混凝土连续体系梁桥

➢利用梁体架设设备或空中浇筑平台，逐跨架设或浇筑梁体、 然后张拉预应力将梁体连结为一体的一种施工方法。
移动式模架逐跨施工法
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本节回顾和复习
当跨度大于40~50m时，为什么说简支梁桥不再是适宜的 桥型，连续体系桥梁是首选桥型？
混凝土连续体系梁桥：定义及分类、优点及材料、主要 结构体系、主要截面型式、主要施工方法
中等跨度连续梁常用施工方法：顶推法、预制吊装法（先简 支、后连续）、移动模架逐孔施工法、满堂支架施工法等。
中等跨度连续梁梁高确定：既考虑成桥受力要求，又要考虑 施工要求，结合二者综合确定。
一般情况下：
H
(1 20
~
1 30
)
LMax
38
思考讨论题
➢ 某连续梁跨度划分为70+10×100+70m，从造价、受力、工期 三个方面综合考虑，你认为采用什么样的梁高变化规律与施 工工法比较合适？为什么？
知识点：混凝土连续体系梁桥、梁式桥、连续梁桥、连 续刚构桥、连续梁-刚构混合体系、悬臂节段施工法、悬 臂浇筑法、悬臂拼装法、顶推施工法、逐孔施工法
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本节思考、讨论题
某连续梁跨度划分为70+10×100+70m，从造价、 受力、工期三个方面综合考虑，你认为采用什么 样的施工工法比较合适？为什么？
➢ 先简支、后连续施工法会给连续梁的计算带来什么问题？你 有什么处理方法？
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本章学习内容
➢ 概 述（1学时） ➢ 预应力混凝土连续梁桥（3学时） ➢ 预应力混凝土连续刚构桥（0.5学时） ➢ 预应力混凝土连续梁桥实例（0.5学时） ➢ 预应力混凝土连续体系桥计算要点（1学时）
第六章 第三节
40
2、预应力混凝土连续梁桥
25
lg
lx
2.1 力学特点及适用范围（1）
c)
恒载、活载作用下跨中弯
l1
lx
矩比简支梁小(经济 );
a)
恒载弯矩图总面积比简支 d) l1
梁小(省材料)；
l1
活载作用下的弯矩、剪力 b) 分布比较均衡；
温度、混凝土收缩徐变、基e)
础变位及预加力等产生的变 形受到约束，由此会附加内 c)
力。
➢箱形：最常用的截面型式，适 用于中大跨度连续结构；
板式、肋式截面的连续结构多采 用等高度方式；箱形截面多采用 变高度布置。
14
1.6 混凝土连续体系梁桥的主要施工方法 A.悬臂节段施工法 B.顶推施工法 C.逐跨施工法
15
A.悬臂节段施工法（1）
➢利用挂蓝提供空中作业平台、 利用预应力束将各节段联接为整 体、逐段平衡对称施工的一种施 工方法。按节段混凝土成型方式， 一般分为悬臂浇筑法、悬臂拼装 法两种。
lg
lx
l1
l1
lx
l
1 8
ql
2
lx
lg
q
l
lx
1 8
ql
2
l
l
1 8
ql
2
1 8
ql
2
l
l1
l1 l1
lx
lg
l
1 8
ql
2
1 8
ql
2
l
lx
1 8
ql
2
l1 l1
26
2.1 力学特点及适用范围（2）
适合采用悬臂节段施工法、顶推法、整体吊装法（先简支、 后连续）进行施工；
适用材料为钢筋混凝土、预应力混凝土、钢-混凝土结合梁 ，但钢筋混凝土连续梁仅适用于小跨度（20m）情况;
4
箱形截面
◆概念：由顶板、腹板、底板(翼板、横隔板)围合而成的箱形受 弯构件。 ◆特点：受力整体性好、抗扭刚度大，比较节省材料。 ◆应用：是跨径超过40-60m连续体系梁桥的主要截面形式；也是 大跨度斜拉桥、悬索桥加劲梁的主要截面形式。
桥宽B
腹板厚度
顶板厚度 底板厚度
腹板厚度
梁 高
H
翼板宽b1
底板宽b
8
关于梁式桥——定义及分类 定义
梁式桥是指以梁体为主要的受力结构，且在垂直荷载作 用下，主要产生垂直反力而无水平反力的结构体系总称。
分类
按受力特点分： ➢简支体系--- 只受正弯矩 ➢悬臂体系--- 只受负弯矩 ➢连续体系--- 受正、负弯矩
9
关于梁式桥——结构及弯矩简图比较
10
1.3 优点及材料
M中中
连续梁的弯矩分布 3
L边 L中
1.0 0.8 0.5 0.3
连续梁的弯矩分布比较 弯矩内力图
3M
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M
M
正弯矩小
负反力
M中边 M中中
3.0 1.0
3 1
跨径划分原则4：满足施工要求
最常见 施工方法
悬臂 现浇(拼装)
对称平衡施工
边跨合 拢段
边跨合拢段
对称
中跨合拢段 悬臂施工段 悬臂施工段
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2.2 跨径划分（2）
适用跨度范围广，从30~160 m均可采用，最为常见的结构 体系为三跨、五跨连续梁，跨度大于160m时，应采用连续 刚构等结构体系。
问题讨论： 为什么说钢筋混凝土连续梁仅适用于跨度小于20m的情况？
跨度大了会出现什么问题？
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2.2 跨径划分与梁高变化
