1、第六章第六章 預應力混凝土連續體系梁橋預應力混凝土連續體系梁橋設計與計算設計與計算第二篇第二篇 鋼筋混凝土和預應力混凝土鋼筋混凝土和預應力混凝土梁橋梁橋第一節第一節 連續梁橋的體系連續梁橋的體系與構造特點與構造特點一、體系特點一、體系特點 由于支點負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減由于支點負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小，恒載、活載均有卸載作用（受力性能較簡支小，恒載、活載均有卸載作用（受力性能較簡支梁優越）梁優越） 由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大，適宜跨由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大，適宜跨徑：徑：30-300米米 超靜定結構，對基礎變形及溫差荷載較敏感超靜定結構，對基礎變形及溫

2、差荷載較敏感 行車條件好行車條件好 負彎矩區位于梁的上緣，開裂后雨水侵蝕問題負彎矩區位于梁的上緣，開裂后雨水侵蝕問題 橋墩上只需布設一排支座，降低了橋墩的寬度尺橋墩上只需布設一排支座，降低了橋墩的寬度尺寸寸連續梁橋均布荷載q集中荷載q六庫怒江大橋（六庫怒江大橋（85+154+8585+154+85）宜城漢江橋為中宜城漢江橋為中國首次采用雙支國首次采用雙支座支承的預應力座支承的預應力混凝土連續梁橋混凝土連續梁橋宜昌樂天溪橋宜昌樂天溪橋 橋墩采用建于同一基礎上的雙壁式墩橋墩采用建于同一基礎上的雙壁式墩黃浦江奉浦大橋（黃浦江奉浦大橋（85+385+3 125+85125+85）斯威士蘭科馬提河橋科馬

3、提河橋湖北沙洋漢江橋湖北沙洋漢江橋 63+6 111+63常德沅水大橋常德沅水大橋 主橋為主橋為84+3x120+84(m)預應力混凝土連續梁橋預應力混凝土連續梁橋二、構造特點1、跨徑布置布置原則：減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求不等跨布置大部分大跨度連續梁邊跨為0.50.8中跨等跨布置中小跨度連續梁特殊跨徑布置邊跨小于0.3倍中跨二、構造特點二、構造特點1、跨徑布置、跨徑布置邊跨與中跨之比小于邊跨與中跨之比小于1變截面的原因變截面的原因2、截面形式板式截面實用于小跨徑連續梁肋梁式適合于吊裝箱形截面適合于節段施工其它板式截面板式截面肋梁式肋梁式箱形截面箱形截面3、梁高、梁高與跨徑、施工方

4、法有關與跨徑、施工方法有關等高度梁等高度梁實用于中、小跨徑連續梁，一實用于中、小跨徑連續梁，一般跨徑在般跨徑在5060米以下米以下變高度梁變高度梁實用于大跨徑連續梁，實用于大跨徑連續梁，100米米以上，以上，90%為變高度連續梁為變高度連續梁4、腹板及頂、底板厚度、腹板及頂、底板厚度 頂板頂板滿足橫向抗彎及布置縱向預應力鋼束的要求。滿足橫向抗彎及布置縱向預應力鋼束的要求。4、腹板及頂、底板厚度、腹板及頂、底板厚度 腹板腹板主要承擔剪應力和主拉應力主要承擔剪應力和主拉應力一般采用變厚度腹板，靠近跨中處受構造要求一般采用變厚度腹板，靠近跨中處受構造要求控制，靠近支點處受主拉應力控制，需加厚。控制，

5、靠近支點處受主拉應力控制，需加厚。1）布置縱向預應力）布置縱向預應力筋管道的需要筋管道的需要無管道無管道 200mm有管道有管道 300mm有錨固頭時有錨固頭時380mm2）抗剪需要）抗剪需要300-800mm 底板底板滿足縱向抗壓要求滿足縱向抗壓要求一般采用變厚度，跨中主要受構造要求控一般采用變厚度，跨中主要受構造要求控制，支點主要受縱向壓應力控制，需加厚制，支點主要受縱向壓應力控制，需加厚底板厚度底板厚度跨中跨中b2=200-250mm支點支點b2=(1/10-1/12)H箱梁底板可做成變箱梁底板可做成變高度梁，梁底形式高度梁，梁底形式有圓弧曲線、拋物有圓弧曲線、拋物線及折線線及折線變截面

