混凝土悬臂与连续体系梁桥的计算
悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析
J IA N Z A OJ I SH U㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期５２１㊀收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ０５;修改日期:２０２０Ｇ０４Ｇ１６作者简介:魏明亮(１９８８－),男,河南舞阳人,硕士,工程师．悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析魏明亮,㊀刘三奇(安徽省综合交通研究院股份有限公司,安徽合肥㊀２３０００１)摘㊀要:在预应力混凝土连续箱梁悬臂施工过程中,为保证梁体施工期间结构稳定和安全,需对梁体施工时实施临时固结措施.该文结合滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁悬臂施工实例,详细介绍临时固结设计施工及抗倾覆稳定性检算方案,确保梁体结构的稳定和安全.关键词:悬臂施工;预应力连续梁;临时固结;抗倾覆稳定性中图分类号:U ４４２㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０２０)０３Ｇ０５２１Ｇ０２㊀㊀挂篮悬臂法施工在跨河㊁跨路及高墩大跨等桥梁的施工中具有出显著的优势,因此该方法在预应力连续梁施工中得到广泛应用.在预应力混凝土连续梁悬浇施工过程中,由于不对称浇筑㊁一侧混凝土超重等因素都会在墩顶引起不平衡弯矩,并可能引发梁体倾覆.为了抵抗不平衡弯矩的作用,防止意外发生,设计及相关规范文件均要求设置墩梁临时固结措施.查阅相关资料,墩梁临时固结抗倾覆计算没有统一的方法.同时临时固结方案一般由施工单位自行设计.设计文件一般会给出最大不平衡弯矩M 和相应的竖向反力N .以设计文件为依据计算的支反力大多为压应力.在施工中,如果在悬臂浇筑过程中,挂篮及浇筑混凝土突然坠落,在这种工况下,最不利的倾覆弯矩有可能会产生拉应力,进而引发T 构倒塌,必然导致重大人员伤亡及经济损失,这虽然是施工中的特殊事件,但仍要引起施工单位的高度重视,避免此类安全事故的发生.该文结合工程实例按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算不平衡弯矩,工况荷载考虑一侧挂篮自重及梁段混凝土自重,计算结果与施工图设计说明检算的不平衡弯矩比较取最不利弯矩,由最不利弯矩检算临时固结稳定性.１㊀工程实例滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块长１４m ;中心高７．２m ;底宽６．７５m ,总方量为４８５．１m３,重量为１２１２．７５t .０＃块等截面长度为４m ;变截面长５m ,单侧外露墩身梁体长度为５．２m .桥梁纵断面如图１所示,横断面如图２所示.图１㊀纵断面布置图图２㊀横断面布置图在悬臂施工过程中,常用的临时固结方法见表１.表１㊀临时固结方法分类表序号临时固结方法１墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成墩梁固结２墩顶预埋钢筋和砂筒组合成墩梁固结３钢管混凝土或钢筋混凝土立柱与桩内预埋钢筋组合成墩固结４预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结㊀㊀滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块临时固结采用两侧布置的４根钢管柱组成临时固结体系,钢管柱采用直径１０００m m 钢管,内部浇筑C ３０混凝土,钢管柱顶㊁底部采用底部设直径２５m m 粗钢筋分别与０＃块及承台联结,钢筋环向布置２０根钢筋,钢管柱底与承台间并设预埋钢板进行焊接,并采用加劲肋加强,在钢管顶部设置钢板.２㊀仿真分析计算采用桥梁结构有限元分析软件M I D A SC i v i l ２０１２建立T 构最大悬臂状态的空间离散模型,按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算.T 构最大悬臂仿真模型如图３所示,工况划分及内容见表２.１２５J IA N Z A OJ I SH U５２２㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期图３㊀T 构最大悬臂仿真模型表２㊀工况划分及内容工况内容工况１~１３１~１３＃梁段挂篮及混凝土坠落工况１４设计不平衡弯矩２．１㊀材料特性各构件材料的容重及弹性模量等参数见表３.表３㊀材料特性值名称容重/(k N /m３)弹性模量/(N /m m２)混凝土２６３．４５e ＋００４钢材７８２．０６e ＋００５２．２㊀荷载组合施工图设计说明检算不平衡弯矩考虑:(１)一侧混凝土自重超重５％.(２)一侧施工线荷载为６．４k N /m ,另一侧为３．２k N /m .(３)施工挂篮的动力系数,一侧采用１．２,另一侧采用０．８.(４)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在２０t 以下.(５)一侧风向上吹,按风压强度W ＝８００P a.设计文件未考虑一侧挂篮突然坠落的情况.本次检算考虑一侧挂篮及梁段混凝土掉落.由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态.因此最不利荷载组合为:挂篮自重＋悬臂端块段混凝土自重＋梁体自重,梁体自重由软件自动计算,挂篮自重按６５０k N .抗倾覆稳定性验算结果见表４.表４㊀计算结果汇总表工况钢管柱临时固结未坠落侧反力/k N坠落侧反力/k N工况１３７３７２．３１１１４．６工况１４６０６３．２１８５３．６㊀㊀㊀备注:支反力为一侧单钢管立柱支反力.由表４结果可知,在工况１３下即最大悬臂状态下挂篮及砼坠落,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为７３７２．３k N .在工况１４即设计不平衡弯矩为６１５２６k N m ,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为６０６３．２k N .取反力较大值７３７２．３k N 进行验算:钢管立柱直径为１０００m m ,壁厚１４m m (Q ２３５),钢管内部灌注C ４０混凝土.