工程道路桥梁第二篇 第四章 其他体系桥梁简介

第四章其他体系桥梁简介郭萍等截面连续梁桥构造特点不等跨布置：用于较大跨度连续梁，边跨为0.6～0.8中跨等跨布置：用于中小跨度连续梁，跨径取决于经济分孔和施工的设备条件。高跨比一般为l/15～1/25；在顶推施工的梁高H与顶推跨径L0之比一般为1/12～1/17。腹板厚度：支点腹板总厚度∑δ与行车道板宽度B之比为1/16～1/21，支点腹板厚度δ与梁高H之比为1/12～1/16。适用范围中等跨径：40~60m（国外有达80m的）；以等跨为宜，亦可用不等跨；适应于预制装配（逐孔架设、顶推法施工）和就地浇注施工（有支架、移动模架），不适宜于悬臂法施工。1、连续梁桥变截面连续梁桥构造特点分跨：连续孔数一般不超过5跨；多于三跨的连续梁桥，除边跨外，其中间各跨一般采用等跨布置，以方便悬臂施工；多于两跨的连续梁桥，其边跨一般为中跨的0.6～0.8倍左右，当采用箱形截面，边孔跨径其至可减少至中孔的0.5～0.7倍；有时为了满足城市桥梁或跨线桥的交通要求而需增大中跨跨径时，可将边跨跨径设计成仅为中跨的0.5倍以下，此时，端支点上将出现较大的负反力，故必需在该位置设置能抵抗拉力的支座或压重以消除负反力。梁高——与跨径、施工方法有关h支/l=1/16~1/18，h中/h支=1/1.5~1/2.5梁底曲线：折线、圆弧线、抛物线和正弦曲线适用范围70～120m，大于120m跨径，目前较少见；适宜于悬臂法施工。施工过程中墩梁临时固结，待合拢后，拆除临时固结措施，进行体系转换。横截面形式和尺寸

横截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面。◆板式和肋梁式截面实体板：用于中小跨径连续梁桥，有支架现浇;空心板：用于15～30m连续梁桥有支架现浇，板厚可取0.8～1.5m;肋梁式：用于跨径25～50m，梁高一般取1.3～2.6m，预制架设，并在梁段安装后经体系转换为连续梁桥。1）横截面形式◆箱形截面

用于跨径超过40～60m（等截面）或以上（变截面），有支架现浇、逐孔施工及悬臂施工等多种方法。单箱多室：宽度可不受限制单箱单室：顶板宽度小于20m；单箱双室：顶板宽度25m左右；双箱单室：顶板宽度可达40m左右；圆空式单箱双室：顶板宽度15m左右；斜腹板箱梁：施工稍困难，使用较少①主梁主梁在纵桥向大都采用不等跨变截面的结构布置形式；边跨和主跨的跨径比值在0.5～0.692之间，大部分比值在0.55～0.58之间；一般适用于跨径100～240m范围，最大跨径可达300m。②

主梁截面高度箱梁根部截面的高跨比一般为l/16～l/20，其中大部分为1/18左右，也有少数桥梁达到或低于1／20;跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/2.5～l/3.5，略小于连续梁的跨中梁高。2、连续刚构桥构造特点四、预应力筋布置主梁内力②竖向受剪①纵向受弯③横向受弯三向预应力②竖向预应力①纵向预应力③横向预应力纵向受弯和部分受剪横向受弯三向预应力受剪预应力数量、位置根据使用阶段的受力状态确定，满足施工各阶段的受力需要，施工方法决定施工阶段受力，预应力配筋必须结合施工方法。混凝土箱梁三向预应力筋布置１）纵向预应力筋

纵向预应力筋又称主筋，布置在顶、底板和腹板中；布置方式与采用的施工方法、预应力筋种类等有关系布置方式分为：连续配筋、分段配筋、逐段加长力筋、体外布筋、后连续力筋。①连续配筋的力筋布置

小跨度的等截面连续梁桥，采用就地灌注施工的，其纵向力筋可按照结构各部位的受力要求进行连续配筋。二次抛物线。现浇施工整根、曲线、通束：预应力筋长、弯曲次数又多，加大摩阻损失，目前少用。②分段配筋布置大跨度、变截面、悬臂施工法。悬臂伸出施工时，对梁体施加负弯矩筋；在两梁段合龙后（称为体系转换），再张拉正弯矩筋和其它力筋。力筋的布置原则：力矩大、锚固方便、施工简单。①正弯矩区底部、负弯矩区顶部布置预应力筋；②正、负弯矩交替作用区段，顶、底板均需设预应力筋。

①顶板力筋在腹板内下弯并锚固在腹板上，减小外荷载剪力；②腹板具有足够厚度以承受集中的锚固力。悬臂施工直线布束：锚固在梗肋处，①减少摩阻损失、穿束方便，改善腹板浇筑条件；②由弯曲应力决定，抗剪强度由竖向预应力筋提供。

