连续梁桥计算

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

一、恒载内力计算特点

对于连续梁桥等超静定结构，结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。

以连续梁为例，综合国内外关于连续梁桥的施工方法，大体有以下几种：

（一）有支架施工法；

（二）逐孔施工法；

（三）悬臂施工法；

（四）顶推施工法等。

上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点。

本节着重介绍如何结合施工程序来确定计算图式和进行内力分析以及内力叠加等问题，并且仅就大跨径连续梁桥中的后两种的施工方法——悬臂浇筑法和顶推施工法作为典型例子进行介绍。理解了对特例的分析思路以后，就可以容易地掌握当采用其它几种施工方法时的桥梁结构分析方法了。

二、悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算

为了便于理解，现取一座三孔连续梁例子进行阐明，如图1-1所示。该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工，从大的方面可归纳为五个主要阶段，现按图分述如下。

（一）阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土

首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段（称零号块件），并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固，然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力，结构的工作性能犹如T型刚构。对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。

此时结构体系是静定的，外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂，其弯矩图与一般悬臂梁无异。

（二）阶段2 边跨合龙

当边跨梁体合龙以后，先拆除中墩临时锚固，然后便可拆除支架和边跨的挂篮。

此时由于结构体系发生了变化，边跨接近于一单悬臂梁，原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除，相当于结构承受一个向上的集中力P挂。

（三）阶段3 中跨合龙

当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时，该段混凝土的自重q及挂篮重量2P

将以2个集中力

挂

R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。

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g的作用下，可得到三跨连续梁桥的相应弯矩图。

以上是对每个阶段受力体系的剖析，若需知道是某个阶段的累计内力时，则将该阶段的内力与在它以前几个阶段的内力进行叠加便得。成桥后的总恒载内力，将是这五个大阶段内力叠加的结果。

三、顶推法施工时连续梁桥的恒载内力计算

1、受力特点

用逐段顶推施工法完成的连续梁桥（简称顶推连续梁），一般将结构设计成等跨度和等高度截面的形式。当全桥顶推就位后，其恒载内力的计算与有支架施工法的连续梁完全相同。顶推连续梁的主要受力特点反映在顶推施工的过程中，随着主梁节段逐段地向对岸推进，将使全桥每个截面的内力不断地从负弯矩→正弯矩→负弯矩…呈反复性的变化，图1-2b是这种结构在施工过程中的弯矩包络图。

图1-2 某桥顶推连续梁的布置与恒载弯矩包络图

为了改善这种施工方法带来的负面影响，一般采用以下措施：

1、在顶推梁的最前端设置自重较轻且具有一定刚度的临时钢导梁（又称鼻梁），导梁长度约为主梁跨径L的65%左右，以降低主梁截面的悬臂负弯矩；

2、当主梁跨径较大（一般≥60m）时，可在每个桥孔的中央设置临时墩，或者在永久墩沿桥纵向的两侧增设三角形临时钢斜托，以减小顶推跨径；

3、对于在成桥以后不需要布置正或负弯矩的钢束区，则根据顶推过程中的受力需要，配置适量的临时预应力钢束。

2．施工中恒载内力计算

1）计算假定

顶推连续梁通常是在岸边专门搭设的台座上逐段地预制、逐段向对岸推进的，它的形成是先由悬臂梁到简支梁再到连续梁，先由双跨连续梁再到多跨连续梁直至达到设计要求的跨数。为了简化计算，一般作了以下的假定：

（1) 放在台座上的部分梁段不参与计算，也就是说，在计算图式中，在靠近台座的桥台处可以取成为一个完全铰，如图1-3所示。

图1-3 顶推连续梁计简图式

（2) 每个顶推阶段均按该阶段全桥所处的实际跨径布置和荷载图式进行整体内力分析，而不是对同一截面的内力按若干不同阶段的计算内力进行叠加。

2）最大正弯矩截面的计算

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。

其次，也可以参照以下近似公式计算：

22max

(0.933 2.96)12

q L M γβ+=-自 （1-1）

式中：q 自——主梁单位长自重；

γ——导梁与主梁的单位长自重比； β——导梁长与跨长L 的比例系数。

图1-4 顶推连续梁最大正弯矩截面的计算图式

3）最大负弯矩截面计算

这要根据以下两种图式的计算结果对比后确定。 （1） 导梁接近前方支点（图1-5）

图1-5 导梁接近前方支点时的自重内力图

此时的悬臂跨长最长，其计算公式为：

222

min

(1)2

自q L M

αγα-??≈+-?? （1-2）

式中的α为主梁悬出部分的长度与跨径L 之比，参见图1-5，其余符号同上。 （2） 前支点支承在导梁约一半长度处（图1-6）

一般以取带悬臂的两跨连续梁图式计算最为不利，这也是根据支点截面的负弯矩影响线面积和的因素来判断的。该图式为一次超静定结构，虽然其中一跨梁存在刚度的变化，但计算并不困难。真正的最大负弯矩截面还需在靠近其两侧作试算和比较。