按«钢管混凝土结构技术规范»(G B５０９３６－２０１４)验算其承载能力如下:N u ＝φe φl N ０㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋αθ)㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋θ＋θ)θ＝A s fA c f c㊀㊀系数α取值见表５.表５㊀系数α取值混凝土等级α值ɤC ５０２C ５５~C ８０１．８㊀㊀柱的等效计算长度:L e ＝１２．２４m ;钢管外直径:D ＝１m ;钢管内核心混凝土横截面面积:A s ＝３．１４ˑ４８６２＝７４１６５５．４４m m ２;钢管横截面面积:A s ＝３．１４ˑ(５００２－４８６２)＝４３３４４．５６m m ２;钢管混凝土构件的套箍系数:θ＝A s f s /A c fc ＝０．５９９;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N ０＝０．９A c fc (１＋αθ)＝２９３４３．９k N ;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N u ＝ψL ˑN ０＝０．８１ˑ２９３４３．９＝２３７６８．６k N＞７３７２．３k N .安全系数＝２３７６８．６/７３７２．３＝３．２２＞１．５,满足要求.３㊀结束语通过对滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析探讨,可为类似连续梁悬臂施工临时固结体系抗倾覆检算提供参考.针对临时固结体系设计及悬臂施工过程提出如下建议:(１)悬臂T 构除计算抗倾覆稳定性检算除考虑设计文件提供的倾覆参数外,还应考虑施工过程中的特殊情况.悬浇梁施工过程中T 构最大倾覆弯矩是在悬浇最远节段时挂篮及新浇筑混凝土坠落产生.(２)挂篮及新浇筑混凝土坠落产生的倾覆弯矩对临时支座可能会产生拉应力.(３)悬臂浇筑混凝土时,尽量保持同步浇筑.无法同浇筑时,可采取分阶段交替浇筑.在混凝土分阶段交替浇时,悬臂两端混凝土偏差应严格控制在５方以内.(４)在悬臂施工中,尽可能避免挂篮坠落的情况发生,特别是大跨径的连续梁.参考文献[１]㊀苏克啟．悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨[J ]．科技资讯,２０１４(３):９５－９６．[２]㊀郅友成．悬臂浇筑连续梁临时固结体系计算分析[J ]．铁道建筑技术,２０１４(z １):６１－６４．[３]㊀丁东．连续梁悬臂施工临时固结设计与检算[J ]．城市道桥与防洪,２０１３(７),２２２－２２３．[４]㊀高翔,李广平．南丫大桥上部施工０＃块临时固结施工技术[J ]．中国水运(下半月),２０１２,１２(４):１９６－１９７．[５]㊀王兴忠,谭崇杰,纪彦飞．连续弯梁桥临时支座设计及受力分析[J ]．甘肃科技,２０１１,２７(２４):１２６－１２８．[６]㊀中华人民共和国交通运输部．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范:J T G３３６２－２０１８[S ]．北京:人民交通出版社,２０１８．[７]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．钢管混凝土结构技术规范:G B５０９３６－２０１４[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１４．２２５。
悬臂梁计算公式一览表
悬臂梁计算公式一览表
以下是悬臂梁计算中常用的公式一览表：
1. 悬臂梁的弯矩公式：
弯矩(M) = (载荷(F) × 距离(L)) / (支点到载荷的距离)。
2. 悬臂梁的最大弯矩公式：
最大弯矩(Mmax) = (载荷(F) × 距离(L))。
3. 悬臂梁的挠度公式：
挠度(d) = (5 × 载荷(F) × 距离(L)^4) / (384 × 弹性
模量(E) × 惯性矩(I))。
4. 悬臂梁的最大挠度公式：
最大挠度(dmax) = (F × L^3) / (48 × E × I)。
5. 悬臂梁的剪力公式：
剪力(V) = 载荷(F)。
6. 悬臂梁的最大剪力公式：
最大剪力(Vmax) = 载荷(F)。
7. 悬臂梁的应力公式：
应力(σ) = (M × 距离到中性轴的距离(y)) / 惯性矩(I)。
8. 悬臂梁的最大应力公式：
最大应力(σmax)= (Mmax × y) / I.
9. 悬臂梁的挠度与载荷关系公式：
挠度(d) = (F × L^3) / (3 × E × I)。
10. 悬臂梁的自振频率公式：
自振频率(f) = (1 / (2π)) × √(弹性模量(E) / (质量(m) × 惯性矩(I))))。
这些公式可以用于计算悬臂梁在不同载荷和条件下的弯曲、挠度、剪力和应力等参数。
请注意，在实际应用中，还需要考虑材料的性质、几何形状和边界条件等因素，以获得更准确的计算结果。
桥梁工程第7章 悬臂梁桥、连续梁桥和连续刚构桥
悬臂梁桥还需在跨间增加悬臂和挂梁间的牛腿及伸缩装臵, 行车 条本港大桥( 主跨 510 m)
6
目前, 国内采用箱形截面的钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为 55 m, 常用跨径在30 m以内, 国外一般在 70 ～80 m。 预应力混凝土悬臂 梁桥国内常用跨径为 30 ～50 m, 国外最大跨径为 150 m。 三孔预应 力混凝土悬臂梁桥, 在采用平衡悬臂法装配施工时, 中孔也可不用 挂梁而仅在跨中用剪力铰相连, 这种带剪力铰的悬臂体系为一次 超静定结构。 苏联曾建造过一座中跨跨径为 128 m 的悬臂梁桥。 除钢筋混凝土和预应力混凝土悬臂梁桥外, 还有钢悬臂梁桥, 如重庆嘉陵江大桥, 日本港大桥 ( 图 7. 2 ) , 美 国的康摩多 巴雷桥
底板和顶板厚度提供了构造上的保证。 腹板与顶、底板连接处的
梗腋常用布臵形式参见本章第二节连续梁桥有关内容。 宽桥宜采用单箱双室截面, 其顶板、底板、腹板厚度可参照单 箱单室截面的规定取用, 但中间腹板厚度可以比两侧腹板厚度小 5 cm。
第三篇 悬臂与连续体系梁桥ppt课件
9
力学特点及适用范围 （1）由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。 （2）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。 （3）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(由于混凝上的塑性性质，这种内力会随 着时间逐渐减小)考虑次内力影响。 适用：钢筋混凝土一般跨径不超过25～30m。
