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1、会计学1桥梁工程桥梁工程6第一页，共53页。M6-2悬臂梁桥的力学悬臂梁桥的力学(l xu)特点特点悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在，使跨中正悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在，使跨中正(zhn(zhn zhn zhn)弯矩值显著减小。弯矩值显著减小。第1页/共53页第二页，共53页。M6-3悬臂梁桥的构造悬臂梁桥的构造(guzo)特点特点n n截面形式截面形式n n跨径布置跨径布置(bzh)(bzh)和梁高尺寸和梁高尺寸第2页/共53页第三页，共53页。M6-4截面截面截面截面(jimin)(jimin)形式形式形式形式30m以内(y ni)钢筋砼30-50m以内(y ni)预应力砼50m以上跨径第3
2、页/共53页第四页，共53页。M6-5跨径布置跨径布置跨径布置跨径布置(bzh)(bzh)和梁高尺寸和梁高尺寸和梁高尺寸和梁高尺寸n n悬臂梁桥的主孔跨径通常由行车悬臂梁桥的主孔跨径通常由行车净空、通航净空确定；净空、通航净空确定；n n当不受上述条件限制时，就可按当不受上述条件限制时，就可按照弯矩包络图面积（绝对值）为照弯矩包络图面积（绝对值）为最小的原理来确定边孔与中孔的最小的原理来确定边孔与中孔的跨径划分，以达到节省材料跨径划分，以达到节省材料(cilio)(cilio)的目的的目的第4页/共53页第五页，共53页。M6-6第5页/共53页第六页，共53页。M6-7悬臂梁桥的适应悬臂梁桥
3、的适应(shyng)情况情况n n悬臂梁桥和简支梁桥一样，都属于静定体系，它们的内力不受基础不均匀沉降的影响，悬臂梁桥和简支梁桥一样，都属于静定体系，它们的内力不受基础不均匀沉降的影响，在施工及运营阶段两者受力状态一致在施工及运营阶段两者受力状态一致(yzh)(yzh)，非常适宜悬臂施工，非常适宜悬臂施工n n在桥墩上只需布置一排沿墩中心布置的支座，从而可减小桥墩的尺寸在桥墩上只需布置一排沿墩中心布置的支座，从而可减小桥墩的尺寸n n从运营条件来看，悬臂梁桥与简支梁桥均不甚理想从运营条件来看，悬臂梁桥与简支梁桥均不甚理想n n钢筋混凝土的悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段内，不可避免要出现裂缝，雨水
4、易于浸入钢筋混凝土的悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段内，不可避免要出现裂缝，雨水易于浸入梁体，而且悬臂端挠度可能过大梁体，而且悬臂端挠度可能过大n n适应跨径：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径适应跨径：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径55m55m，国外一般在，国外一般在7080m7080m以下，以下，预应力混凝土悬臂梁桥一般在预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m100m以下，世界最大跨径以下，世界最大跨径150m.150m.第6页/共53页第七页，共53页。M6-8悬臂施工悬臂施工(sh gng)：悬臂拼装：悬臂拼装施工施工(sh gng)、悬臂浇筑施工、悬臂浇筑施工(sh gng)第7
5、页/共53页第八页，共53页。M6-9T形刚构桥的定义、结构形刚构桥的定义、结构类型及力学类型及力学(l xu)特点特点n n定义：将悬臂梁的墩柱与梁体固结n n两种结构类型(lixng)：带挂梁的T形刚构桥和带铰的T形刚构桥n n力学特点：带挂梁的T形刚构桥是静定结构，带铰的T形刚构桥是超静定结构第8页/共53页第九页，共53页。M6-10T形刚构桥的构造形刚构桥的构造(guzo)特点特点n n带挂梁的带挂梁的T T形刚构桥布置：一般每个形刚构桥布置：一般每个T T构单元两侧配等长的挂梁构单元两侧配等长的挂梁n n钢筋混凝土钢筋混凝土T T构桥挂梁的经济长度构桥挂梁的经济长度(chngd)(
