[工学]第四章 混凝土连续梁桥.ppt
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1、第四章 混凝土连续梁桥,第一节 连续梁桥的体系与构造特点 第二节 连续梁桥常用施工方法 第三节 连续梁桥内力计算 第四节 预应力次内力计算 第五节 徐变、收缩次内力计算 第六节 基础沉降引起的次内力计算 第七节 温度应力计算 第八节 连续梁实例,第一节 连续梁桥的体系与构造特点,1. 体系特点 2. 构造特点 3. 常见的连续梁桥结构形式,1. 体系特点 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; 超静定结构,对基础变形及温差荷载较敏感; 行车条件好。,2.构造特点 2.1 跨径布置 布置原则:减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观
2、要求 不等跨布置大部分大、中跨度连续梁 边跨为0.50.8中跨 等跨布置中小跨度连续梁 短边跨布置特殊使用要求,2.2 截面形式 板式截面实用于小跨径连续梁 肋梁式适合于吊装 箱形截面适合于节段施工 其它,如局部多肋式箱形截面,2.3 梁高,2.4 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。 横隔板:一般在支点截面设置横隔板。,2.5
3、 预应力钢筋 2.5.1 预应力筋分类: 按走向:纵向力筋、横向力筋和竖向力筋 按位置:分为顶板筋、底板筋、腹板筋(竖筋) 按形状:直筋、弯筋、平面筋、空间筋等 按受力特性:分为正弯矩筋、负弯矩筋、抗剪筋等 按使用时间长短:分为永久性筋和临时筋 按布置在混凝土体内或体外:分为体内筋和体外筋 按与混凝土是否有粘结:分为有粘结筋和无粘结筋 预应力钢筋动画,2.5.2 预应力筋布置 连续配束: 中、小跨度等截面连续梁桥中采用;连续跨数不宜过多。,分段配筋: 适用于大跨度变截面连续梁(刚构)桥,特别是采用分段施工的情况。,预应力钢筋的逐段接长: 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
4、要采用连接器把主筋对接或逐段加长。,体外布筋: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,对梁体施加预应力。无预留孔道,孔道压浆等工序,施工方便迅速,且便于更换;对力筋防护和结构构造等的要求较高。,2.5.3 横向预应力钢筋和竖向预应力钢筋 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,就需要对箱梁顶板施加横向预应力。 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。,3. 常见的连续梁桥结构形式 3.1 等高度连续梁 构造简单、施工方便
5、,主要适用于小、中等跨度桥梁。,3.2 变高度连续梁 变高度梁符合梁的内力分布规律;适合于采用悬臂施工;线形美观,增大了桥下净空。,3.3 连续刚构桥 利用主墩的柔性适应桥梁纵向变形,适合于高墩大跨。,3.4 V型墩连续梁桥 结构轻巧美观,工程量较省,但是斜撑结构设计及施工复杂。,3.5 桁架连续梁桥 重量轻、节省材料、刚度大、跨越能力强。构造及施工工艺复杂。,第二节 连续梁桥常用施工方法,1. 满堂支架现浇 2. 简支变连续 3. 逐跨施工现浇、拼装 4. 顶推施工 5. 悬臂施工现浇、拼装,满堂支架现浇 在支架上架立模板、绑扎钢筋、灌注混凝土的施工方法。适用于中、小跨度的连续梁桥。 简便可
6、靠,对机具和起重能力要求不高;施工中不出现体系转换,需要较多的支架。,满堂支架现浇,2. 简支变连续,体系转换:桥梁结构在最终形成之前,曾经历过以不同的结构体系(如简支、悬臂、连续等)承受当时作用在其上的恒载的各施工阶段。若施工中存在体系转换,则按最终体系计算得到的结构恒载内力和变形,就不同于按各阶段的体系计算得到的恒载内力和变形的叠加值。,3.逐跨施工 将支架和模板在桥跨内进行现浇施工,待混凝土达到一定强度后脱模,并将整孔模架前移至下一浇筑桥孔,如此有节奏地逐孔推进直至全桥施工、完毕。 适用于跨径2050m的等跨和等高度连续梁桥施工。,逐跨施工,4.顶推施工 顶推法的施工原理是沿桥纵轴方向的
7、台后开辟预制场地,分节段浇筑或拼装混凝土梁身,并用纵向预应力筋连成整体,然后通过水平液压千斤顶施力,借助不锈钢板与四氟乙烯模压板特制的滑动装置,将梁逐段向对岸顶进,就位后落梁,更换正式支座,完成桥梁施工。 顶推法主要应用于等截面连续梁。 单向顶推、双向顶推、单点顶推、多点顶推。,顶推施工,5 悬臂施工 梁部施工从桥中间墩处开始、按对称方式逐步接长并悬出梁段至合龙的施工方法。 施工支架和临时设备少,施工时不影响桥下通航、通车,也不受季节、河道水位的影响,并能在大跨度桥上采用。 悬臂灌注法和悬臂拼装法。 施工动画,第三节 连续梁桥内力计算,1. 恒载内力 2. 活载内力 3. 超静定次内力计算 4
8、. 变形计算,1. 恒载内力 必须考虑施工过程中的体系转换,不同荷载作用在不同的体系上。 1.1 满堂支架现浇施工 所有恒载直接作用在连续梁上。,1.2 简支变连续施工 一期恒载作用在简支梁上,二期恒载作用在连 续梁上。,1.3 逐跨施工 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。,1.4 顶推施工 顶推过程中,梁体内力不断发生改变,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。 施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致。 配筋必须满足施工阶段内力包络图。,主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时,最大负弯矩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
9、,1.5 悬臂施工 分清荷载作用的结构 体现约束条件的转换 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,2.活载内力 2.1 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。 2.2 横向 箱梁专门分析 多梁式横向分布系数计算,等刚度法,3. 超静定次内力计算 3.1 产生原因结构因各种原因产生变形,在多余约束处将产生约束力,从而引起结构附加内力(或称二次力)。 3.2 连续梁产生次内力的外界原因 预应力; 墩台基础沉降; 温度变形; 徐变与收缩。,4. 变形计算 必须考虑施工过程中的体系转换,不同的荷载作用在不同的体系上 根据恒载及活载变形设置预拱度大跨径时必须专门研究大跨
10、径桥梁施工控制 预拱度设置:,第四节 预应力次内力计算,1.基本概念 2.用力法求解预应力次力矩 3.线性变换与吻合束 4.等效荷载法,1. 基本概念 预应力初弯矩: 预应力次弯矩: 总预矩:,压力线: 简支梁压力线与预应力筋位置重合 连续梁压力线与预应力筋位置相差,2. 用力法求解预应力次力矩,1、直线配筋,力法方程 变位系数 赘余力 总预矩,3. 线性变换与吻合束,3.1 线性变换 保持束筋在超静定梁中的两端位置不变,保持束筋在跨内的形状不变,而只改变束筋在中间支点上的偏心距,则梁内的混凝土压力线不变,总预矩不变。,改变e在中支点所增加(或减少)的初预矩值,与预加力次力矩的变化值相等,而且
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