第四章 悬臂和连续体系梁桥

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4. 连续梁桥横截面形式及尺寸：
(1)横截面形式 板式、肋梁式截面：构造简单、施工方便； 箱形截面：有良好的抗弯和抗扭性能，是预应力砼连续体系的主要截面形式。
空心板截面：常用于跨径15~30m的连续梁桥，板厚一般为0.8~1.5m，亦用
有支架现浇施工为主； 肋式截面：常用跨径为25~50m，梁高取1.3~2.6m。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； 箱形截面：跨径超过40~60m或更大时，主梁多采用箱形截面。
h = (1/2~1/2.5) H
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三跨带挂梁单悬臂梁桥
h=(1/12~1/20) l
H=(1.4~1.8) h
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多跨带挂梁双悬臂梁桥
T形梁h=(1/12~1/20) l H=(1.4~1.8) h
箱形梁h=(1/12~1/20) l H=(2.0~2.4) h
跨度超过40m以上，采用预应力混凝土悬臂梁桥更合理。 l1=(0.75~0.8) l lg=(0.5~0.7) l h=(1/20~1/24) l H=(2.0~2.4) h
顶板悬臂端部厚度不小于10cm，如设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋， 则端部厚度不小于20cm； b1 l (m) b1(mm )
横向预应力筋
3.5
5.0 5.0
180~200
200~250 280~300 0.5l l
纵向预应力筋
0.5l
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（3）腹板： 腹板功能：承受结构弯曲剪应力和 扭转剪应力所产生的主拉应力； 变高度梁宜采用直腹板，等高度梁 可用直腹板或斜腹板； 腹板厚度取决于： 1）布置纵向预应力筋管道的需要 无管道时： 200mm
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4. 悬臂梁桥预应力筋的布置：
应选择适当的预应力束筋形式和锚具形式； 应考虑施工的方便，尽可能少地切断预应力钢筋； 符合结构受力的特点； 考虑材料经济指标的先进性，预应力束筋在结构横断面上布置要考虑剪 力滞效应； 避免使用多次反向曲率的连续束筋，以降低摩阻损失。
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5. 悬臂梁桥优缺点及应用：
双悬臂梁桥
均布荷载q
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3. 悬臂梁桥设计与构造：
静定体系； 跨中正弯矩减小→减小跨度内主梁的高度→降低钢筋混凝土数量和结构自重→恒载
内力的减小。
构造特点： （1）截面形式 悬臂部分（锚孔）：吊装时采用肋梁；悬臂浇注时采用箱梁； 挂孔：一般采用肋梁，便于吊装； 一般采用变高度梁，底缘曲线采用抛物线、正弦曲线、圆弧、折线。 （2）跨径布置和梁高尺寸
H
b2 b’2 I-I II-II
跨中区域底板厚度按构造要求
设计，一般为0.22~0.28m。
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水平加腋 （5）梗腋：
提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，
减小扭转剪应力和畸变应力； 加腋有竖加腋和水平加腋两种； 水平加腋对纵向布束有利； 竖加腋可加大腹板的刚度，对改 善腹板受力有利。 竖加腋
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采用变高度形式的优点：
1）大跨度连续梁桥恒载内力占得比重较大，选用变高度可以大大减小跨中区段 因恒载产生的内力； 2）变高度梁符合梁的内力分布规律； 3）美观，而且省材料； 4）减小跨中梁高，通航净空容易保证； 5）采用悬臂法施工时，施工阶段主梁刚度大，且变高度形式又与施工阶段的内
力状态相符。
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2.T形刚构的若干布置形式：
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3.T形刚构的构造：
T形刚构的布置应尽可能对称，以避免T形刚构的桥墩承受不平衡弯矩；
全桥的T形单元尺寸尽可能相同， 以简化设计与施工； 钢筋混凝土T构桥，挂梁的经济长度一般在跨径的0.5~0.7范围内； 预应力混凝土T构，挂梁经济长度一般在跨径的0.22~0.5范围内； 主孔跨径大时，取较小比值，并应使挂梁跨径不超过35~40m，以利安装； T形刚构支点、跨中梁高与跨径的关系：
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3. 连续刚构桥桥墩构造：
（1）特点： 大跨度连续刚构桥的桥墩需满足受力、变形等方面的要求； 连续刚构桥桥墩的水平抗推刚度宜在满足桥梁施工、运营稳定性要求 的前提下尽量地小； 大跨连续刚构桥在横桥向的约束很弱，桥墩在横向的刚度应设计的大 一些。 （2）立面形式
竖直双肢薄壁墩
