3.4 悬臂梁桥3.5连续梁桥
悬臂连续梁施工五项工装创新应用
悬臂连续梁施工五项工装创新应用摘要：因高速铁路工后沉降等要求，建设的高铁线路中桥梁占比80%以上，连续梁又占桥梁的5%以上，尤其在城市道路、跨江跨河区域占比更高，其中多为大跨度悬臂现浇连续梁跨越，因此在施工过程中加强对现浇连续梁施工质量、安全的控制尤为重要。
本文根据工程实例进行了深入研究，取得了悬臂连续梁施工竖向预应力张拉紧固器新发明、悬臂梁端堵头模U型卡固定新装置、连续梁自动喷淋养护系统新工装、混凝土定点下料定点振捣工艺、“之”型上下通道工装五项工装创新应用，对同类桥梁施工具有一定的参考价值。
关键词：高速铁路；悬臂连续梁；工装；创新应用1 工程概况由中铁四局承建的合安铁路1标，位于合肥市肥西县境内。
标段内连续梁共计22联，一分部共计15处，分9种孔跨布置形式，14处采用悬臂浇筑施工。
现浇连续梁施工主要特点有：梁体高、混凝土方量大、结构复杂；钢筋、管道密集、重叠交叉，混凝土下料振捣困难；梁体处于悬空状态，施工空间狭窄。
施工中存在问题如下：钢筋密集，定位困难；模板加固工作量大，工序多；张拉力不同步，竖向预应力张拉非自锚系统；钢筋密集区混凝土振捣困难，容易产生空洞、漏筋；梁体处于悬空状态，腹板、翼缘板、底板养护困难。
2 研究目的本着“以工装保工艺，以工艺保质量”、“简支梁工厂化在连续梁施工中的应用”的管理理念，结合标段工程实际情况，本文在悬臂浇筑连续梁工装设备、施工工艺等方面进行了探索与研究。
从施工质量控制、安全保障、工效提高等方面进行突破，以施工机具改革、施工方法优化为手段，结合现场施工经验及存在问题，有目的有方向的进行优化革新。
最终形成了悬臂连续梁施工（①竖向预应力张拉紧固器新发明；②悬臂梁端堵头模U型卡固定新装置；③连续梁自动喷淋养护系统新工装；④混凝土定点下料定点振捣工艺；⑤连续梁“之”型上下通道工艺）“三新二艺”五项工装。
3 工装创新3.1 竖向预应力张拉紧固器竖向预应力张拉紧固器，可兼作为竖向张拉千斤顶底座。
桥梁工程第7章 悬臂梁桥、连续梁桥和连续刚构桥
( 主跨 501. 22 m) , 都是采用钢桁架的悬臂梁桥。
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7. 1. 2
悬臂梁桥的构造
( 1) 钢筋混凝土悬臂梁桥 悬臂梁桥常用的立面布臵如图 7. 3 所示。 单孔双悬臂梁桥( 图 7. 3 ( a) ) 利用两侧悬臂端伸入路堤省去 了两端庞大的桥台, 但仍需在悬臂与路堤处设臵钢筋混凝土搭板 以利于行车。 采用箱形截面的钢筋混凝土双悬臂梁桥, 应尽量使 跨中最大和最小弯矩的绝对值相等, 以充分发挥跨中底板混凝土 的受压作用, 因此, 悬臂长度可达中跨长度的 0. 4 ～0. 6 倍。 但过长 的悬臂会使活载挠度增大, 过车时跳车严重, 容易导致悬臂端与路 堤连接处的结 构破坏。 单孔双 悬臂梁跨 中采用箱 形截面时 梁高 h= 1 ～1 l, 根部梁高 H = ( 2. 0 ～2. 5) h。 20 30
悬臂梁桥还需在跨间增加悬臂和挂梁间的牛腿及伸缩装臵, 行车 条件不及连续梁桥。
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图 7. 2
日本港大桥( 主跨 510 m)
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目前, 国内采用箱形截面的钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为 55 m, 常用跨径在30 m以内, 国外一般在 70 ～80 m。 预应力混凝土悬臂 梁桥国内常用跨径为 30 ～50 m, 国外最大跨径为 150 m。 三孔预应 力混凝土悬臂梁桥, 在采用平衡悬臂法装配施工时, 中孔也可不用 挂梁而仅在跨中用剪力铰相连, 这种带剪力铰的悬臂体系为一次 超静定结构。 苏联曾建造过一座中跨跨径为 128 m 的悬臂梁桥。 除钢筋混凝土和预应力混凝土悬臂梁桥外, 还有钢悬臂梁桥, 如重庆嘉陵江大桥, 日本港大桥 ( 图 7. 2 ) , 美 国的康摩多 巴雷桥
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图 7 . 3 钢筋混凝土悬臂梁桥的立面布臵及主要尺寸
悬臂梁桥
悬臂浇筑施工连续梁桥一、悬浇梁体分段1、墩顶梁段A（0号段）（1）长度一般为5m～10m；（但也不一定，这主要根据具体情况而定，比如韩家店1桥号桥主桥为122+210+122m的连续刚构体系，为了刚开始能放两个挂篮对称施工，0号块有15m。
增江大桥0号块仅4 m。
）（2）施工托架①在混凝土浇筑以前，应对托架进行试压；检查托架的承载力和稳定性，消除永久变形，测定弹性变形，为底模高程的调整提供依据。
