第三章-预应力混凝土连续梁桥-1

第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程主要内容1.预应力混凝土连续梁桥基本知识2.连续梁桥施工3.连续梁结构内力计算4.预应力次内力计算5.混凝土收缩徐变次内力计算6.其它因素引起的次内力计算第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第一节预应力混凝土连续梁桥基本知识一预应力混凝土连续梁桥的特点1由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用，跨越能力增大2梁内力值可适当调整改变相邻跨比值；采用变高度梁；调整冗力改善受力3由于部分梁段存在正负弯矩，预应力效率差4超静定结构，会有各种次内力产生5行车条件好第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程连续梁桥均布荷载q均布荷载q连续梁桥的受力情况第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程连续梁桥梁高与内力分布第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程二预应力混凝土连续梁桥总体布置与构造1.平面布置桥梁的平面造型取决于线路的方向与河道或立交线路的方向，并受桥址地形和地物的制约，通常有正交、斜交、单向曲线和反向曲线桥梁等平面造型，如右图所示。第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程2.立面布置预应力混凝土连续梁桥的立面布置要考虑桥孔分跨、主梁高度和梁底曲线形状等因素。预应力混凝土连续梁桥立面布置常见形式如右图所示：第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程(1)桥孔分跨连续梁是由若干跨梁组成一联。桥梁可由一联或多联构成，联内主梁在各墩台顶连续通过，各支点纵向只设一排支座，两联之间主梁断开，墩顶纵向设两排支座，布置同简支梁。第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程•常见的连续梁桥每联由3~8跨梁组成，跨数增加将使桥梁的计算与施工难度加大，温度变化及混凝土收缩、徐变所需伸缩缝的宽度就大。但增加每联的跨数对梁的受力和行车是有利的，能使行车平稳，减小噪声和便于养护。•连续梁跨径的布置可采用等跨和不等跨两种。采用等跨布置结构简单，模式统一，适于采用顶推法、移动模架法或简支转连续法施工的桥梁，但等跨布置将使边跨内力控制全桥设计，不是很经济。第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程为减少等跨布置时边跨及中跨跨中正弯矩，可将连续梁设置成不等跨形式。从桥梁美学的角度看，连续梁桥跨数不多时，一般采用奇数孔，三跨及五跨较为常见。对三跨连续梁，边跨与中跨跨径之比一般为0.5～0.8。对于城市桥梁或跨线桥，有时为了增大中跨跨径，该比值还可能小于0.3，此时边跨桥台支座将会出现负反力，在桥台上需设拉力支座或压重，如下图所示。对五跨连续梁则常取比值为0.65：0.9：1.0。边跨与中跨之比小于0.3时的措施第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程–布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求–不等跨布置——大部分大跨度连续梁边跨为0.5~0.8中跨–等跨布置——中小跨度连续梁–短边跨布置——特殊使用要求，需设置抗拉力支座或边跨配重第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程(2)梁高及梁底曲线按照梁高变化连续梁可分为等高度和不等高度两种。等截面连续梁的梁高，一般取跨径的1／16～1／26，采用顶推法施工时，一般取跨径的1／12～1／15为宜。变截面梁的截面变化规律可采用圆弧线、二次抛物线、折线等，最常用的是二次抛物线。变截面的截面高度与最大跨径之比，跨中截面可在1／30～1／50范围内考虑，支点截面可选用1／15～1／20，边跨与中跨的比例仍在0.5～0.8的范围内变化。变截面连续梁桥跨径布置第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程V型墩连续梁桥布置情况第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程双柱式墩连续梁桥布置情况第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程等截面连续梁桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程变截面连续梁桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程变截面连续梁桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程(3)主梁横截面预应力混凝土连续梁桥的横断面形式很多，一般应根据桥梁跨径、高度、梁高、支承形式、总体布置和施工方法等方面综合确定。合理地选择主梁的截面形式可减轻桥梁自重、节约材料，简化施工，并改善截面受力性能。目前，预应力混凝土连续梁的横断面形式常用的有板式、肋式和箱形截面三大类。用于连续梁的板式截面有矩形实体截面、曲线形实体截面及矩形空心截面等几类，见下图所示。板式截面第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程肋式截面预制方便，常采用预制架设先简支后连续的施工方法。肋式截面第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程抗扭刚度大，整体性好，有良好的静力和动力稳定性，特别适合弯桥和悬臂法施工的桥梁；常见截面形式：单箱单室、双箱单室、单箱多室、多箱多室箱形截面第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程作用：将主梁连成整体，保证各主梁共同工作。应用条件：采用T形或I形主梁时，由于其抗扭刚度较小，一般均设端横隔梁及中横隔梁，以增加主梁的刚度，保证在荷载作用下各主梁能更好地协同工作。箱形截面除支点设端横隔梁外，趋向于不设中横隔梁；对于多箱截面，在箱间设置横隔梁，以加强桥面板及各箱间联系。