1、第十章 預應力混凝土連續梁橋與連續鋼構 10.1 概述概述 簡支梁橋：L2025m，跨中彎矩迅速增大，截面尺寸和自重顯著增加，材料用量大且不經濟，安裝重量給裝配式施工造成困難。 較大跨徑的梁式橋：降低材料用量，采用能減小跨中彎矩值的其他體系橋梁，如懸臂體系、連續體系的梁橋等。與簡支體系相比較，懸臂和連續體系可以減小跨內彎矩的絕對值、降低主梁的高度，從而減少材料用量和結構自重，而結構自重的降低又進一步減小了恒載的內力。 預應力混凝土連續梁橋具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好等優點，更突出的是在使用上，主梁變形撓曲線平緩、橋面伸縮縫少、行車舒適。預應力混凝土連續梁橋具有整體性能好、結構

2、剛度大、變形小、抗震性能好等優點，更突出的是在使用上，主梁變形撓曲線平緩、橋面伸縮縫少、行車舒適。預應力混凝土連續剛構橋可以看成是由T型剛構與連續梁組合而成。它數跨相連，跨中不設鉸或掛梁，行車舒適。主梁與橋墩固結，不設支座，因此具有T型剛構橋和連續梁橋的優點，從而使其跨徑適用范圍從連續梁橋的150m左右，發展到300m以上。黃花園嘉陵江大橋 10. 2 主要結構與構造主要結構與構造 一、立面布置 1等截面連續梁 中等跨度（4060m）、一聯較長 梁段（跨）施工可采用預制裝配法或就地灌注法。施工簡單，所需設備規格少。 分跨：等跨（長橋）、不等跨（比值在0.60.8左右）。 不等跨中長跨，（1）梁

3、高不變，截面加厚、預應力鋼束增加。（2）梁高變。 梁高的選擇與跨度有關。 等截面公路連續梁橋的高（度）與跨（度）之比h/L在1/151/25之間。當采用頂推法施工時，還需要考慮頂推施工時對結構的附加受力要求，此時高跨比h/L選1/121/15為宜。 對鐵路橋，h/L為1/161/18。全長2070m（845m+845m+1245m+1045m+845m），跨度4.5m，箱形截面，采用逐跨現澆的活動支架法施工 2. 變截面連續梁 連續梁橋的支點負彎矩遠大于跨中正彎矩。 變截面梁（支點處梁高增大，跨中處梁高減小，其間按曲線或折線過渡）。適應結構的內力分布規律 L100m公路混凝土連續梁橋 梁高變化

4、規律：斜（直）線、圓弧線或二次拋物線高跨比h/L：跨中1/301/50，支點1/161/25 底板、腹板和頂板做成變厚度 支點與跨中高度之比：2.03.0廣東容奇大橋廣東順德容奇大橋 3連續剛構（continuous rigid-frame） 墩梁固結無支座，利于懸臂施工，省去大型支座及其養護、維修費用； 一聯內無縫，改善了行車條件；主梁常采用變截面箱型梁； 上部結構：計入橋墩受力及混凝土收縮、徐變和溫度變化引起的變形對上部結構的響； 隨著墩高的增加，連續剛構的墩頂以及跨中彎矩趨近連續梁者。 橋墩：具有一定柔度，其根部所受彎矩很小，墩梁結合處有剛架受力特點； 橋墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或

5、雙薄壁墩； 墩的軸向力和墩底彎矩隨墩高的增加急劇加大； 兩墩之間的梁部所受到的軸向力隨墩高的增加而急劇減少。 伸縮裝置應能適應結構縱向位移的需要；橋臺處需設置控制水平位移的擋塊，以保證結構的水平穩定性。150m+270m+150m一聯。橋寬31m，6車道，由雙箱組成。梁的下緣呈拋物線形，根部高14.8m，跨中高5 m。橋墩為雙柱式空心墩，高35m，具有較大抗彎剛度。基礎采用高樁承臺，每墩有32根直徑2.0m的樁嵌入巖石。主梁用掛籃法平衡懸臂灌筑。橋墩用支架提升模板灌筑混凝土。廣東虎門輔航道橋廣東虎門珠江輔航道橋 懸臂梁懸臂梁 在橋頭兩端不設置橋臺，而僅設置搭板與路堤相銜接，由于行車時，搭板容易

