混凝土桥教案3.pptx
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1、2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B0第三章第三章 连续梁桥及刚构桥连续梁桥及刚构桥3.1 连续梁桥概述3.2 连续梁桥内力计算3.3 连续梁桥的次内力计算3.4 刚构桥概述及构造特点3.5 刚构桥计算特点2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B13.1 连续梁桥概述连续梁桥概述1混凝土连续梁桥的特点2混凝土连续梁桥的总体布置3PC连续梁桥中的预应力钢筋形式2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B23.1 连续梁桥概述连续梁桥概述1混凝土连续梁桥的特点三跨连续梁桥三跨连续梁桥三孔简支梁桥三孔简支梁桥VSp由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩大大减小,由于支点负弯矩的卸载作
2、用,跨中正弯矩大大减小,恒载、活载均有卸载作用。恒载、活载均有卸载作用。p由于弯矩图面积的减小,跨越能力增大。由于弯矩图面积的减小,跨越能力增大。p超静定结构,对基础变形及温差荷载较敏感。超静定结构,对基础变形及温差荷载较敏感。p行车条件好。行车条件好。连续梁连续梁桥的桥的体体系系特点特点2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B33.1 连续梁桥概述连续梁桥概述1混凝土连续梁桥的特点连续梁连续梁桥的桥的适适用用特点特点连续梁桥连续梁桥简支梁桥简支梁桥连续刚构桥连续刚构桥钢筋砼梁钢筋砼梁PCPC梁梁钢筋砼梁钢筋砼梁PCPC梁梁钢筋砼梁钢筋砼梁PCPC梁梁150m150m300m300m50
3、m50m约约2030m2030mp等截面连续梁适用于中小跨度桥梁;变截面连续梁跨越能等截面连续梁适用于中小跨度桥梁;变截面连续梁跨越能力显著增加。力显著增加。p预应力的使用提高了连续梁桥的跨越能力。预应力的使用提高了连续梁桥的跨越能力。p由于支座使用和更换条件的限制,混凝土连续梁的跨度不由于支座使用和更换条件的限制,混凝土连续梁的跨度不宜过大。宜过大。控制值控制值等截面连续梁等截面连续梁变截面连续梁变截面连续梁2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B43.1 连续梁桥概述连续梁桥概述1混凝土连续梁桥的特点连续梁连续梁桥的桥的施施工工特点特点p施工方法灵活,悬臂施工方法提高了连续梁的跨越能
4、施工方法灵活,悬臂施工方法提高了连续梁的跨越能力;力;p施工中通常存在体系转换的情况,不同的施工方法会施工中通常存在体系转换的情况,不同的施工方法会产生不同的恒载内力结果,计算分析中需要考虑结构的产生不同的恒载内力结果,计算分析中需要考虑结构的形成过程。形成过程。满堂支架施工满堂支架施工悬臂施工悬臂施工悬臂浇筑悬臂浇筑悬臂拼装悬臂拼装预制简支变连续施工预制简支变连续施工移动支架施工移动支架施工顶推施工顶推施工2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B53.1 连续梁桥概述连续梁桥概述2混凝土连续梁桥的总体布置1.平面布置l平面布置方式:平面布置方式:p正交正交p斜交斜交p单向曲线单向曲线p
5、反向曲线反向曲线 连续梁桥平面布置示例连续梁桥平面布置示例联联连续梁由若干梁跨连续梁由若干梁跨(通常为(通常为3 8跨)组成一联,跨)组成一联,每联两端设置伸缩缝,整每联两端设置伸缩缝,整 个桥梁可由一联或多联组成个桥梁可由一联或多联组成。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B63.1 连续梁桥概述连续梁桥概述2混凝土连续梁桥的总体布置2.立面布置分跨的选择等跨布置等跨布置不等跨布置不等跨布置p布置原则:减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。布置原则:减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。适用于中小跨度连续梁。适用于中小跨度连续梁。边跨与中跨之比边跨与中跨之比 L1/L 一般为一般
6、为 0.50.8(过大,过小的不利情况(过大,过小的不利情况)VS2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B73.1 连续梁桥概述连续梁桥概述梁高的选择等高度连续梁等高度连续梁变高度连续梁变高度连续梁等截面连续梁等截面连续梁变高度连续梁变高度连续梁变截面连续梁变截面连续梁梁高不变。具有构造、制造和施梁高不变。具有构造、制造和施工简便的特点。适用于中等跨度工简便的特点。适用于中等跨度(40 60m左右)的、较长的桥梁。左右)的、较长的桥梁。可按等跨或不等跨布置。长桥多采可按等跨或不等跨布置。长桥多采用等跨布置,以简化构造,统一模用等跨布置,以简化构造,统一模式,便于施工。式,便于施工。更能适
7、应结构的内力分布规律。受更能适应结构的内力分布规律。受力状态与其施工时的内力状态基本吻力状态与其施工时的内力状态基本吻合。梁高变化规律可以是斜(直)线、合。梁高变化规律可以是斜(直)线、圆弧线或二次抛物线。箱型截面的底圆弧线或二次抛物线。箱型截面的底板、腹板和顶板可作成变厚度,以适板、腹板和顶板可作成变厚度,以适应梁内各截面的不同受力要求。应梁内各截面的不同受力要求。VSp高跨比高跨比 h/L(公路:跨中公路:跨中1/301/50;中支点;中支点1/161/25)。p高跨比高跨比 h/L(公路:公路:1/151/30)2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B83.1 连续梁桥概述连续梁桥
