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1、精选优质文档-倾情为你奉上预应力混凝土简支梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对比分析一、 预应力混凝土简支梁桥1、 构造布置：常用跨径：2050m之间，我国编制了后张法装配式预应力混凝土简支梁桥的标准设计，标准跨径为25m、30m、35m、40m。主梁梁距：1.52.2m之间横梁布置：端横梁、中横梁（布置在跨中及四分点处）2、 主要尺寸：主梁：高跨比1/151/25；肋厚1416cm；横梁：中横梁3/4h，端横梁与主梁同高，宽1220cm，可挖空；翼板：不小于 1/12h，一般为变厚度。马蹄：为了满足布置预应力束筋的要求，应 T 梁的下缘做成马蹄形。（一） 主梁1、 梁高：我国后张法装配式
2、预应力混凝土简支梁的标准设计有 25，30，35，40m 四种，其梁高分 别为 1.251.45，1.651.75，2.00，2.30m。标准设计中高跨比值约为 1/171/20，其主 梁高度主要取决于活载标准，主梁间距可在较大范围内变化，通常其高跨比在 1/151/25 左 右。主梁高度如不受建筑高度限制，高跨比宜取偏大值。增大梁高，只增加腹板高度，混凝 土数量增加不多，但可以节省钢筋用量，往往比较经济。2、 肋厚：预应力混凝土，由于预应力和弯起束筋的作用，肋中的主拉应力较小，肋板厚度一般都 由构造决定。原则上应满足束筋保护层的要求，并力求模板简单便于浇筑。国外对现浇梁的 腹板没有预应力管道
3、时最小厚度为 200mm，仅有纵向或竖向管道的腹板需要 300mm，既有纵向 又有竖向管道的腹板需要 380mm。对于高度超过 2400mm 的梁，这些尺寸尚应增加，以减少混 凝土浇筑困难，装配式梁的腹板厚度可适当减少，但不能小于 165mm。如为先张法结构，最 低值可达 125mm。我国目前所采用的值偏低，一般采用 160mm，标准设计中为 140160mm，在 接近梁的两端的区段内，为满足抗剪强度和预应力束筋布置锚具的需要，将肋厚逐渐扩展加厚。（二） 横梁横隔梁的高度可取为主梁高度的四分之三左右。在支点处可与主梁同高，以利于梁体在运 输和安装中的稳定性。但如果端横隔梁高度比主梁略小一些，则
4、对安装和维修支座是有利的。 横隔梁的肋宽常用 1220cm。预制时做成上宽下窄和内宽外窄的楔形，以便脱模。（三） 翼板T 梁翼板的厚度，钢筋混凝土梁中，主要满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。根据 受力特点，翼缘板一般都做成变厚度的，即端部较薄，至根部（与梁肋衔接处）加厚，并不 小于主梁高度的 1/12。翼缘板厚度的具体尺寸，有两种处理方法：一种是考虑翼缘板承担全 部桥面上的恒载与活载，板的受力钢筋设在翼缘板内，在铺装层内只有局部的加强钢筋网， 这时翼缘板做得较厚一些，端部一般取 80mm；另一种是翼缘板只承担桥面铺装层的荷载、施 工临时荷载以及自重，活载则由翼缘板和布置有受力钢筋的钢筋混凝土
5、铺装层共同承担（例 如：在小跨径无中横隔板的桥上） ，在此情况下，端部厚度采用 60mm 就够了。目前高速公路 上的桥梁及城市高架桥梁均设置防撞栏杆， 根据防冲撞的要求， 翼缘板端部厚度不小于 200mm。 为使翼缘板和梁肋连接平顺，在截面转角处一般均应设置钝角式承托或圆角，以减少局部应 力和便于脱模。（四） 马蹄在预应力混凝土 T 梁的下缘，为了满足布置预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求， 应扩大做成马蹄形。马蹄的尺寸大小应满足预施应力各个阶段的强度要求。个别桥由于马蹄 尺寸过小，往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝，特别是在马蹄斜坡部分，因此马蹄面积 不宜过小，一般应占截面总面积的 102
