桥梁工程2-7.

第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥第七章其他体系桥梁第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥7.1.1.概述（1）总体布置(0.5~0.8)ll(1/30~1/50)l(1/15~1/20)l第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造截面形式箱形截面II单箱单室单箱双室双箱单室第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造截面形式箱形截面II垂直腹板形式斜腹板形式第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造细部尺寸IIIIII顶板厚度底板厚度腹板厚度加腋构造顶板厚度腹板厚度底板厚度加腋构造第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造细部尺寸IIIIII顶板厚度两个因素决定：1）横向弯矩2）纵横向布置预应力筋纵向预应力筋横向预应力筋l0.5l0.5ll(m)b1(mm)3.5180~2005.0200~2507.0280~300b1第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造细部尺寸IIIIII底板厚度跨中支点b2=200~250mmb’2=(1/10~1/12)HII-III-Ib2b’2H第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造细部尺寸IIIIII腹板厚度1）布置纵向预应力筋管道的需要无管道时200mm有管道时250~300mm有锚固头时350mm2）抗剪的需要300~800mmII-III-Ib3b’3H第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造细部尺寸加腋构造加腋使得截面的受力得到改善竖加腋水平加腋1）水平加腋对纵向布束有利2)竖加腋可加大腹板的刚度，对改善腹板受力有利2：11：31：12：11：31：12：1~3第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造截面形式横隔梁设置端IIIIIIII-III-I端横隔梁人孔端横隔梁第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造截面形式端横隔梁构造厚度300~500mm端横隔梁配筋示意第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（2）结构构造截面形式端横隔梁构造厚度500~800mm端横隔梁预应力筋布置示意第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（3）连续梁的施工与内力计算连续梁现浇满堂支架施工及恒载内力计算连续梁桥悬臂施工及恒载内力计算第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（3）连续梁的施工与内力计算连续梁桥悬臂施工及恒载内力计算与施工过程有很大关系连续梁桥悬臂施工示意图0#悬臂浇筑周期：挂篮前移、调整、立模绑扎钢筋浇筑混凝土并养生、拆模张拉预应力筋准备挂篮前移第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（3）连续梁的施工与内力计算悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#1.悬浇（或悬拼）施工1.2.2.满堂支架现浇边跨7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#2.2.满堂支架现浇边跨3.拆除1#、4#临时支座，体系转换3.7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#3.拆除1#、4#临时支座，体系转换3.4.第2、第4跨合拢段浇筑4.5.5.第2、第4跨合拢后，拆模7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#5.6.拆除2#、3#临时支座，体系转换6.7.第3跨合拢段现浇7.7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#7.第3跨合拢段现浇7.8.第3跨合拢合拢后，拆模8.7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工及恒载内力计算llll1l10#1#2#3#4#5#7.8.4.5.恒载弯矩合成图6.3.2.1.第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（3）连续梁的施工与内力计算连续梁桥活载内力计算连续梁桥活载次内力计算体系转换引起的次内力预应力产生的次内力混凝土徐变收缩引起的次内力温度引起的次内力结构不均匀沉降产生的次内力第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（4）连续梁预应力筋的布置预应力的布束要考虑施工的方便既要符合受力的要求，又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次应力预应力的布置于施工方法密切相关，应综合考虑经济指标因避免使用多次反向曲率的连续束既要考虑结构在施工阶段和使用阶段的弹性受力状态的需要，而且要考虑结构极限强度计算的需要第七章其他体系桥梁7.1连续梁桥（4）连续梁预应力筋的布置实例预应力连续梁桥的计算要点一、概述计算内容主要保含•自重内力•二期恒载内力•预加力和预加力引起的次内力•收缩徐变引起的次内力•基础沉降引起的次内力•温度应力•活载内力二、恒载内力计算要点主要包括梁体自重和二期恒载内力（桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱〕•二期恒载作用在成桥状态•主梁自重产生内力的内力计算与施工方法有密切关系。