超靜定混凝土梁橋的構造課件

超靜定混凝土梁橋的構造.Wel.10-1、懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點◎簡支梁特點回顧：跨越能力較低、經濟指標不甚理想、行車舒適性受到限制；◎懸臂和連續(xù)體系的共同特點◎利用超靜定結構支點負彎距的卸載作用，有效降低跨中正彎距，能減小截面高度、增大跨越能力；◎主梁截面可根據(jù)內力的變化曲線，作成變截面線型，使截面尺寸與內力匹配；◎使用較少數(shù)量的支座，減少橋墩尺寸；◎施工方法復雜、多樣性；◎結構內力計算、結構配筋受施工方案的影響較大；◎連續(xù)～超靜定結構：對溫度變化和支座變位敏感?！驊冶邸o定結構：掛孔牛腿應力復雜，易損壞?！驙I運條件～連續(xù)梁較少的橋面接縫，有營運條件的優(yōu)勢但簡支梁的橋面連續(xù)措施，也可改善之。簡支、懸臂、連續(xù)體系內力對比示意10-1懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點連續(xù)體系附加產生內力的示意圖10-1懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點懸臂與連續(xù)體系的進一步比較共同點：～負彎矩的代償功能（卸載作用）使截面高度減小、跨越能力提高。不同點：1、靜力圖式：懸臂～靜定，連續(xù)～超靜定；因而對溫度環(huán)境、基礎條件的要求不同。2、跨越能力：連續(xù)體系比懸臂體系更大。3、行車條件：連續(xù)體系更好些。4、局部構造：懸臂體系的掛孔牛腿的缺陷，不可忽視。8-1、懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點連續(xù)梁～變高度截面可提高跨越能力變截面：以少量的負彎矩代償大量的正彎矩，為提高跨越能力創(chuàng)造條件負彎矩1200→1540正彎矩800→40010-1懸臂和連續(xù)體系梁橋的一般特點10-2預應力砼連續(xù)梁橋10-2-1概述：1、現(xiàn)階段，大跨徑連續(xù)梁橋的截面型式，絕大部分以箱形截面為主。2、連續(xù)箱形梁橋～概要：一般適應跨徑：40-250m葡萄牙～已建成250m的連續(xù)箱梁橋,超過這一跨徑不經濟.我國～南京長江二橋北汊橋165m變截面連續(xù)箱梁。常用施工方法：立支架就地現(xiàn)澆、預制拼裝(可以整孔、分段串聯(lián))、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現(xiàn)澆施工等。發(fā)展趨勢：減輕結構自重，采用高標號混凝土40-60號；跨徑40-80m，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。現(xiàn)階段我國公路橋梁100m以上多采用預應力混凝土連續(xù)剛構橋。10-2連續(xù)梁橋10-2-2我國的發(fā)展概況10-2-3連續(xù)梁橋的體系特點結構概念上：多跨連續(xù)跨越，梁墩分離，上部結構、下部結構依靠支座聯(lián)系〖圖↓〗形式上：等高度截面及變高度截面；力學上：◎由于支點負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小，恒載、活載均有卸載作用◎由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大◎屬超靜定結構,存在體系轉換，對基礎變形及溫差較敏感10-2連續(xù)梁橋10-2-3連續(xù)梁橋的體系特點（續(xù)）施工方面：◎滿堂支架◎逐跨施工(支架現(xiàn)澆、滑移支架拼裝）◎懸臂掛藍現(xiàn)澆、懸臂預制拼裝施工◎頂推法（等高度）◎簡支變連續(xù)（等高度）運營及使用上：◎撓度曲線緩和、剛度大、行車條件好◎便于保養(yǎng)及維護10-2連續(xù)梁橋〖10-2-3〗連續(xù)梁橋結構示意圖10-2連續(xù)梁橋邊跨/中跨=0.5~0.8均布力集中力〖10-2-3〗彎矩包絡圖、剪力包絡10-2連續(xù)梁橋〖10-2-3〗預應力布置示例（腹板，滿堂支架施工）◎預應力筋布置形態(tài)與彎矩分布規(guī)律相當10-2連續(xù)梁橋10-2-4構造特點10-2-4-1跨徑布置布置原則：減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求不等跨布置：大部分大跨度連續(xù)梁～邊跨為0.5~0.8中跨等跨布置：中小跨度連續(xù)梁短邊跨布置特殊使用要求〖圖↓〗10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-1〗幾種橋跨布置圖8-2連續(xù)梁橋等跨、等高度截面懸臂施工法常用短邊跨～中跨無負彎矩，邊跨拉力支座