2、由0号段两侧对称分段悬臂浇筑部分B（1）长度一般为2.5m～5m，也有个别跨度大的桥梁的分段为2.5m、3.5m、4.5m；（2）一般一个梁段的施工周期为6～10天；（3）根据计算经验，梁段的多少直接影响结构配束计算，在不影响工期的前提下，适当增加梁段数，十分有利于纵向预应力钢束配置，以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大。
同时也使全桥截面受力状态均衡，边缘应力储备适当。
3、边孔在支架上浇筑部分C（1）长度一般为2～3个悬臂浇筑分段长；4、合拢段D合拢段的施工通常是悬臂浇筑施技术中的重要工序。
（1）长度一般为2m～3m，一般2m用得最多；（2）合拢方法；（3）不宜过小；二、挂篮使用经验1、XX桥（1）挂篮在施工过程中的布置一般为对称的，挂篮单方向的长度一般比所划分悬浇的梁段长度长0.5m～1m；举个例子，悬浇梁段的划分长度为4.5m，则挂篮单方向的长度可取为6m，两支点间的距离可取为5m。
（2）挂篮重量与最重梁段的比例为0.45。
2、建德洋安大桥（主跨120m连续梁桥）（1）用的是菱形挂篮。
（2）计算经验：挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点即可，对整个结构影响不大的3、XXXX主桥（1）挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点（2）挂篮重量取为800kN，以临时荷载考虑三、施工挂篮1、按照构造形式可分为桁架式，斜拉式，型钢式，混合式；2、平行桁架式挂篮（1）结构特点：它的上部结构一般为一等高桁架，其受力特点是：底模平台及侧模支架所承荷载均由前后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚固或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。
3.4 悬臂梁桥3.5连续梁桥
– – – – – – – 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
双悬臂梁桥
均布荷载q
单悬臂梁桥
均布荷载q
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
• 梗腋的作用：
– – – – 1、提高箱梁截面的抗弯和抗扭刚度； 2、减小扭转剪应力和畸变应力； 3、使力线过渡平缓，减小次内力； 4、可以提供布置纵向预应力筋和横向与预 应力筋的空间； – 5、为减薄底板和顶板提供了构造上的保证。
• 体系转换
– 悬臂浇注时：墩梁临时固结 – 边跨或主跨合拢后：拆除临时固结，设置永 久支座
• 二次内力(结构附加内力、结构次内力)：
简支梁在预应力作用下会造成内力重分布吗？ 简支梁在预应力作用下会引起二次内力吗？ 连续梁在预应力作用下会引起二次内力吗？
• 3.6T形刚构桥
– – – – – – 卸载弯矩类似于悬臂梁 适合于悬臂施工、节省支座 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
• 3.5连续梁桥
– – – – 恒载、活载均有卸载弯矩 行车条件好 超静定体系对地基要求高 适合于中等以上跨径桥梁
连续梁桥
均布荷载q
多跨悬臂梁桥
多跨连续梁桥
• 为什么大跨度连续梁桥多采用变高度截 面？
– 1、加大支点附近的梁高做成变截面时，可 以有效降低跨中的设计弯矩； – 2、能适应抵抗支点剪力很大的要求。 – 3、对恒载引起的截面内力和桥下通航的净 空要求影响不大。 – 4、采用悬臂施工方法时，与其施工阶段的 内力变化规律一致相吻合。
悬臂和连续体系梁桥课件
双悬臂梁桥 均布荷载q
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3. 悬臂梁桥设计与构造：
静定体系； 跨中正弯矩减小→减小跨度内主梁的高度→降低钢筋混凝土数量和结构自重→恒载 内力的减小。 构造特点： （1）截面形式 悬臂部分（锚孔）：吊装时采用肋梁；悬臂浇注时采用箱梁； 挂孔：一般采用肋梁，便于吊装； 一般采用变高度梁，底缘曲线采用抛物线、正弦曲线、圆弧、折线。 （2）跨径布置和梁高尺寸
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2.T形刚构的若干布置形式：
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3.T形刚构的构造：
T形刚构的布置应尽可能对称，以避免T形刚构的桥墩承受不平衡弯矩； 全桥的T形单元尺寸尽可能相同， 以简化设计与施工； 钢筋混凝土T构桥，挂梁的经济长度一般在跨径的0.5~0.7范围内； 预应力混凝土T构，挂梁经济长度一般在跨径的0.22~0.5范围内； 主孔跨径大时，取较小比值，并应使挂梁跨径不超过35~40m，以利安装；
