连续体系梁桥主梁的特点与计算模型
《桥梁工程》第二篇秋华整理
《桥梁工程》第二篇秋华整理第二篇1）混凝土梁桥优点:造价低、耐久性好、适应性强、刚度大、整体性好、便于工业化施工。
缺点:自重大、钢筋混凝土梁常带裂缝工作。
2）混凝土梁桥分为：简支梁（板）桥、连续梁（板）桥、悬臂梁（板）桥。
3）板桥优点：建筑高度小，外形简单、施工方便，便于整体现浇和预制装配，预制装配质量小，架设方便。
缺点：自重大，跨径不宜过大，适合于小跨径桥梁。
4）简支梁特点：施工方便、静定体系对地基要求不高、跨中正弯矩最大、适合于小跨径桥梁。
5）悬臂梁桥特点：单悬臂、双悬臂，卸载弯矩使跨中弯矩大大减小，静定体系对地基要求不高，跨中有接缝、行车条件不好，跨中的牛腿、伸缩缝、易损坏，适合于中等以上跨径桥梁，施工不方便。
6）连续梁桥特点：恒载、活载均有卸载弯矩，无伸缩缝、行车条件好，超静定体系对地基要求高，存在临时固结和体系转换问题，适合于中等以上跨径桥梁。
7）T形刚构桥特点：卸载弯矩类似于悬臂梁，适合于悬臂施工、节省大吨位支座，其中的静定体系对地基要求不高，跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏，行车条件不好，适合于中等以上跨径桥梁。
8）连续刚构桥特点：综合连续梁与T构的优点，跨中正弯矩较连续梁要小而可降低跨中区域的梁高，超静定体系对地基承载了要求高，会产生较大的温度次内力，梁墩联结处应力复杂，适合于中等以上跨径的高墩桥梁9）按施工方法分类整体浇筑式梁桥：整体性好预制装配式梁桥：施工方便，大量节省支架模板，不受季节性影响等优点顶推法施工；悬臂施工；转体施工。
10）钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式有：纵向竖缝划分、纵向水平缝划分、纵横向竖缝划分。
11）装配式梁桥预制拼装单元的划分－直接影响到结构受力、构件预制、运输和安装以及拼装接头的施工等问题，也与所选用的横截面型式紧密相关。
块件划分的一般原则：a)考虑运输工具和装吊设备的承载能力，装载限界的要求；b)构造应当简单，并且尽可能少用接头。
c)块件形状和尺寸应力求标准化。
简答简支体系梁桥,悬臂体系梁桥,连续梁桥力学特点
简答简支体系梁桥,悬臂体系梁桥,连续梁桥
力学特点
简支体系梁桥、悬臂体系梁桥以及连续梁桥的力学特点如下：
简支体系梁桥：其结构为静定结构，没有多余的约束，支座位移对结构内力没有影响；支座反力仅有竖向力，没有水平力；结构在均布荷载作用下跨中弯矩最大，挠度曲线为抛物线形式；支座处剪力最大，弯矩为零。
悬臂体系梁桥：和简支梁桥一样，都属于静定体系，其内力不受基础不均匀沉降的影响；从桥的立面上看，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。
连续梁桥：在支座处增大梁高，减小跨中正弯矩，与简支梁相比，减小跨中正弯矩，使桥梁恒载减小，自重减轻；在跨径大于80m的大跨度预应力混凝土连续梁桥，一般主梁采用变高度形式，高度变化基本与内力变化相适应。
第八章混凝土连续梁桥的计算
均布荷载q 集中荷载q
第五节 徐变、收缩次内力计算
一、徐变、收缩理论
– 收缩——与荷载无关 – 徐变——与荷载有关 – 收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、
截面形式、护条件、混凝土龄期有关
1、混凝土变形过程
– 收缩 – 弹性变形 – 回复弹性变形 – 滞后弹性变形 – 屈服应变
b b 其中s和 f 为计算系数，可查图
mi
si
规范折减方法
•
3.当梁高
h
bi 0.3
时，翼缘
有效宽度取实际宽度.