連續(xù)剛構（見后）板式截面——適用于小跨徑連續(xù)梁（連續(xù)板，少用）肋梁式（T、I形截面）——適合于吊裝，中等跨徑箱形截面——適合于節(jié)段施工〖現(xiàn)階段為最常用的截面型式〗其它（組合截面等，少用）10-2連續(xù)梁橋10-2-4-2截面形式等高度梁：適用于中、小跨徑連續(xù)梁，一般跨徑在50~60米以下變高度梁適用于大跨徑連續(xù)梁，100米以上90%為變高度連續(xù)梁10-2連續(xù)梁橋10-2-4-3梁高——與跨徑的比例頂板：○滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求○一般采用等厚度，主要由橫向抗彎控制腹板：○主要承擔剪應力和主拉應力○一般采用變厚度腹板，○靠近跨中處受構造要求控制，靠近支點處受主拉應力控制，均需加厚。有關比例：◎等高度梁支點腹板總厚度與行車道板寬度之比約為：1/16～1/21；支點處腹板厚度與梁高之比約為：1/12～1/16?！蜃兏叨冗B續(xù)梁支點腹板總厚度約1/16～1/25B，支點處腹板厚度與梁高之比約1/15～1/30。10-2連續(xù)梁橋10-2-4-4腹板、頂板、底板底板○滿足縱向抗壓要求○一般采用變厚度○跨中主要受構造要求控制，支點主要受縱向壓應力控制，需加厚。橫隔板一般在支點截面設置橫隔板10-2連續(xù)梁橋10-2-4-4腹板、頂板、底板（續(xù)）10-2-4-5配筋特點縱向鋼筋懸臂施工階段配筋主筋沒有下彎時布置在腹板加腋中需下彎時平彎至腹板位置一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力連續(xù)梁后期配筋各跨跨中底板配置連續(xù)束頂板配制橫向鋼筋或橫向預應力鋼筋腹板下彎的縱向鋼筋：需要時布置豎向預應力鋼筋。10-2連續(xù)梁橋10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-5〗