6、chngd)（0.50.70.50.7）L,L,预应力混凝土预应力混凝土T T构桥挂梁的构桥挂梁的经济长度经济长度(chngd)(chngd)（0.220.50.220.5）L,L,一般不超过一般不超过35m40m35m40mn n墩柱尺寸一般较大，墩宽墩柱尺寸一般较大，墩宽=（0.71.00.71.0）HHn n 预应力混凝土预应力混凝土T T构桥支点、跨中梁高与跨径的关系构桥支点、跨中梁高与跨径的关系第9页/共53页第十页，共53页。M6-11预应力筋的布置预应力筋的布置(bzh)n n布置的原则布置的原则(yunz)(yunz)n n悬臂梁中预应力悬臂梁中预应力钢束的布置方式钢束的布置方
7、式第10页/共53页第十一页，共53页。M6-12预应力筋的布置预应力筋的布置(bzh)的原则的原则n n选择适当选择适当(shdng)(shdng)的预应力束筋形式和锚具形式的预应力束筋形式和锚具形式n n考虑到施工的方便，少切断预应力筋考虑到施工的方便，少切断预应力筋n n符合结构的受力特点符合结构的受力特点n n预应力束筋在结构横断面上布置要考虑剪力滞效应预应力束筋在结构横断面上布置要考虑剪力滞效应n n避免多次反向曲率的连续束筋布置避免多次反向曲率的连续束筋布置第11页/共53页第十二页，共53页。M6-13剪力滞效应剪力滞效应剪力滞效应剪力滞效应(xioyng)(xioyng)n n
8、剪力滞效应：梁受对称剪力滞效应：梁受对称(duchn)(duchn)垂直力作用时，其上（下）翼缘的正应力沿宽度方向分布不均匀的现垂直力作用时，其上（下）翼缘的正应力沿宽度方向分布不均匀的现象象第12页/共53页第十三页，共53页。M6-14悬臂梁中预应力钢束的布置悬臂梁中预应力钢束的布置悬臂梁中预应力钢束的布置悬臂梁中预应力钢束的布置(bzh)(bzh)方式方式方式方式第13页/共53页第十四页，共53页。M6-15牛腿结构牛腿结构(jigu)及计算及计算n n牛腿的定义：悬臂梁桥的牛腿的定义：悬臂梁桥的悬臂端和挂梁端结合的悬臂端和挂梁端结合的局部局部(jb)(jb)构造构造n n构造特点：构
9、造特点：第14页/共53页第十五页，共53页。M6-16第15页/共53页第十六页，共53页。M6-171、牛腿任意截面、牛腿任意截面(jimin)内力的内力的确定确定第16页/共53页第十七页，共53页。M6-182、竖截面、竖截面(jimin)a-b的验算的验算按钢筋混凝土偏心按钢筋混凝土偏心(pinxn)受拉构件验算受拉构件验算第17页/共53页第十八页，共53页。M6-193、45斜截面的抗拉验算：混凝土开裂斜截面的抗拉验算：混凝土开裂(ki li)后的受力状态后的受力状态按轴心受拉构件按轴心受拉构件(gujin)进行验算进行验算第18页/共53页第十九页，共53页。M6-204、最弱
10、斜截面、最弱斜截面(jimin)验算：按验算：按纯混凝土截面纯混凝土截面(jimin)计算时拉计算时拉应力最大的截面应力最大的截面(jimin)按钢筋按钢筋(gngjn)混凝土偏心受拉构件验算混凝土偏心受拉构件验算第19页/共53页第二十页，共53页。M6-21T形刚构桥的适应形刚构桥的适应(shyng)情况情况n n适应跨径：钢筋混凝土适应跨径：钢筋混凝土T T形刚构常用形刚构常用(chn(chn yn yn)跨径在跨径在40m50m40m50m左右；预应力混凝土左右；预应力混凝土T T构常用构常用(chn(chn yn yn)跨径在跨径在60m120m60m120m左右，目前最大跨径是重庆
