连续梁桥的布局设计
连续梁桥的受力特点
一次落架施工的连续梁桥,在构造自重荷载浸染下,跨中截面产生正弯矩,支点截面产生负弯矩,且支点截面负弯矩大于跨中截面正弯矩。
与同等跨径的简支梁比较,连续梁的最大正弯矩及负弯矩均小于简支梁的跨中弯矩。
连续梁的内力分布比简支梁要均匀,有利于充分发挥材料的浸染。
连续梁为超静定构造,在汽车荷载浸染下跨中产生的挠度比简支梁小,行车平顺舒适。
连续梁因构造整体发生均匀温度变革引起纵向水平位移,在构造中不产生附加内力及支承反力。
连续梁属超静定构造,非线性温度变革、预应力浸染、混凝土紧缩徐变及根本沉降等将引起构造附加内力。
连续梁桥施工方法
连续梁桥施工过程的内力,成桥状态的内力及终极设计内力与施工方法密切干系,从而影响到其配筋设计,包括预应力筋的支配办法和数量。
施工方法包括整体施工法、逐跨施工法、简支-连续施工法、悬臂施工法、顶推施工法。
1、整体施工法
也叫一次落架法。
工序:搭设支架、安装模板、绑扎 钢筋、浇筑混凝土、一次卸落支架。
特点:最古老最大略,须要大量支架、工期长、临 时材料用量大,不太经济。施工过程受力体系不发生改变。
2、逐跨施工法
是逐孔现场现浇或逐跨装置、连续施工的一种方法。施工支架少,速率快,适宜跨数较多的桥梁施工。施工过程构造体系发生变革,由悬臂梁或简支梁转换为连续梁。
3、简支-连续施工法
先现浇或预制简支梁,并在简支梁的端部预留接缝位置,待简支梁达到强度、安装就位后,再浇筑接缝混凝土及张拉连接预应力筋,成为连续梁。构造体系发生变革,由简支梁转换为连续梁。
3、简支-连续施工法
4、悬臂施工法
包括悬臂浇筑法和悬臂拼装法。
施工过程中:墩梁临时固结,主梁从墩顶向两边同时对称分段浇筑或拼装,直至合龙。合龙之前,构造受力呈T构状态,属静定构造,梁的受力与悬臂梁相同。
合龙后拆除临时固结,转换为连续体系。仅需挂篮等少量施工设备,避免大量的支架,特殊适宜建造超过深谷、河流的大跨连续梁桥。
几种常用挂蓝示意
悬臂拼装:
5、顶推施工法
在岸上分段预制梁,然后逐步向对岸顶推的施工方法。施工过程构造受力体系不断发生变革,截面内力也不断变革,正负弯矩也可能交替涌现。适用于等截面连续梁。
等截面连续梁桥
一样平常情形下,连续梁桥在恒载和活载浸染下,支点截面负弯矩大于跨中截面正弯矩,但跨径不大差值也不大,可采取等截面形式,简化施工。
跨径支配与梁高:
跨径支配可采取等跨和不等跨两种支配办法。为使边跨正弯矩减小,受力均匀合理,大多采取不等跨形式,奇数跨多。
l1:l=0.6~0.8
h/l=1/15~1/25
适用范围:中等跨径,40~60m范围,国外最大达80m。施工方法:整体施工、逐跨施工、先简支后连续施工及顶推施工等。
变截面连续梁桥
随着跨径的增大,l≥70m时,采取变截面设计显得经济合理,大跨度连续梁以采取变高度梁为主。
与等截面连续梁比较,变截面连续梁可用于较大跨径的缘故原由:
(1)采取支点梁高大于跨中梁高的变截面形式,使得梁高的变革规律与连续梁的弯矩图变革规律相同等;
(2)减小跨中梁高,有利于减小构造自重产生的弯矩、剪力;
(3)增大支座截面梁高,有利于抵抗支座截面较大的剪力。
三跨变截面和等截面连续梁;支点梁高由1.5m加大到3.5m;均布荷载和自重浸染,跨中截面弯矩变小,支点截面弯矩增加梁高增加、最大应力并未增大。
跨径支配一样平常采取3跨或5跨支配。
适用范围:≥70m,150m以上较少。
施工方法:悬臂浇筑或悬臂拼装施工法。
截面设计
板式截面: 形状、布局大略,施工方便,建筑高度小。 截面不经济,相对自重较大,超过能力小。 适用跨径:RC,10m以下;PC,20m以下。
