工程道路橋梁第二篇 第四章 其他體系橋梁簡(jiǎn)介

第四章其他體系橋梁簡(jiǎn)介郭萍等截面連續(xù)梁橋構(gòu)造特點(diǎn)不等跨布置：用于較大跨度連續(xù)梁，邊跨為0.6～0.8中跨等跨布置：用于中小跨度連續(xù)梁，跨徑取決于經(jīng)濟(jì)分孔和施工的設(shè)備條件。高跨比一般為l/15～1/25；在頂推施工的梁高H與頂推跨徑L0之比一般為1/12～1/17。腹板厚度：支點(diǎn)腹板總厚度∑δ與行車道板寬度B之比為1/16～1/21，支點(diǎn)腹板厚度δ與梁高H之比為1/12～1/16。適用范圍中等跨徑：40~60m（國(guó)外有達(dá)80m的）；以等跨為宜，亦可用不等跨；適應(yīng)于預(yù)制裝配（逐孔架設(shè)、頂推法施工）和就地澆注施工（有支架、移動(dòng)模架），不適宜于懸臂法施工。1、連續(xù)梁橋變截面連續(xù)梁橋構(gòu)造特點(diǎn)分跨：連續(xù)孔數(shù)一般不超過5跨；多于三跨的連續(xù)梁橋，除邊跨外，其中間各跨一般采用等跨布置，以方便懸臂施工；多于兩跨的連續(xù)梁橋，其邊跨一般為中跨的0.6～0.8倍左右，當(dāng)采用箱形截面，邊孔跨徑其至可減少至中孔的0.5～0.7倍；有時(shí)為了滿足城市橋梁或跨線橋的交通要求而需增大中跨跨徑時(shí)，可將邊跨跨徑設(shè)計(jì)成僅為中跨的0.5倍以下，此時(shí)，端支點(diǎn)上將出現(xiàn)較大的負(fù)反力，故必需在該位置設(shè)置能抵抗拉力的支座或壓重以消除負(fù)反力。梁高——與跨徑、施工方法有關(guān)h支/l=1/16~1/18，h中/h支=1/1.5~1/2.5梁底曲線：折線、圓弧線、拋物線和正弦曲線適用范圍70～120m，大于120m跨徑，目前較少見；適宜于懸臂法施工。施工過程中墩梁臨時(shí)固結(jié)，待合攏后，拆除臨時(shí)固結(jié)措施，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。橫截面形式和尺寸

橫截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面?！舭迨胶屠吡菏浇孛鎸?shí)體板：用于中小跨徑連續(xù)梁橋，有支架現(xiàn)澆;空心板：用于15～30m連續(xù)梁橋有支架現(xiàn)澆，板厚可取0.8～1.5m;肋梁式：用于跨徑25～50m，梁高一般取1.3～2.6m，預(yù)制架設(shè)，并在梁段安裝后經(jīng)體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁橋。1）橫截面形式◆箱形截面

用于跨徑超過40～60m（等截面）或以上（變截面），有支架現(xiàn)澆、逐孔施工及懸臂施工等多種方法。單箱多室：寬度可不受限制單箱單室：頂板寬度小于20m；單箱雙室：頂板寬度25m左右；雙箱單室：頂板寬度可達(dá)40m左右；圓空式單箱雙室：頂板寬度15m左右；斜腹板箱梁：施工稍困難，使用較少①主梁主梁在縱橋向大都采用不等跨變截面的結(jié)構(gòu)布置形式；邊跨和主跨的跨徑比值在0.5～0.692之間，大部分比值在0.55～0.58之間；一般適用于跨徑100～240m范圍，最大跨徑可達(dá)300m。②

主梁截面高度箱梁根部截面的高跨比一般為l/16～l/20，其中大部分為1/18左右，也有少數(shù)橋梁達(dá)到或低于1／20;跨中截面梁高通常為支點(diǎn)截面梁高的1/2.5～l/3.5，略小于連續(xù)梁的跨中梁高。2、連續(xù)剛構(gòu)橋構(gòu)造特點(diǎn)四、預(yù)應(yīng)力筋布置主梁內(nèi)力②豎向受剪①縱向受彎③橫向受彎三向預(yù)應(yīng)力②豎向預(yù)應(yīng)力①縱向預(yù)應(yīng)力③橫向預(yù)應(yīng)力縱向受彎和部分受剪橫向受彎三向預(yù)應(yīng)力受剪預(yù)應(yīng)力數(shù)量、位置根據(jù)使用階段的受力狀態(tài)確定，滿足施工各階段的受力需要，施工方法決定施工階段受力，預(yù)應(yīng)力配筋必須結(jié)合施工方法。混凝土箱梁三向預(yù)應(yīng)力筋布置１）縱向預(yù)應(yīng)力筋