8、概述横断面的选择p依据桥梁的结构体系、跨度、宽度、梁高、施工方法等确定。依据桥梁的结构体系、跨度、宽度、梁高、施工方法等确定。p大跨度连续梁通常采用箱形断面。大跨度连续梁通常采用箱形断面。l实体截面实体截面:用于小跨度的桥梁(现浇)用于小跨度的桥梁(现浇)l空心板截面空心板截面:常用于常用于15 30m的连续梁桥的连续梁桥(现浇)(现浇)l肋式截面肋式截面:常用跨度在常用跨度在15 30m范围内,范围内,常采用预制架设施工,并在梁段安装完常采用预制架设施工,并在梁段安装完成之后,经体系转换形成连续梁。成之后,经体系转换形成连续梁。鱼腹鱼腹式式l特点特点:构造简单,施工方便,适用于中、构造简单,
9、施工方便,适用于中、小跨度的连续梁桥。小跨度的连续梁桥。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B93.1 连续梁桥概述连续梁桥概述箱型断面l具有良好的抗弯和抗扭性能,是具有良好的抗弯和抗扭性能,是预应力混凝土连续梁桥的预应力混凝土连续梁桥的主要截主要截面型式面型式 l单箱,单室单箱,单室,单箱双室截面,双,单箱双室截面,双箱单室、双箱双室、多箱单室等箱单室、双箱双室、多箱单室等 l顶板和底板顶板和底板结构承受正负弯矩结构承受正负弯矩的主要部位的主要部位l腹板腹板主要承受结构的弯矩剪应主要承受结构的弯矩剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力以及扭转剪应力引起的主拉应力力 l梗腋梗腋(或称承托)
10、设置在腹板(或称承托)设置在腹板与顶、底板接头处与顶、底板接头处l锯齿块锯齿块方便预应力张拉锚固方便预应力张拉锚固2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B103.1 连续梁桥概述连续梁桥概述大跨度预应力连续梁箱型断面构成特点顶板顶板满足横向抗弯及纵向抗压要求;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(桥面板)。一般采用等厚度,主要由横向抗弯控制(桥面板)。腹板腹板主要承担剪应力和主拉应力;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,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。靠近支点处受主拉应力控制,需
11、加厚。底板底板满足纵向抗压要求;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。要受纵向压应力控制,需加厚。一般在支点截面设置横隔板。一般在支点截面设置横隔板。横隔板横隔板2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B113.1 连续梁桥概述连续梁桥概述示例2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B123.1 连续梁桥概述连续梁桥概述2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B133.1 连续梁桥概述连续梁桥概述2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B143.1 连续梁桥概述连续梁桥概述2.纵
12、向预应力钢筋的布置A.A.连续配束连续配束p小跨度等截面连续梁桥(现浇)中采用;小跨度等截面连续梁桥(现浇)中采用;p连续跨数不宜过多(一般小于连续跨数不宜过多(一般小于4)。)。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B153.1 连续梁桥概述连续梁桥概述悬臂灌注钢束布置示意悬臂灌注钢束布置示意B.B.分段配束分段配束p适用于大跨度变截面连续梁(刚构)桥适用于大跨度变截面连续梁(刚构)桥p特别是采用分段施工的情况特别是采用分段施工的情况 2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B163.1 连续梁桥概述连续梁桥概述C.C.预应力钢筋的逐段接长预应力钢筋的逐段接长p由于力筋供料长度、施
13、工方法和结构受力等方面的原因,有时需要采用连接由于力筋供料长度、施工方法和结构受力等方面的原因,有时需要采用连接器把主筋对接或逐段加长。器把主筋对接或逐段加长。p适用对逐孔施工的连续梁桥,其纵向主筋往往采用逐段接长力筋。该方式适用对逐孔施工的连续梁桥,其纵向主筋往往采用逐段接长力筋。该方式也用于顶推法施工的连续梁桥,以及混凝土斜拉桥梁部中。也用于顶推法施工的连续梁桥,以及混凝土斜拉桥梁部中。、波纹管、波纹管、螺旋筋、锚垫板、连接体、挤压头、保护罩、螺旋筋、锚垫板、连接体、挤压头、保护罩、六角螺栓、六角螺栓、六角螺母、约束圈、钢绞线、波纹管、保护罩六角螺母、约束圈、钢绞线、波纹管、保护罩、夹片、