• 4.预应力混凝土梁计算 预加力引起的应力时， 其轴向力部分按全宽计 算，偏心部分按有效宽 度计算。
• 5.对超静定结构进行作 用效应分析时，可取实 际宽度计算。
s
3.预应力混凝土梁计算预加力引起的应力时， 其轴向力部分按全宽计算，偏心部分按有效 宽度计算。 4.对超静定结构进行作用效应分析时，可取 实际宽度计算。
第四节 连续梁桥荷载横向分布计算
桥梁结构属空间受力，内力分析和计算复杂， 为简化计算常利用主梁的内力影响线和考 虑荷载横向分布相结合的分离变量方法计 算桥梁的空间受力作用。
– 该理论较符合新混凝土的特性
将Dinshinger公式应用与老化理论
• 先天理论
– 不同加载龄期的混 凝土徐变增长规律 都一样
– 混凝土的徐变终极值不因加载龄期不同而异， 而是一个常值
翼缘有效宽度法
t c x, ydy
be1
0
t max
• 1.截面内力计算
• 2.翼缘宽度折减
• 3.按折减后等效 截面计算应力并 配置钢筋
005-梁式桥一般特点与构造
i>2, L< 50m 时：不设；
i>2, L>500 m 时：12~15m设一个；
i<2,
时： 6~8m设一个；
泄水管过水面积不小于2~3cm2/m2桥面 距离路缘石20~50cm
桥面排水系统
常用做法 金属泄水管 混凝土泄水管 横向泄水 封闭式
人行道
人行道、安全带
装配式人行道—构造
栏杆、灯柱
栏杆高度——0.8~~1.2米，按规范计 算水平力;间距1.5~~3.0m;
做法： 全预制安装 现浇栏杆柱、预制安装扶手
灯柱一般均为预制安装
护栏的作用、种类
作用 封闭沿线两側的作用 具有吸收碰撞能量的作用
种类 刚性护拦 半刚性护拦 柔性护拦
3.便于安装、养护、维修甚至进行更换
支座类型
活动铰支座：限制竖向位移 固定铰支座：限制竖向、水平向位移 固定支座： 竖向、水平、转动都限制 滑动支座（也叫定向支座）：限制转动
和 一个方向位移
板式橡胶支座
特点：构造简单；吨位、变形不大； 适用于：跨径不超过30m的中小桥梁
尤以砼梁桥常见～简支梁桥、板梁、T梁桥
·其承载力可以达到 20000～50000KN的水平， 基本能满足国内大型桥 梁建造的需要，使用寿 命可以达到50年以上。
球型支座
基于盆式橡胶支座发展而来； 特点：多向活动 变位机理：
线变位：同盆式橡胶支座； 转动：球型板与球面板之间的滑动。 适用于：曲线桥、宽桥、斜桥等。
QGZ球型钢支座构造 （一）
钢筋砼防撞护栏基本形状
栏杆样式—实例1
栏杆样式—实例2
栏杆样式—实例3
西南交通大学-桥梁工程概论-09-第八章1节-其它桥型-预应力混凝土连续梁及连续刚构桥
第八章其它桥型本章主要内容第一节预应力混凝土连续梁及连续刚构桥第二节拱桥第三节斜拉桥第四节悬索桥本节主要内容一、总体布置、构造特点和设计概要二、施工概要三、设计计算概要第一节预应力混凝土连续梁桥及连续刚构桥引言连续梁桥与简支梁桥连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三孔简支梁桥VS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。
由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大。
超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感。
行车条件好。
连续梁桥的体系特点引言连续梁与连续刚构均布荷载q连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三跨连续刚构桥VS恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近； 桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；弯矩图面积的小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低； 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；连续刚构桥的体系特点平面布置方式：¾正交¾斜交¾单向曲线¾反向曲线联－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。
连续梁桥平面布置示例（1）分跨的选择布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。
等跨布置不等跨布置VS¾适用于中小跨度连续梁。
¾边跨与中跨之比L1/L 一般为0.5～0.8（过大，过小的不利情况)（2）梁高的选择等高度连续梁等截面连续梁变高度连续梁变截面连续梁¾梁高不变。