图1-6 导梁支承在前支点上的计算图式

4）一般梁截面的内力计算

对于导梁完全处在悬臂状态的情况，多跨连续梁可以分解为图1-7b,c 所示的两种情况，然后应用表1-1和表1-2的弯矩系数表分别计算后再进行叠加求得。

图1-7 荷载的分解

a ）

b ）

c ）

-1

-0.000344 0.001374 -0.005153 0.019237 -0.071797 0.267949

-1

0.000092 -0.000368 0.001381 -0.005155 0.019238 -0.071797 0.267949

-1

M 6 M 7 M 8 M 9 0

0.105634

0.077320 -0.105670

0.084906 -0.077358 -0.105660

各支点截面在端弯矩M d 作用下的弯矩M id 可按下式计算：

1id d M M η=

（1-3） 各支点截面在主梁自重作用下的弯矩M iq 可按下式计算：

22iq M q L η=自

（1-4） 各支点截面的总恒载弯矩M i 为：

i id iq M M M =+

（1-5）

上式中的1η和2η可从表1-1和1-2中查得。当求得各支点的M i 之后，便不难按简支梁图式计算各截面的弯

矩值。 （三）算例

[例1-1]为了理解上述计算公式与方法，下面举5×40m 顶推连续梁为例，如图1-8a 所示。设主梁的

荷载集度q 自=10kN/m ，导梁长度l 导=L β=0.65×40=26m ，荷载集度q 导=1kN/m （r =0.1），导梁与主梁的刚

导 度比E I 导导/EI=0.15，试计算该主梁的最大和最小的弯矩值。

图1-8 算例的结构布置及计算图式

解：计算步骤如下： 1、求主梁最大正弯矩值

方法1：按式（1-1）近似公式计算

22max

2

2(0.933 2.96)121040(0.933 2.960.10.65)1077.25kN m

12

自q L M γβ+=-?=-??=

方法2：按图1-8b （上）和应用表1-1~2系数计算

首先将悬出的钢导梁自重简化为作用于端支点处的集中力和结点弯矩M d [图1-8b （中）]，集中力直接

传递至桥墩，对梁内力不产生影响，故不予考虑。于是4#结点的弯矩M d 为

22

4()126338kN m 22

d q L M M β?==-=-=-?

按三跨连续梁查表1-1~2，得靠近结点弯矩的－跨3#中支点弯矩系数分别为

120.266667,0.1000ηη==- 代入式（1-3）～式（1-5）得3#支点总弯矩为

230.2666673380.1010401509.87kN m M =?-??=-

（注：M d 用正值代入是因为表1-1中的系数1η均是按负值端弯矩求得的）

根据已知端弯矩M 3，M 4和均布荷载q 自值，参看图1-8b （下）不难算出距4#结点0.4L =16m 处的弯矩

值为

0.4max 1113.25kN m L M M +

≈=

（计算过程略）

此值与近似公式的计算值较接近，并且按此方法可以求算全梁各个截面的内力值。

2、求主梁最大负弯矩值

A ．按导梁接近前方支点的图式（图1-8c ）计算，应用式（1-2）可得

222

3min

(1)q L M M

αγα-

??==-+-??自2

按图中布置，14/400.35α==，于是得

222

min

10400.350.1(10.35)1682kN m 2

M

-

???=-+?-=-?? B ．按导梁中点支在3#墩顶的图式[图1-8d （上）]计算

首先取图1-8d （中）所示的基本结构，并将悬出部分的钢导梁化为作用于3#支点处的集中力和结点弯矩，然后绘单位荷载及外荷载弯矩图[图1-8d （下）]。由于有一跨的不同节段存在刚度的差异，故在求算力法中的常变位和载变位时应进行分段积分（或图乘法）再求和，本例的两个变位值分别为 11129.26,57253.14p δ=?=-

1111

57253.14

1956.7kN m 29.26

p

X δ?=-

=

=

（同假定方向）

此值与有限元法程序的计算值－1958kN ·m 十分吻合。经比较，以按此图式算得的负弯矩值最大，该截面距主梁前端的距离约为27m 。

第二节 活载内力计算

计算悬臂体系和连续体系（统称非简支体系）梁桥活载内力的计算公式为：

∑???