14、夹片 多根钢绞线连接器结构示例多根钢绞线连接器结构示例2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B173.1 连续梁桥概述连续梁桥概述p特点减小截面尺寸;提高混凝土浇筑质量;无须预留孔道,减少孔道压浆等工序;施工方便迅速,钢束便于更换;钢束线形容易调整,减小预应力损失;但其对力筋防护和结构构造等的要求较高,抗腐蚀、耐疲劳性能有待提高。p在桥梁工程中有所应用(新桥设计和既有桥梁加固)。D.D.预应力钢筋的体外布置预应力钢筋的体外布置p指把力筋布置在主梁截面以外的箱指把力筋布置在主梁截面以外的箱内外,配以横隔板、转向块等构造,内外,配以横隔板、转向块等构造,对梁体施加预应力。对梁体施加预应力。体
15、外布筋示例(瑞士体外布筋示例(瑞士Bois de RossetBois de Rosset引桥)引桥)2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B183.1 连续梁桥概述连续梁桥概述3.横向预应力钢筋和竖向预应力钢筋l横向布筋横向布筋在箱梁结构中,若两腹板间距过大或悬臂板外挑过长,在箱梁结构中,若两腹板间距过大或悬臂板外挑过长,就需要对箱梁顶板施加横向预应力就需要对箱梁顶板施加横向预应力l竖向布筋竖向布筋当腹板混凝土、普通钢筋、纵向下弯力筋等不足以抵当腹板混凝土、普通钢筋、纵向下弯力筋等不足以抵抗荷载剪力时,就需要在腹板内布置竖向力筋。竖向力筋一方面抗荷载剪力时,就需要在腹板内布置竖向力筋。
16、竖向力筋一方面可以提高截面的抗剪能力,另一方面也可以与挂篮施工配合,作可以提高截面的抗剪能力,另一方面也可以与挂篮施工配合,作为后锚钢筋为后锚钢筋。l材料材料采用高强度钢筋(钢铰线和粗钢筋),在预留孔道内按后采用高强度钢筋(钢铰线和粗钢筋),在预留孔道内按后张法工艺施工。张法工艺施工。竖向预应力竖向预应力横向预应力横向预应力2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B193.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算1连续梁桥设计计算概述2连续梁桥恒载内力计算3连续梁桥活载内力计算4连续梁桥的变形计算2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B203.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算
17、连续梁桥内力计算1连续梁桥设计计算概述梁桥设计计算基本流程梁桥设计计算基本流程2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B213.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算2连续梁桥恒载内力计算p恒载内力是分阶段分工况叠加而形成的,这即为恒载内力是分阶段分工况叠加而形成的,这即为内力叠加内力叠加。p同样道理,也存在同样道理,也存在位移和应力的叠加位移和应力的叠加。p混凝土连续梁恒载内力的计算与所采用的施工方法密切相关。混凝土连续梁恒载内力的计算与所采用的施工方法密切相关。p连续梁的内力计算中存在次内力的影响。连续梁的内力计算中存在次内力的影响。体系转换体系转换p结构形成的过程中(施工过
18、程中),从一个施工阶段到下一结构形成的过程中(施工过程中),从一个施工阶段到下一个施工阶段时,结构的受力体系发生了改变,这种改变称为体个施工阶段时,结构的受力体系发生了改变,这种改变称为体系转换。系转换。p体系转换很多时候体现在结构的受力约束关系的改变上。体系转换很多时候体现在结构的受力约束关系的改变上。计算要点确定每一施工阶段的结构情况,及计算图式;确定每一施工阶段的荷载情况;内力、位移和应力的叠加。必须注意施工过程中的体系转换,不同的荷载作用在不同的体系上2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B223.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算1满堂支架施工的恒载内力p这种施工
19、方法,连续梁在建造过程中没有发这种施工方法,连续梁在建造过程中没有发生体系转换,而是一次整体完成,故恒载内力生体系转换,而是一次整体完成,故恒载内力按连续梁计算即可。按连续梁计算即可。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B233.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算1满堂支架施工的恒载内力p这种施工方法,连续梁在建造过程中没有发生体系转换,而是一次整体完成,这种施工方法,连续梁在建造过程中没有发生体系转换,而是一次整体完成,故恒载内力按连续梁计算即可。故恒载内力按连续梁计算即可。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B243.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内
20、力计算满堂支架施工的预应力布置满堂支架施工的预应力布置2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B253.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算2.简支变连续施工的恒载内力p一期恒载作用在简支梁上,二期恒载作用在连续梁上一期恒载作用在简支梁上,二期恒载作用在连续梁上2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B263.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算简支变连续施工的预应力布置简支变连续施工的预应力布置2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B273.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算3.逐跨施工的恒载内力p主梁自重内力图,应由各主梁自重内力图,应由