6、損壞，故多用在跨干線的人行橋梁上。 受力方面受力方面： 屬于靜定體系，它們的內力不受基礎不均勾沉降等附加變形的影響。 懸臂梁橋在施工階段和成橋運營階段兩者受力狀態是致的，非常適宜于懸臂施工方法。不帶掛梁的單孔雙懸臂梁橋多跨懸臂梁橋的兩個懸臂一般多做成相同的尺寸，其掛梁高度約為(120112) 。在特殊情況下必須進一步減小錨孔的胯徑時，應考慮活載作用在中孔時錨孔邊支點可能出現負反力的情況，為此應采取加設平衡重物或設置拉力支座等特殊措施。帶掛梁的懸臂梁橋舊南安大橋為8孔的懸臂梁橋，跨徑為32.8m，全長為288.23m。橋面行車道凈寬為7.0m，人行道21.0m。 二、橫截面布置（1）板、肋式截面

7、（2）箱形截面（3）橫隔板常用板、肋式截面形式常用箱形截面形式箱形截面特別適用于較大跨徑的懸臂梁橋和連續梁橋。常為變截面外，還變厚度。底板根部厚，通常取墩頂梁高的1/101/12；跨中薄，一般在0.20.3m。箱梁頂板厚度的取值要考慮兩個因素：一是要滿足橋面板橫向抗彎的要求，二是要滿足縱向力筋布置的要求。 實橋箱梁截面舉例橫隔板一般布置 三、預應力鋼筋的布置三、預應力鋼筋的布置 1）縱向力筋的布置 連續配筋 分段配筋 逐段加長力筋 體外布筋 后連續布筋 2）橫向和豎向布筋 連續配筋 小跨度的等截面連續梁橋，采用就地灌注施工的，其縱向力筋可按照結構各部位的受力要求進行連續配筋。二次拋物線。 分段

8、配筋 大跨度、變截面、懸臂施工法。 懸臂伸出施工時，對梁體施加負彎矩筋；在兩梁段合龍后（稱為體系轉換），再張拉正彎矩筋和其它力筋。 力筋的布置原則：力矩大、錨固方便、施工簡單。 逐段加長力筋 用連接器把主筋對接或 逐段加長。 逐孔施工、頂推法施工 的連續梁常用。 接頭的位置通常設置在 離支點約1/5跨度附近彎 矩較小的部位。 體外布筋 力筋布置在主梁截面以外的箱內，配以橫隔板、轉向塊等構造，對梁體施加預應力。 無預留孔道，孔道壓漿等工序，施工方便迅速，且便于更換；對力筋防護和結構構造等的要求較高。 后連續筋 先簡支后連續方法施工的預應力混凝土連續梁橋，后連續采用預應力筋布置，必須先預留張拉槽孔

9、和預埋管道，待連續部分的混凝土澆筑完畢后，穿束張拉后連續的力筋，實現整體梁的連續。T梁簡支后連續力筋布置矮箱梁簡支后連續力筋布置橫向和豎向布筋橫向和豎向布筋橫向筋是橋面板橫向受力的需要，多采用鋼鉸線箱梁頂板的橫向力筋（清水河橋） 豎向預應力筋圖 抗剪；還可作掛籃的后錨鋼筋。 多采用高強度精軋螺紋鋼筋，縱橋向一般每隔5080cm間距設置，后張法施工。（a）縱橋向布置（b）橫向布置（c）豎向預應力筋 10.3連續梁橋施工方法簡介連續梁橋施工方法簡介一、概述立支架就地現澆用滑模逐跨現澆施工預制拼裝（可以整孔、分段串聯）懸臂澆筑頂推立支架就地現澆 二、預制裝配整體施工法 三種分段施工方式： 簡支連續

10、單懸臂連續 雙懸臂連續 簡支一連續施工法 簡支單懸臂連續施工法 三、懸臂施工法（cantilever method）（1）懸臂施工的程序（2）采用掛籃的懸臂澆注法（3）采用吊機的懸臂拼裝法懸臂施工程序懸臂澆注法幾種常用掛藍示意湖北沙洋漢江橋，主跨110m，采用懸臂澆筑施工移動式吊機、造橋機、桁式吊等。 常用的移動式吊機的外型與掛籃類似，由承重梁、橫梁、錨固裝置、起吊裝置、行走系統、張拉平臺等幾部分組成懸臂拼裝法江門外海橋江門外海橋，為557x11055m的連續梁，施工時主梁分為兩箱，懸臂拼裝，跨中合龍，兩箱連為一體 四、移動模架施工法四、移動模架施工法 將機械化的支架和模板支承（或懸吊）在長度

