预应力连续梁的特点及构造

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2.立面布置
• 预应力混凝土连续梁桥的立面布置要考虑桥孔分跨、 主梁高度和梁底曲线形状等因素。
• 按桥跨相互关系分为：等跨(a)和不等跨连续梁(b)；
• 按梁高变化分为：等高度(ad)和变高度连续梁(bc)；
• 按下部结构的支承形式分为：普通的单式桥墩(ab)、 V形桥墩(e)和双薄壁柱式桥墩(f)；
➢ 梁在偏心的纵向预压力作用下，产生弯曲变形。 如变形受到约束，在支承处则产生附加反力，从 而降低预应力作用。
➢ 超静定的连续梁结构的设计工作复杂，张拉程序、 施工方法以及材料性能等对其应力状态有很大影 响，较难精确计算。
桥的总体布置
• 1.平面布置 ➢ 桥梁的平面造型取决于线路的方
向与河道或立交线路的方向，并 受桥址地形和地物的制约，通常 有正交、斜交、单向曲线和反向 曲线桥梁等平面布置。正交桥最 为常见，墩台位置与主梁中线垂 直，构造也最简单。 ➢ 连续梁由若干跨组成一联，桥梁 可由一联或多联组成。常见的连 续梁桥每联由3～7跨组成，随着 科学 技术的发展，连续梁桥一联 的跨数和长度都有了增加。如钱 塘江二桥为18跨一联，中跨跨径 80m，全长1340m。
• 箱梁腹板分为直腹板和斜腹板两种形式。
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2.横隔板
• 横隔板按位置分为端横隔板和中横隔板， 一般端横隔板必须设（顶梁时作用在端横 隔板处）。还需在支点处设置横隔板，其 作用是约束箱梁的畸变变形、扭转变形及 承受和传递支反力。
• 箱梁内的横隔板通常采用板式结构，为满 足施工、维修和通风要求，在横隔板上设 置过人洞。
• 预应力混凝土连续梁桥除在梁高上选用变截面外， 对箱形截面也可将截面底板、顶板和腹板做成变 厚度，以满足梁内各截面的不同受力要求。
• 变截面梁高与最大跨径之比，跨中截面可取 1/30～1/50，支点截面可取1/15～1/20，边跨与 中跨跨径之比可取0.5～0.7。
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三、预应力连续梁构造
➢ 当预应力连续梁跨径较大时，梁体过重不易预制架设施工，多采用现 浇施工，工期较长、费用较高。
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➢ 通过变化连续梁相邻跨长的比值，或加大支点附近 的梁高而做成变高梁时，可调整各控制截面的弯矩 变化幅值，降低跨中的正弯矩，使得预应力筋大部 分布置在梁的顶部，便于张拉。变高梁虽然会增大 中间支点处的负弯矩，但梁的高度增加了，并不引 起钢筋用量的增加；同时加大支点附近梁高，还能 适应抵抗支点处很大剪力的要求。
预应力连续梁的特点及构造 （学习项目6.1）
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学习目标
• 一、理解预应力连续梁的受力特点； • 二、掌握预应力连续箱梁的构造。
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一、预应力混凝土连续梁桥的特点
• 1.优点
➢ 连续梁由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，使得弯矩 图面积减小（因为连续梁的设计是以截面上最大正、负弯矩的绝对值 之和即弯矩变化幅值作为标准），跨越能力增大。
➢ 连续梁如采用悬臂法施工，考虑到一部分边跨采用悬臂施工外，剩余 的一部分边跨须在支架上施工。为减少支架及现浇段长度，边跨长度 以不超过中跨长度的0.65倍为宜。
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2）梁高及梁底曲线
• 变截面梁的变化规律可采用圆弧线、二次抛物线 或折线等，最常用的是二次抛物线，因其变化规 律与连续梁的弯矩变化规律基本相近。
➢ 连续梁为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、地基不均匀沉降 影响显著，对地基要求高。
➢ 连续梁结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有 利于高速行车。
➢ 因连续梁同时存在正、负弯矩区段，截面通常采用上下对称的箱型截 面。
➢ 预应力简支梁当跨径超过40～60m时，跨中恒载弯矩和活载弯矩将会 迅速增大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，不但耗材料，且给施 工带来困难；而预应力连续梁，由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯 矩值显著减小，其内力分布比同跨度简支梁更合理。
• 1.主梁横截面
• 高速铁路预应力连续梁横截面多采用箱形截面。箱形截面 整体性好，抗扭刚度大，具有良好的静力和动力稳定性。 同时箱形截面的顶板和底板具有较大的面积，能有效抵抗 正负弯矩，满足配筋要求。
• 因预应力混凝土连续梁多采用现浇施工，为施工方便，其 箱形截面多采用单箱单室截面形式。
• 箱梁顶板一般采用等厚度；腹板一般采用变厚度，支点处 需加厚（靠近支点处受主拉应力控制，需加厚）；底板一 般采用变厚度，支点处需加厚（支点主要受纵向压应力控 制，需加厚）。
➢ 连续梁预应力钢筋的合理布置，有利于纵向顶推、 悬臂法等施工方法的实现，促进了预应力混凝土梁 桥施工的发展。
➢ 立面上，连续梁在中间桥墩处只有一个支座，在竖 直荷载作用下桥墩只受轴向的压力。故除制动墩外， 其他桥墩及其基础的尺寸可做得小些。
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• 2.主要缺点
➢ 预应力钢筋的布置难于发挥预加力的优点。因在 梁的大部分截面内存在正、负弯矩，使得预应力 钢筋合力的偏心靠近截面中性轴，从而降低了预 加力的作用，且影响了梁的极限强度。
• 按主梁梁身的构造分为：实腹式主梁(abcef)和空腹 式的桁架结构(d)；
• 按主梁与下部结构的关系分为：墩梁分离连续梁和 墩粱固接的连续T构桥。
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1）桥孔分跨
➢ 连续梁每联内主梁在各墩台顶连续通过，各支点纵向只设一排支座， 墩顶纵向设两排支座，两联之间的主梁断开。
➢ 等跨的连续梁结构简单，适于采用顶推法、移动模架法简支转连续法 施工。但等跨布置将使边跨内力控制全桥设计，不经济。等跨的跨径 大小主要取决于经济分孔和施工设备条件。
➢ 为减小等跨布置时跨中的正弯矩，可设为不等跨形式。当跨数不多时， 采用奇数跨，以3跨或5跨较常见。对3跨连续粱，边跨与中跨跨径之比 一般为0.5～0.7。对预应力连续梁宜取偏小值，以增加边跨刚度，减 少活载弯矩的变化幅度，从而减少预应力筋的数量。当边跨长度过短 （比值小于0.3），此时边跨桥台支座将会出现负反力，在桥台上需设 拉力支座或平衡压重。
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