縱向預(yù)應(yīng)力筋又稱主筋，布置在頂、底板和腹板中；布置方式與采用的施工方法、預(yù)應(yīng)力筋種類等有關(guān)系布置方式分為：連續(xù)配筋、分段配筋、逐段加長(zhǎng)力筋、體外布筋、后連續(xù)力筋。①連續(xù)配筋的力筋布置

小跨度的等截面連續(xù)梁橋，采用就地灌注施工的，其縱向力筋可按照結(jié)構(gòu)各部位的受力要求進(jìn)行連續(xù)配筋。二次拋物線?，F(xiàn)澆施工整根、曲線、通束：預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)、彎曲次數(shù)又多，加大摩阻損失，目前少用。②分段配筋布置大跨度、變截面、懸臂施工法。懸臂伸出施工時(shí)，對(duì)梁體施加負(fù)彎矩筋；在兩梁段合龍后（稱為體系轉(zhuǎn)換），再?gòu)埨龔澗亟詈推渌?。力筋的布置原則：力矩大、錨固方便、施工簡(jiǎn)單。①正彎矩區(qū)底部、負(fù)彎矩區(qū)頂部布置預(yù)應(yīng)力筋；②正、負(fù)彎矩交替作用區(qū)段，頂、底板均需設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。

①頂板力筋在腹板內(nèi)下彎并錨固在腹板上，減小外荷載剪力；②腹板具有足夠厚度以承受集中的錨固力。懸臂施工直線布束：錨固在梗肋處，①減少摩阻損失、穿束方便，改善腹板澆筑條件；②由彎曲應(yīng)力決定，抗剪強(qiáng)度由豎向預(yù)應(yīng)力筋提供。

③逐段加長(zhǎng)力筋布置頂推施工用連接器把主筋對(duì)接或逐段加長(zhǎng)。逐孔施工、頂推法施工的連續(xù)梁常用。接頭的位置通常設(shè)置在離支點(diǎn)約1/5跨度附近彎矩較小的部位。④體外布筋布置

力筋布置在主梁截面以外的箱內(nèi)，配以橫隔板、轉(zhuǎn)向塊等構(gòu)造，對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力。無(wú)預(yù)留孔道，孔道壓漿等工序，施工方便迅速，且便于更換；對(duì)力筋防護(hù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的要求較高。⑤后連續(xù)筋布置先簡(jiǎn)支后連續(xù)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)方法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，后連續(xù)采用預(yù)應(yīng)力筋布置，必須先預(yù)留張拉槽孔和預(yù)埋管道，待連續(xù)部分的混凝土澆筑完畢后，穿束張拉后連續(xù)的力筋，實(shí)現(xiàn)整體梁的連續(xù)。２）橫向和豎向布筋橫向預(yù)應(yīng)力筋布置在橫隔板或頂板中，保證橫向整體性、橋面板及橫隔板橫向抗彎能力；箱梁頂板厚度在25cm～35cm間，橫向力筋采用扁錨體系。豎向預(yù)應(yīng)力筋布置在腹板中，提高截面的抗剪能力，按后張法工藝施工，一般需進(jìn)行二次張拉，以確保足夠的有效預(yù)應(yīng)力；豎向力筋較短，采用高強(qiáng)粗鋼筋以減少回縮損失。箱梁橫向及豎向配筋方式橫向預(yù)應(yīng)力筋豎向預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力張拉后應(yīng)及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行壓漿并封錨，壓漿應(yīng)密實(shí)飽滿，否則有可能帶來(lái)嚴(yán)重后果；預(yù)應(yīng)力箱梁大多采用C50及以上的高標(biāo)號(hào)混凝土。