6、0，具体尺寸建议如下： 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。 下翼缘高度加 1/2 斜坡区高度约梁高（0.150.20）倍，斜坡宜陡于 45应注意的是： 下翼缘也不宜过大、过高，这就要求将预应力束筋尽可能按二层或单层布置，将其余的束筋 布置在肋板内，因为马蹄过大，会降低截面形心，减小预应力筋的偏心距。3、 配筋特点：（一） 受力钢筋 主钢筋（主要为预应力筋）、箍筋、横梁钢筋、翼板横向钢筋； 1.预应力筋： 根据结构受力配置预应力束。 2.非预应力纵受力钢筋： 在预应力混凝土简支梁中，有时为了补充局部梁段内强度的不足，有时为了满足极限
7、 强度的要求，有时为了更好地分布裂缝和提高梁的韧性，可以将非预应力钢筋与预应力钢 筋协同配置，这样往往能达到经济合理的效果。 3.斜筋： 一般不设斜筋。 4.箍筋： 预应力混凝土梁中剪应力一般较小，故按计算仅需布置少量的箍筋，但为了防止混凝 土受剪时的脆性破坏，常按构造要求配置必要的箍筋，规定如下：箍筋直径不小于 6mm， 箍筋间距不大于 25mm；马蹄中需设闭合箍筋，箍筋间距不大于 150mm。5.翼缘板横向钢筋 6.横梁钢筋 （二）分布钢筋 架立钢筋、水平分布钢筋、支座下局部加强钢筋、锚下局部加强钢筋。1.架立钢筋： 根据构造要求布置，用来架设箍筋，以便将各种钢筋扎成骨架。其直径依梁截面尺
8、寸大 小而定，通常采用 1014mm。 2.水平分布钢筋： 由于梁的上下翼缘在横向都比腹板厚，阻碍着腹板的收缩变形，因而有可能在腹板上产 生平行于轴线的裂缝，为此，需在腹板内设置防裂钢筋。这种钢筋宜用小直径钢筋组成网格 放在混凝土表面，紧贴箍筋布置。3.锚固区的加强钢筋： 在梁端锚固区应力非常集中，在锚具附近不仅有很大的压应力，还有很大的拉应力，因 此，为防止锚具附近混凝土裂缝，因此，必须配置足够的钢筋予以加强。 4.支座下局部加强钢筋：提高局部承压构件的裂缝荷载和极限承载力。4、 横向连接：钢板式接头、扣环式接头、桥面板的企口铰联结。二、 预应力连续梁桥预应力混凝土连续梁桥作为超静定结构，与
9、普通钢筋混凝土连续梁桥具有相同的受力特点。但是由于与盈利结构能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，所以具有比钢筋混凝土连续梁桥大的多的跨越能力；另外，它可以有效地避免混凝土开裂，特别是处于负弯矩区的桥面板的开裂，同时又以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、承载能力大、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。随着预应力技术的发展和不断完善，尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现，使预应力混凝土连续梁桥得到更为广泛的应用。另外，从国内外已经建成的钢桥、混凝土及预应力混凝土连续梁桥的总数来看，预应力混凝土连续梁桥已远远超过总数的一半以上。常见的预应力混凝土连续梁桥：
10、1.等跨等高度连续梁桥、2.不等跨变高度连续梁桥、3.短边跨连续梁桥、4.连续刚构桥、5.V形桥墩连续梁桥1、 力学特点及适用范围连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越
