第三节组合体系桥PPT课件

1、白城师范学院 土木工程学院第三节 组合体系桥School of Civil Engineering-1-目 录组合体系桥介绍一、预应力混凝土梁拱组合体系桥二、部分斜拉体系桥三、刚构连续组合体系梁桥四、桁架拱桥五、刚架拱桥School of Civil Engineering-2-组合体系桥主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成的桥梁两种独立结构体系组合而成的桥梁。组合体系可以是静定结构，也可以是超静定结构。可以是无推力结构，也可以是有推力结构。结构构件可以用同一种材料，也可以用不同的材料制成。组合体系桥并不是简单地将两种或两种以上的基本结构体系组合在一起。当我们将不同结构体系组合在一起时，首

2、先要考虑这种组合是否能获得优势，这种优势是否有价值；其次还要考虑到，各种基本体系桥均有不同的特点，也有各自不同的适应性，当他们组合在一起并获得某些优势时，也常常带来一些新的问题，这些新的问题是否可以通过采取一些措施来解决。 School of Civil Engineering-3-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥预应力混凝土梁拱组合体系桥一般由拱肋、吊拱肋、吊杆（或立柱）、加劲梁和桥面系杆（或立柱）、加劲梁和桥面系等组成，拱肋与加劲梁刚性连接。拱肋和加劲梁为主要承重构件，拱肋承受轴向压力和弯矩，加劲梁承担拱肋传来的拉力，同时也承受弯矩。加劲梁通常也称为系杆系杆，相应地也将此种组合体系桥称为系杆

3、拱桥。 重庆朝天门大桥（钢桁拱，主跨重庆朝天门大桥（钢桁拱，主跨552m）School of Civil Engineering-4-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥优点：优点： 能充分发挥混凝土受压性能、造价低廉 以梁式桥为外部条件，拱的水平推力由梁承担，克服了拱桥对地基要求高的缺点。 桥型合理、施工方便、造价较低，以及造型轻巧美观、变化多样 分类：分类： 结构图式：简支梁拱、悬臂梁拱和连续梁拱组合体系桥 桥面的位置:上承式、下承式和中承式。 拱肋结构:钢管混凝土或钢筋混凝土。 与加劲梁的相对抗弯刚度大小:柔梁刚拱、柔拱刚梁、刚梁刚拱。School of Civil Engineering-5

4、-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥1.1.简支梁拱组合体系桥简支梁拱组合体系桥在简支梁上设置加强拱，梁端结点刚接，其间布置吊杆只用于下承式。外部为静定结构，内部为高次超静定结构。主要承重构件除拱肋外，还有加劲纵梁，它与横梁组成平面框架，由吊杆上下联系以达到共同受力的目的。跨间剪力主要由拱肋轴力的垂直分力所平衡，加劲纵梁的拉力H与拱内水平分力组成力矩，平衡截面内的简支梁弯矩。一般经济适用跨径在40120m范围内。School of Civil Engineering-6-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥2.2.悬臂梁拱组合体系桥悬臂梁拱组合体系桥实际上是将单悬臂梁桥的实腹梁部分挖空，用立柱代替腹板，

5、由空腹代替实腹；结构受力明确，上弦为加劲梁，承担拉力和局部弯矩，下弦为拱，承受压弯作用，立柱主要传递轴力。加劲梁中配置的预应力束大部分是直束，可以减少摩阻损失，提高预应力束效率。适用于上承式。属外部静定结构，混凝土徐变和张拉预应力时支座不会产生附加反力。主跨L及锚跨L1间需满足一定比例，一般需要满足L/ L1=1/(0.70.8)，一般适用经济跨径在4080m范围。转折点存在容易跳车，在交通繁忙的线路上不宜推荐这种桥型。 School of Civil Engineering-7-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥3.3.连续梁拱组合体系桥连续梁拱组合体系桥（1）上承式连续梁拱组合体系桥上承式连续

6、梁拱组合体系桥受力特点受力特点：加劲梁承担拉力及局部弯矩拱肋承担轴压力及弯矩，拱肋轴力的垂直分力承担剪力立柱传递压力空腹范围内加劲纵梁产生的拉力与拱内水平分力组成力矩，平衡截面内的连续梁弯矩，同时连续梁中墩附近的高度依靠拱来加大，使跨中弯矩减小，中墩处负弯矩产生的梁内拉力由预应力平衡。一般边跨与主跨之比为（0.50.7）:1，适用经济跨径在适用经济跨径在5050120m120m范围范围 。德奥斯特利茨高架桥（全长德奥斯特利茨高架桥（全长140米）米） School of Civil Engineering-8-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥3.3.连续梁拱组合体系桥连续梁拱组合体系桥（2）中中

7、承式连续梁拱组合体系桥承式连续梁拱组合体系桥受力特点受力特点：在负弯矩区用桥面以下两组主拱腿来加强，在桥面以上正弯矩区用一组拱肋来加强，连续刚梁不仅承担弯矩与剪力，而且还需以轴向拉力来平衡拱的推力。一般边跨与主跨之比为（0.250.5）:1。由于中承式连续梁拱组合体系桥结构布置合理，造型美观，施工方便，是目前我国在梁拱组合体系桥的设计与建造中采用较多的一种桥梁形式，其适用经济跨径在60250m范围。重庆菜园坝大桥（钢箱提篮拱与重庆菜园坝大桥（钢箱提篮拱与Y构组合）构组合）School of Civil Engineering-9-一、预应力混凝土梁拱组合体系桥3.3.连续梁拱组合体系桥连续梁拱

