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Modular Unit-0701 悬 臂 与 连 续 体 系

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Modular Unit-0701 悬 臂 与 连 续 体 系

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  1. Modular Unit-0701悬 臂 与 连 续 体 系

  2. 主 要 内 容 一、悬臂和连续体系梁桥的类型和一般特点 二、预应力砼连续梁桥

  3. 一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点 ◎简支梁特点回顾: 跨越能力较低、经济指标不甚理想、行车舒适性受到限制; ◎悬臂和连续体系的共同特点 ◎利用超静定结构支点负弯距的卸载作用,有效降低跨中正弯距,能减小截面高度、增大跨越能力; ◎主梁截面可根据内力的变化曲线,做成变截面线型,使截面尺寸与内力匹配; ◎使用较少数量的支座,减小桥墩纵向尺寸; ◎施工方法复杂、多样性; ◎结构内力计算、结构配筋受施工方案的影响较大;

  4. 一、悬臂和连续体系梁桥的一般特点(续) ◎连续:超静定结构 ~对温度变化和支座变位敏感。 ◎悬臂:静定结构 ~挂孔牛腿应力复杂,易损坏。 ◎营运条件~ ——连续梁较少的桥面接缝,有营运条件的优势; ——但简支梁的桥面连续措施,可改善之。

  5. 【属于一】简支、悬臂、连续体系内力对比示意图【属于一】简支、悬臂、连续体系内力对比示意图

  6. 【属于一】示意图:连续体系附加内力的产生

  7. 【属于一】悬臂与连续体系的进一步比较 共同点: ~负弯矩的代偿功能(卸载作用)使截面高度减小、跨越能力提高。 不同点: 1、 静力图式:悬臂~静定,连续~超静定; 因而对温度环境、基础条件的要求不同。 2、跨越能力:连续体系比悬臂体系更大。 3、行车条件:连续体系更好些。 4、局部构造:悬臂体系的挂孔牛腿的缺陷,不可忽视。

  8. 【属于一】连续梁~变高度截面可提高跨越能力【属于一】连续梁~变高度截面可提高跨越能力 负弯矩 1200 →1540 正弯矩 800 →400 变截面: 以少量的负弯矩代偿大量的正弯矩,为提高跨越能力创造条件。

  9. 二、预应力砼连续梁桥 2-1 概述: 1、现阶段,大跨径连续梁桥的截面型式,绝大部分以箱形截面为主。 2、连续箱形梁桥~概要: • 一般适应跨径:40-250m • 葡萄牙~已建成250m的连续箱梁桥,超过这一跨径不经济. • 我国~南京长江二桥北汊桥165m变截面连续箱梁。 • 常用施工方法: • 立支架就地现浇、预制拼装(可以整孔、分段串联)、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。 • 发展趋势: • 减轻结构自重,采用高标号混凝土C40-C60; • 常用跨径40-80m,一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。 • 现阶段我国公路桥梁100m以上多采用预应力混凝土连续刚构桥。

  10. 2-2 我国的发展概况

  11. 2-3 连续梁桥的体系特点 结构概念上: 多跨连续跨越,梁墩分离,上部结构、下部结构依靠支座联系〖图↓〗 形式上: 等高度截面及变高度截面; 力学上: ◎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; ◎属超静定结构,存在体系转换,对基础变形及温差较敏感;

  12. 2-3 连续梁桥的体系特点(续) 施工方面: ◎满堂支架 ◎逐跨施工(支架现浇、滑移支架拼装) ◎悬臂挂篮现浇、悬臂预制拼装施工 ◎顶推法(等高度) ◎简支变连续(等高度) 运营及使用上: ◎挠度曲线缓和、刚度大、行车条件好 ◎便于保养及维护

  13. 〖2-3 〗连续梁桥结构示意图 边跨/中跨=0.5~0.8 均布力 集中力

  14. 〖2-3 〗弯矩包络图、剪力包络图

  15. 〖2-3 〗预应力布置示例(腹板,满堂支架施工) ◎ 预应力筋布置形态,应与弯矩分布规律相当。

  16. 2-4 构造特点 2-4-1 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 • 〖图↓〗

  17. 〖 2-4-1〗几种桥跨布置图 等跨、等高度截面 悬臂施工法常用 短边跨~中跨无负弯矩,边跨拉力支座 连续刚构(详后)