具有构造、制造和施工简便的特点。
适用于中等跨度（40∼60m左右）的、较长的桥梁。
可按等跨或不等跨布置。
长桥多采用等跨布置，以简化构造，统一模式，便于施工。
¾更能适应结构的内力分布规律。
受力状态与其施工时的内力状态基本吻合。
梁高变化规律可以是斜（直）线、圆弧线或二次抛物线。
箱型截面的底板、腹板和顶板可作成变厚度，以适应梁内各截面的不同受力要求。
VS高跨比h/L (公路：跨中1/30～1/50；中支点1/16～1/25)。
钢结构课件连续体系梁桥的设计与计算
计算分析
根据桥梁设计规范，对该桥进行了 静力、动力和稳定性分析，计算了 主梁和桥墩的承载能力、位移和应 力分布等。
施工方案
根据计算结果和施工条件，制定了 详细的施工方案，包括钢构件的制 作、运输、拼装和焊接等。
某大桥的施工过程与监控
施工监控
在施工过程中，对该桥进行了全 面的施工监控，实时监测桥梁的 变形、位移和应力等参数，确保
钢结构课件连续体系 梁桥的设计与计算
目录
• 引言 • 连续体系梁桥的设计 • 钢结构的计算与分析 • 案例研究 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
随着我国交通事业的不断发展，对桥 梁的需求不断增加，对桥梁的质量和 性能要求也越来越高。
钢结构连续体系梁桥作为一种新型的 桥梁结构形式，具有结构稳定、承载 能力强、施工方便等优点，被广泛应 用于各类桥梁工程中。
施工方法设计
施工方法选择
根据工程条件和要求，选 择合适的施工方法，如预 制拼装、整体吊装或常规 浇筑等。
施工顺序设计
合理安排施工顺序，确保 施工过程中的结构安全和 稳定性。
施工监控
采用先进的施工监控技术， 实时监测施工过程中的结 构变形和应力状态，确保 施工安全和质量。
桥面铺装设计
铺装材料选择
根据桥梁使用环境和荷载要求，选择合适的 铺装材料，如耐磨耐压沥青混凝土、耐久性 好且防滑性能良好的耐磨耐压混凝土等。
01
02
03
结构形式选择
根据桥梁跨度、荷载要求 和地形条件，选择适合的 结构形式，如简支梁、连 续梁和悬臂梁等。
截面设计
根据桥梁承载能力和稳定 性要求，设计钢结构的截 面类型和尺寸，以满足强 度、刚度和稳定性要求。
连续梁桥计算
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
1
0
-1
2
0
0.250000
-1
3
0
-0.066667
0.266667
-1
4
0
0.017857
-0.071429
0.267857
-1
5
0
-0.004785
0.019139
-0.071771
0.267943
-1
6
0
0.001282
-0.005128
0.019231
阶段图式1在主墩上悬臂浇注砼2边跨合龙3中跨合龙4拆除合龙段挂篮5上二期恒载图11采用悬臂浇筑法施工时连续梁自重内力计算图式四阶段4拆除合龙段的挂篮此时全桥已经形成整体结构超静定结构拆除合龙段挂篮后原先由挂篮承担的合龙段自重转而作用于整体结构上
第一章 混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算
第一节 结构恒载内力计算
阶段
图 式
1
在主墩上悬臂浇注砼
2
边跨合龙
3
中跨合龙
4
拆除合龙段挂篮
5
上
二
期
恒
载
图1-1采用悬臂浇筑法施工时连续梁自重内力计算图式
（四）阶段4 拆除合龙段的挂篮
此时全桥已经形成整体结构（超静定结构），拆除合龙段挂篮后，原先由挂篮承担的合龙段自重转而作用于整体结构上。
（五）阶段5 上二期恒载
在桥面均布二期恒载 的作用下，可得到三跨连续梁桥的相应弯矩图。
顶推连续梁的内力呈动态型的，其内力值与主梁和导梁二者的自重比，跨长比和刚度比等因素有关，很难用某个公式来确定图1-2b中最大正弯矩截面的所在位置，因此，只能借助有限元计算程序和通过试算来确定。但在初步设计中，可以近似地按图1-4的三跨连续梁计算图式估算。其理由是距顶推连续梁端部0.4 截面处的正弯矩影响线面积之和相对最大，虽然在导梁的覆盖区也有负弯矩影响线面积，但导梁自重轻，故影响较小。
连续梁桥(T构)计算
计算方法
结果分析
采用有限元法进行计算，将主梁离散化为 多个单元，建立整体有限元模型。
通过计算和分析，得出主梁在各种工况下 的应力、应变和挠度等结果，验证主梁的 受力性能是否满足设计要求。
某高速公路的T构优化设计
工程概况
某高速公路连续梁桥（T构）需 要进行优化设计，以提高结构 的承载能力和稳定性。
优化内容
和意外事故。
提高施工质量
施工控制有助于提高桥梁的施工 质量，通过控制施工过程中的各 项参数，确保桥梁的线形、内力