③逐段加长力筋布置顶推施工用连接器把主筋对接或逐段加长。逐孔施工、顶推法施工的连续梁常用。接头的位置通常设置在离支点约1/5跨度附近弯矩较小的部位。④体外布筋布置

力筋布置在主梁截面以外的箱内，配以横隔板、转向块等构造，对梁体施加预应力。无预留孔道，孔道压浆等工序，施工方便迅速，且便于更换；对力筋防护和结构构造等的要求较高。⑤后连续筋布置先简支后连续

先简支后连续方法施工的预应力混凝土连续梁桥，后连续采用预应力筋布置，必须先预留张拉槽孔和预埋管道，待连续部分的混凝土浇筑完毕后，穿束张拉后连续的力筋，实现整体梁的连续。２）横向和竖向布筋横向预应力筋布置在横隔板或顶板中，保证横向整体性、桥面板及横隔板横向抗弯能力；箱梁顶板厚度在25cm～35cm间，横向力筋采用扁锚体系。竖向预应力筋布置在腹板中，提高截面的抗剪能力，按后张法工艺施工，一般需进行二次张拉，以确保足够的有效预应力；竖向力筋较短，采用高强粗钢筋以减少回缩损失。箱梁横向及竖向配筋方式横向预应力筋竖向预应力筋预应力张拉后应及时对管道进行压浆并封锚，压浆应密实饱满，否则有可能带来严重后果；预应力箱梁大多采用C50及以上的高标号混凝土。

目前将一种拉索式锚具用于竖向钢绞线的张拉，进行二次张拉：

①第一次张拉使锚杯内夹片夹紧预应力筋；②第二次张拉锚杯，达到设计张拉力，拧紧锚杯外螺母固定。③二次张拉技术使预应力筋的回缩损失小。预应力管道压浆如不密实饱满，则预应力筋得锈蚀断裂可能造成灾难性后果。

第三节连续体系梁桥的施工

1、整体浇筑法程序:对于多跨长桥，在缺乏大能力的起重设备时，在预先搭好的支架上，将梁体混凝土浇筑和张拉预应力筋一气呵成。2、逐孔施工法概念:逐孔施工法是连续施工的一种方法，逐孔架设法施工快捷、简便。在施工过程中，由简支梁或悬臂梁转换为连续梁。移动支架逐孔现浇施工

移动模架施工

3、悬臂施工方法简介概念:悬臂施工法也称分段施工法，是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法悬臂浇筑法悬臂拼装法

返回（1）悬臂浇筑法程序:采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。悬浇程序梁式挂篮结构简图梁式挂篮的两种工作状态斜式挂篮结构简图悬浇～挂篮示例挂篮施工现场洞庭湖大桥桥悬浇

战备桥略图

战备桥施工—挂篮

战备桥施工—拉索施工

平衡悬臂-挂篮现浇平衡悬臂施工合拢前使用临时支架示例简支悬臂-闸门式吊机（2）悬臂拼装法程序:采用分节段预制，然后以桥墩为中心，对称向两岸逐渐接长的施工．悬臂拼装法箱梁节段简支悬臂桁架悬拼～节段就位示例悬拼～节段就位示例悬臂施工～预应力束示例二、顶推法程序:顶推法施工的程序是：梁在桥头台座上（预制场地上）分段预制，预制一段，纵向向前推进一段，跨越各中间桥墩，直达彼岸。为了减少推进过程中的梁体内力，前段加导梁；为了增大跨径，可以安置临时墩，也可以用拉索加固单点顶推

多点顶推三、刚架桥二、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，建筑高度小我国已建成的预应力混凝土连续刚构桥三、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2、铰的构造钢铰铅板铰混凝土铰四、斜拉桥是指用锚在塔上的若干斜索吊住梁跨结构的桥，也叫斜张桥。主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。索塔大都采用混凝土结构，主梁一般采用混凝土结构、钢-混凝土组合结构或钢结构，斜拉索则采用高强材料（高强钢丝或钢绞线）制成。斜拉桥荷载传递途径：斜拉索的两端分别锚固在主梁和斜塔上，将主梁的恒载和车辆荷载传递至索塔，再通过索塔传至地基。力学特性：主梁在斜拉索的多点支承下，像多跨弹性支撑的连续梁，弯矩值得以大大地降低，可以减小主梁尺寸，减轻结构自重，节省结构材料，增大桥梁的跨越能力。在主梁承受荷载之前需要对斜拉索进行预张拉。斜拉桥属于高次超静定结构。现代斜拉桥的发展：第一阶段：稀索布置，主梁较高，主梁以受弯为主，拉索更换不方便；第二阶段：中密索布置，主梁较矮，主梁承受较大轴力和弯矩；第三阶段：密索布置，主梁更矮。

