连续梁桥结构体系及施工方法讲义

连续梁桥结构体系及施工方法讲义

连续梁桥的设计与施工桥梁结构特点的体现 2012/5第一节连续梁桥的体系特点与架设方法一、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的成桥内力与施工过程有很大关系2 2012/533 2012/54二、连续梁桥的架设方法1、满堂支架施工2、简支变连续3、逐跨施工——现浇、拼装、整孔吊装4、顶推施工5、悬臂施工——现浇、拼装第一节连续梁桥的体系特点与架设方法4 2012/551、满堂支架施工成桥后直接形成连续梁对于水中施工或者大跨度桥梁很困难5 2012/566 2012/572、简支变连续施工适合于纵向分条吊装一期恒载作用在简支梁上设计策略？7 2012/588 2012/599 2012/51010 2012/5112、简支变连续施工（整孔吊）11 2012/51212 2012/513东海大桥“小天鹅”号安装70m简支变连续箱梁13 2012/5143、逐跨施工（移动模架现浇）施工分孔接头位置如何确定？14 2012/5153、逐跨施工（移动模架拼装）15 2012/51616 2012/51717 2012/51818 2012/51919 2012/52020 2012/5214、顶推施工如何减小最大悬臂时的弯矩？21 2012/52222鼻梁的作用与要求 2012/52323 2012/5245、悬臂施工（悬臂浇筑与吊装）大跨度梁桥的唯一选择24 2012/52525 2012/52626 2012/527一、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0.5~0.8中跨等跨布置——中小跨度连续梁短边跨布置——特殊使用要求第二节连续梁桥的总体布置27 2012/528二、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50~60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28 2012/529第二节连续梁桥的总体布置三、连续梁桥的适用跨径范围应用范围越来越广小跨度（20~30米）行车条件好，城市高架桥中很多应用一般采用等截面，满堂支架现浇、简支变连续中等跨度（40~60米）与施工方法相匹配顶推施工、移动模架施工大跨度（60米以上）变截面连续箱梁一般采用平衡悬臂施工跨度受限于支座吨位、体系转换的复杂目前最大的支座100000kN，常用的在50000kN以下最大跨度预应力混凝土连续梁桥，165米29 2012/5城市高架桥连续箱梁上海南北高架首先采用的斜腹板多室箱连续梁30 2012/5华夏路满堂支架浇筑多室连续箱梁31 2012/5高速公路广泛应用的简支变连续小箱梁32 2012/5预制场内的小箱梁33 2012/5顶板上的连续束张拉孔34 2012/5简支变连续的T梁35 2012/536墩顶的连接构造36 2012/5第二节连续梁桥的总体布置三、连续梁桥的适用跨径范围应用范围越来越广小跨度（20~30米）行车条件好，城市高架桥中很多应用一般采用等截面，满堂支架现浇、简支变连续中等跨度（40~60米）与施工方法相匹配顶推施工、移动模架施工大跨度（60米以上）变截面连续箱梁一般采用平衡悬臂施工跨度受限于支座吨位、体系转换的复杂目前最大的支座100000kN，常用的在50000kN以下最大跨度预应力混凝土连续梁桥，165米37 2012/5移动模架吊装的单室箱梁38 2012/539顶推法施工的等高度连续梁39 2012/5顶推施工的钢混结合梁跨径超过100m40 2012/541第二节连续梁桥的总体布置三、连续梁桥的适用跨径范围应用范围越来越广小跨度（20~30米）行车条件好，城市高架桥中很多应用一般采用等截面，满堂支架现浇、简支变连续中等跨度（40~60米）与施工方法相匹配顶推施工、移动模架施工大跨度（60米以上）变截面连续箱梁一般采用平衡悬臂施工跨度受限于支座吨位、体系转换的复杂目前最大的支座100000kN，常用的在50000kN以下最大跨度预应力混凝土连续梁桥，165米41 2012/5大跨度变高度连续梁42 2012/543悬臂法施工变高度连续梁43 2012/544VauxViaduct62+130+16+130+62+45米变高度梁的顶推采用钢混组合梁，钢梁部分重量轻，对正负弯矩容忍度高44 2012/5VauxViaduct45 2012/5整孔吊装简支变连续连续梁46 2012/547整孔吊装简支变连续连续梁47 2012/54848 2012/549板式截面——适用于小跨径连续梁。