11、长江大桥左右，目前最大跨径是重庆长江大桥174m174m。第20页/共53页第二十一页，共53页。M6-22连续连续连续连续(linx)(linx)体系梁桥体系梁桥体系梁桥体系梁桥n n连续连续(linx)(linx)梁梁桥桥n n连续连续(linx)(linx)刚刚构桥构桥第21页/共53页第二十二页，共53页。M6-23预应力混凝土连续预应力混凝土连续预应力混凝土连续预应力混凝土连续(linx)(linx)梁桥梁桥梁桥梁桥n n等截面连续等截面连续(linx)(linx)梁桥梁桥n n变截面连续变截面连续(linx)(linx)梁桥梁桥第22页/共53页第二十三页，共53页。M6-24等截
12、面连续等截面连续等截面连续等截面连续(linx)(linx)梁桥力学特点梁桥力学特点梁桥力学特点梁桥力学特点n n在恒载和活载作用下在恒载和活载作用下,一般连续梁支点负弯矩大于正弯矩，但是一般连续梁支点负弯矩大于正弯矩，但是(dnsh)(dnsh)，等，等截面连续梁桥跨径不大，跨中正弯矩与支点负弯矩差别不大截面连续梁桥跨径不大，跨中正弯矩与支点负弯矩差别不大n n 第23页/共53页第二十四页，共53页。M6-25等截面等截面等截面等截面(jimin)(jimin)连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点n n有等跨和不等跨两种布置有等跨和不等跨两种布置(bzh)(bz
13、h)方式方式n n等跨布置等跨布置(bzh)(bzh)：n n 跨径大小取决于经济分孔跨径大小取决于经济分孔和施工的设备条件和施工的设备条件n n 高跨比一般为高跨比一般为1/151/251/151/25(在顶推施工时梁高与顶推跨在顶推施工时梁高与顶推跨径之比一般是径之比一般是1/121/17)1/121/17)n n不等跨布置不等跨布置(bzh)(bzh)n n 一般边跨与中跨跨长之比一般边跨与中跨跨长之比在在0.60.80.60.8左右（减小边跨正左右（减小边跨正弯矩）弯矩）第24页/共53页第二十五页，共53页。M6-26等截面等截面等截面等截面(jimin)(jimin)连续梁桥的适应
14、范围连续梁桥的适应范围连续梁桥的适应范围连续梁桥的适应范围n n跨径：一般采用跨径：一般采用40m60m40m60m的中等跨径较好（国外有达到的中等跨径较好（国外有达到80m80m）n n立面布置立面布置(bzh)(bzh)：等跨径为宜，也可采用不等跨径布置：等跨径为宜，也可采用不等跨径布置(bzh)(bzh)n n适用于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工和顶推施工适用于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工和顶推施工第25页/共53页第二十六页，共53页。M6-27有支架有支架有支架有支架(zhji)(zhji)施工施工施工施工第26页/共53页第二十七页，共53页。M6-28逐孔架设逐
15、孔架设逐孔架设逐孔架设(jish)(jish)施工施工施工施工第27页/共53页第二十八页，共53页。M6-29移动移动移动移动(ydng)(ydng)模架施工模架施工模架施工模架施工第28页/共53页第二十九页，共53页。M6-30顶推施工顶推施工顶推施工顶推施工(sh gng)(sh gng)第29页/共53页第三十页，共53页。M6-31变截面连续变截面连续(linx)梁梁桥力学特点桥力学特点n n跨径较大，支点负弯矩远大于跨中正跨径较大，支点负弯矩远大于跨中正(zhn(zhn zhn zhn)弯矩，采用变截面符合受力弯矩，采用变截面符合受力要求，截面高度变化基本与内力变化相适应要求，截
16、面高度变化基本与内力变化相适应第30页/共53页第三十一页，共53页。M6-32变截面变截面变截面变截面(jimin)(jimin)连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点连续梁桥构造特点n n连续孔数一般不超过连续孔数一般不超过5 5跨跨n n立面一般采用立面一般采用(c(c iyng)iyng)不等跨布置：边跨一般为中跨的不等跨布置：边跨一般为中跨的0.60.80.60.8倍（箱形截面三跨连续，边倍（箱形截面三跨连续，边跨可减小到中跨的跨可减小到中跨的0.50.70.50.7倍）。为加大中跨，边跨可设计成中跨的倍）。为加大中跨，边跨可设计成中跨的0.50.5倍以下，但端支点上倍以下