(4)横隔梁横隔梁的数目及位置应根据主梁的构造和桥梁的跨径确定第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程3.腹板及顶、底板厚度顶板——满足横向抗弯及纵向抗压要求一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制腹板——主要承担剪应力和主拉应力一般采用变厚度腹板，靠近跨中处受构造要求控制，靠近支点处受主拉应力控制，需加厚。底板——满足纵向抗压要求一般采用变厚度，跨中主要受构造要求控制，支点主要受纵向压应力控制，需加厚第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程4.配筋特点•纵向钢筋–悬臂施工阶段配筋主筋没有下弯时布置在腹板加掖中需下弯时平弯至腹板位置一般在锚固前竖弯，以抵抗剪力–连续梁后期配筋各跨跨中底板配置连续束•顶板——配制横向钢筋或横向预应力钢筋•腹板——下弯的纵向钢筋需要时布置竖向预应力钢筋第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程三、预应力混凝土连续梁桥发展现状1最大跨径在中国，跨度为330米2为取得较大的跨越能力，中跨常用轻质混凝土或钢箱梁和混凝土组合箱梁3大跨度通常采用刚构桥4跨径多时，常采用刚构－连续组合体系第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程世界最大预应力混凝土梁桥排序桥名主跨(m)桥址年份1石板坡桥330中国，重庆20062斯托尔马桥(Stolmasundet)301挪威19983拉脱圣德桥(Raftsundet)298Lofoten，挪威19984虎门辅航道桥270珠江，中国19975瓦罗德2号桥(Varodd-2)260Kristiamsand，挪威1994门道桥(Gateway)260Brisbane，澳大利亚19866SchottwienBridge250Schottwien，奥地利1989黄花园嘉陵江桥250重庆，中国1999PonteS.Joao250Lisbon，葡萄牙1991SkyeBridge250Scotland，英国1995NorthumberlandBridge250NewBrunswick，加拿大1957马鞍石嘉陵江桥250重庆，中国2001第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程石板坡桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程Stolmabrua第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程Raftsundet第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程虎门大桥辅航道桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程GatewayBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程SchottwienBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程黄花园嘉陵江桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程PonteS.Joao第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程SkyeBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程SkyeBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程Confederation第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程马鞍石嘉陵江桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程其它跨径超过200米混凝土梁桥排序桥名主跨(m)桥址年份6黄石长江大桥245长江（湖北），中国19957Koror-Babelthuap*241ToagelChannel，Palau19778HamanaBridge(浜名大桥)240Imagiri-Guchi，日本1977江津长江大桥240江津，重庆，中国1997高家花园嘉陵江桥240重庆，中国1998龙溪河桥240长寿，重庆，中国2000东阳嘉陵江桥220北碚，重庆，中国2001第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程黄石长江大桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程Koror-BabelthuapBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程Koror-BabelthuapBridge第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程HamanaBridge(浜名大桥)第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程江津长江大桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程高家花园嘉陵江桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程龙溪河桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程东阳嘉陵江桥第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程四、预应力混凝土连续梁桥存在问题1裂缝问题2跨中下挠问题3预应力钢筋锈蚀问题4施工中的问题第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程第三章预应力混凝土连续梁桥桥梁工程五、预应力混凝土连续梁桥设计计算内容1拟定截面尺寸2恒、活载作用下的主梁内力计算3主梁次内力计算4预应力钢筋的估算与布置5预应力损失及有效预应力的计算6截面校核①正截面强度验算②正截面抗裂性验算③正常使用条件下正应力的验算④剪应力和主拉应力的验算⑤变形验算