大跨度预应力混凝土连续梁桥设计.ppt

大跨度预应力混凝土连续梁桥设计大跨度预应力混凝土连续梁桥设计本章的主要内容本章的主要内容l2.1 概述概述l2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l2.3 预应力混凝土连续梁桥设计预应力混凝土连续梁桥设计l2.4 预应力钢筋构造与设计预应力钢筋构造与设计l2.5 预应力混凝土梁桥设计验算的主要内容预应力混凝土梁桥设计验算的主要内容2.1 概述概述l1、高性能混凝土的采用、高性能混凝土的采用 采用高强轻质混凝土材料规范：采用高强轻质混凝土材料规范：C40C80；已研发；已研发200MPa抗压强度的混凝土抗压强度的混凝土l2、高强超高强预应力筋的采用、高强超高强预应力筋的采用 高强、低松弛和耐腐蚀是发展方向钢绞线：抗拉强度高强、低松弛和耐腐蚀是发展方向钢绞线：抗拉强度可达可达18602000MPa欧洲：2063MPa钢绞线已批量生产；钢绞线已批量生产；日本：研制出日本：研制出2300MPa的级的钢绞线的级的钢绞线l3、高效率的张拉锚固体系、高效率的张拉锚固体系 夹片锚的群锚体系使得预应力施加方便夹片锚的群锚体系使得预应力施加方便2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类 梁桥是桥梁结构体系中最基本的形式，按受力特点分：梁桥是桥梁结构体系中最基本的形式，按受力特点分：简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、T形刚构桥和连续刚构桥。

形刚构桥和连续刚构桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类（1）简支梁桥）简支梁桥施工方便施工方便静定体系对地基要求不高静定体系对地基要求不高弯矩最大弯矩最大适合于小跨径桥梁适合于小跨径桥梁等截面梁等截面梁 变截面梁变截面梁 2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类（2）悬臂梁桥）悬臂梁桥单悬臂、双悬臂单悬臂、双悬臂卸载弯矩使跨中弯矩减小卸载弯矩使跨中弯矩减小静定体系对地基要求不高静定体系对地基要求不高跨中接缝，行车条件不好跨中接缝，行车条件不好跨中牛腿、伸缩缝，易损坏跨中牛腿、伸缩缝，易损坏适合于中等以上跨径桥梁适合于中等以上跨径桥梁施工不方便施工不方便2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造（3）连续梁桥（超静定）：）连续梁桥（超静定）：上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁在较大跨上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺但连续梁为超静定结构，适用于地质少，行车平顺。

但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处良好的桥位处l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造（3）连续梁桥（超静定）：）连续梁桥（超静定）：l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类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行车条件好行车条件好2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类（4）T形刚构桥形刚构桥卸载弯矩类似于悬臂梁卸载弯矩类似于悬臂梁适合于悬臂施工、节省支座适合于悬臂施工、节省支座静定体系对地基要求不高静定体系对地基要求不高跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏行车条件不好行车条件不好适合于中等以上跨径桥梁适合于中等以上跨径桥梁2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l按承重结构的受力特点分类按承重结构的受力特点分类（5 5）连续刚构桥）连续刚构桥综合连续梁与综合连续梁与T T构的优点构的优点超静定体系对地基要求超静定体系对地基要求高高适合于中等以上跨径的适合于中等以上跨径的高墩桥梁高墩桥梁2.2.1 连续梁桥连续梁桥l 一次落架施工的一次落架施工的连续梁桥，在结构连续梁桥，在结构自重荷载作用下，自重荷载作用下，跨中截面产生正弯跨中截面产生正弯矩，支点截面产生矩，支点截面产生负弯矩，且支点截负弯矩，且支点截面负弯矩大于跨中面负弯矩大于跨中截面正弯矩。

截面正弯矩2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l与同等跨径与同等跨径的简支梁相比，的简支梁相比，连续梁的最大连续梁的最大正弯矩及负弯正弯矩及负弯矩均小于简支矩均小于简支梁的跨中弯矩梁的跨中弯矩2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l连续梁的连续梁的内力分布比内力分布比简支梁要均简支梁要均匀，有利于匀，有利于充分发挥材充分发挥材料的作用料的作用2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l连续梁为超静定结构，在汽车荷载作用下跨中产生的挠度比连续梁为超静定结构，在汽车荷载作用下跨中产生的挠度比简支梁小，行车平顺舒适简支梁小，行车平顺舒适2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l连续梁因结构整体发生均匀温度变化引起纵向水平位移，在连续梁因结构整体发生均匀温度变化引起纵向水平位移，在结构中不产生附加内力及支承反力结构中不产生附加内力及支承反力l连续梁属超静定结构，非线性温度变化、预应力作用、混凝连续梁属超静定结构，非线性温度变化、预应力作用、混凝土收缩徐变及基础沉降等将引起结构附加内力土收缩徐变及基础沉降等将引起结构附加内力。

