桥梁结构体系的特点

1、桥梁基础知识 主讲：周建宾2.1 混凝土梁桥1 基本组成桥跨结构主要由桥面系、主梁（横梁）和支座组成。 2 梁式桥的主要类型与病害特征1) 按截面类型划分 板梁桥、肋梁桥、箱梁桥板梁桥施工方便自重大空心板、实心板适合于小跨径桥梁肋板式截面形、I形、T形截面效率指标多用于纵向分缝装配式桥梁适合于中等跨径简支桥梁箱形截面单箱单室、单箱多室分离多箱整体性能好，抗扭惯矩大上下缘均可受压、适合于连续桥梁适合中等以上跨径桥梁施工模板复杂2) 按体系划分 简支梁（板）桥、连续梁（板）桥、悬臂梁（板）桥简支梁施工方便静定体系对地基要求不高弯矩最大适合于小跨径桥梁简支梁桥均布荷载q281qlM 悬臂梁桥单悬臂、

2、双悬臂卸载弯矩使跨中弯矩大大减小静定体系对地基要求不高跨中有接缝，行车条件不好跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏适合于中等以上跨径桥梁施工不方便双悬臂梁桥均布荷载q单悬臂梁桥均布荷载q多跨悬臂梁桥多跨连续梁桥连续梁桥恒载、活载均有卸载弯矩行车条件好超静定体系对地基要求高适合于中等以上跨径桥梁连续梁桥均布荷载qT形刚构桥卸载弯矩类似于悬臂梁适合于悬臂施工、节省支座静定体系对地基要求不高跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏行车条件不好适合于中等以上跨径桥梁连续刚构桥综合连续梁与T构的优点超静定体系对地基要求高适合于中等以上跨径的高墩桥梁T形刚构桥连续刚构桥3. 混凝土梁桥的特点受力特点以主梁受弯承担使用荷载， 结构

3、不产生水平反力预应力度钢筋混凝土、部分预应力、 全预应力混凝土梁受力体系简支梁、悬臂梁、连续梁、T形刚构、 连续刚构混凝土梁桥的优缺点造价低耐久性好可塑性强刚度大噪音小自重大钢筋混凝土梁带裂缝工作预应力混凝土梁桥的优点预应力的作用可以使用高强材料更适合于装配式桥梁施工方法整体式节段式纵向、横向分缝1) 简支板桥的特点 板桥是小跨径钢筋混凝土桥梁中最常用的桥型之一。由于其外形像一块薄板一样故习惯称之为板桥。板桥一般的特点： 1. 建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，可以减小桥头引道度和缩短引道的长度。2. 外形简单，制作方便。既可以整体浇筑，又便于工厂化成批生产。3. 做成装配式扳桥的预制构

4、件时，重量不大，架设方便。4. 板桥的主要缺点是跨径不宜过大。5. 整体浇筑的异形板受力复杂。但特别适合匝道桥的异形板。整体式简支板与连续板适用范围 常用在48米跨径、不规则桥梁截面形式实心板、矮肋板、空心板施工方法整体现浇装配式简支板截面形式：实心板、空心板；材料：钢筋混凝土、预应力混凝土适用范围空心板单孔、双孔装配式预应力空心板构造实例配筋特点主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制，一般只设箍筋钢筋砼梁设可设弯起钢筋预应力筋在底板直线布置梁端顶板设抗拉钢筋3. 横向连接企口铰圆形、棱形、漏斗形、钢板连接企口缝混凝土强度不低于板体混凝土强度；企口缝配筋。钢板焊接连接连接钢板通过锚固钢筋锚固；纵向间距

5、80cm150cm 按施工方式：整体式梁桥和装配式梁桥一、整体式T梁桥主梁的肋宽约为梁高的1/6一1/7，但不小于16cm简支梁桥的构造特点 二、 装配式梁桥1. 构造类型截面形式T形、I形、槽形、箱形块件划分纵向竖缝纵向水平缝横向竖缝纵横向同时分缝划分原则：起吊能力接缝在应力最小处接头少、施工方便便于安装标准化装配式梁桥截面形式2. 构造布置常用跨径8.0m20m主梁布置梁距通常在1.52.2米之间横梁布置端横梁中横梁布置在跨中及4分点3. 主要尺寸主梁高1/111/18L，肋宽1620cm，横梁中横梁3/4h，端横梁与主梁同高宽1216cm，可挖空翼板1/12h，一般为变厚度3、钢筋构造主

6、钢筋斜筋箍筋翼板横向钢筋横梁钢筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强钢筋4、横向连接钢板连接现浇接缝企口铰扣环式接头5. 预应力混凝土简支T梁桥构造布置常用跨径2050m主梁布置梁距通常在1.52.2米之间大跨度尽量增大梁距1）主要尺寸主梁高1/151/25L，宽1518cm横梁中横梁3/4h，端横梁与主梁同高宽1216cm，可挖空翼板1/12h，一般为变厚度下马蹄占截面总面积的1020（1）马蹄总宽度约为肋宽的24倍，并注意马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不宜小于60mm。（2）下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高的（0.150.20）倍，斜坡宜陡于45。梁端，梁宽与下马蹄同宽2）钢筋构造主