8、组合体系桥（3）下承式连续梁拱组合体系桥承式连续梁拱组合体系桥受力特点受力特点：梁拱的弯矩按刚度分配,通过拱的加强,显著地减小了中跨主梁的弯矩,使得加劲梁的建筑高度可以大幅度减小，两个边跨由于受到中孔拱的刚度影响，减少了正弯矩的负担，扩大了负弯矩的区域，有利于配置预应力束。适用经济跨径在40120m范围。School of Civil Engineering-10-二、部分斜拉体系桥1.1.部分斜拉桥结构形式及构造特点部分斜拉桥结构形式及构造特点介于连续梁与斜拉桥之间的新型桥梁，由塔、梁、索塔、梁、索三部分组成。塔高h一般采用主跨L0的1/81/12倍，相当于斜拉桥塔高的1/21/3。主梁一般

9、宜采用变高度截面，跨中梁高一般在（1/541/69）L0之间，是同跨径斜拉桥梁高的22.5倍；塔墩处主梁根部梁高一般在（1/321/39）L0之间。斜拉索布置较为集中，通常布置在边跨跨中及1/3中跨附近，中跨跨中无索区长度通常在（0.1290.224）L0之间。在桥跨布置上，主边跨跨度比例更接近连续梁，一般在0.420.62之间；结构体系可选用塔梁固结并在梁底设支座、塔墩固结并塔梁分离、塔梁墩固结三种形式。School of Civil Engineering-11-二、部分斜拉体系桥2.2.部分斜拉桥力学特点部分斜拉桥力学特点与连续梁桥相比，由于斜拉索的存在，部分斜拉桥的主梁荷载弯矩远比同跨

10、连续梁小，同时还要承受拉索传来的压力。部分斜拉桥的斜拉索应力变化幅度较一般斜拉桥小，可以不考虑疲劳问题，因此可以采用较高的张拉应力。山东惠青黄河公路大桥School of Civil Engineering-12-二、部分斜拉体系桥3.3.部分斜拉桥适用性部分斜拉桥适用性与连续梁相比，部分斜拉桥跨越能力较大，当中支点梁高相同时，部分斜拉桥跨度可比连续梁桥大1倍以上。与斜拉桥相比：塔的高度较矮，塔身结构简单，施工方便；主梁抗弯刚度大，可采用梁式桥施工方法，极大地方便了施工；结构整体刚度大，变形小。部分斜拉桥的适宜跨度在100300m之间，若主梁采用钢与混凝土结构，跨径有望突破400m。漳州战备大

11、桥漳州战备大桥School of Civil Engineering-13-三、刚构连续组合体系梁桥1.1.刚构刚构- -连续组合体系桥基本概念：连续组合体系桥基本概念：连续梁桥和连续刚构桥的组合。由于桥位地形因素及桥面标高限制等原因，某些桥墩高度较矮，刚度大，采用墩梁固结并不合适。如果在连续刚构桥的某些刚度较大的矮墩上布置活动支座，释放位移，释放位移，就成为了刚构连续组合梁桥就成为了刚构连续组合梁桥 School of Civil Engineering-14-三、刚构连续组合体系梁桥2.2.刚构刚构连续组合梁桥构造特点连续组合梁桥构造特点通常是在一联连续梁的中部数孔较高桥墩处采用墩梁固结的

12、刚构，边部数孔为设置支座的连续结构。从构造上可分为在主跨中设铰、其余各跨梁连续和全联梁不设铰两种组合梁桥形式。刚构连续组合梁桥上部结构通常采用变高度箱形截面。桥墩可采用板式墩、双薄壁墩,V形墩等形式。刚构连续组合梁桥通常采用预应力混凝土结构。蔡家沟特大桥主桥为(80+3144米+80米)刚构连续组合梁桥，全长592米School of Civil Engineering-15-三、刚构连续组合体系梁桥3.3.刚构刚构连续组合梁桥的力学特性连续组合梁桥的力学特性在受力方面，内力与连续梁桥较为接近；墩梁结合处仍有刚构受力特点，负弯矩比连续梁大些。当桥墩较高时，桥墩的刚度减小，使主梁跨中截面的正弯矩

13、、支点截面的负弯矩较接近相同跨径的连续梁桥的弯矩，温度作用产生的次内力较小；当桥墩较矮时，由于墩的刚度较大，跨中截面的正弯矩将减小，支点截面的负弯矩将增大，温度作用产生的次内力也较大。东营黄河公路大桥。全长2743.1m。主桥8个桥墩，最大跨度为220m;桥面宽度26mSchool of Civil Engineering-16-四、桁架拱桥桁架拱桥的上部结构一般是由桁架拱片、横向联结系和桥面三部分组成。桁架拱片是桁架拱桥的主要承重结构，由上弦杆、腹杆、下弦杆和拱顶实腹段组成，下弦杆为拱形，上弦杆一般与桥道结构组合成一整体而共同工作。在跨中部分，因上、下弦杆很靠近而做成实腹段。桁架拱桥通常采用钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构。只用于跨度不大的城市桥梁或次等级公路。 School of Civil Eng