肋梁式截面: 截面挖空率较大,减轻自重,梁肋较高,截面抵抗矩增大,抗弯能力强。常日由梁肋(腹板)、翼缘板组成。常用的截面形式:形、I形、T形。中等跨径简支桥梁运用较多。
箱形截面: 横截面为一个或几个封闭箱形组成的截面。
单箱单室、单箱多室
分离多箱
整体性能好,抗扭惯矩大
高下缘均可受压、适宜于连续桥梁
受力性能好,适应正负弯矩
适宜中等以上跨径桥梁
、
截面形式:单箱单室、单箱多室、双箱单室、多箱多室
箱形截面设计:
横向尺寸支配
箱梁顶板宽度一样平常取靠近桥面总宽;
悬臂长度b,两腹板之间间隔a,b/a=1/2.5~1/3
考虑悬臂板横向受力,一样平常b≤5m;b≥3m,布横向预应力筋。
顶板厚度:确定箱梁截面顶板厚度一样平常需考虑两个成分:知足桥面板横向受力,紧张是受弯的哀求;支配箱梁纵横向预应力筋的哀求。悬臂端厚度≥10cm,设置防撞墙或需锚固横向预应力筋,则≥ 20cm。
底板厚度:一样平常采取变厚度设计,箱梁底板厚度从跨中向支点逐渐变厚,以适应中支点附近截面下缘的受压哀求;底板厚度与跨径 l 之比取1/140~1/170;跨中区域底板厚度可按布局哀求设计,一样平常取为22~28cm。
腹板厚度:知足抗剪哀求。对连续梁桥,l/4跨径旁边剪力较大。弯矩、扭矩、剪力共同浸染,导致腹板承受较大的主拉应力,随意马虎涌现斜裂痕。应考虑预应力钢束管道、普通钢筋支配和混凝土浇筑的哀求,腹板设计不宜太薄。无预应力管道,tmin=20cm;有预应力管道,tmin=25~35cm;有预应力筋锚固头时,tmin=35cm。
承托(梗腋):为了减小局部应力,在箱梁顶板与腹板、腹板与底板的交卸处,一样平常需设置承托。
承托的坡度:
预应力筋支配
连续梁桥主梁内力:纵向受弯、竖向受剪、横向受弯。
预应力数量、位置根据利用阶段的受力状态确定。施工方法决定施工阶段受力,预应力配筋必须结合施工方法。
1、纵向预应力筋
根据施工方法的不同,支配办法也不同。
顶推法 直线配筋办法
高下预应力筋通束使截面靠近轴心受压,以抵抗顶推动程各截面的正负弯矩变革;
顶推完成后,在跨中底板和支座顶部增加局部预应力筋,知足利用阶段内力哀求。
简支-连续法
先按简支梁桥支配预应力束,然后在支座顶部支配直线筋,以承担活载产生的负弯矩
悬臂施工连续梁桥
一期钢束支配在截面上缘以抵抗悬臂施工阶段与利用阶段的负弯矩;合龙后在跨中区域截面下缘支配预应力束,抵抗利用阶段活载产生的正弯矩。
连续曲线配筋办法(整体浇筑施工桥梁)
将跨中部位抵抗正弯矩的底板索与支座部位抵抗负弯矩的顶板索,在全桥范围连续化。
2、横向预应力筋
横向预应力筋支配在横隔板或顶板中,担保桥梁横向整体性、担保桥面板及横隔板横向抗弯能力。
3、竖向预应力筋
竖向预应力筋支配在腹板内,用来提高截面的抗剪能力。采取粗钢筋支配在腹板内,支点处支配密。
需进行二次张拉,使有效预应力足够
刚构桥的布局设计
受力特点
墩梁固结体系,梁墩整体受力。墩梁固结在活载浸染下,正弯矩和负弯矩均小于相同跨径的连续梁。故梁高一样平常略小于相同跨径的连续梁,超过能力更大。纵向变形和水平推力大,应只管即便减小桥墩的水平抗推刚度。高墩抗推刚度小,属柔性墩,采取多。
适用范围
混凝土连续刚构桥一样平常跨径100~240m范围,最大跨径可达300m;施工方法悬臂浇筑法。
布局与设计
跨径、梁高支配
桥墩:紧张采取箱形截面,截面细部尺寸、预应力筋支配与连续箱梁相同。
墩梁固结处的设计
墩梁固结处布局与受力均较为繁芜,是构造设计的关键部位。设计时根据墩柱的形式选择连接办法。