➢按跨径分：等跨连续梁、不等跨连续梁 ➢按梁高分：等高度连续梁、变高度连续梁
A A
(d)
12
1.4 主要结构体系
➢连续梁-刚构混合体系：是连续梁桥与连续刚构桥的组合。 通常是在一联连续梁中部数孔较高桥墩处采用墩梁固结的刚构， 边部数孔为设置支座的连续梁结构。适用于连续长度较大的情 况。
（b）
13
1.5 主要截面型式
➢板式：适用于小跨度连续结构、 现浇施工的情况；
➢多肋式：适用于中小跨度，由 于整体性差，抗扭刚度小，已经 基本淘汰；
➢悬臂拼装法是将预制好的阶段，用驳船运到桥墩的两侧，再 通过悬臂梁上的一对起吊机械，对称吊装梁段，待就位后再施 加预应力，如此反复，逐渐接长。
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B.顶推施工法
➢利用顶推设备、滑道、导梁将 预制好的梁段从岸上作业平台顶 推至预定位置（期间需利用预应 力束将各梁段联接为整体）的一 种施工方法。
20
C.逐跨施工法
34
日本新桂川桥
重庆石板坡长江大桥复线桥
挪威Stolma桥
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2.2 梁高变化（1）——大跨度
大跨度（跨度大于80m）连续梁桥，其主要矛盾在于如何 才能使之受力比较合理，一般采用变高度截面，原因在于:
➢施工阶段，跨中区域悬臂力臂大，如其梁高小、则自重小、 由该区域产生的支点负弯矩亦小，反之亦然； ➢符合超静定结构刚度内力分配规律； ➢运营阶段与施工阶段的内力分布比较协调、便于施工预应 力束与永久预应力束的配置； ➢增大桥下净空，外形和谐美观。
➢ 厚度取值：一般情况下，预应力混凝土箱梁顶板厚度
t=25~30cm。
桥宽B
腹板厚度
顶板厚度
腹板厚度
梁 高47
4) 腹板
➢ 腹板功能：抗剪；多采用直腹板（方便施工）； ➢ 控制因素：剪力包络图、纵竖向钢筋布置构造要求； ➢ 变化规律：与剪力包络图类似，一般情况下，支点处腹板厚
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2.2 梁高变化（2）——大跨度
梁高
11
H 支点
( 15
~
20 ) Lm a x
11
H 跨中
( 1.6
~
2.5)H支点
变化规律
常用：二次抛物线、半立方抛物线、 正弦曲线等。
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2.2 梁高变化（3）——中等跨度
中等跨度（50~80m）的情况下，也可考虑采用等截面连续 梁，以解决主要矛盾（工期造价、施工方法、质量控制等）。
主要内容
2.1力学特点及适用范围 2.2 跨径划分与梁高变化 2.3 截面形式及尺寸 2.4 预应力钢筋布置
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2.3.1 截面形式
板式和T形梁式截面 板式 跨度： L=15~30m 厚度：H=0.8~1.2m 应用：多用于立交桥的斜交板、 异形板，施工采用现浇方式。 T形梁
跨度： L=30~50m 厚度： H=1.6~2.5m 应用：受力整体性差、负弯矩 区承压面积不够大，基本淘汰。
单箱单室（顶板宽度B<20m) 单箱双室（顶板宽度B<25m) 双箱单室（B<40m时）
➢ 次控因素：施工方便性、施工
进度。
4
2) 悬臂翼板
➢ 翼板悬臂越大，在相同桥宽的情况下，底板宽度越小，因此 ，应尽可能采用大挑臂翼板，以节省材料、美化观瞻，目前 悬臂长度多在b=3~5m；如超过3m，需布置预应力束；如超 过5~6m，需增设斜撑；
➢ 翼板为单悬臂板，悬臂长度越大、根部受力越大，悬臂长度
多在b=3~5m时，根部厚度60～70cm；直线变化至端部，端部
厚度10~20cm。
桥宽
b
4
3) 顶板
➢ 顶板功能：整体受弯——箱梁的受压（拉）区；局部受弯、 冲切——行车道板；
➢ 控制因素：单向板的弯曲受力要求（板的跨度为腹板间距） ；纵横向钢筋布置构造要求；
➢三跨连续梁合理跨径比
➢五跨连续梁
L边/L中=0.5~0.8
L边/L次边L中=(0.3~0.5):(0.5~0.8):1
➢多跨连续梁长桥
综合考虑结构受力性能、施工工法（顶推法、预制吊装法、 逐孔施工法）、施工工期等因素，比较综合经济指标后，常采 用50~70m的等跨连续梁布置，以利于提高效率、控制质量、 节省模板、加快进度 。
优点
➢跨度适应能力强，从30m至300m均可； ➢刚度大，变形及振动小，伸缩缝少，行车平稳舒适； ➢施工方法成熟，造价相对较低。
主要用材
➢预应力混凝土：最为常用、适应性最强； ➢钢筋混凝土：仅适用于小跨度、满堂支架施工的情况； ➢钢-混凝土结合梁：适用于中等跨度；
11
1.4 主要结构体系
➢连续梁桥：各跨上部结构连续，墩梁铰结的梁式桥。温度、 徐变附加内力小，适用跨度30-160m。 ➢连续刚构桥：各跨上部结构连续，墩梁固结的梁式桥。同等 跨度内力较连续梁小，不需支座，维修费用小，仅适用于大跨 高墩情况，用跨度100-300m。
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➢讨论问题：受地形地质或水文条件制约，若跨径布置无法 满足上述要求时，有什么解决问题的办法?
