悬臂与连续体系梁桥

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1、第三章第三章 悬臂与连续体系梁桥悬臂与连续体系梁桥悬臂与连续体系梁桥悬臂梁桥T形刚构桥连续刚构桥连续梁桥悬臂与连续体系梁桥内容悬臂与连续体系梁桥内容3.1 3.1 悬臂梁桥悬臂梁桥悬臂梁桥的概念悬臂梁桥的结构类型和构造特点悬臂梁桥的一般构造和适用场合悬臂梁桥牛腿的构造特点和计算悬臂梁桥的基本概念悬臂梁桥的基本概念将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。悬臂梁桥的结构类型及构造措施悬臂梁桥的结构类型及构造措施1、悬臂梁桥的结构类型悬臂梁桥的结构类型按照悬出的个数，可分为单悬臂梁桥和双悬臂梁桥。（1）单悬臂梁桥：将简支梁的一端加长至支点外形成；（2）双悬臂梁桥：将简支梁的两端均加长至支点外形成

2、。悬臂梁桥的构造特点悬臂梁桥的构造特点悬臂梁桥的立面布置悬臂梁桥的横截面悬臂梁桥的横截面悬臂梁桥的计算要点悬臂梁桥的计算要点一般特点1、跨径布置 各跨跨径比 悬臂长与跨径比2、具体考虑因素（1）材料 钢筋混凝土：悬臂较短，减小负弯矩 预应力混凝土：悬臂可适当加长（2）施工方法 纵向分缝：必须考虑锚孔的吊装重量 横向分缝：可适当加长悬臂长度3、特殊使用要求 城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性。4、截面形式 悬臂部分：吊装时采用肋梁，悬臂施工时采用箱梁 挂孔：一般采用肋梁5、梁高 一般采用变高度梁 支点梁高/跨中梁高=22.5优点：增加支点抗弯能力 不增加很多的弯矩底缘曲线：抛物线、正弦

3、曲线、圆弧、折线6、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，靠近悬臂端处受构造要求控制，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，悬臂端主要受构造要求控制，支点主要受纵向压应力控制，需加厚7、配筋特点 顶板：配置横向钢筋或横向预应力钢筋 纵向钢筋：悬臂上只承担负弯矩，配置负弯矩钢筋 锚孔可能承担正或负弯矩需双向配筋 预应力钢筋弯出位置设齿槽或齿板 腹板：下弯的纵向钢筋 需要时布置竖向预应力钢筋8、牛腿 截面小，受力复杂悬臂梁桥的设计计算（一）恒载内力1、静定结构2

4、、变截面3、手算可采用影响线加载4、施工中的内力状态可能出现控制应力恒载包括包括主梁自重内力 和二期恒载（栏杆、灯柱等） 引起的内力。式中 为主梁自重内力（弯矩或剪力）， 为主梁自重集度，为相应主梁内力影响线坐标。1GS2GS1( )( )GLSg xy x dx1GS2GS悬臂梁桥的设计计算（二）活载内力1、纵向-某些截面可能出现正负最不利弯矩2、横向：箱梁-专门分析多梁式-横向分布系数，必须考虑横向分布系数沿桥纵向的变化支点：杠杆原理挂孔、悬臂：采用等刚度原则简化为等代简支梁，采用刚性横梁法或比拟正交异性板法计算。活载内力计算式中 为悬臂梁桥的荷载横向分布系数， 为内力影响线竖标，其他分别

5、为冲击系数、荷载折减系数、车道荷载等。(1()ckik iSm qmP y my悬臂梁桥的等刚度法悬臂梁桥的等刚度法出发点1、横向分布体现肋主梁抗弯与抗扭能力的比例关系；2、不同体系的梁桥抗扭性能基本相同，抗扭刚度只与抗扭惯矩有关；3、体系不同体现在总体抗弯刚度上；4、采用挠度相等的办法计算等代刚度。等代刚度的原理示意等代刚度的原理示意边跨边跨等代简支梁法原理示意等代简支梁法原理示意中跨-锚梁与挂孔刚度相差悬殊时，悬臂等代为跨度2的简支梁，挂孔等代为相同跨度的简支梁2l中跨-锚梁与挂孔刚度相近时，悬臂与挂孔联合等代为跨度 的简支梁232ll牛腿的计算牛腿的计算一、计算截面宽度二、计算截面内力计

6、算截面内力方程 -恒载和汽车荷载下支点反力（汽车荷载计入冲击力）； -汽车制动力或因温度变化引起的制作摩阻力，取较大者，当不计附加荷载时， =0； sincosNRHcossinQRH(tan )()22hhMR eHRHH -斜截面对垂直截面的倾斜角，竖直截面ab倾斜角 =0； -支座垫板高出牛腿底面的高度。三、验算截面内力三、验算截面内力1、竖直截面（按抗弯构件验算）（ ）Re()2NHQRhMH02、45斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）3、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）4、专门空间分析 对于重要的牛腿应作专门课题来验算3.2 T3.2 T形刚构桥形刚构桥刚构桥的概念一、定义：1、定义

