Modular Unit-0701 悬 臂 与 连 续 体 系
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【模块编号】MU-07-01
Modular Unit-0701
悬 臂 与 连 续 体 系
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【模块编号】MU-07-01
主 要 内 容
一、悬臂和连续体系梁桥的类型和一般特点二、预应力砼连续梁桥
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【模块编号】MU-07-01
一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点◎ 简支梁特点回顾:
跨越能力较低、经济指标不甚理想、行车舒适性受到限制;◎ 悬臂和连续体系的共同特点
◎ 利用超静定结构支点负弯距的卸载作用,有效降低跨中正弯距,能减小截面高度、增大跨越能力;
◎ 主梁截面可根据内力的变化曲线,做成变截面线型,使截面尺寸与内力匹配;
◎ 使用较少数量的支座,减小桥墩纵向尺寸;◎ 施工方法复杂、多样性;◎ 结构内力计算、结构配筋受施工方案的影响较大;
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【模块编号】MU-07-01
一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点(续)
◎ 连续:超静定结构 ~对温度变化和支座变位敏感。◎ 悬臂:静定结构 ~挂孔牛腿应力复杂,易损坏。◎ 营运条件~
—— 连续梁较少的桥面接缝,有营运条件的优势;—— 但简支梁的桥面连续措施,可改善之。
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【模块编号】MU-07-01
【属于一】简支、悬臂、连续体系内力对比示意图
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【模块编号】MU-07-01
【属于一】示意图:连续体系附加内力的产生
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【模块编号】MU-07-01
【属于一】悬臂与连续体系的进一步比较
共同点:~负弯矩的代偿功能(卸载作用)使截面高度减小、跨越
能力提高。不同点:
1 、 静力图式:悬臂~静定,连续~超静定;因而对温度环境、基础条件的要求不同。
2 、跨越能力:连续体系比悬臂体系更大。3 、行车条件:连续体系更好些。4 、局部构造:悬臂体系的挂孔牛腿的缺陷,不可忽视。
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【模块编号】MU-07-01
【属于一】连续梁~变高度截面可提高跨越能力
变截面:
以少量的负弯矩代偿大量的正弯矩,为提高跨越能力创造条件。
负弯矩1200 →1540
正弯矩800 →400
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【模块编号】MU-07-01二、预应力砼连续梁桥
2-1 概述:1 、现阶段,大跨径连续梁桥的截面型式,绝大部分以箱形截面为主。2 、连续箱形梁桥~概要:
• 一般适应跨径: 40-250m– 葡萄牙~已建成 250m 的连续箱梁桥 , 超过这一跨径不经济 .
– 我国~南京长江二桥北汊桥 165m 变截面连续箱梁。• 常用施工方法:
– 立支架就地现浇、预制拼装 ( 可以整孔、分段串联 ) 、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。
• 发展趋势:– 减轻结构自重,采用高标号混凝土 C40-C60 ;– 常用跨径 40-80m ,一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路
的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。– 现阶段我国公路桥梁 100m 以上多采用预应力混凝土连续刚构桥。
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【模块编号】MU-07-01
2-2 我国的发展概况
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【模块编号】MU-07-01
2-3 连续梁桥的体系特点
结构概念上:多跨连续跨越,梁墩分离,上部结构、下部结构依靠支座联
系〖图↓〗
形式上:等高度截面及变高度截面;
力学上:◎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;
◎由于弯矩图面积的减小,跨越能力增大;◎ 属超静定结构 ,存在体系转换,对基础变形及温差较敏感;
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【模块编号】MU-07-01
2-3 连续梁桥的体系特点(续)
施工方面:◎满堂支架◎ 逐跨施工 ( 支架现浇、滑移支架拼装)◎ 悬臂挂篮现浇、悬臂预制拼装施工◎ 顶推法(等高度)◎ 简支变连续(等高度)
运营及使用上:◎挠度曲线缓和、刚度大、行车条件好◎便于保养及维护
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【模块编号】MU-07-01〖 2-3 〗连续梁桥结构示意图
连续梁桥 均布荷载q均布荷载q
边跨 / 中跨 =0.5~0.8均布力
集中力
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【模块编号】MU-07-01〖 2-3 〗弯矩包络图、剪力包络图
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【模块编号】MU-07-01
〖 2-3 〗预应力布置示例(腹板,满堂支架施工)
◎ 预应力筋布置形态,应与弯矩分布规律相当。
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【模块编号】MU-07-012-4 构造特点
2-4-1 跨径布置– 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– 〖图↓〗
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【模块编号】MU-07-01〖 2-4-1〗几种桥跨布置图
等跨、等高度截面
悬臂施工法常用
短边跨~中跨无负弯矩,边跨拉力支座
连续刚构(详后)
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【模块编号】MU-07-01