对多跨双悬臂带挂梁结构 边跨为中跨的0.75～0.8，挂孔的长度为中跨的0.5～0.6（钢筋砼）和 0.5～0.7（预应力砼）。
19
20
2）高跨比h/L
T形梁的跨中梁高为跨径的1/12～1/20，支点处梁高通常加大到 跨中梁高的1～1.5倍。
大跨径箱形截面时，跨中梁高可减小至（1/20～1/30)l，在此情 况下支点梁高一般为跨中梁高的2～2.5倍。
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 6
二、体系特点 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 • 从活载方面，如果梁只在悬臂梁的锚跨做活载引起的跨中
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，减小跨内主梁高 度和降低材料用量，经济；
• 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：60～150m
悬臂梁桥的设计与计算PPT课件
Q 0 R
M 0
Re
H
h 2
27
2、45°斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）
Zj
Rj cos45
Z j1R g( A gw A gH c4 o 5 s A gc v 4 o)5 s s 28
3、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）
判别标准： 边缘应力最大
A
b1
h cos
W
1 6
•
b1
23
中跨——锚梁与挂孔刚度相近时 悬臂与挂孔联合等代为跨度2l2+l3的简支梁
24
第三节 牛腿计算
一、计算截面宽度
25
二、截面内力
N Rs in H cos Q Rcos H s in
M
Re h tg 2来自H h 2 26
三、验算截面内力 1、竖直截面（按抗弯构件验算）
N 0 H
• 腹板——下弯的纵向钢筋 需要时布置竖向预应力钢筋
16
6、牛腿 • 截面小、受力复杂
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第二节 悬臂梁桥的计算要点
一、恒载内力 • 静定结构 • 变截面 • 手算可采用影响线加栽 • 施工中的内力状态可能出现控制应力
18
二、活载内力
1、纵向——某些截面可能出现正负最不利 弯矩
2、横向
• 箱梁——专门分析
9 石嘴山黄河公路桥 90
10
安徽五河淮河桥
90
30.4
29 .2
5.0
1.9
半立方抛 物线
10
2、截面形式 • 悬臂部分（锚孔）——吊装时采用肋梁
悬臂施工时采用箱梁 • 挂孔——一般采用肋梁，便于吊装
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3、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
悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨
悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨摘要：以连续梁悬灌施工现场实例，详细介绍临时固结体系的施工及检算方案，确保梁体结构的稳定和安全。
关键词：连续梁悬臂法施工墩梁临时固结体系;1 概述预应力混凝土连续梁桥由于桥型美观、跨度适用范围大、桥位现场条件要求低等优点，广泛应用于公路、市政道路桥梁工程中。
悬臂法施工是连续梁常见的一种施工方法，该方法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显现出独特的优势。
对于采用挂篮施工的预应力混凝土连续梁，相关施工技术规范和设计文件均要求在悬臂浇筑前“应先将墩顶梁段与桥墩临时固定”。
设计文件明确悬臂段的最大不平衡弯矩和竖向反力。
同时，这个结构大多由施工单位自行设计施工。
查阅相关专业书籍，关于墩梁临时固结抗倾覆设计没有统一的计算方法。
以设计文件为依据（最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N）所计算出来的临时支座反力大多为压应力。
但是在施工组织设计时，有的临时支座上还是布置了预应力钢绞线或者精扎螺纹钢筋。
这种设计布置与自己的计算结果不相符，不但无法说服自己，也无法解释别人的提问，这种计算方法理论说服性不强。
经过对各类跨度T构的研究以及业内同行的讨论，总结认为：以设计文件给定的M和N确定临时支座抗压强度；以挂篮连带悬臂节段混凝土状态坠落为最不利倾覆弯矩计算产生的拉应力，确定临时支座的锚固拉力；再以抗压混凝土和锚固钢筋一体化核算规范所要求的安全系数；以当地最大风荷载检算T构抗扭和抗平移能力。
这样的计算方法既满足了设计抗倾覆要求，又满足了悬浇的最大风险因素要求，同时也满足施工中最大不平衡荷载的要求。
锚固拉筋的设置有理有据，计算方法既合理又合情。
2 T构倾覆荷载的研究2.1 最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N经过多个设计文件比较，设计给的最大不平衡弯矩M与最大悬臂端挂篮重量产生的弯矩相当，竖向反力N与T构自重相当。
按照设计给的最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N计算结果，墩顶临时支座大多为压应力，极少有拉应力。
工学第七章悬臂和连续梁桥简介
4）多箱多室截面（e）
5）分离式箱形截面（g、h）
说明：悬臂部分（锚孔）——吊装时采用肋梁，悬臂施工时
采用箱梁；挂孔——一般采用肋梁，便于吊装
3、配筋特点：
纵向钢筋——悬臂上只承担负弯矩，配置负弯矩钢筋
——锚孔可能承担正或负弯矩需双向配筋
腹板——下弯的纵向钢筋，需要时布置竖向预应力钢筋
2 cos
tg 2
2h( R N y sin )
3 Re H ( 2h 3 ) N y cos ( 2h 3m )
（4）、专门空间分析
对于重要的牛腿应作为
专门课题来验算
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Lg
35
40
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25
30
25