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4.1.2 T形刚构桥
1. 分类及力学特点：
(1)带挂梁的T构桥型
静定结构； 施工无需体系转换； 省掉设置大吨位支座装置、更换支座的麻烦； 当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度， 以获得良好经济效益。
(2)带铰的T构桥型静定结构；
超静定结构；
竖向荷载时，相邻的T形刚构结构通过剪力铰而共同受力。
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5. 悬臂梁桥优缺点及应用：
优点：悬臂梁桥在施工阶段和成桥运营阶段两者受力状态是一致的， 非常适宜于悬臂施工方法。
缺点：（1）裂缝→雨水侵入梁体；
（2）挂梁与悬臂端衔接处产生不利行车的折点。
应用范围：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m，国外一 般在70~80m以下；预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m以下，世界最大的 跨径为150m。
桥梁工程第3章 梁式桥梁的构造与设计
图3.23 中主梁横隔梁构造(主梁跨径20m)
图3.24 横隔梁接头构造
图3.25 a)螺栓接头；b)扣环接头
图3.26 主梁翼板连接构造
• 3.3.2 装配式预应力混凝土简支梁桥 • (1)构造布置 • (2)截面尺寸 • 1)截面效率指标 • 内力的平衡式：
• 设截面效率指标
图3.27 跨径30m预应力混凝土T梁的构造布置
图3.45 箱形截面形式
图3.46 悬臂梁桥变截面主梁构造
图3.47 牛腿的应力迹线和配筋
• 3.5 连续梁桥
• 3.5.1 结构类型
• 3.5.2 横截面形式及主要尺寸
• (1)钢筋混凝土连续梁桥
• 钢筋混凝土连续梁桥横截面主要有板式和箱形截 面。
• (2)预应力混凝土连续梁桥
• 预应力混凝土连续梁桥的截面形式，除中等跨度 的桥梁采用板式、T形梁式外，对大跨度连续梁桥 和采用顶推法施工的连续梁桥，一般采用箱形截 面。
性能要求，多采用箱形截面。
• (2)预应力筋的布置
• 纵向预应力筋布置主要有明槽法和暗管法 两种。
图3.57 预应力混凝土T形刚构桥
图3.58 箱形梁横截面
图3.59 分离式箱形截面
图3.60 T构悬臂预应力筋布置示意图
• 3.6.3 构造示例
• 重庆长江大桥是一座带挂梁的预应力混凝土T形刚 构桥，最大跨径为174m。设计标准：桥宽21m， 其中行车道15m，两侧人行道各3m；设计荷载为 汽—20级，挂—100及载重1 471kN平板车验算， 人群荷载为3.43kN/m2。桥跨布置为86.5m＋4×
图3.53 梗腋形式
• (2)预应力连续梁桥
• 预应力混凝土等高度连续梁的梁高约取跨 径的1/16～1/26（顶推法施工时为1/12～ 1/16），支点腹板总厚度与行车道板宽度之 比为1/16～1/21，支点处腹板厚度与梁高之 比为1/12～1/16。变高度连续梁的跨中梁高 与跨度之比为1/25～1/35。
桥梁工程第三篇悬臂及连续体系梁桥
力学特点及适用范围 （1）由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。 （2）通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大，但当跨径
不大时，差别不太大。 （3）属超静定结构，墩台基础的不均匀沉降会使梁内产生
不利的附加内力(由于混凝上的塑性性质，这种内力会随 着时间逐渐减小)考虑次内力影响。 适用：一般跨径不超过25～30m。
对三跨双悬臂梁桥 主梁为T形截面时，悬臂长度一股为中跨长度0.3～0.4倍。 箱形截面时，最好使跨中最大和最小弯距绝对值般不超过中跨长度的 0.5倍。 当采用普通钢筋混凝土时，边跨一般为中跨的0.3～0.4；当采用预应 力钢筋混凝土时，边跨一般为中跨的0.3～0.5。 对三跨单悬臂带挂梁结构 边跨为中跨的0.6～0.8，挂孔的长度为中跨的0.4～0.6（钢筋砼） 和0.2～0.4（预应力砼）。
对多跨双悬臂带挂梁结构
边跨为中跨的0.75～0.8，挂孔的长度为中跨的0.5～0.6（钢筋砼） 和0.5～0.7（预应力砼）。
2）高跨比h/L
T形梁的跨中梁高为跨径的1/12～1/20，支点处梁高通常加大到跨 中梁高的1～1.5倍。
大跨径箱形截面时，跨中梁高可减小至（1/20～1/30)l，在此情况 下支点梁高一般为跨中梁高的2～2.5倍。
第二章 立面和横断面布置
一、立面设计的内容 桥梁体系的选择、桥梁总长及分跨布置，桥面高程确定，梁高选择，
桥梁下部结构和基础形式的选择。 1、混凝土悬臂梁桥 1）跨径布置
各跨跨径比 悬臂长与跨径比 具体考虑因素 • 材料 • 施工方法 • 特殊使用要求