2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l1、等截面连续梁桥、等截面连续梁桥一般情况下，连续梁桥在一般情况下，连续梁桥在恒载和活载作用下，支点恒载和活载作用下，支点截面负弯矩大于跨中截面截面负弯矩大于跨中截面正弯矩，但跨径不大差值正弯矩，但跨径不大差值也不大，可采用等截面形也不大，可采用等截面形式，简化施工式，简化施工2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l1、等截面连续梁桥、等截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l等截面连续梁桥优点等截面连续梁桥优点（1）构造简单、施工方便、实用性强；）构造简单、施工方便、实用性强；（2）对有支架施工和预制拼装，可便于预制安装和模）对有支架施工和预制拼装，可便于预制安装和模板周转使用；板周转使用；（3）对顶推施工，便于布置顶推和滑移设备；）对顶推施工，便于布置顶推和滑移设备；（4）对逐跨架设法和移动模架法施工，可使用少量施）对逐跨架设法和移动模架法施工，可使用少量施工设备完成施工，经济性好工设备完成施工，经济性好2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造跨径布置可采用等跨径布置可采用等跨和不等跨两种布置跨和不等跨两种布置方式。

方式为使边跨正弯矩减为使边跨正弯矩减小，受力均匀合理，小，受力均匀合理，大多采用不等跨形式，大多采用不等跨形式，奇数跨多奇数跨多l1:l=0.60.8h/l=1/151/30l1、等截面连续梁桥、等截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造 随着跨径的增大，随着跨径的增大，l70m时，采用变截面设计显得经济时，采用变截面设计显得经济合理，大跨度连续梁以采用变高度梁为主合理，大跨度连续梁以采用变高度梁为主l2、变截面连续梁桥、变截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l连续梁截面变化的原因连续梁截面变化的原因 （1）采用支点梁高大于跨中梁高的变截面形式，使得采用支点梁高大于跨中梁高的变截面形式，使得梁高的变化规律与连续梁的弯矩图变化规律相一致；梁高的变化规律与连续梁的弯矩图变化规律相一致；（2）减小跨中梁高，有利于减小结构自重产生的弯矩、减小跨中梁高，有利于减小结构自重产生的弯矩、剪力；剪力；（3）增大支座截面梁高，有利于抵抗支座截面较大的增大支座截面梁高，有利于抵抗支座截面较大的剪力l2、变截面连续梁桥、变截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l2、变截面连续梁桥、变截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造变截面连续梁变截面连续梁跨径布置跨径布置非城市桥梁非城市桥梁城市桥梁城市桥梁l1：l=0.50.8l1：l 0.5使边、中跨最大使边、中跨最大正弯矩基本相等正弯矩基本相等需在边跨进行压重，需在边跨进行压重，抵消支座负反力抵消支座负反力l2、变截面连续梁桥、变截面连续梁桥2.2.1 连续梁桥连续梁桥2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造变截面梁的变化主要表现在梁高的变化，变化规律有：变截面梁的变化主要表现在梁高的变化，变化规律有：（1）斜直线；斜直线；（2）圆弧线；圆弧线；（3）二次抛物线。

二次抛物线连续梁截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面连续梁截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面l板式截面板式截面 形状、构造简单，形状、构造简单，施工方便，建筑高施工方便，建筑高度小截面不经济，相截面不经济，相对自重较大，跨越对自重较大，跨越能力小适用跨径：适用跨径：RC，20m以下；以下；PC，30m以下l1、横截面形式、横截面形式2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l板式截面板式截面l1、横截面形式、横截面形式2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l 肋梁式截面肋梁式截面l1、横截面形式、横截面形式2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l 肋梁式截面肋梁式截面 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，抗弯能力强大，抗弯能力强通常由梁肋（腹板）、翼缘板组成通常由梁肋（腹板）、翼缘板组成常用的截面形式：常用的截面形式：形、形、I形、形、T形中等跨径简支桥梁应用较多中等跨径简支桥梁应用较多适用跨径：适用跨径：3050m，梁高，梁高1.62.5m。

l1、横截面形式、横截面形式2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l 箱形截面箱形截面 预应力混凝土连续梁桥的主要截面形式预应力混凝土连续梁桥的主要截面形式横截面为一个或几个封闭箱形组成的截面横截面为一个或几个封闭箱形组成的截面单箱单室、单箱多室单箱单室、单箱多室分离多箱分离多箱整体性能好，抗扭惯矩大整体性能好，抗扭惯矩大上下缘均可受压、适合于连续桥梁上下缘均可受压、适合于连续桥梁受力性能好，适应正负弯矩受力性能好，适应正负弯矩适合中等以上跨径桥梁适合中等以上跨径桥梁l1、横截面形式、横截面形式2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造截面形式：单箱单室、单箱多室、双箱单室、多箱多室截面形式：单箱单室、单箱多室、双箱单室、多箱多室l箱形截面箱形截面2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造l2、横隔梁设置、横隔梁设置2.2.3 梁部构造梁部构造2.2 梁桥体系类型与构造梁桥体系类型与构造（1）肋梁式截面：肋梁式截面：横截面抗扭横截面抗扭刚度小，为增加桥梁的整体性和刚度小，为增加桥梁的整体性和良好的横向分布，需设置中横隔良好的横向分布，需设置中横隔梁和端横隔梁。

一般梁和端横隔梁一般45m设置设置一道，厚度为一道，厚度为1220cm2）箱形截面：箱形截面：支点部位设置支点部位设置横隔梁外，中间横梁较少多箱横隔梁外，中间横梁较少多箱截面多设置截面多设置3）箱梁横隔板一般要箱梁横隔板。