桥梁结构体系的特点
2、节点构造 角点受力特点
箱型截面直角点构造
箱型截面斜腿与主梁交点构造
连续刚构墩柱与主梁交点构造
2、铰的构造 钢铰 铅板铰
混凝土铰
五、减小墩柱抗推刚度的措施
1、合理选择桥型,避免矮墩桥梁采用连续 刚构 2、减小墩柱的纵桥向尺寸 3、采用双臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚度 4、对于长大桥梁,中间桥墩采用刚构,边 墩采用连续梁体系
5
连续梁桥次内力 预应力次内力
预应力初弯矩:
预应力次弯矩: 总预矩:
徐变、收缩次内力
一、徐变、收缩理论
收缩——与荷载无关
徐变——与荷载有关
收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、
截面形式、护条件、混凝土龄期有关
基础沉降引起的次内力
一、沉降规律
假定沉降规律与徐变相同
沉降终极值
沉降速度系数
2. 3 刚构体系体系桥梁简介
3、超静定次内力计算
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) 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——大跨径桥梁施工控制 预拱度设置原则: 某节点预拱度 = -(所有在该节点出现后的 荷载或体系转换产生的位移)
六、预应力配索特点
1、三向预应力体系 腹板、顶底板——纵向预应力 顶板——横向预应力 腹板——竖向预应力 2、纵向预应力束配置的争论 是否需要弯起束和连续束
日照温差次内力 主梁与连续梁相同 高桥墩必须考虑墩身左右侧的日照温差
混凝土收缩次内力 如不考虑徐变可作为降温计算 终结值相当于降温15~20度 徐变对收缩次内力有释放作用
建筑高度小
ROSENSTEIN BRIDGE 跨度68 m,跨中梁高1.65 m
斜腿刚构桥——受力形式接近拱桥,可
获得较大跨度或较小的梁高
安康汉江桥 主跨为176m,中孔跨中64m
连续刚构桥——用于柔性墩或大跨度高
墩桥梁
辅航道桥桥 跨径:150+270+150m
Raftsundet Bridge Span of 86+202+298+125m
均布荷载q
连续梁桥
均布荷载q
2、构造特点
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
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
造价低
耐久性好 可塑性强
刚度大
噪音小 自重大 钢筋混凝土梁带裂缝工作
预应力混凝土梁桥的优点
预应力的作用
可以使用高强材料
更适合于装配式桥梁
施工方法
整体式 节段式——纵向、横向分缝
1) 简支板桥的特点 板桥是小跨径钢筋混凝土桥梁中最常用的桥型之 一。由于其外形像一块薄板一样故习惯称之为板桥。 板桥一般的特点: 1. 建筑高度小,适用于桥下净空受限制的桥梁,可以 减小桥头引道度和缩短引道的长度。 2. 外形简单,制作方便。既可以整体浇筑,又便于工 厂化成批生产。 3. 做成装配式扳桥的预制构件时,重量不大,架设方 便。 4. 板桥的主要缺点是跨径不宜过大。
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
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掖中 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
配筋特点
主要配置纵向抗弯钢筋 抗剪不控制,一般只设箍筋 钢筋砼梁设可设弯起钢筋 预应力筋在底板直线布置 梁端顶板设抗拉钢筋
3. 横向连接
企口铰——圆形、棱形、漏斗形、钢板连接
企口缝混凝土强度不低于板体混凝土强度;企口缝配筋。 钢板焊接连接 连接钢板通过锚固钢筋锚固;纵向间距80cm~150cm
连续梁桥
恒载、活载均有卸载弯矩
行车条件好
超静定体系对地基要求高 适合于中等以上跨径桥梁
连续梁桥
均布荷载q
T形刚构桥
卸载弯矩类似于悬臂梁
适合于悬臂施工、节省支座
静定体系对地基要求不高 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏 行车条件不好 适合于中等以上跨径桥梁
连续刚构桥
综合连续梁与T构的优点
V型墩刚构——内部高次超静定,外部接近连续梁
MAIN RIVER BRIDGE 82-135-82m main span, depth of 6.5m