?+=i

i

i

y P m S ξμ)1(

其中的冲击系数μ、荷载横向折减系数ξ以及车辆轴重i P 均已在第一篇第三章里作了详细介绍，故本节仅就非简支体系梁桥的荷载横向分布系数m 和内力影响线竖标i y 分别作一些补充介绍。

一、荷载横向分布计算的等代简支梁法

非简支体系梁桥与简支梁桥除了存在着受力体系的差别外，还存在着结构构造上的差别。简支梁桥一般设计成等高度的开口截面（T 形、I 字形等）形式，而这两类梁桥除了小跨径的以外，一般设计成变高度的、抗扭刚度较大的箱形截面形式。因此，它们的荷载横向分布问题更复杂。为了工程设计上的需要，国内外学者从各种途径探索了许多近似分析方法，但通过实践，其中易为人们掌握且偏于安全的方法要算等代简支梁法。因为它只要将其中某些参数进行修正后，就可以完全按照求简支梁荷载横向分布系数的方法来完成计算，故本节主要介绍这个方法的原理和计算方法。

（一）基本原理

等代简支梁法的原理主要有以下三个要点：

1、将多室箱梁假想地从各室顶、底板中点切开，使之变为由n 片T 形梁（或I 字形梁）组成的桥跨结构，然后应用本篇第三章第二节所介绍的修正偏压法公式（2-3-42）计算其荷载横向分布系数m ，如图1-9a 、b 所示。

图1-9 多室箱梁的划分

2、按照在同等集中荷载P=1作用下跨中挠度W相等的原理来反算抗弯惯矩换算系数C w。现以图1-10中三跨变截面连续梁的中跨为例加以说明，设该跨梁跨中截面的抗弯惯矩为I c，在P=1作用下的跨中挠度为W连，现用同等跨径的等截面简支梁来代替该跨，当该等代梁的抗弯惯矩调整到某个C w I c值时，便可以

达到与实际梁相等的跨中挠度，即W代=W连，如图1-10b，d所示。关于C w的计算，后面还要叙及。

图1-10 等代简支梁的原理示意图

3、按照相类似的原理，令实际梁与等代梁在集中扭矩T=1作用下扭转（自由扭转）角相等（θ代=θ连）的条件来反求连续梁中跨的抗扭惯矩换算系数Cθ，此处实际梁的跨中截面抗扭惯矩为I Tc，如图1-10a，e，g所示。

同理，对于连续梁的边跨也是在其中点施加P=1和T=1分别来反算该跨的换算系数C w和Cθ。当求出

各跨的这些换算系数后，代入到上一章的式（2-3-42）中，则抗扭修正系数β可以改写成如下的形式：

∑??

?+=

2

2)/(1211

i C w TC a n I C I C E G l θβ

或

∑?

???+=

2

211211

i C TC w a I I C C E G nl θβ （1-6）

式中的C I 和TC I 分别为整个箱梁截面的抗弯惯矩和抗扭惯矩，其余各个符号意义同前，a i 可参见图1-9b 。

（二）C w 的计算

1、C w 的表达式

这里仍然用图1-10d 所示的中跨等代梁来阐明。在P 作用下，跨中挠度W 代为

)

(483

c w I C E Pl W =

代 （1-7）

令截面抗弯刚度为EI c 的普通简支梁跨中挠度为W 简（图1-10c ），则有

c

EI Pl W 483=

简

（1-8）

将它与式（1-7）比较后，便得

w

C W W 简代=

（a ）

或

连

简W W C w =

（b ）

若写成一般的形式，便为

非

简W W C w =

（1-9）

式中：

W 非——非简支体系梁桥中需要考察的某跨跨中挠度；

W 简——具有与实际梁跨中截面抗弯惯矩I c 相同的等截面简支梁跨中挠度。

2、悬臂体系梁桥悬臂跨的Cw 计算

悬臂体系梁桥的共同特点是具有一个悬臂端，因此它们的等代简支梁的跨长应取悬臂跨长l 1的两倍，并且作用于跨中的集中力不是P=1，而是P=2，如图1-11和图1-12所示。这里，除了带剪力铰的T 形刚构桥外，它们均属静定结构。实际变截面悬臂梁在端部的挠度W 非（图1-11b 和图1-12b ）可以应用力学中的各种近似方法（例如共轭梁法、纽玛克法等）或者应用平面杆系有限元法程序求解，等代简支梁的跨中挠度W 简可以很容易地按式（1-8）得出。再将求得的W 非和W 简值代入式（1-9）后，便可确定出等代简支梁抗弯惯矩换算系数C w 。