17、，但端支点上出现较大的负反力出现较大的负反力n n梁底的线型：抛物线或折线梁底的线型：抛物线或折线n n支点梁高约为支点梁高约为1/161/181/161/18中间跨跨长，跨中梁高约为中间跨跨长，跨中梁高约为1/1.51/2.51/1.51/2.5支点梁高支点梁高第31页/共53页第三十二页，共53页。M6-33变截面连续变截面连续变截面连续变截面连续(linx)(linx)梁桥适应范围梁桥适应范围梁桥适应范围梁桥适应范围n n适于连续梁主跨跨径适于连续梁主跨跨径70m70m及以上及以上n n适合悬臂浇筑和悬臂拼装施工，但存在墩梁临时固结适合悬臂浇筑和悬臂拼装施工，但存在墩梁临时固结(ji)j
18、i)和体系转换的工和体系转换的工序序n n支座维修更换困难支座维修更换困难第32页/共53页第三十三页，共53页。M6-34连续刚构桥定义及力学连续刚构桥定义及力学(l xu)特点特点n n定义：连续梁与定义：连续梁与T T形刚构的组合体系，或墩梁固结的连续梁桥形刚构的组合体系，或墩梁固结的连续梁桥n n力学特点：梁体连续，梁、墩、基础三者固结在一起力学特点：梁体连续，梁、墩、基础三者固结在一起(yq(yq)共同受力共同受力第33页/共53页第三十四页，共53页。M6-35连续刚构桥构造连续刚构桥构造(guzo)特点特点（主梁）（主梁）n n主梁在纵向大都采用不等跨变截面的结构形式；n n边跨
19、与主跨的跨径比值一般在0.50.692之间，大部分比值在0.550.58之间，若在0.540.56时，则中墩内基本(jbn)没有恒载偏心弯矩；n n主梁一般采用箱形截面，箱梁根部截面的高跨比一般在1/161/20,大部分在1/18左右，也有少数梁达到或低于1/20；跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/1.51/3.5，略小于连续梁的跨中梁高。第34页/共53页第三十五页，共53页。M6-36连续连续(linx)刚构桥构造特点（桥墩）刚构桥构造特点（桥墩）n n适用于高桥墩（柔性墩）：桥梁纵向水平抗推刚度要小，横向刚度要大适用于高桥墩（柔性墩）：桥梁纵向水平抗推刚度要小，横向刚度要大n n柔性墩
20、柱的立面形式主要有三种：柔性墩柱的立面形式主要有三种：n n竖直双肢薄壁墩：适用于桥墩不是很高的情形竖直双肢薄壁墩：适用于桥墩不是很高的情形(qng xing)(qng xing)n n竖直单薄壁墩：适用于桥墩较高的情形竖直单薄壁墩：适用于桥墩较高的情形(qng xing)(qng xing)n nV V形墩或形墩或Y Y形柱式墩：形柱式墩：V V形墩能减小支点内的负弯矩峰值，形墩能减小支点内的负弯矩峰值，Y Y形柱式墩，形柱式墩，除具有除具有V V形墩的特点外，下部的单柱具有一定的柔性。形墩的特点外，下部的单柱具有一定的柔性。第35页/共53页第三十六页，共53页。M6-37连续刚构桥适应连
21、续刚构桥适应(shyng)范围范围n n适用适用(shyng)(shyng)于大跨度，高桥墩（我国于大跨度，高桥墩（我国180m180m以上的桥梁，均采用连续刚构桥以上的桥梁，均采用连续刚构桥)n n对地基的要求更高对地基的要求更高n n梁墩固结处，应力复杂梁墩固结处，应力复杂第36页/共53页第三十七页，共53页。M6-38连续连续(linx)体系梁桥的截面形式体系梁桥的截面形式n n板式板式(b(b nsh)nsh)、肋梁式及箱形、肋梁式及箱形截面截面第37页/共53页第三十八页，共53页。M6-39连续体系梁桥连续体系梁桥(lin qio)截面截面尺寸尺寸n n板式板式(b(b nsh)
