，跨中3.0m 预应力：三向预应力体系
主梁配纵向预应力筋，钢绞线 桥面板配横向预应力筋，钢绞线 腹板配竖向预应力筋，精轧螺纹钢
第四章 连续梁桥的计算
本章主要内容
连续梁桥内力计算 徐变、收缩次内力计算 基础沉降引起的次内力计算 温度应力计算 连续梁示例
第三节 连续梁桥内力计算
一、恒载内力
必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷 载作用在不同的体系上
1、满堂支架现浇施工 所有恒载直接作用在连续梁上
2、简支变连续施工
– 时刻的应力增量在t
时刻的应变
– 从0 时刻到 t 时刻的总应变
2）时效系数
– 利用中值定理计算应力增量引起的徐变
时效系数
– 从0 时刻到 t 时刻的总应变
3）松弛系数——通过实验计算时效系数
– 松弛实验
台座 实验构件
令 松弛系数通过实验数据拟合
近似拟合松弛系数
令折算系数
徐变应力增量 换算弹性模量
截面形式、护条件、混凝土龄期有关
5.2 混 凝 土 变 形 过 程
弹性变形 收缩
回复弹性 变形
滞后弹性 变形 屈服应变
5.3 收缩徐变的影响
– 结构在受压区的徐变和收缩会增大挠度；
– 徐变会增大偏压柱的弯曲，由此增大初始偏心，降 低其承载能力；
– 预应力混凝土构件中，徐变和收缩会导致预应力的 损失；
– 徐变将导致截面上应力重分布。 – 对于超静定结构，混凝土徐变将导致结构内力重分
布，即引起结构的徐变次内力。 – 混凝土收缩会使较厚构件的表面开裂
5.4 线性徐变
混凝土棱ห้องสมุดไป่ตู้柱体强度
– 当混凝土棱柱体在持续应力不大与0.5Ra时， 徐变变形与初始弹性变形成线性比例关系
– 徐变系数——徐变与弹性应变之比
1、基本假定
– 不考虑钢筋对混凝土徐变的约束作用 – 混凝土弹性模量为常数 – 线性徐变理论
2、应力不变条件下的徐变变形计算
– 应力应变公式 – 变形计算公式
静定结构可以满足应力不变的条件
– 一次落架结构可以直接按该式计算 – 分段施工结构要考虑各节段应力是分多次
在不同的龄期施加的
3、应力变化条件下的徐变变形计算 1）应力应变公式
1）平衡方程
赘余力方向上
两跨连续梁
根据施工 情况确定
2）一次落架时
两跨连续梁
根据施工 情况确定
3）各跨龄期不同时
4）多跨连续梁
第六节 基础沉降引起的次内力计算
一、沉降规律
– 假定沉降规律与徐变相同
沉降终极值
沉降速度系数
二、变形计算公式
– 变形过程 瞬时沉降长期沉降（沉降+徐变）
瞬时沉降弹性 及徐变变形
四、变形计算
– 必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷载作用 在不同的体系上
– 根据恒载及活载变形设置预拱度——大跨径时必须 专门研究——大跨径桥梁施工控制
– 预拱度设置原则： 某节点预拱度 = －（所有在该节点出现后的荷载或 体系转换产生的位移）
第四节 预应力次内力计算
预应力初弯矩： 预应力次弯矩： 总预矩：
将Dinshinger公式应用与老化理论
• 先天理论
– 不同加载龄期的混 凝土徐变增长规律 都一样
– 混凝土的徐变终极值不因加载龄期不同而异， 而是一个常值
– 该理论较符合加载龄期长的混凝土的特性
• 混合理论
– 对新混凝土采用老 化理论，对加载龄 期长的混凝土采用 先天理论
5.6 结构因混凝土徐变引起的变形计算
赘余力方向上
微分平衡方程
2）简支变连续
按老化理论 解微分方程得：
徐变稳定力
两跨连续梁
一次落架弯矩
徐变后弯矩
成桥弯矩
3）其它施工方法
按老化理论 解微分方程得：
徐变稳定力
两跨连续梁
成桥弯矩
徐变后弯矩
一次落架弯矩
4）一次落架施工
解微分方程得：
一次落架施工连续梁 徐变次内力为零
两跨连续梁
5）各跨龄期不同时
沉降徐变 增量变形
三、力法方程
沉降弹性 增量变形
后期沉降 自身变形
• 墩台基础沉降规律与徐变变化规律相似时 • 墩台基础沉降瞬时完成时 • 徐变使墩台基础沉降的次内力减小
• 连续梁内力调整措施
– 最好的办法是在成桥后压重 – 通过支承反力的调整将被徐变释放
第七节 温度应力计算
一、温度变化对结构的影响
– 产生的原因：常年温差、日照、砼水化热 – 常年温差：构件的伸长、缩短；
连续梁——设伸缩缝 拱桥、刚构桥——结构次内力 – 日照温差：构件弯曲——结构次内力； 线性温度场——次内力 非线性温度场——次内力、自应力