7、：桥跨结构(梁或板)和墩台整体相连的桥梁称为刚构桥。2、受力特点：（1）梁墩柱刚性连接，梁因墩柱的抗弯而卸载，整个体系是压弯结构，也是有推力结构。（2）刚构桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修建较小的跨径。 （3）刚构桥施工较复杂，一般用于跨度不大的城市或公路的跨线桥和立交桥。（4）现在采用预应力混凝土和悬臂施工的刚构桥，己成为大跨度桥梁竞争方案之一。 3、形式：（1）刚构构造分为直腿刚构（门式）和斜腿刚构。（2）V形墩刚构桥：为减少支柱肩部的负弯矩峰值，将支柱做成V形墩形式。（3）带拉杆形式：为方便采用悬臂施工，并且减少跨中正弯矩和挠度值，做成两端带拉杆的结构形式，施工时可在端部临时压

8、重。（4）T形刚构：桥跨结构的上部梁在墩上采用两边平衡悬臂施工，首先形成一个T字形的悬臂结构然后相邻的两个T形悬臂在跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁联成一体，称为带铰或带挂孔的T形刚构.V V形墩刚构桥：形墩刚构桥： 荷兰布里尔斯马斯桥荷兰布里尔斯马斯桥 日本：茨城县十王川桥日本：茨城县十王川桥 V V形墩刚构桥形墩刚构桥桂林漓江桥桂林漓江桥 19871987年年 95m 95m 国内第一次采用国内第一次采用V V形桥墩形桥墩带拉杆形式刚构桥带拉杆形式刚构桥带铰的带铰的T T形刚构桥形刚构桥带挂孔的带挂孔的T T形刚构桥形刚构桥（5）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝土联成整体，则为连

9、续刚构，亦称为连续一刚构连续体系,简称为连续刚构桥。（6）分离式连续刚构桥：对于主梁连续时的多跨刚架桥，当强烈全长太大时，或者做成数座相互分离的主梁连续式刚构桥，主要用于城市高架桥。4、适用钢筋混凝土：中、小跨径预应力钢筋混凝土：大跨度直腿刚架（门式）和斜腿刚架：中、小跨径T形刚构、连续刚构：大跨度T T形刚构桥的结构类型及构造形刚构桥的结构类型及构造一、T形刚构桥的主要特点 T形刚构桥是一种具有悬臂受力特点的梁式桥，最早采用钢筋混凝土结构。由于钢筋混凝土梁式结构承受负弯矩，顶面裂缝不可避免，因此钢筋混凝土T形刚构不可能做成很大的跨径。而预应力混凝土T形刚均可直接采用悬臂施工法，从20世纪50

10、年代产生以来，预应力混凝土T形刚构得难了迅速发展。二、T形刚构桥的分类 预应力混凝土T形刚构桥，分为跨中带剪力铰的和跨内设挂梁的两种基本类型。(1)带铰的T形刚构桥1、带铰的T形刚构是一种超静定结构，它的上部结构全部是悬臂部分，相邻两悬臂通过剪力铰相连接。2、优点：剪力铰是一种只传递竖向剪力而不传递纵向水平力和弯矩的连接构造。当在一个T构结构单元上作用有竖向荷载时，相邻的T构单元通过剪力铰共同参与受力。从结构整体受力和牵制悬臂端的变形分析，剪力铰对T形刚构桥的内力起到有利作用。3、缺点：带铰的T形刚构桥由于温度变化，混凝土收缩徐变和基础不均匀沉陷等因素的作用会使结构内产生很难准确计算的附加内力

11、，而且悬臂端因塑性变形产生挠度不易调整以致带来行车不平顺以及有时施工中还要强迫合拢等许多不足。 其次，剪力铰不仅结构复杂、用钢量多，造成费用增加，而且铰和梁的刚度差异引起结构变形不协调，致使桥面不平顺，导致行车不舒适。上述种种缺点限制了带铰T形刚构桥的应用范围。（2 2）带挂孔的）带挂孔的T T形刚构桥形刚构桥1、挂孔的T形刚构桥是一种静定结构，与带铰的T形刚构相比，虽然各个T构单元完全独立作用时，其受力与变形情况稍差，但它消除了钢筋混凝土结构的缺点，充分发挥了结构在营运和施工中受力一致的独特优点，2、受力明确，构造简单，特别是挂梁与多孔引桥简支跨尺寸相同时，更能加快全桥施工进度，从而获得更高