预应力混凝土连续梁桥学习课件.pdf

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1、第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程第三节 连续梁桥结构内力计算(一)(一)连续梁桥的结构内力和计算方法连续梁桥的结构内力和计算方法预应力混凝土连续梁桥的内力计算应考虑体系转换和次 内力，其内力计算包括：预应力混凝土连续梁桥的内力计算应考虑体系转换和次 内力，其内力计算包括：(1)恒载内力计算；恒载内力计算；(2)活载内力计算；活载内力计算；(3)次内力计算，包括预加力次内力，温度次内力，混凝 土收缩和徐变引起的次内力；墩台基础沉降引起的次内力。(4)附加内力，风力或离心力产生的内力。次内力计算，包括预加力次内力，温度次内力，混凝 土收缩和徐变引起的次内力；

2、墩台基础沉降引起的次内力。(4)附加内力，风力或离心力产生的内力。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程预应力混凝土连续梁桥是超静定结构，其内力计算应可 采用简化的平面结构计算，也可采用空间的结构进行计算。预应力混凝土连续梁桥是超静定结构，其内力计算应可 采用简化的平面结构计算，也可采用空间的结构进行计算。(二)(二)连续梁桥的结构内力计算原理连续梁桥的结构内力计算原理连续梁恒载内力，包括连续梁恒载内力，包括主梁自重(前期恒载)主梁自重(前期恒载)引起的内力 和引起的内力 和后期恒载(如桥面铺装(公路桥)或道碴和线路上部设备重(铁路桥)、人行道、栏杆、灯柱等)

3、后期恒载(如桥面铺装(公路桥)或道碴和线路上部设备重(铁路桥)、人行道、栏杆、灯柱等)引起的主梁后期恒载内 力。引起的主梁后期恒载内 力。1.恒载内力计算1.恒载内力计算第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程主梁自重是在结构逐步形成的过程中作用于桥上的，它 的计算与主梁自重是在结构逐步形成的过程中作用于桥上的，它 的计算与施工方法施工方法有密切关系，对施工过程中有有密切关系，对施工过程中有体系转换体系转换的 连续梁，其自重内力应考虑体系转换的影响。后期恒载作用于桥上时，主梁结构已形成最终体系，其 产生的恒载内力的计算就可直接用结构内力影响线。下面分别介绍常用几

4、种施工方法的主梁自重内力计算。的 连续梁，其自重内力应考虑体系转换的影响。后期恒载作用于桥上时，主梁结构已形成最终体系，其 产生的恒载内力的计算就可直接用结构内力影响线。下面分别介绍常用几种施工方法的主梁自重内力计算。有支架就地浇筑施工有支架就地浇筑施工该施工方法是混凝土在支架上现场整体浇筑，在张拉、锚固预应力筋并压浆后拆除支架，主梁自重作用于桥上时，结构已是最终体系，不存在体系转换，可直接用自重集度与 主梁内力影响线得到自重内力。该施工方法是混凝土在支架上现场整体浇筑，在张拉、锚固预应力筋并压浆后拆除支架，主梁自重作用于桥上时，结构已是最终体系，不存在体系转换，可直接用自重集度与 主梁内力影

5、响线得到自重内力。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程逐孔施工法逐孔施工法右图给出 了五跨连续梁 一端向一端依 次逐孔连续施 工各阶段的恒 载内力图。右图给出 了五跨连续梁 一端向一端依 次逐孔连续施 工各阶段的恒 载内力图。主梁自重内力图，应 由各施工阶段时的自 重内力图迭加而成第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程预制梁逐孔架设分两种情况，预制梁逐孔架设分两种情况，简支简支连续连续与与悬臂悬臂连 续。简支连 续。简支连续连续施工方法的工序可有四种：从一端向一端依次浇筑墩顶湿接头，张拉预应力筋，逐孔连续；从两端向中间依次浇