6、連續梁橋的美學問題變截面連續梁橋的美學問題5 . 加腋構造（承托）加腋構造（承托） 加腋使得截面的受力得到改善加腋使得截面的受力得到改善1）水平加腋對縱向布）水平加腋對縱向布束有利束有利2）豎向加腋可以加大）豎向加腋可以加大腹板的剛度，對改善腹板的剛度，對改善腹板的受力有利腹板的受力有利6.端橫隔梁設置端橫隔梁設置6.端橫隔梁設置端橫隔梁設置端橫隔梁構造端橫隔梁構造厚度厚度300-500mm端橫隔梁構造端橫隔梁構造厚度厚度500-800mm6.端橫隔梁設置端橫隔梁設置7、配筋特點、配筋特點 縱向鋼筋縱向鋼筋懸臂施工階段配筋懸臂施工階段配筋 主筋沒有下彎時布置在腹板加掖中主筋沒有下彎時布置在腹板

7、加掖中 需下彎時平彎至腹板位置需下彎時平彎至腹板位置 一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力連續梁后期配筋連續梁后期配筋 各跨跨中底板配置連續束各跨跨中底板配置連續束 頂板頂板配制橫向鋼筋或配制橫向鋼筋或橫向預應力鋼筋橫向預應力鋼筋 腹板腹板下彎的縱向鋼筋下彎的縱向鋼筋需要時布置豎向預應力鋼筋需要時布置豎向預應力鋼筋第二節第二節 連續梁橋常用施工方法連續梁橋常用施工方法一、就地澆筑施工一、就地澆筑施工二、懸臂施工二、懸臂施工三、逐跨施工三、逐跨施工現澆、拼裝現澆、拼裝四、頂推施工四、頂推施工五、轉體施工五、轉體施工一、就地澆筑施工一、就地澆筑施工就地澆筑施工是一種古老的施工方

8、法，它是在支架上安裝模就地澆筑施工是一種古老的施工方法，它是在支架上安裝模板、綁扎及安裝鋼筋骨架、預留孔道、并在現場澆筑混凝土板、綁扎及安裝鋼筋骨架、預留孔道、并在現場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法與施加預應力的施工方法就地澆筑施工方法的優缺點：就地澆筑施工方法的優缺點： ）橋梁的整體性好，施工平穩、可靠，不需大型起重設）橋梁的整體性好，施工平穩、可靠，不需大型起重設備；備； ）施工中無體系轉換；）施工中無體系轉換； ）預應力混凝土連續梁橋，可以采用強大預應力體系，）預應力混凝土連續梁橋，可以采用強大預應力體系，使結構構造簡化，方便施工；使結構構造簡化，方便施工； ）需要使用大量施工支架，跨

9、河橋梁搭設支架影響河道）需要使用大量施工支架，跨河橋梁搭設支架影響河道的通航與排洪，施工期間支架可能受到洪水和漂流物的威脅；的通航與排洪，施工期間支架可能受到洪水和漂流物的威脅； ）施工工期長、費用高，需要有較大的施工場地，施工）施工工期長、費用高，需要有較大的施工場地，施工管理復雜。管理復雜。一、就地澆筑施工一、就地澆筑施工二、懸臂施工二、懸臂施工懸臂施工法是在已建成的橋墩上，沿橋梁跨徑方懸臂施工法是在已建成的橋墩上，沿橋梁跨徑方向對稱逐段施工的方法。向對稱逐段施工的方法。懸臂施工法通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩類。懸臂施工法通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩類。懸臂澆筑懸臂澆筑是在橋墩兩側對稱逐段

10、就地澆筑混凝土，是在橋墩兩側對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后張拉預應力束，移動機待混凝土達到一定強度后張拉預應力束，移動機具模板（掛籃）繼續懸臂施工。具模板（掛籃）繼續懸臂施工。懸臂拼裝懸臂拼裝是用吊是用吊機將預制塊件在橋墩兩側對稱起吊、安裝就位后，機將預制塊件在橋墩兩側對稱起吊、安裝就位后，張拉預應力束，使懸臂不斷接長，直至合攏。張拉預應力束，使懸臂不斷接長，直至合攏。二、懸臂施工二、懸臂施工采用懸臂施工的主要特點為：采用懸臂施工的主要特點為： ）從橋墩處開始向兩側對稱分節段懸臂施工，橋梁在施工）從橋墩處開始向兩側對稱分節段懸臂施工，橋梁在施工過程中承受負彎矩，橋墩也要承擔不平