預應力筋的幾種布置方式頂推施工，直線形布置。◎適應施工階段的負彎矩◎臨時索先簡支后連續(xù)的典型布置變高度箱形截面曲線預應力筋布置通長布束，預應力損失較大10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-5〗懸臂施工時預應力束布置〖附〗連續(xù)梁橋實例富陽·富春江橋主跨80米，跨中梁高2.3米，支點梁高5米單箱單室，懸臂施工10-2連續(xù)梁橋〖附〗連續(xù)梁橋實例上?！し钇执髽颉骺?25米，支點高度7米、跨中2.5米，懸臂施工10-2連續(xù)梁橋〖附〗連續(xù)梁橋實例德國·萊茵河橋～主跨205米，支點高度7.9m、跨中4.2米10-2連續(xù)梁橋工程實例1意大利山谷橋,10x32m,梁高2.5米，曲線半徑150米10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例2法國，使用體外預應力10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例3非洲南部的科馬提河橋10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例4湘潭湘江二橋，主跨90米10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例5美國美因河橋，全長1132米，兩邊頂推，輔助纜10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例6鼻梁10-2連續(xù)梁橋〖10-2-4-6〗頂推施工工程實例7鼻梁+臨時支架7-2連續(xù)梁橋〖7-2-4-6〗頂推施工10－3混凝土剛構橋主要內容：結構類型形式單跨、斜腿、多跨連續(xù)、V型墩構造特點尺寸布置內力計算要點簡介.Wel.剛構橋的一般靜力圖式示意〖附〗已淘汰的T型剛構◎◎T構在外形上與門型剛構相同，◎◎但其實質屬于無推力的懸臂體系。T構的致命缺陷：1）由于撓曲線在掛孔處呈尖角，于高速行車不利。2）掛孔牛腿處的應力復雜，極易損壞。進入20世紀90年代后，便不再設計。烏龍江大橋主跨：144米；橋梁類型：梁橋、T型剛構橋；全長552米。建成時間1971年9月?？鐝郊o錄保持了整個七十年代；是我國大跨徑橋梁發(fā)展過程中的一個里程碑。（本橋型現(xiàn)已淘汰）簡介：烏龍江橋位于福建省福州市烏龍江下游峽口處，是中國較早建成的一座大跨度預應力混凝土Ｔ型鋼構橋?？傞L５５２ｍ，分跨為５８＋３×１４４＋５８(ｍ)，各剛構間采用３３ｍ簡支掛梁連接。橋寬１２ｍ。重慶長江公路大橋國內跨度最大的預應力混凝土Ｔ型剛構橋。正橋全長１１２０ｍ，分跨為８６.５＋４×１３８＋１５６＋１７４＋１０４.５(ｍ)，最大跨度１７４ｍ。１９８０年７月１日建成通車。10-3-1剛構橋的體系與構造特點10-3-1-1體系特點○恒載、活載負彎矩卸載作用基本與連續(xù)梁接近；○橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進一步減??；○彎矩圖面積的小，跨越能力大，在小跨徑時梁高較低，能增加凈空高度，但對基礎要求較高；○超靜定次數(shù)高，對常年溫差、基礎變形、日照溫均較敏感；10-3-1-2剛構橋的主要類型單跨剛構橋——主要用于中小跨度的跨線橋，建筑高度小10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)1）斜腿剛構橋——受力形式接近拱橋，可獲得較大跨度或較小的梁高10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)2）8-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)3－橋例1）NECKARVALLEYVIADUCTspansof234-134-134-134-264meters安康漢江橋主跨為176m，中孔跨中64m10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)3－橋例2）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)3－橋例3-跨線橋）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)3－橋例4-木橋）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4）連續(xù)剛構橋——用于柔性墩或大跨度高墩橋梁RaftsundetBridgeSpanof86+202+298+125m10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－連續(xù)剛構橋例）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－連續(xù)剛構橋例）V型墩剛構——內部高次超靜定，外部接近連續(xù)梁10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－V型墩剛構）MAINRIVERBRIDGE82-135-82mmainspan,depthof6.5m10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－V型墩剛構橋例）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－V型墩剛構橋例）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－V型墩剛構橋例）10-3-1-2剛構橋的主要類型（續(xù)4－V型墩剛構橋例）我國已建成的預應力混凝土連續(xù)剛構橋〖屬于10-3-1-2〗連續(xù)剛構發(fā)展概況10-3-1-3常用計算圖式單跨剛構橋斜腿剛構橋10-3-1-3常用計算圖式（續(xù)1）連續(xù)剛構橋10-3-1-3常用計算圖式（續(xù)2）V型墩剛構10-3-1-3常用計算圖式（續(xù)3）10-3-1-4構造特點1、截面形式單跨剛構橋——矩形截面斜腿剛構——箱型截面、多肋式連續(xù)剛構——大跨度：變高度箱梁 小跨度：多室扁箱梁V型墩剛構——箱型截面、多肋式10-3-1-4構造特點（續(xù)1）2、節(jié)點構造角點受力特點箱型截面直角點構造10-3-1-4構造特點（續(xù)2）箱型截面斜腿與主梁交點構造10-3-1-4構造特點（續(xù)3）3、鉸的構造鋼鉸鉛板鉸10-3-1-4構造特點（續(xù)4）混凝土鉸10-3-1-5減小墩柱抗推剛度的措施1、合理選擇橋型，避免矮墩橋梁采用連續(xù)剛構2、減小墩柱的縱橋向尺寸3、采用雙臂墩減小墩柱縱橋向抗推剛度4、斜腿剛構設置合理的傾角5、對于長大橋梁，中間橋墩采用剛構，邊墩采用連續(xù)梁體系連續(xù)+剛構10-3-1-6配筋特點1、三向預應力體系 腹板、頂?shù)装濉v向預應力 頂板——橫向預應力 腹板——豎向預應力2、縱向預應力束配置的爭論 是否需要彎起束和連續(xù)束10-3-1-6配筋特點－續(xù)－橋例比較10-3-2連續(xù)剛構橋的主要尺寸一、主梁主梁的結構尺寸基本與連續(xù)梁相同