整体现浇实心板空心板肋梁式——适合于吊装混凝土肋梁钢混组合肋梁（钢肋、混凝土桥面板）箱形截面多室箱梁，适用于中小跨度现浇混凝土梁单室或少室箱梁，适用于大跨度连续梁其它第三节连续梁桥的构造特点一、截面形式49 2012/550变高度连续空心板梁50 2012/5形成空心板的塑料管内模51 2012/5现浇变高度连续空心板52 2012/5板式截面——适用于小跨径连续梁。整体现浇实心板空心板肋梁式——适合于吊装混凝土肋梁钢混组合肋梁（钢肋、混凝土桥面板）箱形截面多室箱梁，适用于中小跨度现浇混凝土梁单室或少室箱梁，适用于大跨度连续梁其它第三节连续梁桥的构造特点一、截面形式53 2012/554工字形钢混组合连续梁54 2012/5钢板与混凝土板结合梁顶面55 2012/5安装混凝土桥面板56 2012/5简支变连续的T梁57 2012/5变高度T形截面连续梁58 2012/5小箱梁横断面59 2012/5板式截面——适用于小跨径连续梁。整体现浇实心板空心板肋梁式——适合于吊装混凝土肋梁钢混组合肋梁（钢肋、混凝土桥面板）箱形截面多室箱梁，适用于中小跨度现浇混凝土梁单室或少室箱梁，适用于大跨度连续梁其它第三节连续梁桥的构造特点一、截面形式60 2012/561单箱多室箱梁61 2012/5现浇变高度多室箱梁62 2012/5单箱单室箱梁63 2012/5单箱双室箱梁单室or双室？Why多室？64 2012/5板式截面——适用于小跨径连续梁。整体现浇实心板空心板肋梁式——适合于吊装混凝土肋梁钢混组合肋梁（钢肋、混凝土桥面板）箱形截面多室箱梁，适用于中小跨度现浇混凝土梁单室或少室箱梁，适用于大跨度连续梁其它第三节连续梁桥的构造特点一、截面形式65 2012/566脊骨梁66 2012/5斜撑脊骨箱梁67 2012/5后装的悬臂68 2012/5连续梁截面形式的演化材料使用效率的提高69 2012/5厦门环岛路弧形底箱梁选型原因——抗海浪浮力副作用——美观70 2012/5弧形底箱梁71 2012/5沪闵路高架72 2012/573上海沪闵路高架桥的弧形底箱梁横截面73 2012/5沪闵路高架74 2012/575沪闵路高架75 2012/576华夏路满堂支架浇筑多室连续箱梁76 2012/5二、截面各部件的作用与控制因素顶板功能：主梁总体受弯的拉（支点）、压（跨中）区承担使用荷载，活荷载作用下横向受力纵向与横向应力如何叠加？有不同看法混凝土梁主要由活载横向抗弯控制，两个方向应力不叠加钢梁需要考虑两个方向应力叠加，主要由车轮荷载作用下的疲劳影响很大。尺寸变化横桥向宽度由桥宽决定，厚度按照连续梁弯矩变化纵向：混凝土桥面板一般全桥纵向等厚度钢连续梁在跨中与支点截面采用不同厚度，支点加厚77 2012/578混凝土梁横截面78 2012/5二、截面各部件的作用与控制因素腹板主要承担剪应力和主拉应力沿纵桥向一般采用变厚度腹板靠近跨中处受构造要求控制腹板内预应力管道与钢筋保护层最小间距无论混凝土梁和钢梁，支点附近受主拉应力控制需加厚混凝土连续梁的抗剪破坏模式有争议钢筋与混凝土各承担多少剪力？影响板厚的确定79 2012/580混凝土梁横截面80 2012/5二、截面各部件的作用与控制因素底板功能：总体受力时与顶板相同，负弯矩时是纵向弯曲的受压区，正弯矩时是纵向弯曲的受拉区没有活载的作用尺寸变化横桥向宽度可以尽量减小纵桥向一般采用变厚度（无论混凝土或者钢梁）混凝土梁跨中受构造要求控制，必须能够布置预应力管道混凝土梁支点由纵向弯曲压应力控制，一般需加厚钢梁的跨中和支点均由纵向弯曲应力控制斜腹板的取舍减小底板宽度经济性较好，为什么？也比较美观斜腹板施工比较复杂，尤其是变高度连续梁，底板变宽度81 2012/582混凝土梁横截面82 2012/5斜腹板造成的底板变宽度83 2012/5弧形底箱梁为什么不经济？