11、稍大于兩跨、前端作導梁用的承載梁上，然后在橋跨內進行現澆施工，待混凝土達到一定強度后脫模，并將整孔模架沿導梁前移至下一澆筑橋孔，如此有節奏地逐孔推進直至全橋施工、完畢。 適用于跨徑2050m的等跨和等高度連續梁橋施工移動式模架逐孔施工法廈門高集海峽大橋五、頂推施工法頂推法（launching method）的施工原理是沿橋縱軸方向的臺后開辟預制場地，分節段澆筑或拼裝混凝土梁身，并用縱向預應力筋連成整體，然后通過水平液壓千斤頂施力，借助不銹鋼板與四氟乙烯模壓板特制的滑動裝置，將梁逐段向對岸頂進，就位后落梁，更換正式支座，完成橋梁施工。 頂推法主要應用于等截面連續梁。 每節段箱梁約1030m長 單

12、向頂推、雙向頂推、單點頂推、多點頂推 主要設備：千斤頂、滑道連續梁頂推法施工示意圖 (a)單向單點頂推；(b)按每聯多點頂推：(c)雙向頂推1.制梁場；2.梁段；3.導梁；4.千斤頂裝置；5.滑道支承；6.臨時墩；7.已架完的 梁；8.平衡重福建尤溪丘墩橋，為607660m的連續梁，采用頂推法施工10.4 斜拉橋斜拉橋一、概述 斜拉橋：由主梁（girder或beam）、索塔（pylon或tower）和斜拉索（stay cable）組成。世界主跨排前十名的斜拉橋二、斜拉橋結構與構造1、基本形式及總體布置單跨、雙跨、三跨和多跨單跨斜拉橋為地錨或無背索結構體系，建設成本高，較少采用。獨塔雙跨和雙塔三

13、跨結構是常見的斜拉橋結構形式。雙跨斜拉橋以跨度較大者為主跨，三跨斜拉橋以中跨為主跨。獨塔雙跨雙塔三跨三跨以上的斜拉橋由于中間橋塔沒有端錨索限制其變形，結構剛度小、施工過程中形狀控制困難，較少采用。三跨式斜拉橋的L1/L2宜為0.330.50。其中鋼主梁宜為0.400.50；組合梁宜為0.300.45；混凝土梁宜為0.400.45。兩跨式斜拉橋的L1/L2為0.501.01）當邊跨跨度比較大時，邊跨設置輔助墩或者增大橋塔剛度。2）當邊跨跨度比較小時，要避免支座出現負反力。已有斜拉橋，雙塔斜拉橋的塔高與主跨之比約為1/41/7，其中鋼斜拉橋多為1/5；獨塔斜拉橋該值約為1/2.71/4.7。斜拉橋

14、細則規定雙塔、多塔斜拉橋橋面以上索塔的高度與主跨跨徑之比宜為1/41/6。獨塔斜拉橋橋面以上的塔高與跨度之比宜為1/2.71/3.7，外索的水平傾角不宜小于22。為了提高斜拉橋的結構整體剛度，有時在非通航的邊跨適當設置輔助墩約束主梁的變形。在斜拉橋中，還經常用端錨索來約束索塔的變形。端錨索是最上端的背索，張力比其他拉索大，設計時一般采用截面較大的拉索。2、結構體系及受力特征1）.塔梁之間的結合方式根據塔梁之間結合方式的不同，斜拉橋結構體系分為漂浮體系（floating system）支承體系（包括半漂浮體系）（supporting system）塔梁固結體系（fixed system betw

15、een pylon and girder）剛構體系（rigid frame system）。塔梁之間的聯結方式漂浮體系是指主梁在順橋向變形不受索塔約束，主梁水平荷載不直接傳遞到索塔的結構形式，這種結構體系具有索塔在順橋向負擔小和主梁彎矩分布均勻的優點，而且結構的縱向周期長，可以減輕地震作用。不足之處是結構剛度小，順橋向變形較大，施工期間穩定性差。支承體系（包括半漂浮體系）是指塔梁之間有豎向支承、并在順橋向有一定水平約束的結構形式，其中半漂浮體系在順橋向無約束。這種結構體系由于主梁支承在橋塔的橫梁上，整體剛度比漂浮體系大。這種結構體系中索塔對主梁的縱向水平約束剛度需根據結構受力要求通過試算確定，