板式截面—— 适用于小跨径连续梁(连续板)
肋梁式( T 、 I 形截面)—— 适合于吊装,中等跨径
箱形截面—— 适合于节段施工 〖现阶段为最常用的截面型式〗
其它(组合截面等,少用)
2-4-2 截面形式
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【模块编号】MU-07-012-4-2 截面形式(续 1 )
◆单箱单室截面:
~受力明确、构造简单、施工方便;
~在桥宽不大( 16m以下)时首选;
~常用直腹板。
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【模块编号】MU-07-012-4-2 截面形式(续 2 )
◆桥宽较大时,常用单箱多室、双箱或多箱结构;◆且腹板形改为斜腹板;
~迎阳面较小、改善风的攻击角,从而改善温度应力和抗风性能;
~能减小底板的横向跨度,减小底板厚度;~主梁显得更纤细、美观;~模板构造复杂。
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【模块编号】MU-07-01
等高度梁:• 适用于中、小跨径连续梁,一般跨径在 50~60米以下
变高度梁• 适用于大跨径连续梁, 100米以上 90% 为变高度连续梁
2-4-3 梁高——与跨径的比例
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【模块编号】MU-07-01
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,均需加厚。
2-4-4 腹板、顶板、底板
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【模块编号】MU-07-01
有关比例:◎ 等高度梁支点腹板总厚度与行车道板宽度之比约为: 1/1
6 ~ 1/21 ;支点处腹板厚度与梁高之比约为: 1/12 ~ 1/16 。
◎ 变高度连续梁支点腹板总厚度 约 1/16 ~ 1/25 B ,支点处腹板厚度与梁高之比约 1/15 ~ 1/30 。
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。
横隔板○ 一般在支点截面设置横隔板
2-4-4 腹板、顶板、底板(续)
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【模块编号】MU-07-012-4-5 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腋中• 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。
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【模块编号】MU-07-01〖属于 2-4-5 〗连续配筋示意图
◆连续配筋:◎满堂支架施工,施工阶段的无内力变化;直接
根据成桥内力配筋;◎ 构造简单,曲线段力筋(弯筋)具有抗剪作用;
但力筋多次弯曲,预应力损失大;穿束较困难。
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【模块编号】MU-07-01〖属于 2-4-5 〗分段配筋示意图
◆分段配筋:◎节段施工、“简支—连续”常用方式;◎节段施工中,永久束分直束和弯束;◎直束布置在截面的上、下翼缘;◎ 弯束布置在腹板宽度范围内,在抗弯不需要处起弯,锚固于腹板中。
◎ 顶推法施工一般不用弯束。
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【模块编号】MU-07-01〖属于 2-4-5 〗横向预应力筋布置示意图
◆横截面的悬臂宽度较大,或箱梁腹板间距较大时—— 使横向不开裂或控制裂缝宽度。
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【模块编号】MU-07-01〖属于 2-4-5 〗竖向预应力筋布置示意图
◆抗剪作用—— 常用粗钢筋,布置在腹板中;
◆其间距由计算确定,一般为 0.3 ~ 1.0m 。
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【模块编号】MU-07-01〖 2-4-5 〗 预应力筋的几种布置方式
顶推施工,直线形布置。◎ 适应施工阶段的负弯矩◎临时索
先简支后连续的典型布置
变高度箱形截面
曲线预应力筋布置
通长布束,预应力损失较大
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【模块编号】MU-07-01〖 2-4-5 〗悬臂施工时预应力束布置
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【模块编号】MU-07-01〖 附〗 连续梁桥实例
富阳 ·富春江桥 。主跨 80米, 跨中梁高 2.3米,支点梁高 5米;单箱单室,悬臂施工
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【模块编号】MU-07-01〖 附〗 连续梁桥实例 1
上海 ·奉浦大桥~主跨 125米 ,支点高度 7米、跨中 2.5米, 悬臂施工
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【模块编号】MU-07-01〖 附〗 连续梁桥实例 2
德国 ·莱茵河桥~ 主跨 205米, 支点高度 7.9m 、跨中 4.2米
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 1
意大利山谷桥 ,10x32m, 梁高 2.5米,曲线半径 150米
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 2
法国,使用体外预应力
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 3
非洲南部的科马提河桥
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【模块编号】MU-07-01施工实例 4
湘潭湘江二桥 ,主跨 90米
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 5
美国美因河桥,全长 1132米,两边顶推,辅助缆
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 6
鼻梁
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【模块编号】MU-07-01
施工实例 7
鼻梁 +临时支架