桥梁工程6学习.pptx

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1、M6-1悬臂梁桥的力学特点悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值显著减小。第1页/共53页M6-2悬臂梁桥的构造特点截面形式跨径布置和梁高尺寸第2页/共53页M6-3截面形式30m以内钢筋砼30-50m以内预应力砼50m以上跨径第3页/共53页M6-4跨径布置和梁高尺寸悬臂梁桥的主孔跨径通常由行车净空、通航净空确定；当不受上述条件限制时，就可按照弯矩包络图面积（绝对值）为最小的原理来确定边孔与中孔的跨径划分，以达到节省材料的目的第4页/共53页M6-5第5页/共53页M6-6悬臂梁桥的适应情况悬臂梁桥和简支梁桥一样，都属于静定体系，它们的内力不受基础不均匀沉降的影响，在施工及运营阶段两者

2、受力状态一致，非常适宜悬臂施工在桥墩上只需布置一排沿墩中心布置的支座，从而可减小桥墩的尺寸从运营条件来看，悬臂梁桥与简支梁桥均不甚理想钢筋混凝土的悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段内，不可避免要出现裂缝，雨水易于浸入梁体，而且悬臂端挠度可能过大适应跨径：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径55m，国外一般在7080m以下，预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m以下，世界最大跨径150m.第6页/共53页M6-7悬臂施工：悬臂拼装施工、悬臂浇筑施工第7页/共53页M6-8T形刚构桥的定义、结构类型及力学特点定义：将悬臂梁的墩柱与梁体固结两种结构类型：带挂梁的T形刚构桥和带铰的T形刚构桥力学特点：带挂梁的

3、T形刚构桥是静定结构，带铰的T形刚构桥是超静定结构第8页/共53页M6-9T形刚构桥的构造特点带挂梁的T形刚构桥布置：一般每个T构单元两侧配等长的挂梁钢筋混凝土T构桥挂梁的经济长度（0.50.7）L,预应力混凝土T构桥挂梁的经济长度（0.220.5）L,一般不超过35m40m墩柱尺寸一般较大，墩宽=（0.71.0）H 预应力混凝土T构桥支点、跨中梁高与跨径的关系第9页/共53页M6-10预应力筋的布置布置的原则悬臂梁中预应力钢束的布置方式第10页/共53页M6-11预应力筋的布置的原则选择适当的预应力束筋形式和锚具形式考虑到施工的方便，少切断预应力筋符合结构的受力特点预应力束筋在结构横断面上布

4、置要考虑剪力滞效应避免多次反向曲率的连续束筋布置第11页/共53页M6-12剪力滞效应剪力滞效应：梁受对称垂直力作用时，其上（下）翼缘的正应力沿宽度方向分布不均匀的现象第12页/共53页M6-13悬臂梁中预应力钢束的布置方式第13页/共53页M6-14牛腿结构及计算牛腿的定义：悬臂梁桥的悬臂端和挂梁端结合的局部构造构造特点：第14页/共53页M6-15第15页/共53页M6-161、牛腿任意截面内力的确定第16页/共53页M6-172、竖截面a-b的验算按钢筋混凝土偏心受拉构件验算第17页/共53页M6-183、45斜截面的抗拉验算：混凝土开裂后的受力状态按轴心受拉构件进行验算第18页/共53

5、页M6-194、最弱斜截面验算：按纯混凝土截面计算时拉应力最大的截面按钢筋混凝土偏心受拉构件验算第19页/共53页M6-20T形刚构桥的适应情况适应跨径：钢筋混凝土T形刚构常用跨径在40m50m左右；预应力混凝土T构常用跨径在60m120m左右，目前最大跨径是重庆长江大桥174m。第20页/共53页M6-21连续体系梁桥连续梁桥连续刚构桥第21页/共53页M6-22预应力混凝土连续梁桥等截面连续梁桥变截面连续梁桥第22页/共53页M6-23等截面连续梁桥力学特点在恒载和活载作用下,一般连续梁支点负弯矩大于正弯矩，但是，等截面连续梁桥跨径不大，跨中正弯矩与支点负弯矩差别不大 第23页/共53页M

6、6-24等截面连续梁桥构造特点有等跨和不等跨两种布置方式等跨布置：跨径大小取决于经济分孔和施工的设备条件 高跨比一般为1/151/25(在顶推施工时梁高与顶推跨径之比一般是1/121/17)不等跨布置 一般边跨与中跨跨长之比在0.60.8左右（减小边跨正弯矩）第24页/共53页M6-25等截面连续梁桥的适应范围跨径：一般采用40m60m的中等跨径较好（国外有达到80m）立面布置：等跨径为宜，也可采用不等跨径布置适用于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工和顶推施工第25页/共53页M6-26有支架施工第26页/共53页M6-27逐孔架设施工第27页/共53页M6-28移动模架施工第28页/共5

7、3页M6-29顶推施工第29页/共53页M6-30变截面连续梁桥力学特点跨径较大，支点负弯矩远大于跨中正弯矩，采用变截面符合受力要求，截面高度变化基本与内力变化相适应第30页/共53页M6-31变截面连续梁桥构造特点连续孔数一般不超过5跨立面一般采用不等跨布置：边跨一般为中跨的0.60.8倍（箱形截面三跨连续，边跨可减小到中跨的0.50.7倍）。为加大中跨，边跨可设计成中跨的0.5倍以下，但端支点上出现较大的负反力梁底的线型：抛物线或折线支点梁高约为1/161/18中间跨跨长，跨中梁高约为1/1.51/2.5支点梁高第31页/共53页M6-32变截面连续梁桥适应范围适于连续梁主跨跨径70m及以