21、各施工阶段时的自重内力图迭施工阶段时的自重内力图迭加而成。加而成。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B283.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算3.逐跨施工的恒载内力p主梁自重内力图,应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成主梁自重内力图,应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B293.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算逐跨施工的预应力布置逐跨施工的预应力布置2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B303.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算4.顶推施工的恒载内力顶推施工中的恒载弯矩顶推施工中的恒载弯
22、矩包络图包络图顶推施工的计算图式顶推施工的计算图式顶推过程中,梁体内力顶推过程中,梁体内力不断发生改变不断发生改变,梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩,梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩,在经过跨中区段时产生正弯矩;在经过跨中区段时产生正弯矩;施工阶段的内力状态与使用阶段的内施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致;力状态不一致;配筋必须满足施工阶段内力包络图配筋必须满足施工阶段内力包络图在顶推阶段,连续梁的受力情况,与导梁的长度对被顶推梁的跨度之比、刚度之比、自重之比,以及有无临时中间墩,或临时缆索等而有所不同。在计算结构内力时,对于支承在台座滑道上的部分梁端,应视其工艺特点和填土性质,
23、适当考虑其影响。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B313.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算4.顶推施工的恒载内力最大正弯矩的产生最大正弯矩的产生主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时最大负弯矩的产生最大负弯矩的产生与导梁刚度及重量有关 导梁刚接近前方支点 刚通过前方支点2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B323.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算5.悬臂施工的恒载内力分清荷载作用的结构分清荷载作用的结构 体现约束条件的转换体现约束条件的转换 主梁自重内力图,应由各主梁自重内力图,应由各施工阶段时的自重内力图迭施工阶段时的自重内力图迭加而成加而
24、成2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B333.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B343.2 混凝土混凝土连续梁桥内力计算连续梁桥内力计算3连续梁桥活载内力计算1.纵向某些截面可能出现正负最不利弯矩,必须用影响线加载2.横向箱梁专门分析多梁式横向分布系数计算2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B353.3 连续梁桥的次内力计算连续梁桥的次内力计算1什么是次内力?2温度变化引起的次内力计算3预加力引起的次内力计算4混凝土的徐变和收缩引起的次内力计算5基础不均匀沉降引起的次内力计算2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土
25、桥B363.3 连续梁桥的次内力计算连续梁桥的次内力计算1什么是次内力?l在小变形的情况下,静定结构中构件的变形对结构内力不产生影响。l超静定结构中构件的变形会影响结构内力。l在各种内外因素的综合影响下,超静定结构因受到强迫变形,在冗余约束处会受到冗余约束力,从而引起结构附加内力。这部分内力一般称为结构的次内力次内力(二次内力)。(二次内力)。2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B373.3 连续梁桥的次内力计算连续梁桥的次内力计算2024/3/29 周五周五混凝土桥混凝土桥B383.3 连续梁桥的次内力计算连续梁桥的次内力计算2温度次内力的计算1.计算时的基本假定:沿桥长的温度分布是
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