下面主要介绍根据施工过程计算自重产生的内力1、先简支后连续施工方法•内力计图a)为架设简支梁，图b)为浇筑桥面混凝土，图c)为二期荷载作用•应力计算•跨中截面随施工过程的应力变化如左图IMy2、悬臂施工过程内力变化•单悬臂施工过程•边跨合拢•拆除临时支座•d中跨合拢三、预加应力和预加应力引起的次内力•预加力在梁任意截面产生的弯矩为•由于超静定结构有多余约束，梁体不可能自由变形，产生次反力R，从而在梁内产生次弯矩M。•预加力产生的总弯矩图2－5－1连续梁因预加力引起的挠曲变形，初预矩图及总预矩图eNMy0MMMN01、用力法解预加力次内力•计算图式如下图，设力筋有效预加力为Ny，偏心距为e，取简支梁为基本结构，中间支点截面弯矩X1为多余力。·e图2－5－2采用直线配筋的两跨连续梁的次力矩及总预矩•变形协调方程由支座B处的变形协调方程有：其中：代入上式，可得：01111NxEIelNEIlyN111,32yNNx231111预加力产生的弯矩预加力次力矩梁内各截面的总弯矩支点B处得：支点A和C处得11'1MxM)23(1'10MeeNMMMyN11M2/eNMyBN01MeNMMycNAN混凝土压力线将MN除以预加力Ny有：y为混凝土压力线和梁轴之间的偏离值支点B处得：支点A和C处得)23(1Meey11M01MeyB21eyyBA2、等效荷载法求预加力总弯矩eexdxFFcos~_FFsin~_F=F/2F_RcosF_R__F_Rxdx=1w=-F/RFFM=-FeFF00000xxx0_~_F0FM=-FeeeFFM=-Fe0M=-Fesincos00sinF0cosF0lParabolicprofile28lFlFwCircularprofile28lFlFweeFFM=-Fe0M=-Fesincos00sinF0cosF0lPlFFP4FlFeeFM=-FeM=-FeFlPFF22lFlFw三、收缩徐变引起结构的变形和次内力计算要点1徐变的定义•混凝土在荷载作用下的变形可分为二部分。一是在荷载作后立即产生的变形，称为瞬时变形；另一部分是随荷载持速时间的增长而增加的变形，称为徐变。徐变值通常采用徐变系数或徐变函数来表示。•混凝土在t时刻徐变与其瞬时应变的比值称为徐变系数)()(),(00ttttic),()(),()()(0000ttEtttttic•单位力在t0时刻作用，在t时刻的总变形称为徐变函数)),1(1)()(),(000ttEttttci（＋t0t)(0ti)(tct0•影响徐变值大小的因素许多，主要有混凝土加载龄期、应力的大小、混凝土的组成及环境湿度等有关•混凝土徐变系数的计算公式主要有ACI模式、PB－2模式和CEB－FIP模式等，我国公路工程规范采用CEB－FIP模式。)]()([)(4.0)(),(0000tttttttfffda2、徐变引起结构变形的计算•作用在结构上荷载保持不变•由时间t0到t结构应力发出变化由于大跨度预应力混凝土连续梁桥、刚构桥为超静定结构，混凝土徐变将引起结构次内力，随时间的推进，结构中的应力是不断变化，如下图)),1()()()()(000ttEttttci（＋因此根据徐变系数的定义，在时刻加载，经历ｔ－时间间隔后，ｔ时刻结构的总应变为：t0t(t0)dd)(上式的第一部分表示在加载应力保持不变在ｔ时刻产生的应变，第二部分为在ｔ－时间间隔过程中结构应力发生变化所产生的应变。ttdtEttttEtt0000)()(),(1),(1)()()(•设其中：(t)为ｔ时刻结构的应力，上式可以改写为tttdt00)()()(),(),(1)()()(),(1)()(0000000tttttEtttttEt??),(0tt为龄期系数ttttdEttttttEtt0),(1)()(),(1)]()()[,()(),(0000设称有效弹性模量则有),(),(1)(000tttttEEeqeqEttttEt)(),(1)()(000ttttdEttttttEtt0),(1)()(),(1)]()()[,()(),(0000Bazant通过大量的理论和试验提出：上述龄期系数可以通过下式来近似计算:其中),(1),()()(),(00000ttttRtEtEtt1),(),()1,(115.0),(1),(0000ttttttttttR021tt3徐变引起结构次内力计算如下图所示，先简支后连续施工的两跨连续梁桥，自重在混凝土龄期为t0时刻作用，混凝土龄期为t1时转换为连续梁，计算t时刻结构由于徐变引起的次内力。t0t1t•外荷载作用下连续梁的内力计算X1•取基本结构01111X1111XdxEIMk211dxMxk)(1)(x外荷载在基本结构截面产生的曲率kMX1=1作用在基本结构引起的截面弯矩•徐变引起的次内力设徐变引起的次弯矩为X1(在t0t1逐步发生)，则结构的变形（徐变引起的变形）协调条件为：自重引起的徐变引起基本结构变形)],(),([010tttttot1t),(01tt)],(),([0101tttt),(0tt徐变引起的次弯矩X1(在t0t1逐步发生)起基本结构变形由X1引起基本结构构的变形对先简支后连续施工连续梁桥X1=0),(1111ttX则结构的变形（徐变引起的变形）协调条件为：)],(),(1[11111ttttX0)],(),(1[)],(),([111110101ttttXtttt7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工实例7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工实例7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工7.1连续梁桥悬臂施工连续梁桥施工第七章其他体系桥梁7.2连续刚构桥7.2.1.概述（1）分孔比例（2）主梁截面高度（3）墩身尺寸高度的1/8~1/15(0.55~0.58)llh=(1/2.5~1/3.5)HH=(1/15~1/20)l连续刚构桥实例RaftsundetBridgeisabalancedcantilevercast-in-placesegmentalwiththelongestspanintheworldforaprestressedconcretebridge.ThemainspanatRaftsundetBridgesis298meters.悬臂施工第七章其他体系桥梁7.3斜拉桥（1）