16、一般約束剛度越小，結構受到的水平地震作用也就越小，但順橋向的水平變形增大。不足之處是剛度較大的支點使得主梁在出現比較大的負彎矩。塔梁固結體系是指塔梁之間固結，但塔與墩之間用支座傳遞荷載的結構形式。其優點是索塔的彎矩小、主梁受力比較均勻，整體升降溫引起的結構溫度應力較小。缺點是結構的剛度小，在荷載作用下變形比較大，塔下的支座承受比較大的反力，需要采用大噸位的支座，在跨度比較大的斜拉橋中不宜采用。剛構體系是指塔、梁、墩三者之間固結的結構，這種結構體系的剛度比較大，結構變形小，索塔部位不需要設置支座，結構維護容易，施工過程中結構穩定性比較好。不足之處是支點處主梁彎矩大，索塔還需要承受很大的溫度應力以

17、及水平地震作用，故一般適用于結構溫度應力不大的小跨度獨塔斜拉橋。2）. 拉索的錨固方式根據拉索的錨固方式不同，斜拉橋可分為自錨式、地錨式和部分地錨式三種結構體系。自錨式最常用。施工方便、主梁截面受力合理、不需要修建錨碇等。但當結構跨度比較大時，主梁的穩定問題突出，可能成為設計的控制因素。地錨式斜拉橋主梁受拉，斜拉索的軸向力靠錨碇來平衡。經濟指標差，施工方法復雜，因此只有當地形比較特殊或者出于橋梁造型需要時才會可能被選用。部分地錨式斜拉橋的結構受力介于自錨和地錨結構體系之間，跨中一部分主梁受拉，其余均為受壓。3）. 拉索的布置形式 斜拉橋根據索面數量分為：單索面雙索面：雙平行索面和雙斜索面多索面

18、 拉索在順橋向布置有三種形式：輻射形（radial）扇形（fan）豎琴形（harp）索的橫橋向布置形式單索面斜拉橋在橫橋方向只有單個支撐點，結構抗扭剛度低，不利于承受偏心活載，抗風性能以及施工穩定性差，依靠主梁自身的抗扭剛度承受扭矩，因此宜采用扭轉剛度較大的主梁，一般為箱形截面。這種結構體系特別合適設有中央分隔帶的橋梁，可以利用分隔帶布置索面，橋面的有效寬度大，橋墩布置靈活，視覺效果好。雙索面結構抗扭剛度大，動力抗風性能好，因此主梁的抗扭剛度要求小些，可用閉口箱形截面，也可用開口截面，但是，從結構抗風性要求以及懸臂施工過程中的安全性要求考慮，主梁截面的扭轉剛度也不宜設計得過小。索的縱橋向布置形

19、式輻射形布置時拉索的傾角大，傳遞豎向荷載的效率高，而且張力水平分力也比較小，可以減輕主梁的軸向壓力。缺點是塔頂錨固過于集中，構造處理非常困難，因此，除拉索數量不多的小跨斜拉橋以外很少采用。扇形布置的拉索在索塔錨固分散到一定的高度范圍，其分布范圍由錨固構造要求確定，一般兩個錨固點的間距為34m左右。這種布置方式索力傳遞接近于最合理，構造也能滿足施工要求，是斜拉橋普遍采用的一種結構形式。法國米約大橋上海南浦大橋豎琴形拉索布置是平行布置拉索的結構體系，最大特點是避免拉索之間相互交叉的視覺效應，拉索長度變化有韻律，景觀效果較好，而且對主梁的軸向變形約束剛度大。缺點是豎向的傳力效果比較差。當拉索布置對斜

20、拉橋經濟性影響不大時（中等跨度的鋼橋）或者從景觀需要考慮，設計可采用豎琴形的拉索布置形式。德國跨越萊菌河的特奧道爾霍伊斯橋按間距分：稀索和密索3、索塔在斜拉橋中，索塔是將索力傳至基礎的關鍵構件，其內力主要是索力和自重作用下產生的軸向壓力及對應的彎矩。順橋向以單柱式為主，只有當設計要求橋塔的縱向剛度很大時，才做成倒V形與倒Y形。索塔的橫向形式適用于單索面的索塔適用于雙索面的索塔索與塔的聯結形式拉索與索塔的聯結有三種形式：固定滾動擺動現代斜拉橋一般采用固定的聯結方式。混凝土索塔的拉索錨固構(a) 交錯布置（實心截面）(b) 非交錯布置（箱形截面）（c）鋼錨梁布置南平黃墩大橋的索塔錨固區采用鋼錨箱的