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.2
悬臂主梁尺寸(m)
底缘曲线
H2
H1
三次曲线
11.0 3.2
10.0 2.5
8.5
7.5
2.0
2.0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
园弧线
园弧线
10.1
9.2
园弧线
5.0
1.9
半立方抛
物线
5、牛腿构造特点
牛腿的高度不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半，但要
传递较大的力——成为上部结构的薄弱部位，凹角处应
(3)双悬臂梁（或单悬臂梁）与简支挂梁联合组成多孔悬臂梁桥
多跨悬臂梁桥
(4)带挂梁的T形悬臂梁桥
多跨连续梁桥
T形刚构桥
其它特点：
（1）悬臂端容易下挠，行车舒适性较差。
（2）一般为静定结构，结构内力不受温度、混凝土收缩徐变
连续刚构桥
悬臂浇筑连续梁、连续刚构(高速铁路桥梁施工)
三、梁段悬浇施工
(五)梁段混凝土的浇筑
2、若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注。 (1)二次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部分。 (2)三次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次是腹板下承托至腹板上承 托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托至顶板。 3、混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从 而避免新、旧混凝土间产生裂缝。
四、合龙段施工及体系转换
(一)合龙程序
不同的悬灌和合龙程序，其引起的结构恒载内力不同，体系转换时由徐变引起 的内力重分布也不相同，对此应在设计和施工中予以充分考虑。 1、从一岸顺序悬灌、合龙。
这种方法可使施工机具、设备及材料从一岸通过已成结构直接运输到作用面 或附近；另外，在施工期间，单T构悬灌完成后很快合龙，形成整体，故未成 桥前结构的稳定性和刚度较强。当作业面较少，对工期较紧者不适用。
三、梁段悬浇施工
(一) 挂篮简介
2、挂篮的分类与构造
平行桁架式挂篮
三、梁段悬浇施工
(一) 挂篮简介
2、挂篮的分类与构造
平弦无平衡重挂篮
三、梁段悬浇施工
(一) 挂篮简介
2、挂篮的分类与构造
菱形桁架式挂篮
三、梁段悬浇施工
(一) 挂篮简介
2、挂篮的分类与构造
菱形桁架式挂篮
三、梁段悬浇施工
(一) 挂篮简介
广泛用于预应力混凝土T形刚构桥、悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、桁架
桥、拱桥及斜拉桥的主梁施工中。
预备知识——悬臂施工法
东海大桥辅通航孔T构双悬臂施工
预备知识——悬臂施工法
红河大桥T构悬臂施工
预备知识——悬臂施工法
东海大桥辅通航孔T构双悬臂施工
关于悬臂连续梁合龙段的配重与体系转换
关于悬臂连续梁合龙段的配重与体系转换摘要：在悬臂连续梁合龙段施工中，桥梁的配重平衡对施工过程的安全性和整体工程顺利实施起着至关重要的作用。
本文重点探讨了悬臂连续梁合龙段的配重与体系转换技术。
关键词：合龙段；配重；体系转换一、悬臂连续梁合龙段的配重（一）悬臂连续梁合龙段的配重悬臂浇筑是在桥墩两侧逐段对称地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后进行张拉，移动机具模板（挂篮）继续浇筑下一节段。
合龙段施工是悬灌梁体施工的一道关键工序，在主梁悬臂灌注完毕后均应尽快完成与边跨现浇段的合龙和中跨合龙段的现浇施工，使主梁由双臂状况转化为连续整体，结构体系发生变化，在合龙段施工过程中，在混凝土自重、温度变化、施工荷载的作用，在悬臂梁端产生位移，影响合龙段混凝土悬臂梁端的连接。
在悬臂法施工过程中，要特别注意平衡浇筑。
配重是所有悬臂合龙施工的关键技术之一。
如果配重不合理，不平衡力可能会造成已形成结构的倾覆。
因此，采用悬臂施工时，配重处理措施是该类桥能否成功修建的关键。
（二）悬臂连续梁合龙段配重应注意的问题1、配重方式连续梁在合龙段混凝土的施工中，常采用的配重方法是在合龙段两侧利用水箱的等量效应。
即在浇筑混凝土的同时采用同步等量放水以保持悬臂端的稳定性，使之不发生较大的竖向变形，或者采用在合龙段两侧堆上事先已称好重量的砂袋、土袋或其他袋装物。
在浇筑混凝土时采取同步等量卸载的方法。
这两种合龙段施工的配重施工工艺已经相当成熟。
水箱配重施加和卸载都比较方便，但需要较大的水箱。
没有水箱的条件下可以采用沙袋配重。
对于挂篮法悬臂施工的桥梁还可以通过挂篮压重和前后移动来调节箱梁高程。
2、配重大小的选择1）最大配重W总max的确定从悬臂梁安全角度出发确定最大配重。
根据设计图和结构的实际情况，计算悬臂梁的实际承载能力，由此确定最大配重W总max。
W总max包括基本配重W基本和附加配重W附加。
2）最小配重W总min的确定根据合龙段重量及施工机具确定最小配重：W总min=W基本+W附加1其中W附加1包括合龙段的模板重量、吊架重量、水箱重量、施工机具和人员的重量。
悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥设计
的应力集中。
⒉横隔梁的普通钢筋布置
在横隔梁内有必要设置防收缩钢筋: 横隔板受到底板和腹板的约束影响; 水泥水化热产生内外温差而引起早期裂
缝。 在横隔梁内布强筋: 在横隔梁孔洞（人孔）处切断的纵横向
钢筋; 考虑开孔后局部应力集中影响，有时需
要在孔洞周边特别加强布筋。
其它区域的普通钢筋布置
①锚块后配筋:钢筋配置必须达到足够承 受50%的预应力筋的力;
新西兰规范箱梁温度梯度模式
h为黑色沥青层厚度（mm）。 h为黑色沥青层厚度（mm） 。 h为黑色沥青层厚度（mm）
。
荷载组合与截面强度验算
一、荷载组合 公路桥梁设计荷载按《公路桥涵设计通用规范》 二、荷载安全系数和设计内力值
桥梁结构按极限状态设计，应进行承载能力极限状态 和正常使用极限状态计算。应考虑不同的荷载安全系 数进行内力组合。
拉损破坏
箱梁桥的横向计算
在悬臂浇筑中施工安全度控制