目前將一種拉索式錨具用于豎向鋼絞線的張拉，進(jìn)行二次張拉：

①第一次張拉使錨杯內(nèi)夾片夾緊預(yù)應(yīng)力筋；②第二次張拉錨杯，達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力，擰緊錨杯外螺母固定。③二次張拉技術(shù)使預(yù)應(yīng)力筋的回縮損失小。預(yù)應(yīng)力管道壓漿如不密實(shí)飽滿，則預(yù)應(yīng)力筋得銹蝕斷裂可能造成災(zāi)難性后果。

第三節(jié)連續(xù)體系梁橋的施工

1、整體澆筑法程序:對(duì)于多跨長(zhǎng)橋，在缺乏大能力的起重設(shè)備時(shí)，在預(yù)先搭好的支架上，將梁體混凝土澆筑和張拉預(yù)應(yīng)力筋一氣呵成。2、逐孔施工法概念:逐孔施工法是連續(xù)施工的一種方法，逐孔架設(shè)法施工快捷、簡(jiǎn)便。在施工過程中，由簡(jiǎn)支梁或懸臂梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁。移動(dòng)支架逐孔現(xiàn)澆施工

移動(dòng)模架施工

3、懸臂施工方法簡(jiǎn)介概念:懸臂施工法也稱分段施工法，是以橋墩為中心向兩岸對(duì)稱的、逐節(jié)懸臂接長(zhǎng)的施工方法懸臂澆筑法懸臂拼裝法

返回（1）懸臂澆筑法程序:采用移動(dòng)式掛籃作為主要施工設(shè)備，以橋墩為中心，對(duì)稱向兩岸利用掛籃逐段澆筑梁段混凝土，待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力束，再移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一節(jié)段的施工。懸澆程序梁式掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖梁式掛籃的兩種工作狀態(tài)斜式掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖懸澆～掛籃示例掛籃施工現(xiàn)場(chǎng)洞庭湖大橋橋懸澆

戰(zhàn)備橋略圖

戰(zhàn)備橋施工—掛籃

戰(zhàn)備橋施工—拉索施工

平衡懸臂-掛籃現(xiàn)澆平衡懸臂施工合攏前使用臨時(shí)支架示例簡(jiǎn)支懸臂-閘門式吊機(jī)（2）懸臂拼裝法程序:采用分節(jié)段預(yù)制，然后以橋墩為中心，對(duì)稱向兩岸逐漸接長(zhǎng)的施工．懸臂拼裝法箱梁節(jié)段簡(jiǎn)支懸臂桁架懸拼～節(jié)段就位示例懸拼～節(jié)段就位示例懸臂施工～預(yù)應(yīng)力束示例二、頂推法程序:頂推法施工的程序是：梁在橋頭臺(tái)座上（預(yù)制場(chǎng)地上）分段預(yù)制，預(yù)制一段，縱向向前推進(jìn)一段，跨越各中間橋墩，直達(dá)彼岸。為了減少推進(jìn)過程中的梁體內(nèi)力，前段加導(dǎo)梁；為了增大跨徑，可以安置臨時(shí)墩，也可以用拉索加固單點(diǎn)頂推

多點(diǎn)頂推三、剛架橋二、剛構(gòu)橋的主要類型單跨剛構(gòu)橋——主要用于中小跨度的跨線橋，建筑高度小我國(guó)已建成的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋三、常用計(jì)算圖式單跨剛構(gòu)橋斜腿剛構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)橋V型墩剛構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)1、截面形式單跨剛構(gòu)橋——矩形截面斜腿剛構(gòu)——箱型截面、多肋式連續(xù)剛構(gòu)——大跨度：變高度箱梁 小跨度：多室扁箱梁V型墩剛構(gòu)——箱型截面、多肋式2、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造角點(diǎn)受力特點(diǎn)