竖直单薄壁墩； V形墩（或Y形柱式墩）
有支架施工法； 逐孔施工法； 悬臂施工法； 顶推施工法。
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2.恒载内力计算
（1）满堂支架现浇施工内力计算

整联布设支架，一次落架； 无体系转换，连续梁可以按结构力学中的连续梁进行计算；

对于悬臂结构一般属于静定结构、变截面、手算可采用影响线加
1）采用中等跨径，以40~60m为宜（国外也有达到80m跨径者）；
2）适应于有支架施工、逐孔架设施工及顶推施工。
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（2）变截面连续梁
力学特点：支点弯矩远大于跨中截面弯矩，故采用等截面形式。 构造特点： 1）立面不等跨布置，边主跨之比=0.6~0.8； 2）支点梁高H= 1/16~1/18；跨中梁高h=（1/1.5~2.5)H；
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4.1.2 T形刚构桥
1. 分类及力学特点：
(1)带挂梁的T构桥型 静定结构； 施工无需体系转换； 省掉设置大吨位支座装置、更换支座的麻烦； 当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度， 以获得良好经济效益。
(2)带铰的T构桥型静定结构； 超静定结构；
竖向荷载时，相邻的T形刚构结构通过剪力铰而共同受力。
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单孔双悬臂梁桥
预应力混凝土：lx=(0.3~0.5) l
T形 钢筋混 凝土 箱形
H = (1/10~1/13) l h = (1/1.2~1/1.5) H H = (1/12~1/15) l h = (1/2~1/2.5) H 预应 力混 凝土
T形 箱形
H = (1/12~1/15) l h = (1/1.2~1/1.5) H H = (1/15~1/18) l
优点：悬臂梁桥在施工阶段和成桥运营阶段两者受力状态是一致的， 非常适宜于悬臂施工方法。
缺点：（1）裂缝→雨水侵入梁体；
（2）挂梁与悬臂端衔接处产生不利行车的折点。 应用范围：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m，国外一 般在70~80m以下；预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m以下，世界最大的 跨径为150m。
T构带铰：由于铰的存在，使铰的左右两侧主梁变形不一致，难于调整，引起
行车不平顺；施工时有时需要强迫合拢；当T构的两边温度变化不同时，易产生 不均匀变形，引起较大次内力；剪力铰的构造与计算图式中的理想铰存在差异， 难以准确计算各种因素产生的次内力。
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5.牛腿：
牛腿：悬臂梁桥的悬臂端和挂梁端结合部的局部构造。
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2. 连续刚构设计与构造：
边、主跨的跨径比值在0.5~0.692之间，大部分比值在0.55~0.58之间。比变 截面连续梁桥的比值范围要小，其原因在于墩梁固结，边跨的长短对中跨恒载 弯矩调整的影响很小；
预应力混凝土连续刚构桥主要适用于高桥墩的情况。桥墩作用如同摆柱，以
适应预应力、混凝土收缩徐变和温度变化等引起的纵向位移； 一般采用箱形截面； 箱梁根部截面的高跨比一般为1/16~1/20，其中大部分为1/18左右；跨中截面 梁高通常为支点截面梁高的1/2.5~1/3.5。
1：3 1：3 2：1 1：1 2：1 1：1
2：1~3：1
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5. 预应力筋布置：
（1）纵向预应力筋 纵向受力钢筋，可布置在顶、底板和腹板中。 （2）横向预应力筋
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用以保证桥梁的横向整体性、桥面板及横隔板横向抗弯能力的主要受力钢筋，一
般布置在横隔板和顶板中。 （3）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。
b3
b3’
H
有管道时： 250~300mm
有锚固头时：350mm 2）抗剪的需要：300~800mm
I-I
II-II
3）浇注混凝土的要求
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（4）底板： 纵向负弯矩区受压底板的厚度 对改善全桥受力状态、减少徐变 下挠十分重要； 箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的 增大而逐渐加厚至墩顶； 底板厚度与主跨之比宜为 1/140~1/170；
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第四章 悬臂和连续体系梁桥构造与设计
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4.1.1 悬臂梁桥
1. 悬臂梁桥特点：