和变形等指标符合设计要求。
节约成本
合理的施工控制可以避免施工过 程中的浪费和不必要的返工，从
而节约施工成本。
施工控制的主要内容
施工监控
对桥梁施工过程中的线形、内力和变形进行实时 监测，确保施工状态符合设计要求。
对主梁的截面尺寸、配筋和桥墩 的布置进行优化设计，降低结构 的自重和提高结构的刚度。
优化方法
采用有限元法进行计算和分析， 通过调整结构参数和材料属性， 对结构进行多方案比较和优化。
结果分析
经过优化设计，结构的承载能力 和稳定性得到了显著提高，同时
降低了结构的自重和造价。
某铁路桥的T构施工控制与监测
03
需要保证桥面平度的桥梁
连续梁桥(T构)的桥面平度较高，能够满足高速铁路、高速公路等对桥
面平度的要求。
02
T构的力学分析
静力学分析
1
计算T构在静力作用下的内力和变形，包括恒载 和活载。
2
分析T构在不同工况下的应力分布和最大、最小 应力值。
3
评估T构的承载能力和稳定性，确保满足设计要 求和使用安全。
在满足安全性和功能性 的前提下，降低T构的造
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14
连续体系梁桥主梁计算
• 一、连续体系梁桥主梁的特点与计算模型
– 3、施工方法多
• 满堂支架 • 简支变连续 • 逐孔架设（浇筑或者拼装） • 平衡悬臂架设（浇筑或者拼装） • 顶推 • 转体
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
15
连续体系梁桥主梁计算
• 一、连续体系梁桥主梁的特点与分析模型
桥梁工程（上）
第五讲 连续体系梁桥计算
第二节 连续体系梁桥主梁的特点与计算模型
同济大学桥梁工程系 石雪飞
2013年5月
连续体系梁桥主梁计算
• 一、连续体系梁桥主梁的特点与计算模型
– 1、适用跨度范围大（10m~300m） – 2、截面形式多样
• 与跨径大小、桥梁宽度、施工方法有关 • 整体板式、多梁式、多室箱梁、少室箱梁 • 建造材料：混凝土、钢混组合、钢
• 大型构件交叉节点要考虑边界局部效用
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
16
连续体系梁桥主梁计算
• 一、连续体系梁桥主梁的特点与分析模型
– 4、模型需要考虑的问题
• 竖向非荷载变形产生的内力——次内力
– 预应力 – 混凝土收缩徐变 – 日照温差 – 支座不均匀沉降
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
2
连续体系梁桥主梁计算
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
3
高速公路广泛应用的简支变连续小箱梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
4
小箱梁横断面
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
5
预制场内的小箱梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
– 4、模型需要考虑的问题
• 恒载必须考虑施工过程，施工过程中可能出现最不利工况 • 活载的空间效应
– 小跨径、多梁式、多室箱形截面宽桥要按空间模型计算（或简化 计算）
– 大跨径的箱型截面桥梁按单梁计算，乘以偏载效应系数
• 挖空率很大的少室箱梁要考虑的问题
– 不满足平截面假定 – 不满足截面周边不变形假定
6
华夏路满堂支架浇筑多室连续箱梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
7
单箱多室箱梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
8
厦门环岛路弧形底箱梁
• 选型原因——抗连续体系梁桥计算 石雪飞
9
沪闵路高架
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
10
上海沪闵路高架桥的弧形底箱梁横截面
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
11
移动模架吊装的单室箱梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
12
顶推法施工的灯高度连续梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
13
悬臂法施工变高度箱型截面连续梁
2012/6
第五讲 连续体系梁桥计算 石雪飞
17