箱型截面直角點(diǎn)構(gòu)造箱型截面斜腿與主梁交點(diǎn)構(gòu)造2、鉸的構(gòu)造鋼鉸鉛板鉸混凝土鉸四、斜拉橋是指用錨在塔上的若干斜索吊住梁跨結(jié)構(gòu)的橋，也叫斜張橋。主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分組成。索塔大都采用混凝土結(jié)構(gòu)，主梁一般采用混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，斜拉索則采用高強(qiáng)材料（高強(qiáng)鋼絲或鋼絞線）制成。斜拉橋荷載傳遞途徑：斜拉索的兩端分別錨固在主梁和斜塔上，將主梁的恒載和車輛荷載傳遞至索塔，再通過索塔傳至地基。力學(xué)特性：主梁在斜拉索的多點(diǎn)支承下，像多跨彈性支撐的連續(xù)梁，彎矩值得以大大地降低，可以減小主梁尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省結(jié)構(gòu)材料，增大橋梁的跨越能力。在主梁承受荷載之前需要對(duì)斜拉索進(jìn)行預(yù)張拉。斜拉橋?qū)儆诟叽纬o定結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展：第一階段：稀索布置，主梁較高，主梁以受彎為主，拉索更換不方便；第二階段：中密索布置，主梁較矮，主梁承受較大軸力和彎矩；第三階段：密索布置，主梁更矮。

稀索布置

密索布置孔跨布局一、雙塔三跨式主跨跨徑大，一般適用于跨越較大的河流?？鐝椒指畋龋哼呏骺缰葢?yīng)小于0.5.主跨經(jīng)濟(jì)性跨徑：400m～500m。超長(zhǎng)斜拉橋1000m。邊主跨之比的重要性受力上看，邊主跨之比與斜拉橋的整體剛度、端錨索的應(yīng)力變幅有著很大的關(guān)系。主跨有活載，端錨索產(chǎn)生正軸力（拉力）；邊跨有活載時(shí)，端錨索又產(chǎn)生負(fù)軸力（拉力松減），由此引起較大應(yīng)力變幅而產(chǎn)生疲勞問題。邊跨較小時(shí)，邊跨主梁的剛度較大，邊跨拉鎖較短，剛度也相對(duì)較大，此時(shí)，邊跨對(duì)索塔的錨固作用就大，主跨的剛度也就相應(yīng)增大。邊主跨之比小于0.5，活載越大，邊主跨之比越小。二、獨(dú)塔雙跨式主孔跨徑一般比雙塔三跨式跨徑小，適用于跨越中小河流和城市河道。邊主跨之比為（0.5～0.8），但大多數(shù)為0.66。邊跨大，考慮拉索應(yīng)力疲勞，中間設(shè)橋墩改善。三、三塔四跨式和多塔多跨式很少采用因?yàn)橹虚g塔沒有端錨索來(lái)有效限制它的變位。采用增加主梁剛度和索塔剛度增加了工程量;采用長(zhǎng)拉索將中間塔頂分別錨固在兩邊塔塔頂或塔底加勁，但長(zhǎng)索下垂量大，剛度小；加粗尾索并在錨固尾索的梁段上壓重，增加索的剛度。亞洲首座不等高三塔雙斜索面預(yù)應(yīng)力混凝土

漂浮體系斜拉橋

輔助墩和邊引跨邊引跨輔助墩活載往往在邊跨梁段附近區(qū)域產(chǎn)生很大的正彎矩，并導(dǎo)致梁體轉(zhuǎn)動(dòng)。解決這個(gè)問題，常用：邊引跨：形成負(fù)彎矩。輔助墩：減小拉索應(yīng)力變幅，緩和端支點(diǎn)負(fù)反力。索塔布置一、索塔的形式美學(xué)觀點(diǎn)適合拉索布置傳力簡(jiǎn)單，恒載作用下，索塔盡可能處于軸心受壓狀態(tài)。拉索布置1.索面位置一、漂浮體系漂浮體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：塔墩固結(jié)，塔梁分離，主梁懸浮主梁除兩端有支承外，其余全部由拉索懸吊，屬于一種在縱向可稍作浮動(dòng)的多跨彈性支承連續(xù)梁。塔柱和主梁之間設(shè)置側(cè)向限位支座。斜拉索不能給梁提供有效的橫向支承，為了抵抗風(fēng)力引起的主梁橫向位移，故設(shè)之。該體系優(yōu)點(diǎn)：（1）主跨滿載時(shí)，塔柱處主梁無(wú)負(fù)彎矩峰值；（2）主梁可以隨塔柱的縮短而下降，所以溫度、收縮和徐變內(nèi)力均較小。（3）密索體系主梁各截面的變形和內(nèi)力變化較平緩，受力較均勻；（4）地震時(shí)允許全梁縱向擺蕩，成為長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)，從而抗震消能，因此地震烈度較高地區(qū)可考慮選擇這類體系。該體系缺點(diǎn)：（1）當(dāng)采用懸臂施工時(shí)，塔柱處主梁需臨時(shí)固結(jié)，解聯(lián)時(shí)須注意主梁的縱向擺動(dòng)；（2）須在塔的梁底底部設(shè)置高阻尼的主梁水平彈性限位裝置，防止產(chǎn)生過大縱向擺動(dòng)。二、支承體系該體系塔墩固結(jié)、塔梁分離，主梁在塔墩上設(shè)置豎向支承，接近于在跨度內(nèi)具有彈性支承的三跨連續(xù)梁。