  18. 2-4-2 截面形式 板式截面 ——适用于小跨径连续梁(连续板) 肋梁式(T、I 形截面) ——适合于吊装,中等跨径 箱形截面 ——适合于节段施工 〖现阶段为最常用的截面型式〗 其它(组合截面等,少用)

  19. 2-4-2 截面形式(续1) ◆单箱单室截面: ~受力明确、构造简单、施工方便; ~在桥宽不大(16m以下)时首选; ~常用直腹板。

  20. 2-4-2 截面形式(续2) ◆桥宽较大时,常用单箱多室、双箱或多箱结构; ◆且腹板形改为斜腹板; ~迎阳面较小、改善风的攻击角,从而改善温度应力和抗风性能; ~能减小底板的横向跨度,减小底板厚度; ~主梁显得更纤细、美观; ~模板构造复杂。

  21. 2-4-3 梁高——与跨径的比例 等高度梁: • 适用于中、小跨径连续梁,一般跨径在50~60米以下 变高度梁 • 适用于大跨径连续梁,100米以上90%为变高度连续梁

  22. 2-4-4 腹板、顶板、底板 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,均需加厚。

  23. 2-4-4 腹板、顶板、底板(续) 有关比例: ◎ 等高度梁支点腹板总厚度与行车道板宽度之比约为: 1/16~ 1/21;支点处腹板厚度与梁高之比约为:1/12~1/16。 ◎ 变高度连续梁支点腹板总厚度 约 1/16~1/25 B,支点处腹板厚度与梁高之比约 1/15~1/30 。 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

  24. 2-4-5 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腋中 • 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 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。

  25. 〖属于2-4-5 〗连续配筋示意图 ◆连续配筋: ◎满堂支架施工,施工阶段的无内力变化;直接根据成桥内力配筋; ◎构造简单,曲线段力筋(弯筋)具有抗剪作用;但力筋多次弯曲,预应力损失大;穿束较困难。

  26. 〖属于2-4-5 〗分段配筋示意图 ◆分段配筋: ◎节段施工、“简支—连续”常用方式; ◎节段施工中,永久束分直束和弯束; ◎直束布置在截面的上、下翼缘; ◎弯束布置在腹板宽度范围内,在抗弯不需要处起弯,锚固于腹板中。 ◎顶推法施工一般不用弯束。

  27. 〖属于2-4-5 〗横向预应力筋布置示意图 ◆横截面的悬臂宽度较大,或箱梁腹板间距较大时 ——使横向不开裂或控制裂缝宽度。

  28. 〖属于2-4-5 〗竖向预应力筋布置示意图 ◆抗剪作用 ——常用粗钢筋,布置在腹板中; ◆其间距由计算确定,一般为0.3~1.0m。

  29. 〖2-4-5 〗预应力筋的几种布置方式 顶推施工,直线形布置。 ◎适应施工阶段的负弯矩 ◎临时索 先简支后连续的典型布置 变高度 箱形截面 曲线 预应力筋布置 通长布束,预应力损失较大

  30. 〖 2-4-5 〗悬臂施工时预应力束布置

  31. 〖 附〗连续梁桥实例 富阳·富春江桥 。主跨80米, 跨中梁高2.3米,支点梁高5米;单箱单室,悬臂施工

  32. 〖 附〗连续梁桥实例1 上海·奉浦大桥~主跨125米 ,支点高度7米、跨中2.5米, 悬臂施工

  33. 〖 附〗连续梁桥实例2 德国·莱茵河桥~ 主跨205米, 支点高度7.9m、跨中4.2米

  34. 施工实例1 意大利山谷桥,10x32m,梁高2.5米,曲线半径150米

  35. 施工实例2 法国,使用体外预应力

  36. 施工实例3 非洲南部的科马提河桥

  37. 施工实例4 湘潭湘江二桥 ,主跨90米

  38. 施工实例5 美国美因河桥,全长1132米,两边顶推,辅助缆

  39. 施工实例6 鼻梁

  40. 施工实例7 鼻梁+临时支架