⒈最大悬臂状态施工荷载 ①考虑梁重不均匀（如一悬臂重增大4%，另一悬臂重减少4%）； ②考虑施工动力系数（如一端采用1.2，另一端采用0.8）； ③考虑不同步施工（如相差一个节段）； ④考虑施工临时堆载（按实计算）； ⑤考虑一端挂篮浇筑突然坠落，冲击系数取2； ⑥考虑风力作用（按《规范》要求）； ⑦考虑地震影响（按《规范》要求）。 ⒉根据实际情况考虑荷载组合，验算墩身应力和基础承载力。 ⑴结构图式：按支撑在腹板底的横向框架进行内力分析和计算； ⑵考虑自重（含二恒）、预应力、活载、箱内外温差等荷载组合； ⑶活载按《规范》考虑纵向分布宽度，取纵向长度为1m的箱梁为计算单元； ⑷按一般的平面分析程序进行计算； ⑸变截面梁可选取墩顶、L/2、L/4为代表性横向断面； ⑹根据计算结果配置顶板横向预应力筋和普通筋。
悬臂浇筑连续梁合拢段施工计算
悬臂浇筑连续梁合拢段施工与计算摘要：合拢段施工是悬臂浇筑连续梁施工和体系转换的关键环节，梁体混凝土因昼夜温差的影响产生膨胀收缩，会造成合拢段新浇混凝土的开裂，影响混凝土的受力状态及悬浇梁体系转换的完成。
合拢段施工必须采取科学合理的措施，设置必要的合拢刚性支撑锁定，使合拢段梁端保持相对固定，保证合拢段混凝土在凝固及工作过程中满足受力状态的设计要求，保持梁体线形，控制合拢段的施工误差。
本文以笔者参与建设的南昌向莆铁路东新桥312#~315#墩（40+64+40）m跨富山大道连续梁施工为例，对悬浇连续梁合拢段的体系转换和预应力施工作了概述，并重点对中跨合拢段刚性支撑锁定作了简要的理论分析和设计验算。
关键词：悬臂浇注合拢段施工刚性支撑锁定设计验算体系转换abstract: closure segment construction is the key link of cantilever continuous beam construction and system conversion. beam body concrete temperature difference between day and night due to the influence of expansion and contraction will cause the closure section of concrete cracking, impact concrete stress state and cantilever beam system conversion complete. closure segment construction must take scientific and reasonable measures, set up necessary closed rigid support locking, so that the closure section of beam end remained relatively fixed, guarantee ofthe concrete in the solidification and working process to meet the force status of the design requirements, keep the beam body alignment, control of closure segment construction error. in this paper the author participate in the construction of nanchang xiangpu railway east bridge 312 # ~ 315 # pier (40+64+40) m span continuous beam construction of toyama road as an example, on the cantilever casting of continuous girder and prestressed system conversion construction were summarized, and made brief theoretical analysis and design. with the key on mid-span closure segment of rigid support lockingkey words: cantilever pouring closure segment construction of rigid support locking design checking system conversion中图分类号：u448.21+5文献标识码：a 文章编号：1 工程概况东新赣江特大桥312#~315#墩跨富山大道连续梁上部结构设计为（40+64+40）m悬浇连续梁，其中主墩313#、314#墩各有8个标准号块，采用两套挂篮对称悬浇。
悬臂和连续梁桥简介
◆ 板式和肋梁式截面
实体板：用于中小跨径连续梁桥， 有支架现浇;
空心板：用于15～30m连续梁桥有支 架现浇，板厚可取0.8～ 1.5m;
肋梁式：用于跨径25～50m，梁高一 般取1.3～2.6m，预制架 设，并在梁段安装后经体 系转换为连续梁桥。
◆ 箱形截面
用于跨径超过40～60m（等截面）或以上（变截面），有支架现浇、 逐孔施工及悬臂施工等多种方法。
(a)
S J S /Jm =1
6.6 16.8
27.0
(b)
MS 270kN·m 300kN·m 410kN·m
m Jm
40.0
1670kN·m 1540kN·m 1200kN·m
Mm /MS =0.20
0.30 0.67 Mm
330kN·m 460kN·m 800kN·m
g =10kN/m 27.0
④ 为了降低材料用量指标，对于较大跨径的桥梁，宜采用能 减小跨中弯矩值的其他体系桥梁，例如悬臂体系、连续体 系的梁桥等。
7.1悬臂和连续体系梁桥一般特点
7.1.1 悬臂体系梁桥特点 1、悬臂梁桥 1)、结构类型 （1）、双悬臂梁桥
搭板
悬臂端伸入路堤、省桥台，需 设置搭板、易损。
（2）带挂梁的单悬臂梁桥
单箱单室：顶板宽度小于20m； 单箱双室：顶板宽度25m左右；
b 1 : 1 a 2.5 3
圆空式单箱双室：顶板宽度15 m左右；
b 5m b 5m, 宜配预应力筋
双箱单室：顶板宽度可达40m左右；
单箱多室：宽度可不受限制 斜腹板箱梁：施工稍困难，使用较少
2、连续刚构桥构造特点
①主梁 主梁在纵桥向大都采用不等跨变截面的结构布置形式 ； 边跨和主跨的跨径比值在0.5～0.692之间，大部分比值在
悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨
此 倾 覆 弯矩 对 临 时 支 座 会 产 生 拉 应 力 。 （ ４ ） 悬 臂Ｔ 构 除计 算 抗 倾 覆稳 定性 之 外 ， 还 应 计 算 梁 与 墩 间 的相 对抗 扭 转 和 抗 平 滑