11、来越多的应用。预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。2、 桥跨布置：根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.50.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航（车）净
12、空及地质条件等因素的限制，并且同时总长度受到制约时，可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合，跨径从中间向外递减，以使各跨内力峰值相差不大。桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支连续施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单，统一模式。等跨布置的跨径大小主要取决于经济分跨和施工的设备条件。连续梁跨数以三跨连续梁用得最为广泛，连续梁桥连续超过五跨时的内力情况虽然与五跨时相差不大，但连续过长会造成梁端伸缩量很大，需设置大位移量的伸缩缝，因此，连续跨数一般不超过五跨。3、 主梁纵横断面形式及主要尺寸（1）预应力混凝土连续梁桥采用最多的纵断面形式是等截面及变截面形式。等截面连续梁一般适
13、应一下情况： 跨径一般在4060m（国外也有达到80m的），构造简单，施工快捷。 立面布置翼等跨径为宜，也可以不等跨径布置，边跨与中跨之比应不小于0.6，高跨比一般为1/151/25。 适应于支架施工、逐跨架设施工、移动横架施工及顶推施工。变截面梁主要适用于大跨径预应力混凝土连续梁桥，梁底立面曲线可采用圆弧线、二次抛物线及折线等。除外形高度变化外，为满足梁内各截面受力要求，还可将截面的底板、顶板和腹板改变厚度。在孔径布置方面，边孔与中孔跨径之比一般为0.50.8，当边跨与中跨之比小雨0.3时，边孔桥台支座要做成拉压式，以承受负反力。变截面梁的梁高与最大跨径之比，跨中截面一般为1/301/50，
14、支点截面可选用1/151/20。（1） 横截面形式凝土连续梁桥的截面形式很多，一般依据梁桥的跨径、宽度、梁高、支承形式、总体布置和施工方法等发面综合确定。目前预应力混凝土的连续梁桥的横截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面。板式截面：分为实体截面和空心截面。矩形实体截面使用较少，曲线形整体截面使用较多，实体截面多用于中、小跨径，且多配以支架现浇施工，此时跨中板厚为（L/22L/28），支点板厚为跨中的1.21.5倍；空心截面常用于跨径为1530m的连续梁桥，板厚一般为0.81.2m，亦以支架现浇为主。肋梁式截面预制方便，常用于预制架设施工，并在梁段安装后经体系转换为连续梁桥。常用跨径为2550m
15、，梁高取1.52.5m。箱形截面构造灵活，其中单箱单室桥宽小于18m，双箱单室桥宽为20m左右，单箱双室宽为25m左右，一般地，等高度箱梁可采用直腹板或斜腹板，变高度箱梁宜采用直腹板。4、 梁高选择（1）变截面连续梁桥连续梁桥支点截面负弯矩绝对值比跨中正弯矩大，采用变截面形式符合受力特点，同时变截面梁一般采用悬臂法施工，变高度梁与施工阶段内力相适应。从美学观点看，变高度梁比较有韵律感。变截面梁的梁底线形可采用折线、抛物线、圆曲线和正弦曲线等。二次抛物线与连续梁的弯矩变化相适应，最常采用。根据已建成桥梁的资料分析，支点梁高约为最大跨径的sHml201151，跨中梁高H约为支点梁高的sH5.216
16、.11。(2)等截面连续梁桥 连续梁桥采用等截面布置，构造简单、预制定型、施工方便，随着施工方法的发展愈来愈受到重视。中等跨径4060m的连续梁桥，若采用预制装配施工和就地浇筑施工，为便于预制安装和模板周转使用，宜选用等截面布置。采用顶推法施工，为便于布置顶推和滑移设备，一般均采用等截面梁。对于长桥，选用中等跨径，采用逐跨架设施工和移动模架法施工，按等截面布置最为有利，它可以使用少量施工设备完成全桥的施工。等截面连续梁桥的梁高，在拟定时可参考有关资料选用，可取梁高与最大跨径的关系mlH)301151(=。当桥梁的跨径较大，采用顶推法施工时，梁高的选择不仅取决于桥梁的跨径，同时还要考虑顶推施工时