6、筑墩顶湿接头张拉预应力筋，逐 孔连续；从中间向两端依次浇筑墩顶湿接头张拉预应力筋，逐 孔连续；墩顶湿接头单双间隔浇筑，张拉预应力筋，逐孔连 续。施工方法的工序可有四种：从一端向一端依次浇筑墩顶湿接头，张拉预应力筋，逐孔连续；从两端向中间依次浇筑墩顶湿接头张拉预应力筋，逐 孔连续；从中间向两端依次浇筑墩顶湿接头张拉预应力筋，逐 孔连续；墩顶湿接头单双间隔浇筑，张拉预应力筋，逐孔连 续。预制梁逐孔架设预制梁逐孔架设一期恒载作用在简支梁上二期恒载作用在连续梁上一期恒载作用在简支梁上二期恒载作用在连续梁上第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程六跨连续 梁墩顶湿 接头单

7、双 间隔浇筑 逐孔连续 施工各阶 段的恒载 内力图六跨连续 梁墩顶湿 接头单双 间隔浇筑 逐孔连续 施工各阶 段的恒载 内力图第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程悬臂施工法悬臂施工法 分清荷载作用的结构 体现约束条件的转换 主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重内力图 迭加而成某3跨连续梁桥，采用悬臂拼装施工，如下图所示，合 拢次序为由边孔对称向中孔依次进行，其施工工序及相应各 个施工阶段内力如下：某3跨连续梁桥，采用悬臂拼装施工，如下图所示，合 拢次序为由边孔对称向中孔依次进行，其施工工序及相应各 个施工阶段内力如下：第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预

8、应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程为帮助大家理解，再举一例，某5跨连续梁桥，跨径为 30m345m30m，采用悬臂拼装施工，如下图所示，合拢 次序为由边孔对称向中孔依次进行，其施工工序及相应各个 施工阶段内力如下：为帮助大家理解，再举一例，某5跨连续梁桥，跨径为 30m345m30m，采用悬臂拼装施工，如下图所示，合拢 次序为由边孔对称向中孔依次进行，其施工工序及相应各个 施工阶段内力如下：第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程悬拼完毕，吊机 拆除，悬拼完毕时 的恒载内力现浇边跨部分，在现

9、浇段自重作用 下的恒载内力拆除2号墩、5号 墩上的临时支座，计算临时支座所释 放的不平衡弯矩在 两端简支的单悬臂 上所产生的内力。悬拼完毕，吊机 拆除，悬拼完毕时 的恒载内力现浇边跨部分，在现浇段自重作用 下的恒载内力拆除2号墩、5号 墩上的临时支座，计算临时支座所释 放的不平衡弯矩在 两端简支的单悬臂 上所产生的内力。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程边跨合龙，计算 单悬臂梁和T构在支 架模板重力及合龙 段自重作用下内力边跨合龙，计算 单悬臂梁和T构在支 架模板重力及合龙 段自重作用下内力合龙段支架模板拆 除后，考虑合龙段的 上述重力从相反方向 加在已合

10、龙的结构体 系上产生的内力。拆除3号墩(4号墩)的临时支座，计算 因拆除临时支座所 产生的内力合龙段支架模板拆 除后，考虑合龙段的 上述重力从相反方向 加在已合龙的结构体 系上产生的内力。拆除3号墩(4号墩)的临时支座，计算 因拆除临时支座所 产生的内力第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程中跨合龙，计算合 龙段两侧悬臂端在支 架、模板重力、合龙 段自重作用下的内 力。中跨合龙，计算合 龙段两侧悬臂端在支 架、模板重力、合龙 段自重作用下的内 力。合龙段支架模板拆 除后，考虑上述重力 以相反的方向加在连 续梁上产生的内力连续梁最终的恒载 内力合龙段支架模板拆