：２ ． ４ ｆ ）
（ 上接 ９ ４ 页）
拉 素单 元 轴 向力 Ｆ＝一 ４ ８ ８ （ ＫＮ） ， 为拉 力 ；
ｒ ／ ＸＡ ０ ． ５ ９ ０ ４ ６×０ ． ０１ ８ ８ ５
可见正应力计算满足要 求。
主墩 永 久 支 座 反 力 Ｎ ＝ １ ． ６ ６ ｘ １ ０ （ ） ， 为 轴 压力 ； 受 压 侧 钢 管 轴 向力 Ｎ ２ ＝ ３ ２ ３ ０ （ Ｋ Ｎ ） 。
Ｆ” ： Ｆ ＋４８ ８／ ６＝２ ０１３ （ ＫＮ１
．
／ １ ０ ＝ ３ ５ ０ ． ３ （ Ｘ Ｎ）
参考 文献
［ １ ］公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵
可见 Ｆ ＞Ｆ” ， 钢 铰 线承 载 力 满足 要 求 。
设 计规 范Ｊ Ｔ Ｇ Ｄ ６ ２ — ２ ０ ０ ４ ［ Ｍ】 ． 人 民交通 ３ ． ４钢 管强度 计算 在最大悬臂阶段 ， 在一侧加载 一 个４ ０ ｔ 出版 社 ， ２ ０ ０ ４ ． （ １ ） 单 根 钢 管承 受 的 轴压 力 ： ／ ６ ＝ 的不平衡荷载 情况下 ， 受 压 侧 的 钢 管 构 件 ［ ２ ］范 立础 ． 桥 梁 工程 （ 上册） ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人民 的稳 定 和 强 度 验 算 满 足 要 求 ， 同时 ， 在 该 荷 ３ ２ ３ ０ ／ ６ ＝５ ３ ８ ． ３ （ Ｋ Ｎ）； 钢 管 的 屈 服 强 度 为 交通 出 版 社 ， ２ ０ ０１ ． 载作 用下 ， 钢 管 的 轴 线 压 缩 变 形 不 得 大 于 ２ ３ ５ （ ＭＰ ａ ）， 构 件 根 据 钢结构 设计规范》 ， ［ ３ 】林 颖 ． 连续刚构桥梁主墩设计浅析［ Ｊ 】 ． 该侧 钢 管 内的 预 应 力钢 铰 线 在 初 始 张 拉 力 公路 ， ２ ０ ０ ４． 按焊接ｂ 类构件计算 ， 查询 相 关 表 格 ， 得 钢 下产生的伸长 量 ， 以 确 保 在 交 替 变 化 的 不 ［ ４ ］上 海 市 政 工程 设 计 研 究 总 院 ． 桥 梁 设 计 ０ ． ５ ９ ０ ４ ６； 平衡 荷 载 作 用 下 ， 预 应 力 钢 束 锚 具 不 致 因 管 稳定 系 数 叩＝ 工程 师手册［ Ｍ］ ． 北京 ： 人 民 交 通 出 版 为松 动 而 失 效 ； 受 拉 侧 的 预 应 力 钢 铰 线 则 （ ２ ） 钢 管 正 压 力计 算 社， ２ ０ ０ ７ ． 满足承载能 力要求。 ３ ． ２计 算 内力结果
第四章 混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算
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
6、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
t x, y dy
c 0
be1
t m a x
规范折减方法
• 1.简支梁和连续 梁各跨中部梁段， 悬臂梁中间跨的 中部梁段：
bmi f bi
• 2.简支梁及连续 梁支点，悬臂梁 悬臂段：
其中 s 和 f 为计算系数，可查图
bmi 高 时，翼缘 有效宽度取实际宽度. • 4.预应力混凝土梁计算 预加力引起的应力时， 其轴向力部分按全宽计 算，偏心部分按有效宽 度计算。 • 5.对超静定结构进行作 用效应分析时，可取实 际宽度计算。
荷载增大系数： n mmax
式中n为腹板数
C的计算公式
1.悬臂体系梁桥悬臂跨
C 2m
m 1 1 1 1 I I 2 I I Tc 1 Tc Ti T0
C的计算公式
n 1 1 1 1 I I 2 I n i 1 Ti Tn T0 C n 1 2 I Tc n 1 2 1 1 1 1 1 1 2 2 I Tn I n i 1 I Ti I Tc I T 0 I Tc i 1 Ti 2
• 主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点 外时
• 最大负弯矩（1）——与导梁刚度及重量 有关
– ①导梁刚接近前方支点
最大负弯矩（2）
• ②前支点支撑在导梁约一半长度处
连续梁桥计算
代入式（1-3）～式（1-5）得3#支点总弯矩为
（注：Md用正值代入是因为表1-1中的系数 均是按负值端弯矩求得的）
根据已知端弯矩M3，M4和均布荷载 值，参看图1-8b（下）不难算出距4#结点0.4L=16m处的弯矩值为
（计算过程略）
此值与近似公式的计算值较接近，并且按此方法可以求算全梁各个截面的内力值。
图1-6导梁支承在前支点上的计算图式
4）一般梁截面的内力计算
对于导梁完全处在悬臂状态的情况，多跨连续梁可以分解为图1-7b,c所示的两种情况，然后应用表1-1和表1-2的弯矩系数表分别计算后再进行叠加求得。
图1-7荷载的分解
等截面等跨径连续梁在端弯矩作用下支点弯矩系数表1-1
跨数
各支点截面弯矩系数η1
3、对于在成桥以后不需要布置正或负弯矩的钢束区，则根据顶推过程中的受力需要，配置适量的临时预应力钢束。
2．施工中恒载内力计算
1）计算假定
顶推连续梁通常是在岸边专门搭设的台座上逐段地预制、逐段向对岸推进的，它的形成是先由悬臂梁到简支梁再到连续梁，先由双跨连续梁再到多跨连续梁直至达到设计要求的跨数。为了简化计算，一般作了以下的假定：
-0.000370
0.001381
-0.005155
0.019238
-0.071797
连续梁悬臂浇筑施工的节段划分和计算分析
连续梁悬臂浇筑施工的节段划分和计算分析摘要：随着现代施工技术的成熟，连续梁悬臂浇筑在建筑工程的施工阶段具有关键性的作用。
悬臂浇筑施工方案在实际的应用当中，节段划分的确定与计算分析息息相关。
笔者以周口市八一路跨沙颍河桥工程（简称八一路桥）为例，在文中结合具体的悬臂浇筑的施工状况，对挂篮平衡悬臂浇筑施工中节段划分、悬臂浇筑施工阶段计算分析等主要因素进行了详细具体地阐述和分析。
希望对我国的其他同类桥梁建设工程提供一定的指导意义和借鉴意义。
