1、第七章 悬臂和连续体系梁桥,第一节 悬臂和连续体系梁桥的一般特点,一、悬臂梁桥与连续梁桥的体系特点 1.悬臂梁桥 由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小 由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大 体系形式：双悬臂、单悬臂、双悬臂加挂孔、T形刚构 缺点行车条件不好,2. 连续梁的体系特点 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,第二节 钢筋混凝土悬臂和连续体系梁桥的一般构造,一、悬臂梁桥构造特点 1、跨径布置 各跨跨径比 悬臂长与跨径比,具体考虑因素 材料 钢筋混凝土悬臂较短，减
2、小负弯矩 预应力混凝土悬臂可适当加长 施工方法 纵向分缝必须考虑锚孔的吊装重量 横向分缝可适当加长悬臂长度 特殊使用要求 城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性,我国的大型T构桥,2、截面形式 悬臂部分（锚孔）吊装时采用肋梁悬臂施工时采用箱梁 挂孔一般采用肋梁，便于吊装,3、梁高 一般采用变高度梁 支点梁高/跨中梁高 = 22.5 优点：增加支点抗弯能力不增加很多的弯矩 底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折 线,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，靠近悬臂 端处受构造要求控制，靠近支点
3、 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，悬臂端主要受 构造要求控制，支点主要受纵向 压应力控制，需加厚,5、配筋特点 纵向钢筋 悬臂上只承担负弯矩，配置负弯矩钢筋 锚孔可能承担正或负弯矩需双向配筋 节段施工的T形刚构 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 预应力钢筋弯出位置设齿槽或齿板,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,6、牛腿 截面小、受力复杂,二、连续梁的构造特点 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.
4、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
5、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,第三节 刚构桥的体系 与构造特点,一、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 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感,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,ROSENSTE
6、IN 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,NECKAR VALLEY VIADUCT spans of 234-134-134-134-264 meters,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+150m,Raftsundet Bridge Span of 86+202+298+125m,V型墩刚构内部高次超静定，外部接近连续梁,MAIN RIVER BRIDGE 82-135-82m main span, depth of 6.5m,我国已建成的
7、预应力混凝土连续刚构桥,第三节 悬臂梁桥的计算要点,一、恒载内力 静定结构 变截面 手算可采用影响线加栽 施工中的内力状态可能出现控制应力,二、活载内力 1、纵向某些截面可能出现正负最不利 弯矩 2、横向 箱梁专门分析 多梁式横向分布系数，必须考虑横 向分布系数沿桥纵向的变化 支点：杠杆原理 挂孔、悬臂：采用等刚度原则简化为等代简 支梁，采用刚性横梁法或比拟正交异 性板法计算,等刚度法,出发点： 横向分布体现肋主梁抗弯与抗扭能力的比例关系 不同体系的梁桥抗扭性能基本相同，抗扭刚度只与抗扭惯矩有关 体系不同体现在总体抗弯刚度上 采用挠度相等的办法计算等代刚度,边跨,中跨锚梁与挂孔刚度相差悬殊时
8、悬臂等代为跨度2l2的简支梁,挂孔等代为相同跨度的简支梁,中跨锚梁与挂孔刚度相近时悬臂与挂孔联合等代为跨度2l2+l3的简支梁,第三节 牛腿计算,一、计算截面宽度,二、截面内力,三、验算截面内力,1、竖直截面（按抗弯构件验算）,2、45斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）,3、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）,判别标准： 边缘应力最大,无水平荷载时,如果是预应力牛腿,计算截面内力时应该考虑预应力,预应力产生的牛腿内力,4、专门空间分析,对于重要的牛腿应作为专门课题来验算,第四节 箱梁计算简介,一、箱梁截面受力特性 箱梁截面变形的分解,总变形,挠曲变形正应力m，剪应力m,横向弯曲横向正应力c,扭转
9、变形自由扭转剪应力k，约束扭转剪应力w，正应力w,畸变变形正应力dw，剪应力dw，横向正应力dt,变形及相应的应力,剪力滞效应,箱梁应力汇总,纵向正应力(Z)= M+W+dW剪应=M+K+ W +dW 横向正应力(S)= c + dt对于混凝土桥梁，恒载占大部分，活载比例较小，因此对称荷载引起的应力是计算的重点,二、箱梁截面横向正应力计算简化为框架计算必须考虑有效工作宽 度,三、箱梁对称挠曲应力,1、弯曲正应力初等梁理论，顶底板应力均匀分布空间梁理论，顶底板应力不均匀分布，有剪力滞作用。,2、弯曲剪应力 开口截面,取微段水平力平衡,闭口单室截面问题：无法确定积分起点 解决方法：在平面内为超静定
10、结构，必须通过变形协调条件求解,赘余力剪力流剪切变形：,外力剪力流按开口薄壁杆件计算,剪切变形：,切口剪切变形协调,最终剪力流,闭口多室截面每室设一个切口，每个切口列一个变形协调方程,变形协调方程,联合求解可得各室剪力流,最终剪力流,剪切中心 剪力流合力位置如果外剪力通过剪切中，截面将只弯曲，不扭转,三、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,四、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 = （所有在该节点出现后的荷载或体系转换产生的位移）,第四节 预应力次内力计算,预应力初弯矩：预应力次弯矩：总预矩：,压力线：简支梁压力线与预应力筋位置重合 连续梁压力线与预应力筋位置相差,
