悬臂与连续体系梁桥

悬臂梁桥的结构类型及构造措施
1、悬臂梁桥的结构类型 悬臂梁桥的结构类型按照悬出的个数，可分为单悬臂梁桥和 双悬臂梁桥。 （1）单悬臂梁桥：将简支梁的一端加长至支点外形成； （2）双悬臂梁桥：将简支梁的两端均加长至支点外形成。
悬臂梁桥的构造特点

悬臂梁桥的立面布置
悬臂梁桥的横截面
悬臂梁桥的计算要点
挂孔：一般采用肋梁
5、梁高 一般采用变高度梁 支点梁高/跨中梁高=2~2.5
优点：增加支点抗弯能力
不增加很多的弯矩 底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折线
6、腹板及顶底板厚度 顶板：满足横向抗弯及纵向抗压要求 一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制
腹板：主要承担剪应力和主拉应力
一般采用变厚度腹板，靠近悬臂端处受构造要求控 制，靠近支点处受主拉应力控制，需加厚 底板：满足纵向抗压要求 一般采用变厚度，悬臂端主要受构造要求控制，支 点主要受纵向压应力控制，需加厚

1、杠杆原理法
该法适用于初步设计阶段。是近似假定被简支在两箱中线处 的支点上，绘出梁一个支点的反力影响线，在影响线上布置 最不利车辆荷载确定反力，该反力即为荷载横向分布系数。

2、弹性支承梁法
该法的基本原理为：将悬臂梁两端沿纵向截取 1m长的梁段， 每片悬臂梁对该梁段的弹性抵抗力各用一根弹簧支撑来模拟， 最后按照最不利工况布置车辆荷载后，计算得到支点处两个 弹簧支撑反力即为求得的悬臂梁的竖向荷载横向分布系数 m 。 弹簧的刚度： 竖向
3、缺点：带铰的T形刚构桥由于温度变化，混凝土收缩徐变 和基础不均匀沉陷等因素的作用会使结构内产生很难准确计 算的附加内力，而且悬臂端因塑性变形产生挠度不易调整以 致带来行车不平顺以及有时施工中还要强迫合拢等许多不足。
其次，剪力铰不仅结构复杂、用钢量多，造成费用增加， 而且铰和梁的刚度差异引起结构变形不协调，致使桥面不平 顺，导致行车不舒适。上述种种缺点限制了带铰 T 形刚构桥 的应用范围。
H- 汽车制动力或因温度变化引起的制作摩阻力，取较大者， 当不计附加荷载时，H =0；
h h M R(e tan ) H ( ) 2 2
-支座垫板高出牛腿底面的高度。
-斜截面对垂直截面的倾斜角，竖直截面ab倾斜角 =0；
三、验算截面内力

1、竖直截面（按抗弯构件验算）（ 0）

4、适用

钢筋混凝土：中、பைடு நூலகம்跨径 预应力钢筋混凝土：大跨度


直腿刚架（门式）和斜腿刚架：中、小跨径
T形刚构、连续刚构：大跨度
T形刚构桥的结构类型及构造

一、T形刚构桥的主要特点
T 形刚构桥是一种具有悬臂受力特点的梁式桥，最早采 用钢筋混凝土结构。由于钢筋混凝土梁式结构承受负弯矩， 顶面裂缝不可避免，因此钢筋混凝土 T形刚构不可能做成很 大的跨径。而预应力混凝土 T形刚均可直接采用悬臂施工法， 从 20 世纪 50 年代产生以来，预应力混凝土 T 形刚构得难了迅 速发展。

3、形式：
（1）刚构构造分为直腿刚构（门式）和斜腿刚构。 （2）V形墩刚构桥：为减少支柱肩部的负弯矩峰值，将支柱 做成V形墩形式。 （ 3 ）带拉杆形式：为方便采用悬臂施工，并且减少跨中正 弯矩和挠度值，做成两端带拉杆的结构形式，施工时可在端 部临时压重。 （4）T形刚构：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.

恒载包括包括主梁自重内力 SG 1 和二期恒载（栏杆、灯柱 等） S G 2 引起的内力。
SG1 g( x) y( x)dx
L
式中 SG 1 为主梁自重内力（弯矩或剪力）， S G 2 为主梁自重 集度，为相应主梁内力影响线坐标。

悬臂梁桥的设计计算
（二）活载内力 1、纵向--某些截面可能出现正负最不利弯矩
N H Q R h M Re H ( ) 2

2、45°斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）

3、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）

4、专门空间分析 对于重要的牛腿应作专门课题来验算
3.2 T形刚构桥

刚构桥的概念
一、定义： 1 、定义：桥跨结构 (梁或板 ) 和墩台整体相连的桥梁称为刚 构桥。 2、受力特点： （ 1 ）梁墩柱刚性连接，梁因墩柱的抗弯而卸载，整个体系 是压弯结构，也是有推力结构。 （ 2 ）刚构桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修 建 较 小 的 跨 径 。 （3）刚构桥施工较复杂，一般用于跨度不大的城 市或公路的跨线桥和立交桥。 （4）现在采用预应力混凝土和悬臂施工的刚构 桥，己成为大跨度桥梁竞争方案之一。