边跨采用实心段; 中跨采用轻骨料混凝土或钢结构； 边支点设拉力支座。
➢课后阅读（包括但不限于本教学网站）：
邓文中院士等人有关重庆石板坡长江大桥复线桥的设计 思路； 挪威Stolma 桥 、Raft Sundet 桥 的介绍文章。
《桥梁工程》
第六章 混凝土连续体系梁桥
1
本章学习内容
➢ 1、概 述（1学时） ➢ 2、预应力混凝土连续梁桥（3学时） ➢ 3、预应力混凝土连续刚构桥（0.5学时） ➢ 4、预应力混凝土连续梁桥实例（0.5学时） ➢ 5、预应力混凝土连续体系桥计算要点（1学时）
2
1.1 问题的提出
1、概 述
当需要的跨度大于40~50m时，混凝土简支梁存在两个突出 的瓶颈问题
构 双悬臂梁 连续梁法施工16程序
A.悬臂节段施工法（2）
➢悬臂浇筑法一般采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩 为中心对称地向两岸利用挂篮浇筑阶段的混凝土，待混凝土达 到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一阶 段的施工。
17
A.悬臂节段施工法（3）
➢挂篮施工动画
18
A.悬臂节段施工法（4）
问题1：典型三跨连续梁如何分孔才比较合理？为什么？ 问题2：为什么大跨度连续梁要采用变（高度）截面而非
等截面？
28
2.2 跨径划分（1） 跨径划分原则
满足通航、泄洪要求 考虑地形和水文条件
确保受力合理 满足施工要求
L边
?
L中
?
避开深水、岸堤保 护区、不利地基 2
9
跨径划分原则3:确保受力合理
M中边
➢ 受力不合理、材料用量多，性价比差；
➢ 自重大、梁高大、难施工，不美观。
面对这一跨度需求，解决的途径有
➢钢梁（钢桁架）： ✓用钢量大、行车性能一般；
➢混凝土连续梁,刚构： ✓性能较好、工法成熟；
➢拱桥：
✓造型美观、造价低廉，施工难度大；
➢斜拉桥：
✓跨度小于200m时优势难以发挥
3
钢桁架
4
混凝土连续梁、连续刚构
翼板宽b1
43
2.3.2 箱形截面尺寸
交通需 求控制
主跨跨度L、梁高H变化规律、桥宽B确定后
箱室数量； 是否采用分离式?
翼板宽度及其 厚度的变化规律；
顶板厚度； 底板厚度； 腹板厚度及其 变化规律;
根据构造要求 (倒角、横隔板)修正； 根据强度、应力验算 结果修正箱梁尺寸。
4
1) 箱室数量
➢ 主控因素：桥面宽度B
5
拱桥
第六章 第一节
6
斜拉桥
7
1.2 定义及分类
定义
混凝土连续体系梁桥：是指各跨上部结构连续、正负弯 矩并存的梁式桥。
分类
按是否设支座分类 ➢连续梁桥（需支座，维修费用高） ➢连续刚构桥（省支座，维修费用小）
按是否设有预应力分类 ➢预应力混凝土连续体系（跨径30~300m，常用150m） ➢钢筋混凝土连续体系（跨径<30m）
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本章学习内容
➢ 概 述（1学时） ➢ 预应力混凝土连续梁桥（3学时） ➢ 预应力混凝土连续刚构桥（0.5学时） ➢ 预应力混凝土连续梁桥实例（0.5学时） ➢ 预应力混凝土连续体系桥计算要点（1学时）
第六章 第二节
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2、预应力混凝土连续梁桥
主要内容
2.1 力学特点及适用范围 2.2 跨径划分与梁高变化 2.3 截面形式及尺寸 2.4 预应力钢筋布置