第五章 悬臂梁桥简介

第五章 悬臂梁桥简介

钢筋混凝土简支梁桥，由于构造简单，预制和安装方便，在桥梁建设中得到了广泛使用。然而这种简支体系当跨径超过20～25m时，鉴于跨中恒载弯矩和活载弯矩将迅速增大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，这样不但材料耗用量大而不经济，并且很大的安装重量也给装配式施工造成困难。因此，对于较大跨径的桥梁，为了降低材料用量指标，就宜采用能减小跨中弯矩值的其他体系桥梁，如悬臂体系和连续体系梁桥等。

本章内将主要介绍悬臂梁桥的力学特点、一般构造特点及其设计要点，以便在掌握简支梁桥构造和设计的基础上，从力学和混凝土原理等方面知识出发，进一步了解和掌握这类体系桥的计算和设计工作。

5.1 悬臂梁桥结构类型和力学特点

5.1.1 悬臂梁桥结构类型

将简支梁梁体加长延伸，并越过支点就成为悬臂梁桥。我们把梁的一端悬出和两端均悬出分别称为单悬臂梁和双悬臂梁。常见的类型有：双悬臂梁桥（图5.2a）、两个单悬臂梁与中孔简支挂梁组合的三跨悬臂梁桥（图5.2b）、双悬臂梁（或单悬臂梁）与简支挂梁联合组成多孔悬臂梁桥（图5.2c），以及带挂梁的T形悬臂梁桥（图5.1d，即带挂梁的T形刚构）。根据桥长的需要可选用不同的类型。通常将悬臂梁主跨称为锚跨。多孔悬臂梁桥的结构特点是锚跨与挂孔跨交替布置,通常为奇数跨布置。

5.1.2 悬臂梁桥力学特点

悬臂梁桥利用悬出支点以外的

伸臂，使支点产生负弯矩，对锚跨

跨中正弯矩产生有利的卸载作用。

图 5.1所示为各种梁式体系在

恒载作用下的弯矩图。图中各种梁

式体系的跨径布置相同，假定其恒

载集度也相同（实际上，简支梁的

恒载集度较大）。比较图5.1中a）

与b）、c），显然，简支梁的各跨跨

中恒载弯矩最大，无论单悬臂梁或

双悬臂梁在锚跨跨中弯矩因支点负

弯矩以卸载作用而显著减小，而悬

臂跨中因简支挂梁的跨径缩短而跨

中正弯矩也同样显著减小。悬臂梁

桥的弯矩图面积(反映材料用量)也

比简支梁桥小，以图5.1 c)的中跨弯

矩图为例，当悬臂长度等于中孔跨

径的四分之一时，正负弯矩图面积

的总和仅为同跨径简支梁的1／3.2。

再从活载的作用来看，如果在

图5.1 b) 所示的悬臂梁的锚跨中布

置车道荷载，则其跨中最大正弯矩

自然与简支梁布置车道荷载时的结果一样，并不因为有悬臂的存在而有所减小。而在具有挂梁的悬臂跨中，活载引起的跨中最大正弯矩只按支承跨径较小（通常只有桥孔跨径的0.4～0.6）的简支挂梁产生的正弯矩计算，因此其设计弯矩也比简支梁小得多。

悬臂梁桥的悬臂端，在恒载、活载作用下，容易发生下挠，特别是采用高强预应力钢丝作为预应力材料的悬臂梁桥，其预应力钢丝松弛较大，对主梁提供的预应力下降。会造成悬臂端凹折，行车舒适性较差。

悬臂梁桥一般为静定结构，其结构内力不受温度、混凝土收缩徐变和地基沉降等因素的影响。