17、对梁高的要求，为了避免顶推法施工最大悬臂时的不利受力状态，通常可设置临时墩。不设置临时墩时，梁高与顶推跨径之比选在112115为宜5、 横隔梁设置采用T形和I形截面的连续梁桥，因其抗扭刚度较小，为增加桥梁的整体性和使荷载有良好的横向分布，宜设置中横隔梁和段横隔梁。中横隔梁的数目及位置依主梁的构造和桥梁的跨径确定，常用横隔梁肋宽度为1220cm。对于多箱截面，为加强桥面板和各箱间的联系，可在箱间设置数道横隔梁。6、 预应力筋的布置连续梁纵向预应力筋为主筋，其数量与布置位置根据使用阶段及施工阶段受力要求确定。此外在大跨度梁腹板内常布置竖向预应力筋。跨度较大的箱梁顶板和悬臂板内也常布置横向预应力筋。
18、 在顶推法或分跨施工的连续梁中，有时部分主筋需要逐段接长，接长的方法常采用连接器完成，我国目前常用的一种连接器构造如下图所示。这种连接器用于主筋采用高强钢丝组束，使用镦头锚。施工时先张拉锚环A，并用螺帽锚固。锚环B由连接器接长使用。螺丝结合的连接器需要一定的加工精度，施工也较麻烦，但它比起分段张拉、分段锚固的钢束要节省钢材。此外，连接器亦可考虑采用销钉结合，预计在构造和施工上要方便些。当施工阶段需要的力筋而在使用阶段不需要时，如果保留这些力筋，对截面的受力反而不利，通常必须采取反向配束来克服它的影响，在这种情况下，为施工需要应设置临时筋，在施工完成后予以解除，目前国内常用的作法是将临时筋与永久
19、筋用连接器接长张拉，在施工期间临时束不压浆，待施工结束后割断连接器与临时筋的锚头。当然，这样设置临时筋要复杂一些，既要预留孔道，又要张拉锚固，施工完成后还有解除的工序。如果将临时筋设置在梁体外，临时沿箱内壁锚固，则在构造和施工上要简单的多。此外，尚可用控制张拉力的方法满足使用阶段和施工阶段的不同要求，力筋的张拉力先按施工要求张拉，施工完成后再张拉到设计要求。这样做的优点便于布束，同时满足各阶段的受力要求，但张拉工艺较复杂，在施工阶段不能压浆，还必须选择力筋和锚头便于重复张拉的类型。对于施工期较长的桥梁，尚需考虑力筋的防锈问题。此外，当施工阶段的受力大于使用阶段的受力时，或施工阶段与使用阶段的力
20、筋用量相差甚大时，不宜采取此法。（1） 纵向主筋的布置方式纵向主筋常采用钢绞线或钢丝束，布置方式有：连续配筋、分段配筋、逐段接长力筋、体外布筋等几种方式。 连续配筋 采用就地浇筑施工的连续梁，其纵向力筋可以按照桥梁各部位的受力要求进行连续配束。通常力筋的重心线为二次抛物线组合而成的轨迹。如下图（a）所示，边跨和中跨都由多段抛物线组成，而正反曲线间有反弯点。力筋的具体布置可考虑按下图（b）所示，即在支点附近分别由负弯矩区转向正弯矩区，虽然从抗弯的角度上看稍有削弱，但对支点附近各截面抗剪能力却有较大的提高。 连续配筋 分段配筋是悬臂施工和简支连续施工的连续梁最常用的配筋方式。 悬臂施工的连续梁桥，
21、是从墩顶开始向左右对称悬臂施工，为了能支承梁体自重和施工荷载，需在悬臂施工时预加应力。在体系转换时再张拉正弯矩力筋并补充其他在使用阶段所需要的力筋，这部分力筋又称二次张拉力筋或后期力筋。下图给出悬臂施工连续梁桥力筋的一般构造，其中实线筋为在施工过程中张拉的力筋，虚线筋是在体系转换时张拉的后期力筋。力筋在截面上成对称布置，并尽量安排在腹板附近，力筋数量较多时可分层布置。一般来说，先锚固下层力筋，后锚固上层力筋。力筋分有直筋和弯筋，根据结构各部位弯矩和剪力的要求确定数量，其中弯筋均通过腹板下弯锚固。当属非腹板位置的力筋需要进入腹板弯曲时，首先进行平弯至腹板位置，然后在腹板平面内竖弯，力筋的弯起半径