22、nsh)和和T T形截面尺寸形截面尺寸n n箱形截面尺寸箱形截面尺寸第38页/共53页第三十九页，共53页。M6-40板式和板式和板式和板式和T T形截面形截面形截面形截面(jimin)(jimin)尺寸尺寸尺寸尺寸n n板式实体截面用于中小跨径连续梁，采用有支架现浇施工，支点厚度板式实体截面用于中小跨径连续梁，采用有支架现浇施工，支点厚度(hud)(hud)为为（1/161/20)L1/161/20)L，变截面板跨中板厚为支点的，变截面板跨中板厚为支点的1/1.21/1.51/1.21/1.5倍倍n n板式空心截面常用跨径板式空心截面常用跨径15m30m15m30m连续梁，板厚一般为连续梁，
23、板厚一般为0.8m1.5m,0.8m1.5m,采用有支架现浇采用有支架现浇施工为主施工为主n nT T形截面常用预制架设施工（梁段安装后经体系转换为连续梁），常用跨径为形截面常用预制架设施工（梁段安装后经体系转换为连续梁），常用跨径为25m50m25m50m，梁高取，梁高取1.3m2.6m1.3m2.6m第39页/共53页第四十页，共53页。M6-41箱形截面箱形截面箱形截面箱形截面(jimin)(jimin)尺寸尺寸尺寸尺寸n n当连续体系梁桥的跨径超过当连续体系梁桥的跨径超过40m60m40m60m或更大时，主梁多采用箱形截面，且以或更大时，主梁多采用箱形截面，且以单箱单室应用较多单箱单室
24、应用较多n n施工施工(sh gng)(sh gng)方法有多种：有支架现浇施工方法有多种：有支架现浇施工(sh gng)(sh gng)、逐孔施工、逐孔施工(sh gng)(sh gng)、悬臂施工悬臂施工(sh gng)(sh gng)等等第40页/共53页第四十一页，共53页。M6-42箱形截面顶板箱形截面顶板箱形截面顶板箱形截面顶板(d(d ngbngb n)n)尺寸尺寸尺寸尺寸n n顶板宽度：单箱单室一般小于顶板宽度：单箱单室一般小于20m20m，单箱双室约，单箱双室约25m25m，双箱单室达，双箱单室达40m40m；n n顶板厚度：一般需考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求与满足
25、布置纵、横向预应力钢筋顶板厚度：一般需考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求与满足布置纵、横向预应力钢筋(gngjn)(gngjn)束的要求束的要求,可参照下表确定；可参照下表确定；n n顶板两侧悬臂板的长度：对活载弯矩影响不大，但恒载及人群荷载弯矩随悬臂长度几乎成平方顶板两侧悬臂板的长度：对活载弯矩影响不大，但恒载及人群荷载弯矩随悬臂长度几乎成平方关系增加，一般不大于关系增加，一般不大于5m5m，且长度超过，且长度超过3m3m后，宜布置横向预应力束筋。单箱单室截面后，宜布置横向预应力束筋。单箱单室截面b:ab:a为为1:(2.53.0)1:(2.53.0)时横向受力状态较好；时横向受力状态较
26、好；n n悬臂端部厚度不小于悬臂端部厚度不小于10cm,10cm,若设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋，端部厚度不小于若设置防撞墙或需锚固横向预应力束筋，端部厚度不小于20cm20cm。第41页/共53页第四十二页，共53页。M6-43箱形截面箱形截面箱形截面箱形截面(jimin)(jimin)底板尺寸底板尺寸底板尺寸底板尺寸n n底板厚度应随负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应箱梁下缘受压的要求底板厚度应随负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应箱梁下缘受压的要求n n墩顶区域底板不宜过薄，否则压应力过高，由此产生的应变将使跨中区域梁体下墩顶区域底板不宜过薄，否则压应力过高，由此产生的应变将使跨中