11、衡彎矩；過程中承受負彎矩，橋墩也要承擔不平衡彎矩； ）非墩梁固結的預應力混凝土梁橋，采用懸臂施工時應采）非墩梁固結的預應力混凝土梁橋，采用懸臂施工時應采取措施，使墩、梁臨時固結，因而在施工過程中應進行結構體取措施，使墩、梁臨時固結，因而在施工過程中應進行結構體系轉換。系轉換。 ）采用懸臂施工法的機具設備較多，就掛籃而言，也有桁）采用懸臂施工法的機具設備較多，就掛籃而言，也有桁架式、斜拉式等多種型式，可根據實際情況合理選用；架式、斜拉式等多種型式，可根據實際情況合理選用； ）懸臂澆筑法施工簡便、結構整體性好，施工中可不斷調）懸臂澆筑法施工簡便、結構整體性好，施工中可不斷調整標高，常用于跨徑大于整

12、標高，常用于跨徑大于100m的橋梁。懸臂拼裝法施工速度的橋梁。懸臂拼裝法施工速度快，橋梁上、下部結構可平行作業，但施工精度要求較高，可快，橋梁上、下部結構可平行作業，但施工精度要求較高，可在跨徑在跨徑100m以下的大橋中選用。以下的大橋中選用。 ）懸臂施工法可不用或少用支架，施工不影響通航或橋下）懸臂施工法可不用或少用支架，施工不影響通航或橋下交通，適合于跨越深水、山谷、海洋等處，并適用于變截面預交通，適合于跨越深水、山谷、海洋等處，并適用于變截面預應力混凝土梁橋。應力混凝土梁橋。 逐孔施工法從橋梁一端開始，采用一套施工設備或一、二逐孔施工法從橋梁一端開始，采用一套施工設備或一、二孔施工支架逐

13、孔施工，周期循環，直到全部完成孔施工支架逐孔施工，周期循環，直到全部完成逐孔施工法從施工技術方面可分為三種類型：逐孔施工法從施工技術方面可分為三種類型： 1.采用整孔吊裝或分段吊裝逐孔施工。采用整孔吊裝或分段吊裝逐孔施工。 2.用臨時支承組拼預制節段逐孔施工。它是將每一橋跨分用臨時支承組拼預制節段逐孔施工。它是將每一橋跨分成若干節段，節段預制完成后在臨時支承上逐孔組拼施工。成若干節段，節段預制完成后在臨時支承上逐孔組拼施工。 3.使用移動支架逐孔現澆施工。此法亦稱移動模架法，它使用移動支架逐孔現澆施工。此法亦稱移動模架法，它是在可移動的支架、模板上完成一孔橋梁的全部工序，即從是在可移動的支架、

14、模板上完成一孔橋梁的全部工序，即從模板工程、鋼筋工程、澆筑混凝土和張拉預應力筋等工序，模板工程、鋼筋工程、澆筑混凝土和張拉預應力筋等工序，待混凝土有足夠強度后，張拉預應力筋，移動支架、模板，待混凝土有足夠強度后，張拉預應力筋，移動支架、模板，進行下一孔梁的施工。進行下一孔梁的施工。三、逐孔施工三、逐孔施工現澆、拼裝現澆、拼裝四、頂推施工四、頂推施工頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地，頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地，分節段預制梁，并用縱向預應力筋將預制節段與施分節段預制梁，并用縱向預應力筋將預制節段與施工完成的梁體聯成整體，然后通過水平千斤頂施力，工完成的梁體聯成整體，然后通

15、過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預制場地，然后繼續在預制場進將梁體向前頂推出預制場地，然后繼續在預制場進行下一節段梁的預制，直至施工完成。行下一節段梁的預制，直至施工完成。 頂推法的施工特點為：頂推法的施工特點為： （）頂推法可以使用簡單的設備建造長、大橋梁，施工費用（）頂推法可以使用簡單的設備建造長、大橋梁，施工費用較低，施工平穩、無噪聲，可在深水、山谷和高橋墩上采用，也較低，施工平穩、無噪聲，可在深水、山谷和高橋墩上采用，也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用；可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用； （）主梁分段預制，連續作業，結構整體性好；由于不需大（）主梁分段預制，連續作業，結構整體性好；由于不

16、需大型起重設備，所以施工節段的長度可根據預制場條件及分段的合型起重設備，所以施工節段的長度可根據預制場條件及分段的合理位置選用，一般可取用理位置選用，一般可取用1020m ； （）梁段固定在同一個場地預制，便于施工管理改善施工條（）梁段固定在同一個場地預制，便于施工管理改善施工條件，避免高空作業。同時，模板與設備可多次周轉使用，在正常件，避免高空作業。同時，模板與設備可多次周轉使用，在正常情況下梁段預制的周期情況下梁段預制的周期710天；天； （）頂推施工時梁的受力狀態變化較大，施工應力狀態與運（）頂推施工時梁的受力狀態變化較大，施工應力狀態與運營應力狀態相差也較多，因此在截面設計和預應力束布