22、和弯起角按规范和有关资料确定。 对于预制安装由简支连续施工的连续梁桥，它们的预应力筋也是采用分段配筋（下图（1）所示）。预制构件在预制时根据它受力情况以及考虑吊装的需要先行配筋张拉，在简支端安装就位后，墩顶部位布置二次张拉力筋，再进行二次张拉。 逐段接长力筋 采用顶推法施工的连续梁桥，顶推施工阶段与使用阶段梁的受力状况差异较大，为照顾两个阶段的受力需要，钢束常分前期张拉力筋和后期张拉力筋（上图（2）所示）。在施工过程中，箱梁的每一截面均会出现最大的正、负弯矩，前期筋为顶推施工需要而设置，通常在截面的上、下缘配置直线筋。又因为顶推法施工的程序是逐段预制，逐段顶推，分段张拉力筋，为了既要满足节段所
23、需力筋数量，又要方便施工，采用力筋接长张拉是很合宜的。力筋接长使用连接器，力筋的长度选取两个梁段的长度，每个施工面上有半数力筋通过，半数力筋需进行接长，间隔排列连接器（下图），这样可以减少连接器的数量，改善主梁受力，节省钢材，简化施工。 后期筋是依照使用阶段要求需补充设置的力筋，配置在支点截面的顶部和跨中截面的底部，为了改善了腹板的受力情况，解决近支点截面主拉应力大的问题，可在支点附近设置弯筋。 逐孔施工的连续梁桥，其主束布置往往也采用逐段接长配筋，接头的位置可设置在支点截面，也可设在离支点约15跨径附近弯矩较小的部位。 体外布筋 体外布筋是将力筋设置在主梁截面以外的箱内，利用横隔梁、转向块等
24、结构物对梁施加预应力。体外布筋不削弱主梁截面，不需预留孔道，预制节段的拼装可采用干缝结合，施工方便迅速和便于更换。 体外布筋对力筋、结构及管道防护设施要求都较高，结构的极限承载能力降低、耐疲劳及耐腐蚀性较差。体外布筋在我国尚待试验研究和使用，但在桥梁加固方面已有先例。 综上所述，预应力混凝土连续梁桥的主筋布置是多种多样的，它与所运用的施工方法有密切的关系。不同的施工方法要求不同的力筋布置，而力筋的数量则取决于结构的受力使用阶段和施工阶段的综合考虑。（2） 横向和竖向布筋在设计中，有时需要对结构施加横向和竖向预应力，横向预应力可加强桥梁的横向联系，增加悬臂板的抗弯能力。而竖向施加预应力主要作用是
25、提高截面的抗剪能力。 横向预应力一般施加在横隔梁内或截面的顶板内，竖向预应力筋布置在截面的腹板内。横向和竖向的预应力筋都比较短，直筋常采用钢绞线、钢丝束，也可选用精轧螺纹钢筋，在预留孔道内按后张法工艺施工。三、 预应力混凝土刚架桥1、 刚架桥简介刚架桥分上部结构和下部结构连成整体的框架结构。根据基础连结条件不同，分为有铰与无铰两种。这种结构是超静定体系，在垂直荷载作用下，框架底部除了产生竖向反力外，还产生力矩和水平反力。常见的刚架桥有门式刚架桥和斜腿刚架桥等。刚架桥也可称为刚构桥，主要承重结构采用刚架的。刚架的腿形成墩（台）身,梁和腿为刚性连接,可用钢、钢筋混凝土或预应力混凝土制造。刚架桥可以
26、是单跨结构，也可以是多跨结构，单跨刚架桥的支腿做成直柱式的叫门式刚架桥，或做成斜柱式则叫做斜腿刚架桥。多跨刚架桥可以做成非连续式，即在在主跨中设置剪力铰或悬挂简支梁，既而形成带铰的T形刚构或带挂孔的T形刚构，多跨刚架桥也可以将主梁做成连续式，形成所谓连续刚构。对于主梁连续的多跨刚架桥，当桥梁全长太大时，宜设置伸缩缝，或者做成分离式的连续刚架桥。因此钢架桥的主要类型有：门式刚架桥、斜腿刚架桥、V形墩刚架桥、带铰的T形刚构桥、带挂孔的T形刚构桥、连续式连续刚构桥、分离式连续刚架桥等。2、 主要优缺点（1）主要优点外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量小（2）主要缺点钢筋的 用量较大，基础