7、梁受力钢筋为预应力筋箍筋锚下局部加强钢筋翼板横向钢筋架立钢筋分布钢筋一般不设斜筋剪余剪力图6. 装配式小箱梁实例桥梁横截面小箱梁一般构造图7. 桥面板横向连接构造常用的桥面板（翼缘板）横向连接有焊接接头和湿接接头两种 (1) 焊接接头：翼板间用钢板连接，接缝处铺装混凝土内放置上下两层钢筋网 (2) 湿接接头：通过一定措施将翼缘伸出钢筋连成整体，在接缝铺装混凝土内再增补适量加强钢筋。宽翼缘T梁接头构造8. 预应力技术先张法后张法锚具先张法，即先张拉预应力钢筋并锚固在张力台坐上，后浇筑构件混凝土，待混凝土达到足够的强度后再放张，以此实现预加力的方法。 桥梁基础知识 主讲：周建宾2.2 连续梁桥简介

8、连续梁桥的体系与构造特点1、体系特点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，跨越能力增大超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感行车条件好连续梁桥均布荷载q均布荷载q2、构造特点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0.50.8中跨等跨布置中小跨度连续梁短边跨布置特殊使用要求2）截面形式板式截面实用于小跨径连续梁肋梁式适合于吊装箱形截面适合于节段施工其它3）梁高与跨径、施工方法有关等高度梁实用于中、小跨径连续梁，一般跨径在5060米以下变高度梁实用于大跨径连续梁，100米以上，90%为变高度

9、连续梁4）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，靠近跨中处受构造要求控制，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，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掖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2. 连续梁桥常用施工方法一、满堂支架现浇二、简支变

10、连续三、逐跨施工现浇、拼装四、顶推施工五、悬臂施工现浇、拼装 3. 连续梁桥内力1、恒载内力必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷载作用在不同的体系上1）满堂支架现浇施工所有恒载直接作用在连续梁上2）简支变连续施工一期恒载作用在简支梁上，二期恒载作用在连续梁上3）逐跨施工主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成4）顶推施工顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩，在经过跨中区段时产生正弯矩施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致配筋必须满足施工阶段内力包络图主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时最大负弯矩与导梁刚度及重量有关导梁刚接近前方支点刚通过前

11、方支点5）平衡悬臂施工分清荷载作用的结构体现约束条件的转换主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成2、活载内力1）纵向某些截面可能出现正负最不利弯矩，必须用影响线加载2）横向箱梁专门分析多梁式横向分布系数计算，等刚度法3、超静定次内力计算1）产生原因结构因各种原因产生变形，在多余约束处将产生约束力，从而引起结构附加内力(或称二次力)2）连续梁产生次内力的外界原因预应力墩台基础沉降温度变形徐变与收缩4、变形计算必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷载作用在不同的体系上根据恒载及活载变形设置预拱度大跨径时必须专门研究大跨径桥梁施工控制预拱度设置原则：某节点预拱度 = （所有在该节点出现

12、后的荷载或体系转换产生的位移）5连续梁桥次内力预应力次内力预应力初弯矩：预应力次弯矩：总预矩：M eNMy 0MMMN 0徐变、收缩次内力一、徐变、收缩理论一、徐变、收缩理论收缩与荷载无关徐变与荷载有关收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、截面形式、护条件、混凝土龄期有关基础沉降引起的次内力一、沉降规律假定沉降规律与徐变相同沉降终极值1)()()( tpddet),(),()()( ttdd沉降速度系数2. 3 刚构体系体系桥梁简介1 刚构桥的体系与构造特点1) 体系特点恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小弯矩图面积的小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低

13、超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感均布荷载q2）刚构桥的主要类型单跨刚构桥主要用于中小跨度的跨线桥，建筑高度小ROSENSTEIN BRIDGE跨度68 m，跨中梁高1.65 m斜腿刚构桥受力形式接近拱桥，可获得较大跨度或较小的梁高安康汉江桥主跨为176m，中孔跨中64m连续刚构桥用于柔性墩或大跨度高墩桥梁辅航道桥桥跨径：150+270+150mRaftsundet BridgeSpan of 86+202+298+125mV型墩刚构内部高次超静定，外部接近连续梁MAIN RIVER BRIDGE82-135-82m main span, depth of 6.5m三、常用计算图式单跨刚构桥斜腿刚构桥连续刚构桥V型墩刚构四、构造特点1、截面形式单跨刚构桥矩形截面斜腿刚构箱型截面、多肋式连续刚构大跨度：变高度箱梁小跨度：多室扁箱梁V型墩刚构箱型截面、多肋式2、节点构造角点受力特点箱型截面直角点构造箱型截面斜腿与主梁交点构造连续刚构墩柱与主梁交点构造2、铰的构造钢铰铅板铰混凝土铰五、减小墩柱抗推刚度的措施1、合理选择桥型，避免矮墩桥梁采用连续刚构2、减小墩柱的纵桥向尺寸3、采用双臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚度4、对于长大桥梁，中间桥墩采用刚构，边墩采用连续梁体系六、预应力配索特点1