线性温度梯度对结构的影响 非线性温度梯度对结构的影响
温度梯度场
二、自应力计算
温差应变 平截面假定 温差自应变 温差自应力
5.5 徐变、收缩量计算表达
1、实验拟合曲线法
建立一个公式，参数通过查表计算， 各国参数取法不相同， 常用公式有： –CEB—FIP 1970年公式 –联邦德国规范1979年公式 –国际预应力协会（FIP）1978年公式——我国 采用的公式
2、徐变系数数学模型
1）基本曲线——Dinshinger公式
一期恒载作用在简支梁上，二期恒载作用在连 续梁上
3、逐跨施工 主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重 内力图迭加而成
简支变连续.swf
4、顶推施工
– 顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面 在经过支点时要承受负弯矩，在经过跨中区段时产 生正弯矩
– 施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致 – 配筋必须满足施工阶段内力包络图
– 徐变在加载时刻有急 变
– 在加载初期徐变较大 – 随时间增长逐渐趋于
稳定
2）徐变系数与加载龄期的关系
• 老化理论
– 不同加载龄期的 混凝土徐变曲线在 任 意 时 刻 t(t>) ， 徐变增长率都相同
– 随着加载龄期的增大，徐变系数将不断减小， 当加载龄期足够长时徐变系数为零
– 该理论较符合新混凝土的特性
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50m跨径连续梁截面
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桥面板升温5度——偏不安全
我国铁路桥梁规范中规定的温度场
英国桥梁规范中规定的温度场
第八节 连续梁示例
一、简支变连续施工连续梁桥 美国 Sidney Lanier Bridge引桥 跨径：120-foot ，180-foot 截面：T梁，梁高90 inches 预应力：裸梁采用先张法预应力 二期恒载采用钢绞线12股 连接采用粗钢筋
连
续
梁
顶
推
法
施
液压千斤顶
工
示
意
图
滑动装置
• 主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点 外时
• 最大负弯矩——与导梁刚度及重量有关
– 导梁刚接近前方支点 – 刚通过前方支点
5、平衡悬臂施工
– 分清荷载作用的结构 – 体现约束条件的转换 – 主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重
内力图迭加而成
二、活载内力
压力线：
– 简支梁压力线与预 应力筋位置重合
– 连续梁压力线与预 应力筋位置相差
一、用力法解预加力次力矩 直线配筋
• 力法方程 • 变位系数 • 赘余力 • 总预矩
压力线位置
第五节 徐变、收缩次内力计算
5.1 徐变、收缩理论
– 收缩——与荷载无关 – 徐变——与荷载有关 – 收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、
T(y)=T(y) a(y)=0+y (y)=T(y)-a(y)=T(y)-(0+y) s0(y)=E(y)=E{T(y)-(0+y)}
截面内水平力平衡 截面内力矩平衡 求解得
三、温度次应力计算
力法方程
11x1T＋1T＝0
温度次力矩 温差次应力
四、我国公路桥梁规范中规定的温度场
4）变形计算公式
5）微分变形计算公式 • 应力应变微分关系
• dt时段内的微变形
5.7 结构因混凝土徐变引起的次内力计算
• 计算变形时次内力为未知数，必须通过 变形协调条件计算
• 计算有两种思路：微分平衡、积分平衡
1、 微分平衡法（Dinshinger法）
1）微分平衡方程
两跨连续梁
根据施工 情况确定
主梁预制
主梁吊装——梁重116吨
后期预应力钢筋张拉
桥面浇筑
二、移动模架施工连续梁桥
南京长江二桥北引桥 跨径：16×30m+5×50m 截面：箱梁，梁高1.5m，2.5m 预应力：双向预应力体系
主梁配纵向预应力筋 桥面板配横向预应力筋
跨径布置
236.3
3200/2
1、纵向——某些截面可能出现正负最不利 弯矩，必须用影响线加载