稀索布置

密索布置孔跨布局一、双塔三跨式主跨跨径大，一般适用于跨越较大的河流。跨径分割比：边主跨之比应小于0.5.主跨经济性跨径：400m～500m。超长斜拉桥1000m。边主跨之比的重要性受力上看，边主跨之比与斜拉桥的整体刚度、端锚索的应力变幅有着很大的关系。主跨有活载，端锚索产生正轴力（拉力）；边跨有活载时，端锚索又产生负轴力（拉力松减），由此引起较大应力变幅而产生疲劳问题。边跨较小时，边跨主梁的刚度较大，边跨拉锁较短，刚度也相对较大，此时，边跨对索塔的锚固作用就大，主跨的刚度也就相应增大。边主跨之比小于0.5，活载越大，边主跨之比越小。二、独塔双跨式主孔跨径一般比双塔三跨式跨径小，适用于跨越中小河流和城市河道。边主跨之比为（0.5～0.8），但大多数为0.66。边跨大，考虑拉索应力疲劳，中间设桥墩改善。三、三塔四跨式和多塔多跨式很少采用因为中间塔没有端锚索来有效限制它的变位。采用增加主梁刚度和索塔刚度增加了工程量;采用长拉索将中间塔顶分别锚固在两边塔塔顶或塔底加劲，但长索下垂量大，刚度小；加粗尾索并在锚固尾索的梁段上压重，增加索的刚度。亚洲首座不等高三塔双斜索面预应力混凝土

漂浮体系斜拉桥

辅助墩和边引跨边引跨辅助墩活载往往在边跨梁段附近区域产生很大的正弯矩，并导致梁体转动。解决这个问题，常用：边引跨：形成负弯矩。辅助墩：减小拉索应力变幅，缓和端支点负反力。索塔布置一、索塔的形式美学观点适合拉索布置传力简单，恒载作用下，索塔尽可能处于轴心受压状态。拉索布置1.索面位置一、漂浮体系漂浮体系结构特点：塔墩固结，塔梁分离，主梁悬浮主梁除两端有支承外，其余全部由拉索悬吊，属于一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。塔柱和主梁之间设置侧向限位支座。斜拉索不能给梁提供有效的横向支承，为了抵抗风力引起的主梁横向位移，故设之。该体系优点：（1）主跨满载时，塔柱处主梁无负弯矩峰值；（2）主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和徐变内力均较小。（3）密索体系主梁各截面的变形和内力变化较平缓，受力较均匀；（4）地震时允许全梁纵向摆荡，成为长周期运动，从而抗震消能，因此地震烈度较高地区可考虑选择这类体系。该体系缺点：（1）当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，解联时须注意主梁的纵向摆动；（2）须在塔的梁底底部设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置，防止产生过大纵向摆动。二、支承体系该体系塔墩固结、塔梁分离，主梁在塔墩上设置竖向支承，接近于在跨度内具有弹性支承的三跨连续梁。

特点：（1）这种体系的主梁内力在塔墩支点处产生急剧变化，出现了负弯矩尖峰，通常须加强支承区段的主梁截面。（2）支承体系的主梁一般均设置活动支座，在横桥方向亦须在桥台和塔墩处设置侧向水平约束。（3）墩顶设置可调节高度的支座或弹簧支承。三、塔梁固结体系塔梁固结并支承在墩上，斜拉索为弹性支承，相当于梁顶面用斜索加强的一根连续梁，主梁的内力与挠曲直接与主梁和索塔的弯曲刚度有关。支座布置：只在一个塔柱处设置固定支座，其余皆为纵向可以活动支座。特点：优点：减小了塔墩弯矩和主梁中央段的轴向拉力。缺点（1）中孔满载时，主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜，显著增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩；（2）上部结构重力和活载反力都需由支座传给桥墩，这就需要设置很大吨位的支座。在大跨径斜拉桥中，这种结构体系可能要设置上万吨级的支座，支座的设计制造及日后的养护，更换均较困难。四、刚构体系梁、塔、墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。

特点：优点：（1）既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求；（2）结构的整体刚度比较好；主梁挠度小。缺点:

(1)刚度的增大是由梁、塔、墩固结处能抵抗很大的负弯矩换取来的，因此这种体系的固结处附近区段内主梁的截面必须加大。

(2）为消除温度应力，需要墩身具有一定柔性，故常用于高墩。90二环路西清水河大桥三环路南天府立交五、悬索桥世界著名桥梁日本明石海峡大桥（1991m）浙江西堠门大桥（1650m）丹麦大贝尔特桥（1624m）美国金门大桥（1280m）一、悬索桥发展历程92原始：藤蔓桥（云南、西藏墨脱）古代：竹索桥、铁索桥（泸定桥）近代：英国（建立悬索桥基本体系）现代：美国（应用高强钢丝做主缆，考虑抗风）主体结构：加劲梁、主缆、桥塔、锚碇附属系统：主鞍座、锚口散束鞍座、悬吊系悬索桥基本概念单跨悬索桥三跨悬索桥按悬吊跨数分类二、悬索桥基本类型四跨悬索桥五跨悬索桥按主缆锚固形式分类自锚式

在边跨两端将主缆直接锚固在加劲梁上，主缆的水平拉力由加劲梁提供的轴压力自相平衡。自锚式悬索桥地锚式

主缆的拉力由重力式锚碇或岩隧