特點(diǎn)：（1）這種體系的主梁內(nèi)力在塔墩支點(diǎn)處產(chǎn)生急劇變化，出現(xiàn)了負(fù)彎矩尖峰，通常須加強(qiáng)支承區(qū)段的主梁截面。（2）支承體系的主梁一般均設(shè)置活動(dòng)支座，在橫橋方向亦須在橋臺(tái)和塔墩處設(shè)置側(cè)向水平約束。（3）墩頂設(shè)置可調(diào)節(jié)高度的支座或彈簧支承。三、塔梁固結(jié)體系塔梁固結(jié)并支承在墩上，斜拉索為彈性支承，相當(dāng)于梁頂面用斜索加強(qiáng)的一根連續(xù)梁，主梁的內(nèi)力與撓曲直接與主梁和索塔的彎曲剛度有關(guān)。支座布置：只在一個(gè)塔柱處設(shè)置固定支座，其余皆為縱向可以活動(dòng)支座。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：減小了塔墩彎矩和主梁中央段的軸向拉力。缺點(diǎn)（1）中孔滿載時(shí)，主梁在墩頂處轉(zhuǎn)角位移導(dǎo)致塔柱傾斜，顯著增大主梁跨中撓度和邊跨負(fù)彎矩；（2）上部結(jié)構(gòu)重力和活載反力都需由支座傳給橋墩，這就需要設(shè)置很大噸位的支座。在大跨徑斜拉橋中，這種結(jié)構(gòu)體系可能要設(shè)置上萬(wàn)噸級(jí)的支座，支座的設(shè)計(jì)制造及日后的養(yǎng)護(hù)，更換均較困難。四、剛構(gòu)體系梁、塔、墩互為固結(jié)，形成跨度內(nèi)具有多點(diǎn)彈性支承的剛構(gòu)。

特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）既免除了大型支座又能滿足懸臂施工的穩(wěn)定要求；（2）結(jié)構(gòu)的整體剛度比較好；主梁撓度小。缺點(diǎn):

(1)剛度的增大是由梁、塔、墩固結(jié)處能抵抗很大的負(fù)彎矩?fù)Q取來(lái)的，因此這種體系的固結(jié)處附近區(qū)段內(nèi)主梁的截面必須加大。

(2）為消除溫度應(yīng)力，需要墩身具有一定柔性，故常用于高墩。90二環(huán)路西清水河大橋三環(huán)路南天府立交五、懸索橋世界著名橋梁日本明石海峽大橋（1991m）浙江西堠門大橋（1650m）丹麥大貝爾特橋（1624m）美國(guó)金門大橋（1280m）一、懸索橋發(fā)展歷程92原始：藤蔓橋（云南、西藏墨脫）古代：竹索橋、鐵索橋（瀘定橋）近代：英國(guó)（建立懸索橋基本體系）現(xiàn)代：美國(guó)（應(yīng)用高強(qiáng)鋼絲做主纜，考慮抗風(fēng)）主體結(jié)構(gòu)：加勁梁、主纜、橋塔、錨碇附屬系統(tǒng)：主鞍座、錨口散束鞍座、懸吊系懸索橋基本概念單跨懸索橋三跨懸索橋按懸吊跨數(shù)分類二、懸索橋基本類型四跨懸索橋五跨懸索橋按主纜錨固形式分類自錨式

在邊跨兩端將主纜直接錨固在加勁梁上，主纜的水平拉力由加勁梁提供的軸壓力自相平衡。自錨式懸索橋地錨式

主纜的拉力由重力式錨碇或巖隧