三、常用计算图式
单跨刚构桥
斜腿刚构桥
连续刚构桥
V型墩刚构
四、构造特点
1、截面形式 单跨刚构桥——矩形截面 斜腿刚构——箱型截面、多肋式 连续刚构——大跨度:变高度箱梁 小跨度:多室扁箱梁 V型墩刚构——箱型截面、多肋式
超静定体系对地基要求高
适合于中等以上跨径的高墩桥梁
T形刚构桥
连续刚构桥
3. 混凝土梁桥的特点
受力特点——以主梁受弯承担使用荷载,
结构不产生水平反力 预应力度——钢筋混凝土、部分预应力、 全预应力混凝土梁 受力体系——简支梁、悬臂梁、连续梁、T形刚构、 连续——刚构
混凝土梁桥的优缺点
简支梁桥
均布荷载q
M
1 2 ql 8
悬臂梁桥 单悬臂、双悬臂 卸载弯矩使跨中弯矩大大减小 静定体系对地基要求不高 跨中有接缝,行车条件不好 跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏 适合于中等以上跨径桥梁 施工不方便
双悬臂梁桥
均布荷载q
单悬臂梁桥
均布荷载q
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
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
2. 连续梁桥常用施工方法
一、满堂支架现浇 二、简支变连续 三、逐跨施工——现浇、拼装 四、顶推施工 五、悬臂施工——现浇、拼装
3. 连续梁桥内力
1、恒载内力
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 1)满堂支架现浇施工 所有恒载直接作用在连续梁上
3)梁高——与跨径、施工方法有关
等高度梁——实用于中、小跨径连续梁,一
般跨径在50~60米以下 变高度梁——实用于大跨径连续梁,100米 以上,90%为变高度连续梁
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。
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
5)平衡悬臂施工 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
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,等刚度法
简支梁桥的构造特点
按施工方式:整体式梁桥和装配式梁桥
一、整体式T梁桥 主梁的肋宽约为梁高的1/6一1/7,但不小于16cm
二、 装配式梁桥
1. 构造类型 截面形式 T形、I形、槽形、箱形 块件划分 •划分原则: 纵向竖缝 起吊能力 纵向水平缝 接缝在应力最小处 横向竖缝 接头少、施工方便 便于安装 纵横向同时分缝 标准化
3、钢筋构造
主钢筋 斜筋 箍筋 翼板横向钢筋
横梁钢筋
架立钢筋 分布钢筋 支座下局部加强钢筋
4、横向连接 钢板连接 Hale Waihona Puke 现浇接缝企口铰 扣环式接头
5. 预应力混凝土简支T梁桥构造布置
常用跨径——2050m
主梁布置 梁距通常在1.5~2.2米之间 大跨度尽量增大梁距
桥梁基础知识
主讲:周建宾
2.1 混凝土梁桥
1 基本组成
桥跨结构主要由桥面系、主梁(横梁)和支座组成。
2
梁式桥的主要类型与病害特征
1) 按截面类型划分—— 板梁桥、肋梁桥、箱梁桥
板梁桥 施工方便 自重大 空心板、实心板 适合于小跨径桥梁
肋板式截面 形、I形、T形 截面效率指标 多用于纵向分缝装配式桥梁 适合于中等跨径简支桥梁
装配式梁桥截面形式
2. 构造布置
常用跨径——8.0m20m 主梁布置 梁距通常在1.5~2.2米之间
横梁布置
端横梁 中横梁布置在跨中及4分点
3. 主要尺寸
主梁——高1/111/18L,肋宽1620cm, 横梁——中横梁3/4h,端横梁与主梁同高
宽1216cm,可挖空 翼板——1/12h,一般为变厚度
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
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
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
1 刚构桥的体系与构造特点
1) 体系特点
恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近 桥墩参加受弯作用,使主梁弯矩进一步减小
弯矩图面积的小,跨越能力大,在小跨径时梁高