27、区域梁体下挠度较大挠度较大(jio d)(jio d)n n底板厚度与主跨之比宜为底板厚度与主跨之比宜为1/1401/1701/1401/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计，一，跨中区域底板厚度可按构造要求设计，一般为般为0.22m0.28m0.22m0.28m第42页/共53页第四十三页，共53页。M6-44箱形截面箱形截面箱形截面箱形截面(jimin)(jimin)腹板尺寸腹板尺寸腹板尺寸腹板尺寸n n腹板主要承受剪力，因此墩顶区域腹板主要承受剪力，因此墩顶区域(qy)(qy)腹板较厚，跨中区域腹板较厚，跨中区域(qy)(qy)的腹板较的腹板较薄，但腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、
28、钢筋布置和混凝土浇筑的要求薄，但腹板的最小厚度应考虑钢束管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求n n最佳腹板厚度的计算：可参照课本介绍的英国水泥和混凝土协会提出的关于预最佳腹板厚度的计算：可参照课本介绍的英国水泥和混凝土协会提出的关于预应力连续梁最佳厚度参数公式计算应力连续梁最佳厚度参数公式计算n n腹板的最小厚度：腹板的最小厚度：20cm(20cm(无预应力束筋管道布置无预应力束筋管道布置);25cm30cm();25cm30cm(有预应力束筋管有预应力束筋管道布置道布置);35cm();35cm(有预应力束筋锚头有预应力束筋锚头)n n顶板或底板与腹板接头处设置梗腋，可提高截面的抗扭刚度和抗
29、弯刚度，减小顶板或底板与腹板接头处设置梗腋，可提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减小扭转剪应力和畸变应力扭转剪应力和畸变应力第43页/共53页第四十四页，共53页。M6-45连续连续连续连续(linx)(linx)体系梁桥中预应力筋的布置体系梁桥中预应力筋的布置体系梁桥中预应力筋的布置体系梁桥中预应力筋的布置n n纵向纵向(zn(zn xin xin)预应力筋预应力筋n n横向预应力筋横向预应力筋n n竖向预应力筋竖向预应力筋第44页/共53页第四十五页，共53页。M6-46纵向纵向(zn xin)预应力筋预应力筋n n布置(bzh)在 顶板、底板和腹板中第45页/共53页第四十六页，共53页。M
30、6-47横向横向(hn xin)、竖向预应力筋、竖向预应力筋n n横向预应力筋布置横向预应力筋布置(bzh)(bzh)在横隔板和顶板中在横隔板和顶板中n n竖向预应力筋布置竖向预应力筋布置(bzh)(bzh)在腹板中在腹板中第46页/共53页第四十七页，共53页。M6-48拉索锚具拉索锚具n n拉索式锚具适用于钢绞线的竖向拉索式锚具适用于钢绞线的竖向预应力二次张拉：预应力二次张拉：n n第一次张拉使锚杯内的夹片夹紧第一次张拉使锚杯内的夹片夹紧(ji j(ji j n)n)预应力筋预应力筋n n第二次张拉锚杯，直至设计张拉第二次张拉锚杯，直至设计张拉力后，拧紧锚杯外螺母固定力后，拧紧锚杯外螺母固
31、定第47页/共53页第四十八页，共53页。螺丝螺丝(lu s)端杆锚具端杆锚具M6-49第48页/共53页第四十九页，共53页。锥形锚具锥形锚具M6-50第49页/共53页第五十页，共53页。墩头锚具墩头锚具 夹具夹具(jij)式锚具式锚具M6-51第50页/共53页第五十一页，共53页。M6-52作业作业(zuy)n n悬臂体系梁桥的两种结构类型及力学特点？n n连续体系梁桥的两种结构类型及力学特点？n n什么是T型刚构桥?T型刚构桥的类型及力学特点？n n什么是“牛腿”？n n什么是连续刚构桥?连续刚构桥的力学特点？n n连续刚构柔性墩的类型及特点？n n什么是主梁的三向预应力?主要(zhyo)作用是什么?n n什么是剪力滞效应？n n顶板或底板与腹板接头处为什么设置梗腋？第51页/共53页第五十二页，共53页。M6-53谢谢(xi xie)！第52页/共53页第五十三页，共53页。