8、上适合悬臂浇筑和悬臂拼装施工，但存在墩梁临时固结和体系转换的工序支座维修更换困难第32页/共53页M6-33连续刚构桥定义及力学特点定义：连续梁与T形刚构的组合体系，或墩梁固结的连续梁桥力学特点：梁体连续，梁、墩、基础三者固结在一起共同受力第33页/共53页M6-34连续刚构桥构造特点（主梁）主梁在纵向大都采用不等跨变截面的结构形式；边跨与主跨的跨径比值一般在0.50.692之间，大部分比值在0.550.58之间，若在0.540.56时，则中墩内基本没有恒载偏心弯矩；主梁一般采用箱形截面，箱梁根部截面的高跨比一般在1/161/20,大部分在1/18左右，也有少数梁达到或低于1/20；跨中截面梁

9、高通常为支点截面梁高的1/1.51/3.5，略小于连续梁的跨中梁高。第34页/共53页M6-35连续刚构桥构造特点（桥墩）适用于高桥墩（柔性墩）：桥梁纵向水平抗推刚度要小，横向刚度要大柔性墩柱的立面形式主要有三种：竖直双肢薄壁墩：适用于桥墩不是很高的情形竖直单薄壁墩：适用于桥墩较高的情形V形墩或Y形柱式墩：V形墩能减小支点内的负弯矩峰值，Y形柱式墩，除具有V形墩的特点外，下部的单柱具有一定的柔性。第35页/共53页M6-36连续刚构桥适应范围适用于大跨度，高桥墩（我国180m以上的桥梁，均采用连续刚构桥)对地基的要求更高梁墩固结处，应力复杂第36页/共53页M6-37连续体系梁桥的截面形式板式

10、、肋梁式及箱形截面第37页/共53页M6-38连续体系梁桥截面尺寸板式和T形截面尺寸箱形截面尺寸第38页/共53页M6-39板式和T形截面尺寸板式实体截面用于中小跨径连续梁，采用有支架现浇施工，支点厚度为（1/161/20)L，变截面板跨中板厚为支点的1/1.21/1.5倍板式空心截面常用跨径15m30m连续梁，板厚一般为0.8m1.5m,采用有支架现浇施工为主T形截面常用预制架设施工（梁段安装后经体系转换为连续梁），常用跨径为25m50m，梁高取1.3m2.6m第39页/共53页M6-40箱形截面尺寸当连续体系梁桥的跨径超过40m60m或更大时，主梁多采用箱形截面，且以单箱单室应用较多施工方

11、法有多种：有支架现浇施工、逐孔施工、悬臂施工等第40页/共53页M6-41箱形截面顶板尺寸顶板宽度：单箱单室一般小于20m，单箱双室约25m，双箱单室达40m；顶板厚度：一般需考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求与满足布置纵、横向预应力钢筋束的要求,可参照下表确定；顶板两侧悬臂板的长度：对活载弯矩影响不大，但恒载及人群荷载弯矩随悬臂长度几乎成平方关系增加，一般不大于5m，且长度超过3m后，宜布置横向预应力束筋。单箱单室截面b:a为1:(2.53.0)时横向受力状态较好；悬臂端部厚度不小于10cm,若设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋，端部厚度不小于20cm。第41页/共53页M6-42箱形截面

12、底板尺寸底板厚度应随负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应箱梁下缘受压的要求墩顶区域底板不宜过薄，否则压应力过高，由此产生的应变将使跨中区域梁体下挠度较大底板厚度与主跨之比宜为1/1401/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计，一般为0.22m0.28m第42页/共53页M6-43箱形截面腹板尺寸腹板主要承受剪力，因此墩顶区域腹板较厚，跨中区域的腹板较薄，但腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求最佳腹板厚度的计算：可参照课本介绍的英国水泥和混凝土协会提出的关于预应力连续梁最佳厚度参数公式计算腹板的最小厚度：20cm(无预应力束筋管道布置);25cm30cm(有预应力束筋

13、管道布置);35cm(有预应力束筋锚头)顶板或底板与腹板接头处设置梗腋，可提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减小扭转剪应力和畸变应力第43页/共53页M6-44连续体系梁桥中预应力筋的布置纵向预应力筋横向预应力筋竖向预应力筋第44页/共53页M6-45纵向预应力筋布置在 顶板、底板和腹板中第45页/共53页M6-46横向、竖向预应力筋横向预应力筋布置在横隔板和顶板中竖向预应力筋布置在腹板中第46页/共53页M6-47拉索锚具拉索式锚具适用于钢绞线的竖向预应力二次张拉：第一次张拉使锚杯内的夹片夹紧预应力筋第二次张拉锚杯，直至设计张拉力后，拧紧锚杯外螺母固定第47页/共53页螺丝端杆锚具M6-48第48页/共53页锥形锚具M6-49第49页/共53页 墩头锚具 夹具式锚具M6-50第50页/共53页M6-51作业悬臂体系梁桥的两种结构类型及力学特点？连续体系梁桥的两种结构类型及力学特点？什么是T型刚构桥?T型刚构桥的类型及力学特点？什么是“牛腿”？什么是连续刚构桥?连续刚构桥的力学特点？连续刚构柔性墩的类型及特点？什么是主梁的三向预应力?主要作用是什么?什么是剪力滞效应？顶板或底板与腹板接头处为什么设置梗腋？第51页/共53页M6-52谢谢！第52页/共53页M6-53感谢您的观看。第53页/共53页