17、置時要同營應力狀態相差也較多，因此在截面設計和預應力束布置時要同時滿足施工與運營荷載的要求；在施工時也可采取加設臨時墩、時滿足施工與運營荷載的要求；在施工時也可采取加設臨時墩、設置導梁和其它措施，減少施工應力；設置導梁和其它措施，減少施工應力； （）頂推法宜在等截面梁上使用，當橋梁跨徑過大時，選用（）頂推法宜在等截面梁上使用，當橋梁跨徑過大時，選用等截面梁造成材料的不經濟，也增加了施工難度，因此以中等跨等截面梁造成材料的不經濟，也增加了施工難度，因此以中等跨徑的連續梁為宜，推薦的頂推跨徑為徑的連續梁為宜，推薦的頂推跨徑為40m45m，橋梁的總長也，橋梁的總長也以以500m600m為宜。為宜。橋

18、梁轉體施工是本世紀橋梁轉體施工是本世紀40年代以后發展起來的一種架橋年代以后發展起來的一種架橋工藝。它是在河流的兩岸或適當的位置，利用地形或使工藝。它是在河流的兩岸或適當的位置，利用地形或使用簡便的支架先將半橋預制完成，之后以橋梁結構本身用簡便的支架先將半橋預制完成，之后以橋梁結構本身為轉動體，使用一些機具設備，分別將兩個半橋轉體到為轉動體，使用一些機具設備，分別將兩個半橋轉體到橋位軸線位置合攏成橋。橋位軸線位置合攏成橋。轉體施工的主要特點為：轉體施工的主要特點為： 1） 可利用施工現場的地形安排預制構件的場地；可利用施工現場的地形安排預制構件的場地； 2） 施工期間不斷航，不影響橋下交通；施

19、工期間不斷航，不影響橋下交通； 3） 施工設備少，裝置簡單，容易制作、掌握；施工設備少，裝置簡單，容易制作、掌握； 4） 減少高空作業，施工工序簡單，施工迅速；減少高空作業，施工工序簡單，施工迅速； 5） 轉體施工適合于單跨和三跨橋梁，可在深水、峽轉體施工適合于單跨和三跨橋梁，可在深水、峽谷中建橋采用，同時也適應在平原區以及用于城市跨線谷中建橋采用，同時也適應在平原區以及用于城市跨線橋。橋。五、轉體施工五、轉體施工第三節第三節 連續梁橋內力計算連續梁橋內力計算一、恒載內力一、恒載內力二、活載內力二、活載內力三、超靜定次內力的計算三、超靜定次內力的計算第三節第三節 連續梁橋內力計算連續梁橋內力計

20、算一、恒載內力一、恒載內力必須考慮施工過程中的體系轉換，不同的荷必須考慮施工過程中的體系轉換，不同的荷載作用在不同的體系上載作用在不同的體系上1、滿堂支架現澆施工、滿堂支架現澆施工所有恒載直接作用在連續梁上所有恒載直接作用在連續梁上2、簡支變連續施工、簡支變連續施工一期恒載作用在簡支梁上，二期恒載作用在一期恒載作用在簡支梁上，二期恒載作用在連續梁上連續梁上3、逐跨施工、逐跨施工主梁自重內力圖，應由各施工階段時的自重主梁自重內力圖，應由各施工階段時的自重內力圖迭加而成內力圖迭加而成4、頂推施工、頂推施工 頂推過程中，梁體內力不斷發生改變，梁段頂推過程中，梁體內力不斷發生改變，梁段各截面在經過支點

21、時要承受負彎矩，在經過各截面在經過支點時要承受負彎矩，在經過跨中區段時產生正彎矩跨中區段時產生正彎矩 施工階段的內力狀態與使用階段的內力狀態施工階段的內力狀態與使用階段的內力狀態不一致不一致 配筋必須滿足施工階段內力包絡圖配筋必須滿足施工階段內力包絡圖臨時中間墩臨時中間墩 主梁最大正彎矩發生在導梁剛頂出支點主梁最大正彎矩發生在導梁剛頂出支點外時外時 最大負彎矩最大負彎矩與導梁剛度及重量有關與導梁剛度及重量有關導梁剛接近前方支點導梁剛接近前方支點剛通過前方支點剛通過前方支點5、平衡懸臂施工、平衡懸臂施工分清荷載作用的結構分清荷載作用的結構體現約束條件的轉換體現約束條件的轉換主梁自重內力圖，應由各