27、的造价也比较高3、 受力特点（1）墩柱刚性连接，梁因墩柱的抗弯而卸载，整个体系是压弯结构，也是有推力结构。（2）刚架桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修建较小的跨径。（3）刚架桥施工较复杂，一般用于跨度不大的城市或公路的跨线桥和。（4）现在采用预应力混凝土和悬臂施工的刚架桥，己成为大跨度桥梁竞争方案之一。4、 构架形式（1）刚架构造分为直腿刚架（门式）和斜腿刚架。（2）V形墩刚架桥：为减少支柱肩部的负弯矩峰值，将支柱做成V形墩形式。（3）带拉杆形式：为方便采用悬臂施工，并且减少跨中正弯矩和挠度值，做成两端带拉杆的结构形式，施工时可在端部临时压重。（4）T形刚构：桥跨结构的上部梁在墩上采用
28、两边平衡悬臂施工，首先形成一个T字形的悬臂结构然后相邻的两个T形悬臂在跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁联成一体，称为带铰或带挂孔的T形刚构。（5）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝土联成整体，则为连续刚构，亦称为连续一刚构连续体系,简称为连续刚构桥。5、 适用范围钢筋混凝土：中、小跨径预应力钢筋混凝土：大跨度直腿刚架（门式）和斜腿刚架：中、小跨径T形刚构、连续刚构：大跨度6、 常见类型门式刚架桥：简称门架桥，其腿和梁垂直相交呈门架形。腿所受的弯矩将随腿和梁的刚度比率的提高而增大。用钢或钢筋混凝土制造的门架桥，多用于跨线桥。至于T形刚构桥（特点是在跨中有铰），及将腿做成V形两撑杆与梁刚性
29、相连的连续梁桥，其外形均与多跨的门架桥相近，但内力分布规律则不同（见预应力混凝土桥）。门架桥可分：（1）单跨门架桥。用钢制造时，腿脚常设铰，形成两铰门架。用钢筋混凝土制造时，腿脚可设铰；也可和基础固结，形成固端单跨门架桥，主要用于地质良好处。（2）双悬臂单跨门架桥。将梁的两端悬伸至门腿之外，在悬伸端加平衡重或在悬伸端和腿脚间设置预应力拉杆，可使梁的支承截面产生较大的负弯矩，以降低梁的跨中正弯矩，相应地降低梁高，有利于修建跨线桥。（3）多跨门架桥。多用于跨度不大的跨线桥。（4）三跨两腿门架桥。这种桥在两端设有桥台，采用预应力混凝土时，可将跨度做得较大。例如，美国1981年在航道上修建的公路桥，分
30、跨为114.3+228.7+114.3米。斜腿刚架桥：刚架腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线大致呈拱形，这样，腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显著减小，而轴向压力有所增加。同上承式拱桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少；当桥面较窄（如单线铁路桥）而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放坡，以保证桥的横向稳定。著名的预应力混凝土斜腿刚架桥有：联邦德国霍雷姆铁路桥（1953年，腿铰跨度85.5米），中国邯（郸）长（治）铁路浊漳河桥（1981年，脚铰跨度82.0米），法国圣米歇尔公路桥（1957年，按墩的中心距计的分跨为160+565.2米）等。著名的钢斜腿刚架桥有：卢森堡阿尔泽特公路桥（1965年
31、，脚铰跨度234.1米），内雷特瓦铁路桥（1966年，100米），法国马蒂格公路桥（1972年，210米），意大利斯法拉沙（Sfalasha）公路桥（1972年，376米），及中国安康汉江铁路桥（1982年，176米）等。7、 刚架桥设计方法及计算理论（1）刚架桥的基本尺寸拟定：刚架桥的主要尺寸是主梁跨度和高度，支柱高度和厚度，以及桥的横向宽度。主要参数的确定将决定主梁和支柱的刚度比，主梁与支柱的刚度比则决定了刚架的内力分布，对全桥结构的力学特点具有重要影响。另外还要满足结构刚度的要求。A 主梁与支柱刚度比很大时：支柱承担弯矩很小，主梁端部负弯矩很小，跨中正弯矩很大，主梁接近于简支梁。主梁与支
32、柱刚度比很小时：主梁端部负弯矩大，跨中正弯矩较小，主 梁受力接近于固端梁。主梁主要尺寸拟定：单跨刚架桥两端悬出的长度为中跨跨度的0.20.5倍之间。注：如果悬臂加长，端支柱弯矩减小，跨中正弯矩也可减小，但主梁变形较大；三跨连续刚架桥，边跨约为主跨的0.7倍或相等;个别边跨为中跨 的0.2倍;斜腿刚架桥的边跨通常为中跨的0.5倍左右； 斜腿刚架桥的斜柱倾斜角度为4060度之间。 刚架桥的主梁高度对于大跨度预应力刚架桥中，通常为（1/301/40）L， 当采用变高度梁时，端部梁高可为跨中梁高的1.22.5倍,甚至更高。 注：增加端部梁高，可使主梁正弯矩减小，使主梁大部分承受负弯矩，可使大部分预应力
33、钢筋布置在梁顶部，构造与施工简单。 支柱主要尺寸拟定：支柱在纵向的厚度可采用其高度的1/81/1比较高时采用小，比较矮时采用较大比值；支柱的横向尺寸要与主梁相配合，并应考虑横桥向的刚度和稳定 性。横截面尺寸拟定：刚架桥的横截面形式根据道路等级、使用功能等来确定，首先选择主梁截面形式，然后参考连续梁桥主梁截面来拟定细部尺寸。（2）刚架桥设计方法、钢筋混凝土刚架桥主梁设计方法 主梁承载能力极限状态验算如下内容：主梁正截面强度验算（正截面钢筋数量及截面复核）；斜截面尺寸复核及剪力分配计算；弯起钢筋设计及斜筋设计；斜截面抗剪强度复核。 正常使用极限状态验算如下内容：主梁最大裂缝宽度的验算；主梁跨中挠度
34、的验算； 施工阶段验算内容：主梁施工阶段的正应力验算。、预应力混凝土刚架桥主梁设计方法 截面设计根据设计要求，参照已有的设计图纸和资料，拟定主梁截面形式和相应的尺寸；或直接对弯矩最大的跨中截面，依据截面抗弯的要求初步估算主梁的截面尺寸。 内力计算 一般采用桥梁设计软件或通用软件，根据桥梁可能出现的荷载组合，计算出主梁的正常使用和承载能力极限状态内力包络图。 钢束估算根据截面的内力及截面几何参数，估算预应力钢束的数量并进行合理布置，使布置的钢束符合受弯受剪要求。 计算截面几何特性 施工阶段按净截面计算，使用阶段按换算截面计算； 预应力计算； 施工阶段和使用阶段的应力验算； 施工阶段主应力验算；
35、使用阶段正应力验算、剪应力验算和主应力验算； 正截面和斜截面强度计算； 参考结构设计原理” 主梁变形的计算； 锚端局部承压计算 局部承压强度和局部承压区抗裂性验算。、刚架桥支柱设计方法 截面形式及配筋原则矩形截面为刚架桥桥墩最为常用的截面形式，对截面高度大于600mm的墩柱多采用工字形或箱形截面。 墩柱截面设计 判断是大偏心还是小偏心，最后求纵向钢筋截面面积并按构造要求进行钢筋布置。 墩柱截面强度复核、连续刚构桥桥墩设计方法连续刚构桥墩纵向刚度宜小，横桥向刚度宜大。前提是满足纵向刚度、稳定性等的要求。 双薄壁墩桥墩处有两个相互平行的墩壁与主梁固结的桥墩称为双薄壁墩。既可增加桥墩的横向刚度，又可
36、满足顺桥向刚度小的要求； 单薄壁墩单薄壁墩在墩位处只有一个截面形式为空心或实心的矩形截面或箱形截面的桥墩。箱形桥墩抗扭性能好，但柔性不如双薄壁墩，适合桥墩较高 的情形。 V、X、Y型墩V、X、Y型墩在同等跨径条件下，均可缩短跨径、降低梁高，而且使得桥结构轻巧美观，经常应用于城市跨线桥和景区桥梁。、刚架桥铰的设计方法混凝土铰：构造简单、成本低，且长期不需要维护，应用广泛。铅板铰：应用不多。钢铰：应用不多。、计算理论目前，超静定结构体系的内力，仍按在运营荷载作用下，结构为弹性的假定进行计算。然后用计算得到的内力进行截面验算。在进行刚架桥的内力计算时，可遵循以下基本假定： 计算模型的各单元的轴线取支