关键词：连续梁桥；悬臂浇筑；节段划分；计算分析Abstract: with the development of modern construction technology, continuous beam cantilever construction stage in the construction project is the key function. Cantilever pouring construction scheme in practical applications, segment division determination and calculation analysis is closely related to. The author takes Zhoukou eight one way cross Shaying River Bridge Project (eight one Luqiao) as an example, combining the construction of cantilever casting concrete in this paper, the hanging basket balance segmental cantilever pouring construction of cantilever construction stage division, calculation of main factor analysis is studied in detail with the elaboration and analysis. Like other similar bridge construction project of our country to provide certain guidance and reference significance.Key words: continuous beam bridge; cantilever; segmental division; calculation and analysis一、项目概况八一路桥位于周口市中心，跨越沙颍河。
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20082008-4-6
桥梁工程
1 ) 绘制预加 力初预距图
2) 计 算 预 加 力等效荷载
两跨连续梁预应力内力分析(尺寸单位: 两跨连续梁预应力内力分析(尺寸单位:m)
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3)B截面总弯矩 总: )B截面总弯矩M 截面总弯矩
ξ = k车道 n mmax
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【 例 2-4-2】 图 所 示 三 跨 变 高 度 连 续 箱 梁 桥 的 跨 径 组 合 为 40+60+40m 混凝土为C40, 40+60+40m , 混凝土为 C40 , 截面周边平均尺寸变化规律示于 b)及表中 试求边跨及中跨抗扭修正系数β 及表中, 图 b) 及表中 , 试求边跨及中跨抗扭修正系数 β 及边跨的荷载 增大系数. 增大系数.
1) 求主梁最大正弯矩值 方法1 方法1:按近似公式计算
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方法2 方法2: 4号结点的弯矩
3 号中支点截面的弯矩 系数分别为: 系数分别为: 3号支点总弯矩为: 号支点总弯矩为: 最大正弯矩值为: 最大正弯矩值为:
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2) 求主梁最大负弯矩值 按导粱接近前方支点的计 算图式: 算图式:
静定结构
初预矩
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超静定结构
二,预应力次内力计算
1.基本假定 预应力筋的摩阻损失忽略不计 或按平均分布计入) 摩阻损失忽略不计( 1)预应力筋的摩阻损失忽略不计(或按平均分布计入); 2)预应力筋贯穿构件的全长; 预应力筋贯穿构件的全长; 贯穿构件的全长 二次抛物线变化, 3)索曲线近似地视为按二次抛物线变化,且曲率平缓. 索曲线近似地视为按二次抛物线变化 且曲率平缓. 2.曲线预应力索的等效荷载 索曲线的二 次抛物线的表达 式为: 式为:
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单跨固定梁分别采用整体现浇和分段现浇的施工方法自重内力图 单跨固定梁分别采用整体现浇和分段现浇的施工方法自重内力图 整体现浇
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2.悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算
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3.顶推法施工时连续梁桥的恒载内力计算
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预应力对中性轴 产生的偏心力矩M(x) 产生的偏心力矩M(x) 为:
梁的弯矩与荷载的关系知: 梁的弯矩与荷载的关系知:
q(x) =
由几何关系知: 由几何关系知:
(θB θA) l N θ = y =常 数 l = q效
Ny
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3.折线预应力索的等效荷载 折线形索的索力方程: 折线形索的索力方程:
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③ 求荷载增大系数 对于二车道: 对于二车道: 对于三车道: 对于三车道: 经比较,对于边跨应取ζ=2.4163 经比较,对于边跨应取ζ
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2. 非简支体系梁桥的内力影响线
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与施工方法无关 二,活载内力计算 ——与施工方法无关
S汽 = (1 + ) ξ (mc qk + mi Pk yi )
非简支体系梁桥的荷载横向分布系数 非简支体系梁桥的荷载横向分布系数mi和内力影响线竖 荷载横向分布系数 分别作一些补充介绍. 标yi,分别作一些补充介绍. 1. 荷载横向分布计算的等代简支梁法 1)基本原理 ① 将多室箱梁假想 地从各室顶, 地从各室顶 , 底板中 点切开, 点切开 , 使之变为由 形梁( 字形梁) n 片 T 形梁 ( 或 I 字形梁 ) 组成的桥跨结构. 组成的桥跨结构.