跨中梁高：

支點梁高：10-3-2連續(xù)剛構橋的主要尺寸（續(xù)）二、立柱墩身尺寸根據(jù)連續(xù)剛構的抗推剛度確定

立柱間距：8~10米立柱厚度：～10-3-2連續(xù)剛構橋的主要尺寸（續(xù)）－國內主要橋例尺寸10-3-4國內著名剛架橋橋例一、洛溪大橋跨徑：65+125+180+110米荷載：汽——超20級，掛——120梁高：墩頂10米，跨中3米下部結構：主跨雙薄壁墩，邊跨單薄壁墩施工方法：懸臂澆筑10-3-4國內著名剛架橋橋例（續(xù)）二、虎門大橋輔助航道橋跨徑：150+270+150米荷載：汽——超20級，掛——120橋寬：30米，6車道+分隔帶+緊急停車帶 分兩幅橋建設梁高：墩頂14.8m，跨中5.0m下部結構：雙薄壁墩施工方法：懸臂澆筑10-4斜拉橋組成、構造類型、體系、總體布置、主要尺寸比例、內力計算簡介10-4-1、斜拉橋的組成與構造類型主要構件：主梁、拉索、索塔10-4-1、斜拉橋的組成與構造類型（續(xù)1）根據(jù)斜索立面布置形狀分類：輻射式、豎琴式、扇式、星式10-4-1、斜拉橋的組成與構造類型（續(xù)2）根據(jù)斜索位置（索面數(shù)量）分類：單索面（中間）、雙索面（兩側）◎豎直、傾斜索面10-4-1、斜拉橋的組成與構造類型（續(xù)3）根據(jù)塔柱的形狀、數(shù)量分類獨塔、雙塔、多塔（極少）獨柱雙柱門式斜腿門式倒V(A)寶石拐腳式倒Y馬拉開波橋10-4-1、斜拉橋的組成與構造類型（續(xù)4）根據(jù)主梁材料分類：主梁材料：預應力混凝土、組合結構斜拉橋疊合梁、鋼-混凝土、鋼管混凝土、鋼斜拉橋10-4-2、結構體系類型1、邊界條件飄浮體系（全飄、半飄）、支承體系、塔梁固結、剛構體系10-4-2、結構體系類型（續(xù)）2、稀索體系與密索體系～決定梁高的主要因素～密索梁高較小～現(xiàn)代斜拉橋均采用密索。10-4-3、特殊構造措施1、錨墩及輔助墩◎錨墩一般采用柔性墩，上端鉸接下端與基礎固結，墩頂與主梁共同水平變位，設抗拉措施；◎輔助墩加強主梁剛度，減少跨中撓度，降低塔柱的內力與變位（50%）；2、尾索（背索）～塔柱與錨墩相連的拉索；～可約束塔頂位移，有利于減少平衡重；～主跨活載增加背索應力，邊跨減少；8-6-4、總體布置與構造尺寸1、邊跨與主跨比對于三跨斜拉橋，邊跨/主跨≈0.4;