22、施工階段時的自重主梁自重內力圖，應由各施工階段時的自重內力圖迭加而成內力圖迭加而成（一）階段（一）階段1 在主墩上懸臂澆筑混凝土在主墩上懸臂澆筑混凝土首先在主墩上澆筑墩頂上面的梁體節段（稱零號塊件），并首先在主墩上澆筑墩頂上面的梁體節段（稱零號塊件），并用粗鋼筋及臨時墊塊將梁體與墩身作臨時錨固，然后采用施用粗鋼筋及臨時墊塊將梁體與墩身作臨時錨固，然后采用施工掛籃向橋墩兩側分節段地進行對稱平衡懸臂施工。此時橋工掛籃向橋墩兩側分節段地進行對稱平衡懸臂施工。此時橋墩上支座暫不受力，結構的工作性能猶如墩上支座暫不受力，結構的工作性能猶如T型剛構。對于邊型剛構。對于邊跨不對稱的部分梁段則采用有支架施工。

23、跨不對稱的部分梁段則采用有支架施工。此時結構體系是靜定的，外荷載為梁體自重此時結構體系是靜定的，外荷載為梁體自重q自自(x)和掛籃重和掛籃重量量 ，其彎矩圖與一般懸臂梁無異。，其彎矩圖與一般懸臂梁無異。P掛（二）階段（二）階段2 邊跨合龍邊跨合龍當邊跨梁體合龍以后，先拆除中墩臨時錨固，然后便可拆當邊跨梁體合龍以后，先拆除中墩臨時錨固，然后便可拆除支架和邊跨的掛籃。除支架和邊跨的掛籃。此時由于結構體系發生了變化，邊跨接近于一單懸臂梁，此時由于結構體系發生了變化，邊跨接近于一單懸臂梁，原來由支架承擔的邊段梁體重量轉移到邊跨梁體上。由于原來由支架承擔的邊段梁體重量轉移到邊跨梁體上。由于邊跨掛籃的拆除

24、，相當于結構承受一個向上的集中力邊跨掛籃的拆除，相當于結構承受一個向上的集中力 。P掛（三）階段（三）階段3 中跨合龍中跨合龍當中跨合龍段上的混凝土尚未達到設計強度時，該段混凝當中跨合龍段上的混凝土尚未達到設計強度時，該段混凝土的自重土的自重q 及掛籃重量及掛籃重量2 將以將以2個集中力個集中力 的形式分別的形式分別作用于兩側懸臂梁端部。作用于兩側懸臂梁端部。P掛R0（四）階段（四）階段4 拆除合龍段的掛籃拆除合龍段的掛籃此時全橋已經形成整體結構（超靜定結構），拆除合此時全橋已經形成整體結構（超靜定結構），拆除合龍段掛籃后，原先由掛籃承擔的合龍段自重轉而作用龍段掛籃后，原先由掛籃承擔的合龍段自

25、重轉而作用于整體結構上。于整體結構上。（五）階段（五）階段5 上二期恒載上二期恒載在橋面均布二期恒載在橋面均布二期恒載g 的作用下，可得到三跨連續梁橋的作用下，可得到三跨連續梁橋的相應彎矩圖。的相應彎矩圖。以上是對每個階段受力體系的剖析，若需知道某個階段以上是對每個階段受力體系的剖析，若需知道某個階段的累計內力時，則將該階段的內力與在它以前幾個階段的累計內力時，則將該階段的內力與在它以前幾個階段的內力進行疊加便得。成橋后的總恒載內力，將是這五的內力進行疊加便得。成橋后的總恒載內力，將是這五個大階段內力疊加的結果。個大階段內力疊加的結果。二、活載內力二、活載內力1、縱向、縱向某些截面可能出現正負最不利某些截面可能出現正負最不利彎矩，必須用影響線加載彎矩，必須用影響線加載 連續梁內力影響線示意圖（機動法）連續梁內力影響線示意圖（機動法）二、活載內力二、活載內力2、橫向、橫向箱梁箱梁活載增大系數活載增大系數多梁式多梁式橫向分布系數計算橫向分布系數計算箱梁的剪力滯效應箱梁的剪力滯效應三、超靜定次內力計算三、超靜定次內力計算1、產生原因產生原因結構因各種原因產生