84 2012/5二、截面各部件的作用与控制因素横隔板肋梁至少在支点和跨中设横隔板横向分配作用，保证各纵梁共同工作箱梁多室箱梁，一般在支点截面设置横隔板，保证各箱室整体工作，需按计算横向配筋单室箱梁，一般只在支点截面设置横隔板，保证截面不畸变，不需按计算横向配筋钢箱梁沿跨长每隔一定距离设置一道横隔板，保证截面不畸变85 2012/586变高度T形截面连续梁2012/5连续梁桥设计与施工石雪飞8686 2012/5多肋截面连续梁的支点横梁与墩顶盖梁87 2012/5空心板梁支点横隔板配筋半剖面中墩支点横梁配筋跨中截面88 2012/5现浇变高度连续空心板89 2012/5华夏路满堂支架浇筑多室连续箱梁90 2012/5单室箱梁的支座与腹板对应91 2012/5三、预应力混凝土连续梁配筋预应力配筋特点连续梁有正负弯矩区，都必须配筋连续梁配筋要考虑施工过程中的临时体系根据恒载内力，预应力可能需要分多批次张拉92 2012/593三、预应力混凝土连续梁配筋满堂支架现浇预应力混凝土梁施工特点主梁在支架上一次成为超静定连续梁配筋特点直接按照一次落架内力计算各断面配筋正负弯矩预应力束通过腹板连续过渡为避免过大预应力损失，也可以分段布置分段布置时必须有重叠区93 2012/594满堂支架现浇空心板配筋94配筋立面 2012/5满堂支架现浇多室箱梁配筋95腹板配筋顶、底板配筋 2012/5腹板与底板预应力束96 2012/5完成后的箱梁97 2012/5齿板配筋98 2012/5三、预应力混凝土连续梁配筋简支变连续施工受力特点分简支和连续两阶段受力配筋特点简支阶段与简支梁配筋类似连续后施加负弯矩束一期恒载很轻时，二期恒载完成后需补张部分正弯矩竖束99 2012/5100简支变连续小箱梁配筋腹板配筋后期连续束后期连续束平面配筋横截面100 2012/5预制场内的小箱梁101 2012/5顶板上的连续束张拉孔102 2012/5三、预应力混凝土连续梁配筋逐孔施工受力特点如果将接头设在弯矩0点截面附近，逐孔施工完成后主梁弯矩接近于一次落架弯矩配筋特点在接头截面接长预应力束交叉接长使用接长锚具103 2012/5104逐孔施工配筋104 2012/5预应力连接锚具105扁锚连接器群锚连接器精轧螺纹钢连接器 2012/5三、预应力混凝土连续梁配筋顶推施工受力特点每个截面均要作为正弯矩和负弯矩区配筋特点顶推施工阶段，上下缘同时配束顶推到位后拆除部分预应力束在跨中和支点区域补张后期束106 2012/5107顶推施工最大负弯矩工况107 2012/5108顶推施工过程弯矩包络图108 2012/5109三、预应力混凝土连续梁配筋平衡悬臂施工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，以抵抗剪力合拢后配筋各跨跨中底板配置连续束曲线底板束的防崩齿板的普通钢筋及预应力筋防崩109 2012/5110节段悬臂施工箱梁预应力配筋立面配筋平面边跨横截面中支点横截面跨中横截面110 2012/5是否需要下弯腹板束之争111 2012/5112是否需要下弯腹板束之争 2012/5预应力管道从顶板平弯到腹板113 2012/5114箱梁顶板横向、竖向预应力配筋箱梁顶板横向跨度大时须在顶板内布置横向预应力，抵抗活载横桥向弯矩桥梁跨度大时，在腹板内布置竖向预应力筋，抵抗剪力和主拉应力114 2012/5顶板内的横向预应力筋115 2012/5顶板内的横向预应力筋116 2012/5腹板内的竖向预应力钢筋117 2012/5精轧螺纹钢和锚具118 2012/5119跨中曲线底板防崩问题曲线底板的竖向拉筋没有设拉筋拉筋设置错误规范的规定不明确后果造成底板沿预应力管道纵向裂缝严重时底板崩溃 2012/5120曲线底板的下崩力120 2012/5121江苏某桥底板分层压溃 2012/5122122AmbiguouslocationofhoopbarsIncontractor’smindIndesigner’smind 2012/5123123老问题新现象——浙江某桥 2012/5124齿板普通钢筋设计问题齿板钢筋锚固长度不够钢筋有内折角折角处没有拉进后果齿板崩裂