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第二节 结构次内力的计算 一,次内力的概念
超静定结构(连续梁和连续刚构等)因各种强迫变形( 超静定结构 ( 连续梁和连续刚构等 ) 因各种强迫变形 ( 例 如预应力,徐变,收缩,温度及基础沉降等)而在多余约束 如预应力 , 徐变, 收缩 ,温度及基础沉降等) 而在 多余约束 产生的附加内力 统称次内力 二次内力. 附加内力, 次内力或 处产生的附加内力,统称次内力或二次内力.
桥梁工程 (Bridge Engineering) Engineering)
授课人:王智超 授课人: 土木工程与力学学院
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
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---------------------------------------------------------§ 4-1 结构恒载及活载内力计算 § 4-2 结构次内力计算 § 4-3 牛腿计算 § 4-4 悬臂施工时挠度和预拱度计算 ----------------------------------------------------------
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解:1)Cw的计算 ① 计算边跨和中跨的跨中截面抗弯惯矩Ic
② 分别计算该两跨的简支梁跨中挠度(单位为m): 分别计算该两跨的简支梁跨中挠度(单位为m): m)
③ 应用平面杆系有限元计算程序分别计算边跨和中跨跨中 在集中力P作用下的跨中挠度: 在集中力P作用下的跨中挠度:
w代 =
w 简 Cw
Cw =
w简 w代
=
w简 w非
悬臂体系: 悬臂体系:
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3)Cθ的计算 一般形式: 一般形式:
Cθ =
θ简 θ非
θ简 =
Tl 4GITC
悬臂体系: 变截面) 悬臂体系:(变截面)
θ简 =
2× 2l1 l = 1 4GI 4GITC GITC
l1 0
θc =θ非 = ∫
β=
1 Cθ I Tc l2 G 1+ 12 E (Cw I c / n) ∑ ai2
1 = nl 2 G Cθ I Tc 1 1+ 12 E Cw Байду номын сангаас c ∑ ai2
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2)Cw的计算 一般形式: 一般形式:
w代 Pl3 = 4 8 E (C w I c ) w简 Pl3 = 48 EIc
P = Ny (θB θA ) 效
预应力产生的剪力为: 预应力产生的剪力为:
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4.等效荷载法的应用
M次 = M总 M 0
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两等跨等截面连续梁, 索曲线的布置如图所示, 【 例 2-4-3】 两等跨等截面连续梁 , 索曲线的布置如图所示 , 各段索曲线的偏心距e( ) 方程列出如表, 端部预加力N 各段索曲线的偏心距 (x) 方程列出如表 , 端部预加力 y = 1158kN 试求中支点B截面的总弯矩 kN, 截面的总弯矩M 和次力矩M 1158kN,试求中支点 截面的总弯矩 总和次力矩 次.
各支点截面在主梁自重作用下的弯矩M q可按下式计算: 各支点截面在主梁自重作用下的弯矩 iq可按下式计算:
Miq =η2q l 2 自
各支点截面的总恒载弯矩M 各支点截面的总恒载弯矩 i为: Mi = Mid + Miq
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【 例2-4-1】 如图所示,设主梁的荷载集度q自 =10kN/m,导梁长 度l 导 = βl=0.65×40=26m,荷载集度q 导 =1kN/m(γ=0.1),导 梁与主梁的刚度比E导I导/EI=0.15,试计算该主梁的最大和最小 的弯矩值.
第四章 混凝土悬臂与连续体系 梁桥的计算
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第一节 结构恒载及活载内力计算 一,恒载内力计算
1. 计算特点 简支梁桥:是按照成桥以后的结构图式进行分析; 简支梁桥:是按照成桥以后的结构图式进行分析; 连续梁桥等超静定结构: 应根据它所采用的施工方法 施工方法来 连续梁桥等超静定结构 : 应根据它所采用的 施工方法 来 确定其计算图式. 确定其计算图式. 以连续梁为例,施工方法大体有以下几种: 以连续梁为例,施工方法大体有以下几种: 可按照成桥状态,一次 整体施工法; ① 整体施工法; 建立结构计算图式 简支—连续施工法 ② 简支 连续施工法 逐孔施工法; ③ 逐孔施工法; 按施工过程, 按施工过程,分阶段建立 悬臂施工法; ④ 悬臂施工法; 结构受力图式 顶推施工法等 ⑤ 顶推施工法等.
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② 按跨中挠度相等, 按跨中挠度相等 , 来反算 来 反算 抗 弯 惯性 矩换 算系数: 算系数:
w代 = w连 I代 = CwIc
按有相同的扭转角, ③ 按有相同的扭转角 , 来反算 来 反算 抗 扭 惯性 矩换 算系数: 算系数:
θ代 = θ连 IT代 = Cθ ITc
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桥梁工程
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1)计算假定 ① 放在台座上的部分梁段不 参与计算; 参与计算; ② 每个顶推阶段均按该阶段 全桥所处的实际跨径布置 荷载图式进行整体内力分 析. 2)最大正弯矩截面的计算
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3)抗扭修正系数β计算 抗扭修正系数β 边跨
中跨
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4)荷载增大系数ξ计算 左侧1 ① 左侧1＃腹板的荷载横向分布影响线
② 左侧1＃腹板的荷载横向分布系数 左侧1 按荷载横向分布影响线进行内插, 按荷载横向分布影响线进行内插 , 可得两行车和三行 车合力作用点所对应的竖标分别为0 5368和 5163. 车合力作用点所对应的竖标分别为0.5368和0.5163. 对于两行车的荷载横向分布系数: 对于两行车的荷载横向分布系数: 对于三行车的荷载横向分布系数: 对于三行车的荷载横向分布系数: