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1、工学第七章 悬臂和连续梁桥简介 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、一、悬臂梁桥结构类悬臂梁桥结构类型和力学特点型和力学特点 1 1、悬臂梁桥力学特点、悬臂梁桥力学特点（从永久作用和可变作用（从永久作用和可变作用两方面与简支梁锚跨跨中两方面与简支梁锚跨跨中弯矩相比）弯矩相比）由于支点负弯矩的卸载作由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小用，跨中正弯矩显著减小,可减小主梁高度降低材料可减小主梁高度降低材料用量和结构自重，跨越能用量和结构自重，跨越能
2、力提高。力提高。第一节第一节 悬臂梁桥悬臂梁桥2 2、悬臂梁桥结构类型：、悬臂梁桥结构类型：悬臂梁桥的上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔（简称挂孔）悬臂梁桥的上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔（简称挂孔）组成。组成。（1 1）双悬臂梁桥）双悬臂梁桥n恒载：因支点负弯矩的卸载作用而显著减小恒载：因支点负弯矩的卸载作用而显著减小n车道荷载：与简支梁布置车道荷载时的结果一样车道荷载：与简支梁布置车道荷载时的结果一样（2 2）两个单悬臂梁与中孔简支挂梁组合的三跨悬臂梁桥）两个单悬臂梁与中孔简支挂梁组合的三跨悬臂梁桥n恒载：因简支挂梁的跨径缩短减小恒载：因简支挂梁的跨径缩短减小n车道荷载：只按支承跨径较小的简支
3、挂梁产生的正弯矩车道荷载：只按支承跨径较小的简支挂梁产生的正弯矩计算，因此比简支梁小得多。计算，因此比简支梁小得多。其它特点：其它特点：n（1 1）悬臂端容易下挠，行车舒适性较差。）悬臂端容易下挠，行车舒适性较差。n（2 2）一般为静定结构，结构内力不受温度、混凝土收缩徐变）一般为静定结构，结构内力不受温度、混凝土收缩徐变和地基沉降等因素的影响。和地基沉降等因素的影响。(3)(3)双悬臂梁（或单悬臂梁）与简支挂梁联合组成多孔悬臂梁桥双悬臂梁（或单悬臂梁）与简支挂梁联合组成多孔悬臂梁桥(4)(4)带挂梁的带挂梁的T T形悬臂梁桥形悬臂梁桥二、悬臂梁桥一般构造和适用场合二、悬臂梁桥一般构造和适用场
4、合1 1立面布置及基本尺寸立面布置及基本尺寸1 1）跨径布置跨径布置 各跨跨径比各跨跨径比 悬臂长与跨径比悬臂长与跨径比具体考虑因素具体考虑因素 材料材料钢筋混凝土钢筋混凝土悬臂较短，减小负弯矩悬臂较短，减小负弯矩预应力混凝土预应力混凝土悬臂可适当加长悬臂可适当加长 施工方法施工方法纵向分缝纵向分缝必须考虑锚孔的吊装重量必须考虑锚孔的吊装重量横向分缝横向分缝可适当加长悬臂长度可适当加长悬臂长度 特殊使用要求特殊使用要求城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性 单孔双悬臂梁桥单孔双悬臂梁桥：主梁为主梁为T T形截面时，悬臂长度一般为中跨长度的形截面
5、时，悬臂长度一般为中跨长度的0.30.30.40.4倍。倍。箱形截面时，最好使跨中最大和最小弯矩的绝对值大致相等，箱形截面时，最好使跨中最大和最小弯矩的绝对值大致相等，充分发挥跨中部分底板的受压作用，因此悬臂长度一般不超过充分发挥跨中部分底板的受压作用，因此悬臂长度一般不超过中跨长度的中跨长度的0.50.5倍。倍。多跨悬臂梁桥多跨悬臂梁桥2 2）梁高梁高：一般采用变高度梁一般采用变高度梁支点梁高支点梁高/跨中梁高跨中梁高=2=22.52.5优点：增加支点抗弯能力不增加很多的弯矩优点：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、折线底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折线2
6、2横截面形式横截面形式注意加强截面底部的混凝土受压区注意加强截面底部的混凝土受压区A A、横截面常用型式：、横截面常用型式：a a、带马蹄的、带马蹄的T T型截面：型截面：l l 30m30m，中等跨度，中等跨度，钢筋砼桥梁钢筋砼桥梁b b、底部加宽的、底部加宽的T T型截面：型截面：l l=3050m=3050m，预应力，预应力砼桥梁砼桥梁c c、箱型截面（常用）：、箱型截面（常用）：特点：整体性强，能提供足够的混凝土受压面积，抗扭刚度特点：整体性强，能提供足够的混凝土受压面积，抗扭刚度很大很大l l 50m50m，单箱单室应用最广（桥宽，单箱单室应用最广（桥宽22m22m以下），多箱多室。
