预应力连续桥

一、连续梁桥的特点

从下图连续梁桥与简支梁桥的受力情况对比，可以归纳出连续梁桥的主要特点：

(1) 由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用。

(2) 由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大。

(3) 超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感。

(4) 行车条件好。

图8-1-1-1 简支梁与连续梁的受力对比

二、连续刚构桥的特点

从下图连续刚构桥与连续梁桥的受力情况对比，可以归纳出连续刚构桥的主要特点：

(1) 恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近；

(2) 桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；

(3) 弯矩图面积的减小，使得跨越能力大，在小跨径使用时梁高较低；

(4) 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；

图8-1-1-2连续梁与连续刚构的受力对比

一、平面布置

连续梁桥或连续刚构桥的平面布置方式包括：正交布置、斜交布置、曲线布置等方式。

图8-1-2-1 连续梁桥平面布置示例

在连续结构的布置方式中，常常会使用到“联”的概念。连续梁由若干梁跨（通常为3～8跨）组成一联，每联两端设置伸缩缝，整个桥梁可由一联或多联组成。

二、立面布置

1. 分跨确定

连续梁桥和连续刚构桥除了按常规桥梁分跨原则考虑外，其立面布置考虑时关注的其

它原则包括：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。

在中小跨度的连续梁中通常采用等跨布置以方便施工。

在大跨度连续梁中通常采用不等跨布置，合理的变中跨跨度比值可以减小中跨跨中弯矩。

图8-1-2-2 连续梁桥的等跨布置和不等跨布置

2. 梁高确定

中小跨度的预应力混凝土连续梁可以采用等高度连续梁，大跨度的预应力混凝土连续梁一般采用变高度连续梁。连续梁的高度需要根据设计计算最终确定。在截面拟定时可以参照不同类型结构的高跨比指标来确定梁高。

图8-1-2-3 连续梁桥的等高布置和不等高布置

3. 体系选择

通常我们总体布置时还需要对比是采用连续梁体系结构还是连续刚构体系结构。

连续刚构桥的主要特点：

◆墩梁固结，固结部分通常在需要布置大跨、高墩处采用。

◆墩梁固结有利于悬臂施工，且可以减少大型支座及其养护维修和更换；

◆在受力方面，上部结构仍表现出连续梁特点；

◆在构造方面，主梁常采用变截面箱型梁，桥墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或双薄壁墩。

三、横断面布置

1. 板式或肋式断面

实体截面：用于小跨度的桥梁（现浇）

空心板截面：常用于15～30m的连续梁桥（现浇）

肋式截面：常用跨度在15～30m范围内，常采用预制架设施工，并在梁段安装完成之后，经体系转换形成连续梁。

特点：构造简单，施工方便，适用于中、小跨度的连续梁桥。

图8-1-2-4 连续梁桥的板式或肋板式断面

2. 箱形断面

箱形断面具有良好的抗弯和抗扭性能，是预应力混凝土连续梁桥的主要截面型式。根据箱室布设的不同，箱形截面可以细分为：单箱单室、单箱双室截面、双箱单室、双箱双室、多箱单室等不同类型。

图8-1-2-5 连续梁桥的单箱单室、单箱双室、单箱多室断面箱梁由顶板、底板和腹板构成箱形的断面形态。

顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要部位；腹板主要承受结构的弯矩剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力。

在腹板与顶、底板接头处需要设置“梗腋（或称承托）”构造，来提高顶、底板的承载能力和减小翼缘板上应力分布不均匀。

箱形截面内还需要设置锯齿块，以方便预应力的张拉和锚固。

对于大跨度预应力混凝土连续梁或连续刚构桥的箱梁断面而言，其构成的板件受力和构造具有以下特点：

◆顶板：需满足横向抗弯及纵向抗压要求；一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制（桥面板）。

◆底板：满足纵向抗压要求；一般采用变厚度，跨中主要受构造要求控制，支点主要受纵向压应力控制，需加厚。

◆腹板：主要承担剪应力和主拉应力；一般采用变厚度腹板：靠近跨中处受构造要求控制，靠近支点处受主拉应力控制，需加厚。

图8-1-2-6 连续梁桥实桥箱梁断面示例

3. 横隔板构造

为增加桥梁的整体工作性能，一般需沿梁长设置一定数量的横隔板（或称横隔梁，diaphragm）。

横隔板的数目和位置依主梁的构造和跨度大小确定，通常设置在支点处、跨中和1/4跨径处。

对于多箱截面，为加强桥面板与各箱间的联系，常在箱间设置横隔板。

对采用双薄壁式桥墩的连续刚构，其横隔板布置应与双薄壁式桥墩一一对应。

为便于箱内施工和检查工作，需要在横隔板上开孔。

图8-1-2-7 连续梁桥箱梁断面横隔板设置示例

图8-1-2-8 连续梁桥箱梁断面及横隔板构成示例

四、预应力构造

1. 预应力钢筋的分类

◆按走向：纵向力筋（主筋）、横向力筋和竖向力筋

◆按位置：分为顶板筋、底板筋、腹板筋（竖筋）

◆按形状：直筋、弯筋、平面筋、空间筋等

◆按受力特性：分为正弯矩筋、负弯矩筋、抗剪筋等

◆按使用时间长短：分为永久性筋和临时筋

◆按布置在混凝土体内或体外：分为体内筋和体外筋

◆按与混凝土是否有粘结：分为有粘结筋和无粘结筋

2. 纵向预应力钢筋的布置

A.连续配束：小跨度等截面连续梁桥（现浇）中采用；连续跨数不宜过多（一般小于4）。

图8-1-2-9 连续梁桥预应力钢筋连续配束示例

B.分段配束：适用于大跨度变截面连续梁（刚构）桥；特别是采用分段施工的情况一般采用分段配束方式。

图8-1-2-10 连续梁桥预应力钢筋分段配束示例

C.预应力钢筋的逐段接长：由于力筋供料长度、施工方法和结构受力等方面的原因，有时需要采用连接器把主筋对接或逐段加长。对逐孔施工的连续梁桥，其纵向主筋往往采用逐段接长力筋。该方式也用于顶推法施工的连续梁桥，以及混凝土斜拉桥梁部中。

图8-1-2-11多根钢绞线连接器结构示例

D.预应力钢筋的体外布置：

预应力的体外布置是指把力筋布置在主梁截面以外的箱内外，配以横隔板、转向块等

构造，对梁体施加预应力。

这种布束方法的特点是：减小截面尺寸；提高混凝土浇筑质量；无须预留孔道，减少

孔道压浆等工序；施工方便迅速，钢束便于更换；钢束线形容易调整，减小预应力损失；

但其对力筋防护和结构构造等的要求较高，抗腐蚀、耐疲劳性能有待提高。

预应力体外布置的方法在新桥设计和既有桥梁加固中均可采用。

图8-1-2-12预应力的体外布置方法示例

3. 横向和竖向预应力钢筋的布置

横向布筋：在箱梁结构中，若两腹板间距过大或悬臂板外挑过长，就需要对箱梁顶板

施加横向预应力。横向预应力钢筋的材料一般采用钢绞线。

竖向布筋：当腹板混凝土、普通钢筋、纵向下弯力筋等不足以抵抗荷载剪力时，就需

要在腹板内布置竖向力筋。竖向力筋一方面可以提高截面的抗剪能力，另一方面也可以与

挂篮施工配合，作为后锚钢筋。竖向预应力钢筋的材料一般采用粗钢筋（精轧螺纹钢筋），在预留孔道内按后张法工艺施工。

图8-1-2-13横向和竖向预应力钢筋布置示例