對于二跨斜拉橋，邊跨/主跨≈0.6;2、梁高

◎與主梁結構型式、斷面型式、索距（縱、橫）有關；一般稀索體系為跨徑的1/40~1/70；密索體系梁高為跨徑的1/70~1/2003、塔柱塔柱高度與拉索的傾角有關，塔柱高度一般為主梁跨徑的1/4~1/5，拉索傾角一般保持在30°~60°；〖屬于10·〗附：國內主要斜拉橋邊跨/主跨〖屬于10·4〗附：世界大跨徑斜拉橋一覽表排序 橋梁名稱主跨（m）所在地 建成年份1 多多羅大橋（Tatara） 890 日本

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19982 羅曼蒂大橋(Normandie) 856 法國 19943 南京長江二橋 628 中國 20014 武漢白沙洲大橋 618 中國 20005 青州閩江大橋 605 中國·福州

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20006 楊浦大橋 602 中國·上海 19937 名港中央大橋(Meiko-Chuo)590 日本 1996

徐浦大橋590 中國·上海 19979 斯卡路森特橋(Skarnsundet)530 挪威 199110 礐石大橋 518 中國·汕頭 199911鶴見航路橋（TsurumiFairway）510日本199112 荊沙長江大橋 500 中國·荊州 200013 生口橋（Ikuchi） 490 日本 1991

弗來森特橋(Fresund) 490 丹麥-瑞典 199915 東神戶大橋(Higashi-Kobe)485 日本 199316 西海大橋(SeoHae) 470 韓國 199917 安娜雪斯橋（Annacis） 465 加拿大 198618 橫濱海灣橋(YakohamaBay)460 日本 198919胡克來2號橋(SecondHooghlyBr.)457 印度 199220塞文2號橋（SecondSevemBr.）456 英國 1996位于日本Nishi-Seto高速公路上的Tatara橋〖屬于10·4〗世界第一斜拉橋－多多羅大橋〖屬于10·4〗法國Normandy橋〖屬于10·4〗南京長江二橋～南汊主橋〖屬于10·4〗南京長江二橋～南汊主橋〖縱向俯視〗南京長江二橋～南汊主橋：雙索面五孔連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，全長1238m。橋跨布置為58.5+246.5+628+246.5+58.5m，兩邊跨各設一輔助墩

〖屬于10·4〗南京長江二橋～南汊主橋〖施工中〗〖屬于10·4〗南京長江二橋～南汊主橋〖合攏〗〖屬于10·4〗武漢－白沙洲大橋〖屬于10·4〗福州－青州閩江大橋全長2590m,其中正橋1185m。主跨605m,主塔高175m,橋寬29.5m?！紝儆?0·4〗上海－楊浦大橋〖屬于10·4〗部分斜拉橋（簡介）力學特點及其優(yōu)點◎目前一般采用塔梁固結的結構形式◎力學特點更接近連續(xù)梁橋◎在結構上采用了拉索的形式故可看作通過索塔的高度將體內預應力筋移出梁體外，使其與梁體形成了一個水平夾角，以拉索的豎向分力對主梁作彈性支承?！驈慕Y構體系看連續(xù)梁以主梁受彎為主；斜拉橋的拉索作用使主梁以受壓為主；而有矮塔的部分斜拉橋拉索布置的區(qū)域特點，則使主梁承受以壓、彎為主。◎部分斜拉橋由于承受部分彎矩也需要配置部分合理的預應力筋（數(shù)量少于連續(xù)梁），以保證主梁的拉、壓應力能滿足主梁的安全工作要求。10．5懸索橋一般特點◎由古老的索橋演變而來，◎主要承重結構：纜索（含吊桿）、塔、錨碇?！蚶|索幾何形狀：由力的平衡條件決定，一般接近拋物線；◎從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住?！驑蛎婧偷鯒U之間通常設置加勁梁同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。◎跨越能力無與倫比，是目前跨徑超過1000m的唯一橋型?！紝儆?0·5〗懸索橋的主要結構