7、以下），多箱多室。1 1）单箱单室截面（）单箱单室截面（a a）2 2）单箱多室截面（）单箱多室截面（b b、d d）3 3）多箱单室（）多箱单室（c c、f f）4 4）多箱多室截面（）多箱多室截面（e e）5 5）分离式箱形截面（）分离式箱形截面（g g、h h）说明说明：悬臂部分（锚孔）：悬臂部分（锚孔）吊装时采用肋梁，悬臂施工时吊装时采用肋梁，悬臂施工时采用箱梁；挂孔采用箱梁；挂孔一般采用肋梁，便于吊装一般采用肋梁，便于吊装3 3、配筋特点配筋特点：纵向钢筋纵向钢筋悬臂上只承担负弯矩，配置负弯矩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锚孔可能承担正或负弯
8、矩需双向配筋腹板腹板下弯的纵向钢筋，需要时布置竖向预应力钢筋下弯的纵向钢筋，需要时布置竖向预应力钢筋顶板顶板配制横向钢筋或横向预应力钢筋配制横向钢筋或横向预应力钢筋4 4、适用场合、适用场合优点：优点：（1 1）静定结构）静定结构（2 2）支点负弯矩卸载（减小主梁内力）支点负弯矩卸载（减小主梁内力）（3 3）单排支座（减小桥墩尺寸）单排支座（减小桥墩尺寸）缺点：缺点：（1 1）锚固孔一旦破坏，将株连悬挂孔和悬臂的倒塌；）锚固孔一旦破坏，将株连悬挂孔和悬臂的倒塌；（2 2）牛腿构造复杂）牛腿构造复杂（3 3）结构刚度不如连续梁大，而且桥面伸缩缝多，不利于）结构刚度不如连续梁大，而且桥面伸缩缝多，
9、不利于高速平稳行车。高速平稳行车。（4 4）负弯矩区有裂缝，且构造复杂）负弯矩区有裂缝，且构造复杂故该桥型目前在我国采用较少故该桥型目前在我国采用较少我国的大型我国的大型T T构桥构桥5、牛腿构造特点、牛腿构造特点 牛腿的高度不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半，但要牛腿的高度不到悬臂梁高和挂梁梁高的一半，但要传递较大的力传递较大的力成为上部结构的薄弱部位，凹角处应成为上部结构的薄弱部位，凹角处应力集中显著。力集中显著。（1 1）当悬臂为箱型截面时，最好设成箱型腹板与挂梁梁）当悬臂为箱型截面时，最好设成箱型腹板与挂梁梁肋一一对应，使传力明确肋一一对应，使传力明确（2 2）梁肋局部加宽并设置端横隔梁加强
10、）梁肋局部加宽并设置端横隔梁加强（3 3）避免尖锐的凹角，以缓和应力集中）避免尖锐的凹角，以缓和应力集中（4 4）尽量减小支座高度，以增加牛腿高度）尽量减小支座高度，以增加牛腿高度（5 5）配置密集的钢筋）配置密集的钢筋为改善牛腿受力，构造上应注意下列问题：为改善牛腿受力，构造上应注意下列问题：三、悬臂梁桥的计算要点三、悬臂梁桥的计算要点（一）、恒载内力（一）、恒载内力静定结构静定结构变截面变截面手算可采用影响线加载手算可采用影响线加载施工中的内力状态可能出现控制应力施工中的内力状态可能出现控制应力（二）、活载内力（二）、活载内力1 1、纵向、纵向某些截面可能出现正负最不利弯矩某些截面可能出现
11、正负最不利弯矩2 2、横向、横向箱梁箱梁专门分析专门分析多梁式多梁式横向分布系数，必须考虑横向分布横向分布系数，必须考虑横向分布 系数沿桥纵向的变化系数沿桥纵向的变化n支点：杠杆原理支点：杠杆原理n挂孔、悬臂：采用等刚度原则简化为等代简支梁，采挂孔、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用刚性横梁法或比拟正交异性板法计算等刚度法等刚度法出发点：出发点：横向分布体现肋主梁抗弯与抗扭能力的比例关系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抗扭惯矩有关体系不同体现在
12、总体抗弯刚度上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采用挠度相等的办法计算等代刚度边跨边跨中跨中跨锚梁与挂孔刚度相差悬殊时锚梁与挂孔刚度相差悬殊时悬臂等代为跨度悬臂等代为跨度2 2l l2 2的简支梁的简支梁挂孔等代为相同跨度的简支梁挂孔等代为相同跨度的简支梁中跨中跨锚梁与挂孔刚度相近时锚梁与挂孔刚度相近时悬臂与挂孔联合等代为跨度悬臂与挂孔联合等代为跨度2 2l l2 2+l l3 3的简支梁的简支梁（三）、牛腿计算（三）、牛腿计算1 1、计算截面宽度、计算截面宽度2 2、截面内力、截面内力3 3、验算截面内力、验算截面内力（1 1）、竖直截面（按抗弯构件验算）、竖直截面（按抗弯构件验算）（2 2）、）、4545斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）斜截面的抗拉验算（按轴心受拉构件）（3 3）、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）、最弱斜截面验算（按偏心受拉构件）判别标准：判别标准：边缘应力最大边缘应力最大无水平荷载时无水平荷载时如果是预应力牛腿如果是预应力牛腿 计算截面计算截面内力时应该内力时应该考虑预应力考虑预应力预应力产生预应力产生的牛腿内力的牛腿内力（4 4）、专门空间分析）、专门空间分析对于重要的牛腿应作为对于重要的牛腿应作为专门课题来验算专门课题来验算返回返回