11、除后，考虑上述重力 以相反的方向加在连 续梁上产生的内力连续梁最终的恒载 内力第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程在多跨连续梁用顶推法施工时，施工过程中的弯矩包络 图如下图。弯矩包络图显示出前伸带导梁的第一孔梁的截面 常是受力最大的部位，而其余梁段上受力变化很小。一般称 这部分的计算工作为施工阶段的内力验算。顶推施工法顶推施工法第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程 顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面在 经过支点时要承受负弯矩，在经过跨中区段时产生正 弯矩 施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致 配筋必须满足

12、施工阶段内力包络图第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程 主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时前伸导梁刚推移过墩顶 式中：导梁与混凝土的自重比；导梁长度与跨长之比。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程 最大负弯矩与导梁刚度及重量有关 导梁刚接近前方支点 刚通过前方支点第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程前伸导梁刚搁上墩顶，此时梁内亦可能再现最大负弯矩值。此 时，值与导梁刚度EsIs同混凝土梁刚度EcIc之比K有关。式中：计算系数，由K与查图表可得。导梁与主梁的刚度比值：式中：Es,Is钢

13、导梁的弹性模量与截面惯矩；Ec,Ec混凝土主梁的弹性模量与截面惯矩。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程总结：具有体系转换的恒载内力计算说明：1）结构恒载不重复计算；2）计算步骤，可按力学等效原则合并简化；3）梁端剪力，也可照此计算；4）连续刚构体系，不存在墩梁临时固结和拆除工序，计算 时应同时考虑梁部轴力和桥墩的内力。5）桥面构造：（附加恒载、二期恒载）内力，可由最终结 构的内力影响线加载求得。总结：具有体系转换的恒载内力计算说明：1）结构恒载不重复计算；2）计算步骤，可按力学等效原则

14、合并简化；3）梁端剪力，也可照此计算；4）连续刚构体系，不存在墩梁临时固结和拆除工序，计算 时应同时考虑梁部轴力和桥墩的内力。5）桥面构造：（附加恒载、二期恒载）内力，可由最终结 构的内力影响线加载求得。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程活载作用于桥上时，桥梁已成为最终的结构体系，其产 生的内力主要由下列两种方法计算：活载作用于桥上时，桥梁已成为最终的结构体系，其产 生的内力主要由下列两种方法计算：2.活载内力计算2.活载内力计算第一种方法：把空间的桥梁结构简化成平面结构，画出 连续梁的影响线，按影响线加载法求内力。第二种方法：按空间的桥梁结构计算，根据影

15、响面加载 求内力。第一种方法：把空间的桥梁结构简化成平面结构，画出 连续梁的影响线，按影响线加载法求内力。第二种方法：按空间的桥梁结构计算，根据影响面加载 求内力。第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程第一种计算方法时，计算分成两步：1.求某一主梁的的最不利荷载分布系数m2.应用主梁的内力影响线，将荷载乘以横向分布系数 后，在纵向按最不利位置的内力影响线上加载，求得 主梁最大活载效应。除对主梁做纵向计算外，对箱形梁还应在横向是专门分 析计算（如扭转、畸变应力等）第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程连续梁内力影响线连续梁内力影

16、响线c1c2c3c423cBADEc1c23ABDEc4c3c2Mc1MBMc2M23McQc2QcQ23Qc1QB第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程全梁的内力包络图：将连续梁的最大、最小活载内力与恒载内力按荷 载组合规定进行叠加，就可以得到全梁的内力包络图（包括各项次内力）QminQmaxQMmaxMMmin第三章 预应力混凝土连续梁桥第三章 预应力混凝土连续梁桥桥梁工程桥梁工程第四节 预加力次内力的分析超静定预应力混凝土梁在各种内外因素的综合影响下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，将在结构多余 约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分 附加内力一般统称为结构次内力。外部因素包括预加力、墩 台基础不均匀的沉降、温度变化等，内部因素包括混凝土材 料的收缩、徐变特性等。超静定预应力混凝土梁在各种内外因素的综合影响下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，将在结构多余 约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分 附加内力一般统称为结构次内力。外部因素包括预加力、墩 台基础不均匀的沉降、温度变化等，内部因素包括混凝土材 料