由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小； 由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大； 体系形式：双悬臂、单悬臂； 缺点行车条件不好。
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2. 悬臂梁桥结构类型：
不带挂梁的单孔双悬臂梁桥 带挂梁的多孔悬臂梁桥
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牛腿处梁高突变减小，截面凹折转角多，因传递的集中力数值很大， 所以其受力复杂； 应通过加强的牛腿横梁来保证挂梁与悬臂梁的传力效果； 最好使挂梁与悬臂梁的腹板一一对应，缩短传力路线；
接近牛腿部位的腹板应加厚，加厚部分的长度不应小于梁的高度；
牛腿的凹角线形应和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力的过分集 中；
牛腿处的支座高度应尽量减小，并宜采用摩阻力较小的支座，以改
善牛腿的受力状态； 牛腿的构造尚应满足某些特殊要求，如承受更换支座的顶升荷载； 端横梁因通过管线开洞后加固钢筋网的设置。
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4.1.3 连续梁桥
1. 连续体系特点：
由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，跨越 能力增大； 超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感； 伸缩缝少，行车平稳； 结构整体刚度大，变形小。
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均布荷载q
连续梁桥
均布荷载q
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2. 连续板桥
中间跨 l =8 ~14m 边跨=（ 0.5~0.8）l 跨中截面高 h= (1/18~1/30)l 支点截面高 H =(1.2~1.4)h
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3. 预应力连续梁设计形式及特点：
（1）等截面连续梁
力学特点：跨径不大时跨中、支点截面弯矩差值不大，故采用等截面形式。 构造特点： 1）等跨布置:高跨比1/15~1/25； 2）在顶推施工的等截面连续梁桥中梁高H与顶推跨径之比一般为1/12~1/17； 适用范围：
（1）带铰T形刚构
H=(1/14~1/18)l
l≤100m
h=(0.20~0.4)H 且h ≥ 2.0m
（2）带挂梁T形刚构l≥100m H=(1/17~1/21)l h与挂梁同高
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4.T形刚构的缺陷：
T构带挂梁：在冲击力作用下T构悬臂端会下挠，使连接处形成折角增大了冲击，
使伸缩缝处理和养护困难；各T构不能共同工作，使其跨径受到限制。
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第四章
悬臂和连续体系梁桥计算
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4.2.1 主梁恒载内力
1.恒载内力计算特点
（1）简支梁桥——成桥结构图示
（2）连续梁桥等超静定结构：
施工方法确定计算图式；
各施工阶段的计算图式；
单独计算然后进行内力或应力叠加（连续梁恒载内力计算的一 个重要特点）
（3）连续梁桥施工方法：
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b 单箱单室
a
b 顶板宽度一般小于20m；
单箱双室
顶板宽度约为25m左右；
双箱单室
顶板宽度可达40m左右；
垂直腹板形式 斜腹板形式
悬臂长度：
一般不大于5m，当长度超过3m 后，宜布置横向预应力束筋和进 行横向计算； 单箱单室截面b:a=1:(2.5~3.0)
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（2）顶板：
顶板厚度取决于：横向弯矩；纵横向布置预应力筋的构造要求；
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4.1.4 连续刚构桥
定义：连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。
1. 连续刚构体系特点：
梁体连续，墩、梁、基础三者共同受力； 连续刚构桥由于墩梁固结共同工作，由活载引起的跨中正
弯矩较连续梁要小，可以降低跨中区域的梁高，从而恒载内
力进一步降低； 无伸缩缝、行车平顺、不须设大吨位支座、不存在临时固 结和体系转换，养护工作量小； 但连续刚构桥对地基承载力的要求更高，若地基发生过大 的不均匀沉降，连续梁可通过调整墩顶支座的标高，抵消下 沉来补救，而连续刚构做不到； 梁墩联结处应力复杂也是连续刚构的一个缺点。
3）梁高底缘采用折现、二次抛物线或1.5~1.8次抛物线；
4）多于三跨时，除边跨外中间各跨一般采用等跨布置，以方便悬臂施工； 5）跨径大时除截面高度变化外，还可将截面的底板、顶板和腹板作成变厚度；
6）城市桥梁需增大中跨跨径时，边、中跨之比可能小于0.5，此时端部必须设置
拉力支座或压重。 适用范围 1）跨径L≥70m； 2）适合悬臂浇注和悬臂拼装施工。