– 城市桥梁可能要求较小的锚孔，但必须保证稳定性
• 由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大，减小跨内主梁高 度和降低材料用量，经济；
悬臂与连续体系梁桥
悬臂梁桥的设计计算 （二）活载内力 1、纵向--某些截面可能出现正负最不利弯矩 2、横向： 箱梁--专门分析 多梁式--横向分布系数，必须考虑横向分布系数沿桥纵向的 变化 支点：杠杆原理 挂孔、悬臂：采用等刚度原则简化为等代简支梁，采用刚性 横梁法或比拟正交异性板法计算。
V形墩刚构桥： 荷兰布里尔斯马斯桥
日本：茨城县十王川桥 V形墩刚构桥
桂林漓江桥 1987年 95m 国内第一次采用V形桥墩
带拉杆形式刚构桥
带铰的T形刚构桥
带挂孔的T形刚构桥
（5）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝 土联成整体，则为连续刚构，亦称为连续一刚构连续体系 ,简称为连续刚构桥。
连续梁的优点：连续梁的承重结构（板、T梁、箱梁）不间 断的连续跨越几个桥孔而形成超静定结构，具有结构刚度大， 变形小，伸缩缝少和行车平顺舒适，有利于满足现代高速行 车的要求等突出优点。与同跨径简支梁相比，截面尺寸小， 重量轻，节省材料。
3、虽增加了牛腿构造，但免去了剪力铰复杂构造。
4 、 主要缺点除桥面伸缩缝多，对高速行车不利外，在施工 中还增加预制与安装挂梁的机具设备。
T形刚构桥的计算
主要内容： 1、荷载横向分布计算 2、并联两箱梁桥面板横向内力计算 3、悬臂梁因徐变和温差产生的变形 4、牛腿计算 本书仅对前两项内容进行详解。
悬臂梁横截面为双箱双室或双箱单室的T形刚构桥，其两箱 之间的荷载横向分布系数是借助牛腿处的端横隔梁和两箱之 间的板来传递，每片箱梁的荷载横向分布系数m有以下两种 方法求解：
（1）杠杆原理法；
（2）弹性支承梁法
1、杠杆原理法
该法适用于初步设计阶段。是近似假定被简支在两箱中线处 的支点上，绘出梁一个支点的反力影响线，在影响线上布置 最不利车辆荷载确定反力，该反力即为荷载横向分布系数。
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T形刚构桥 连续刚构桥
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• 3.7连续刚构桥
– 综合连续梁与T构的优点 – 超静定体系对地基要求高 – 适合于中等以上跨径的高墩桥梁
内力变化规律一致相吻合。
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• 体系转换
– 悬臂浇注时：墩梁临时固结 – 边跨或主跨合拢后：拆除临时固结，设置永
久支座
• 二次内力(结构附加内力、结构次内力)：
简支梁在预应力作用下会造成内力重分布吗？ 简支梁在预应力作用下会引起二次内力吗？ 连续梁在预应力作用下会引起二次内力吗？
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• 3.6T形刚构桥
连续梁桥 均布荷载q
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多跨悬臂梁桥 多跨连续梁桥
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• 为什么大跨度连续梁桥多采用变高度截 面？
– 1、加大支点附近的梁高做成变截面时，可 以有效降低跨中的设计弯矩；
– 2、能适应抵抗支点剪力很大的要求。 – 3、对恒载引起的截面内力和桥下通航的净
空要求影响不大。 – 4、采用悬臂施工方法时，与其施工阶段的
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T形刚构桥 连续刚构桥
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• 三向预应力：
– 横向预应力：扁锚，间距50～100cm
加大桥面宽度，承受顶板负弯矩
– 竖向预应力：精轧螺纹钢筋，间距40～ 60cm
腹板抗剪，挂篮后锚点
– 纵向预应力：
悬臂施工时负弯矩、合拢后正弯矩
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• 零号块：
– 墩顶块箱梁，链接上部结构与下部结构的关 键部位，所有上部荷载都将通过此块传递给 墩台基础。
– 在平衡悬臂施工中，产生的临时荷载以及不 平衡荷载也将由墩顶零号块承担并向下部结 构传递。
– 零号块必须设置横隔板
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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谢
谢！