21、錨固形式。4、斜拉索 1）. 斜拉索組成 斜拉索主要由鋼索、兩端的錨具、減振裝置和保護措施組成。一根拉索可劃分為兩端的錨固段、過渡段和中間段三個部分，其中錨固段用來將拉索分別固定在索塔和主梁上，分為固定端和張拉端兩種；過渡段包括錨墊板、導索管和減振器、填充材料；中間段即為索體。2）. 斜拉索類型根據捆扎形式不同，拉索可分為封閉式鋼索、平行鋼絲索、鋼絞線索三種形式，比較常用的是由5或7mm熱鍍鋅鋼絲組成的平行鋼絲索，強度一般為1670MPa3）. 斜拉索錨具形式鋼絲斜拉索錨具有熱鑄錨、鐓頭錨、冷鑄鐓頭錨等多種形式。冷鑄鐓頭錨(a) 熱鑄錨(b) 鐓頭錨4）. 斜拉索防護和減振措施鋼絲索的防護分鋼

22、絲防護和拉索外層防護兩級，鋼絲防護一般采用表面鍍鋅的辦法，要求鋅層附著量大于300g/m2，避免鋼絲在外層防護措施實施前發生銹蝕。拉索減振措施外置阻尼裝置4、主梁、主梁 斜拉橋主梁根據制作材料不同有鋼梁、混凝土梁、組合梁和混合梁四種形式，分別稱之鋼（梁）斜拉橋、混凝土（梁）斜拉橋、組合（梁）斜拉橋和混合（梁）斜拉橋。 跨度在400m以下的雙塔斜拉橋宜采用混凝土主梁； 主跨600m以上的斜拉橋宜采用鋼主梁或混合主梁； 其他跨徑的橋梁可通過多方案比選確定。 鋼主梁或者組合主梁的拉索錨固間距宜設計成816m，混凝土主梁為612m。1）. 鋼主梁 鋼主梁有板梁和桁架梁兩種形式。桁架梁的截面高、剛度大，

23、特別適用于雙層橋面的橋梁（如公鐵兩用），但用鋼量大。日本本四聯絡橋上的柜石島和巖黑島大橋，主跨為420m，主梁為桁架。板梁截面有開口截面和箱形截面兩種形式。扁平鋼箱梁（江蘇蘇通大橋主梁截面）2). 混凝土主梁斜拉橋主梁是受壓構件，采用混凝土結構可以發揮材料抗壓強度的優勢，在中小跨徑的斜拉橋中混凝土主梁比鋼主梁經濟，我國跨度小于500m的斜拉橋主要采用這類結構。板式截面最簡單，迎風面積小。為了錨索需要，邊緣厚度適當加厚。在索距較密而橋跨度、寬度不大的情況下，可采用這種形式的主梁。雙主梁截面，施工方便。板式邊主梁截面為雙主梁截面的一種改進形式，構造簡單，施工方便，用料較省。半封閉箱形截面是經過風洞

24、試驗分析得到的一種空氣動力性能良好的截面形式，截面兩側為三角形封閉箱，端部加厚以錨固斜拉索。有良好的抗風動力性能，特別適合索距較密的寬橋。閉合箱形截面有較大的抗彎和抗扭能力，將外側腹板做成傾斜式，既可改善空氣動力性能，又可減小墩臺寬度。其缺點是節段重量較大。適用于單索面的混凝土主梁截面由于單索面的結構扭轉剛度比較小，一般采用抗扭剛度比較大的箱形截面，有單箱單室、單箱多室兩種形式。雙塔三跨式混凝土斜拉橋的主梁宜取跨度的1/1001/220。3). 組合梁鋼混凝土組合梁（迭合梁、結合梁）兼具鋼和混凝土結構的優點，比混凝土主梁自重輕，構件工廠制造化程度較高，施工方便，混凝土橋面板比鋼主梁耐磨耗，且造價低。安納西斯橋側立面及主梁截面南浦大橋主橋側立面及主梁截面4). 混合梁混合梁斜拉橋的主梁一