二、T形刚构桥的分类
预应力混凝土 T 形刚构桥，分为跨中带剪力铰的和跨内 设挂梁的两种基本类型。

(1)带铰的T形刚构桥
1、带铰的T形刚构是一种超静定结构，它的上部结构全部是 悬臂部分，相邻两悬臂通过剪力铰相连接。 2 、优点：剪力铰是一种只传递竖向剪力而不传递纵向水平 力和弯矩的连接构造。当在一个 T 构结构单元上作用有竖向 荷载时，相邻的 T 构单元通过剪力铰共同参与受力。从结构 整体受力和牵制悬臂端的变形分析，剪力铰对 T 形刚构桥的 内力起到有利作用。
xi -i 号节点的 x轴坐标；
b -沿顺桥向单位长桥面板，按图3-30（b）计算在单位力作 用下的垂直位移；

一般特点
1、跨径布置 各跨跨径比 悬臂长与跨径比 2、具体考虑因素 （1）材料
钢筋混凝土：悬臂较短，减小负弯矩
预应力混凝土：悬臂可适当加长 （2）施工方法
纵向分缝：必须考虑锚孔的吊装重量
横向分缝：可适当加长悬臂长度
3、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。 4、截面形式
悬臂部分：吊装时采用肋梁，悬臂施工时采用箱梁
CW , C
1、 CW 的计算 T 形刚构桥上的悬臂端与固定端同属静定结构体系。当两者 截面尺寸完全相同、自由端同时施加单位力 P=1时，在根部 截面产生的内力完全相同，但前者在自由端产生的垂直挠度 却大于后者。所以计算 CW 时可以按照固端悬臂梁图进行计 算，对于变高度悬臂梁则应用有限元程序计算。如图所示。
计算假定和计算模型

悬臂梁自由端的弹簧支承刚度 K1为：

桥面板范围内弹簧反力由该节点处集中弹簧支撑所在长度 范围内的固端反力构成，由此计算某节点处的弹簧支承刚 度 K1 为：
1 K1 2 B L 2 b n
2CITb
2CITb i 1 i K1 B2 ( Lx1) 2 b
第三章 悬臂与连续体系梁桥
悬臂与连续体系梁桥内容
悬臂与连 续体系梁 桥
悬臂梁桥
T形刚构桥
连续梁桥
连续刚构 桥
3.1 悬臂梁桥

悬臂梁桥的概念 悬臂梁桥的结构类型和构造特点 悬臂梁桥的一般构造和适用场合

悬臂梁桥牛腿的构造特点和计算
悬臂梁桥的基本概念

将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。
悬臂梁桥的等刚度法

出发点
1、横向分布体现肋主梁抗弯与抗扭能力的比例关系； 2 、不同体系的梁桥抗扭性能基本相同，抗扭刚度只与抗扭 惯矩有关； 3、体系不同体现在总体抗弯刚度上； 4、采用挠度相等的办法计算等代刚度。
等代刚度的原理示意

边跨

边跨
等代简支梁法原理示意

中跨--锚梁与挂孔刚度相差悬殊时，悬臂等代为跨度l 22
2、横向：
箱梁--专门分析 多梁式--横向分布系数，必须考虑横向分布系数沿桥纵向的 变化 支点：杠杆原理
挂孔、悬臂：采用等刚度原则简化为等代简支梁，采用刚性 横梁法或比拟正交异性板法计算。

活载内力计算
S (1 (mcqk miPkyi )
式中 m 为悬臂梁桥的荷载横向分布系数，y 为内力影响线竖 标，其他分别为冲击系数、荷载折减系数、车道荷载等。
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。
T形刚构桥的计算

主要内容：
1、荷载横向分布计算 2、并联两箱梁桥面板横向内力计算
3、悬臂梁因徐变和温差产生的变形
4、牛腿计算 本书仅对前两项内容进行详解。
一、T形刚构桥荷载横向分布计算

主要计算两个参数
的简支梁，挂孔等代为相同跨度的简支梁

中跨--锚梁与挂孔刚度相近时，悬臂与挂孔联合等代为跨 度 2l 2 l 3 的简支梁
牛腿的计算

一、计算截面宽度

二、计算截面内力

计算截面内力方程
N R sin H cos
Q R cos H sin
R-恒载和汽车荷载下支点反力（汽车荷载计入冲击力）；

2、 C 的计算
1 Si Sm Si Si 1 ( ) G IT 0 ITm ITi
（1）当单元长度 Si 不完全相等时，
C
（2）当单元长度 Si 相等时，悬臂梁均划分为m个单元，
S 1 1 1 C 2 2G IT 0 ITm ITi
V形墩刚构桥： 荷兰布里尔斯马斯桥
日本：茨城县十王川桥 V形墩刚构桥
桂林漓江桥 1987年 95m 国内第一次采用V形桥墩
带拉杆形式刚构桥
带铰的T形刚构桥
带挂孔的T形刚构桥

（ 5 ）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝 土联成整体，则为连续刚构，亦称为连续一刚构连续体系 ,简称为连续刚构桥。 （6）分离式连续刚构桥：对于主梁连续时的多跨刚架桥， 当强烈全长太大时，或者做成数座相互分离的主梁连续式 刚构桥，主要用于城市高架桥。