37、柱厚度和主梁高度的中心连线； 计算截面包括全部混凝土截面，不考虑钢筋的影响；对于T形和箱形截面，不论其顶板和底板厚度如何，均应全部计入计算截面； 计算变位时，一般可略去轴向力和剪力，仅计入弯矩的影响；采用有限元计算时可同时考虑；在主梁与支柱交接区域，其截面的惯性矩比其他地方大得多，可视为刚性区域； 当刚架奠基于压缩性甚小的地基中时，支柱底端可以认为是固定的； 关于混凝土的弹性模量Eh，根据规范来确定： Eh=0.8E。8、 连续刚架桥设计技术关键问题连刚构桥适合于高桥墩、大跨径桥梁，行车舒顺，且能很好适应预加力、混凝土徐变和温度变化引起的纵向变形。桥柔性大，对于主梁的嵌固作用小，主梁的受力情况
38、比较接近连续梁桥。在设计实践中应注意以下关键问题：分孔比例问题：国内外已建成的连续刚构桥,边跨与主跨之比在0.50.692之间。只有美国的Houst连续刚构桥下部为刚性桥墩，采用了边跨与主跨之比为0.5；而且超过0.6的也仅有少数，大部分在0.550.58之间。（比变截面连续梁桥的边跨与主跨之比0.70.8要小）。理论研究表明：边跨与主跨之比在0.540.56之间时，可以在边跨悬臂端用导梁支承于边墩上，进行边跨合拢，从而取消落地支架。合理截面问题：国内外已建桥梁的经验表明，连续刚构桥通常采用箱形截面。一般箱顶宽在22m以下时，可采用单箱单室；如果顶宽超过22m时，则往往分为上、下行，修成双幅桥
39、，截面为两个分离单室箱。连续刚构桥箱梁的根部的高跨比一般为1/15.71/20.6，其中大多数取值为1/18，也有个别达到或低于1/20。主梁跨中箱梁高跨比通常为1/46.21/85.1，其中大多数为1/541/60。我国南澳跨海大桥连续刚构桥跨中箱梁最小高跨比只有1/73.7。温度内力问题：连续刚构属于墩梁固结体系，为防止温度内力过大，设计时必须采取必要的措施。减小墩的抗推刚度，桥墩的抗推刚度越小，其温度内力越小，一般连续刚构桥适合高墩的场合；如果墩身不够高，仍采用连续刚构桥，则可设计成柔性的桩基。限制连续刚构总长，大致规模在1000米左右，当总长再长时，可以考虑刚构连续梁组合体系，如山东东
40、明黄河大桥75+7x120+75米。墩高较小为9.1米，中间4个主墩采用墩梁固结，两侧各两个主墩设滑动支座，为连续体系。防撞问题：防撞已经成为通航河道桥梁设计必须考虑的重要问题，墩周围设人工刚性防撞墩 （施工周期长，费用高）；墩周围设柔性消能防撞设施（黄石大桥），设分离式防撞岛（比较贵）。边跨合拢问题：先边跨合拢，后中跨合拢。落地式支架、架设导梁方式、加长悬臂长度及与引桥的悬臂连接合拢。混凝土徐变问题：大跨度连续刚构桥目前出现的中跨下挠问题已经引起桥梁工程师们的关注，尽管目前还没有定性的结论，但混凝土的徐变问题对大跨度连续刚构桥的作用值得关注。9、 大跨度连续刚架桥需要进行研究的课题薄壁空心高
41、墩的柔度、风载、变形、日照、扭曲对上部结构的影响，以确 定合理的桥墩形式和尺寸；薄壁空心高墩的施工稳定性和全桥墩的稳定性问题，确定合理跨径和合理 墩高；研究高墩刚度、风荷载对上部结构的影响；大跨度连续刚架桥的混凝土徐变问题研究，相当紧迫。四、 预应力混凝土简支梁桥、连续桥梁和刚架桥对比分析对于预应力混凝土简支梁桥、连续梁桥和刚架桥来说有以下不同点：1、 跨径不同：对于预应力混凝土简支梁桥，他的跨径为2050m，对于连续梁桥，跨径一般在4060m，对于刚架桥，跨径已达几百米以上。由于跨径的不同导致他们所采用的设计和施工技术也有所差异。2、 应用范围：简支梁桥适用于小跨径的桥梁建设，连续梁桥适用于中等跨径的桥梁建设，刚架桥适用于大中跨径的桥梁建设。3、 造价不同由于刚架桥用钢量大，所以刚架桥的造价是最贵的，所有一般来说对于中小跨径的桥梁来说建成简支梁桥和连续梁桥来说最为经济化（特殊情况除外），对于大跨径的建成刚架桥。五、 CAD图纸六、 参考文献及资料来源1、 百度文库2、 筑龙网3、 土木工程在线网4、 马国峰、王保群桥梁工程机械工业出版社专心-专注-专业