3、连续体系梁桥的Cw 计算

连续体系梁桥包括连续梁桥和连续刚构桥，它们都是超静定结构，其截面多为变截面的，故其W 非只能藉助平面杆系有限元法计算程序来完成，W 简仍按式（1-8）求算，再由式（1-9）得相应的换算系数C w 。

（三）C θ的计算

1、C θ的表达式

根据上述推导C w 的原理并参考图1-10e ，f ，g 的图式，可以直接写出C θ的表达式如下：

非

简

θθθ=

C （1-10）

其中

TC

GI Tl

4=

简θ （1-11）

式中的θ非为非简支体系梁桥中欲考察的某跨在作自由扭转时的跨中截面扭转角；T 为外力扭矩，其余符号与式（1-6）中的相同。

2、悬臂体系梁桥悬臂跨的

C θ

计算公式

根据杆件自由扭转的特点，如果悬臂梁的支点截面无横向转动，则锚跨对悬臂梁自由端的扭转角θ不产生影响，这样就可以简化计算。显然，当全梁为等截面时，则其抗扭惯矩换算系数C θ=1。对于变截面悬臂梁则可应用总和法进行近似计算。现以图1-11和图1-12中的两种悬臂梁为例进行具体推导。它们的等代梁结构形式基本相同，如图1-13所示。由于结构与荷载均为对称的，故可取其半结构进行分析。

图1-12 T 形刚构桥的等代简支梁计算图式

图1-11 单悬臂梁桥的等代简支梁计算图式

图1-13 变截面悬臂梁的节段划分与内力图

无论是实际的梁结构还是等直梁结构，它们的支点反力扭矩均等于1，其扭矩内力分布图也是相同的，如图1-13c 所示。对于等截面简支梁（图1-13b ）的跨中扭转角θ简可由式（1-11）得出：

θ

简

=

11224Tc Tc

l l

GI GI ?= （a ）

对于实际的变截面结构（图1-13a ）可以根据精度的要求，将左半跨等分为m 段，共有m+1个节点截面。然后逐一计算这些节点截面的抗扭惯矩I Ti （i=0,1,2…m ），每个节段的长度m

l S 1

=?。于是，跨中扭转角c θ为

10

1

10()()

1111[()]2l c T m i T Tc Ti

T x dx GI x S G I I I θθ-===?≈

++?

∑非 （b ）

式中的T (x )为杆件的扭转内力分布，而不是外力扭矩。对于本例T (x )=1，将式（a ）、（b ）代入式（1-10）便得到悬臂梁抗扭惯矩换算系数的具体计算公式：

1

01

2111

[

2]m Tc T Tc

Ti

i m

C I I I I θ-==

++?∑

（1-12）

不难看出，当为等截面梁时，I Ti =常数，则1C θ=。

3、连续梁桥的C θ计算公式

连续梁中跨一般为对称于跨径中点的截面形式，故它的C θ计算公式与式（1-12）完全相同。对于其它非对称形式的中跨或者边跨，其计算公式则应另作推导，并应将全跨等分为偶数的n 个节段，而且它们的支点反力扭矩也不相等（A B T T ≠），如图1-14所示。对于其中的等截面简支梁（图1-14b ），跨中扭

图1-14 非对称变截面边跨梁的节段划分与内力图

转角θ简可直接由式（1-11）写出

θ简=

4Tc

l

GI （a ）

对于图1-14a 的结构，由于截面是连续的，故自A 端起算至中点的扭转角CA θ应等于自B 端起算至中点的扭转角CB θ，即CA CB θθ=。它们的计算公式如下：

/20

12

10()

()

11112l CA T n A i T Tc Ti T x dx

GI x S T G I I I θ-==???????≈++? ???

??????

?

∑

（b ）

/2112()

()11112l CB l T

n B n Tc Tn Ti i T x dx

GI x S T G I I I θ-=+=???????≈++? ???

??????

?∑ （c ）

利用以下的关系式

CA CB C θθθ==

（d ）

和

1A B T T +=

（e ）

联立求解和化简后，可以得到

???? ??++????

?

??++????? ??++?==∑∑∑-=-+=-=1

10

1121210121121

2111211n i Ti Tn T n n i Ti

Tn Tc n i Ti Tc T C I I I G I I I I I I S 非

θθ （1-13）

将式（a ）与式（1-13）代入式（1-10）后，便得到截面呈任意形式变化的桥跨结构抗扭换算系数C θ，即

????

?

?

?++????? ??++???? ??++?=∑∑∑-+=-=-=11212101

101

211121112112n n i Ti

Tn Tc n

i Ti Tc T n i Ti Tn T Tc I I I I I I I I I I n C θ （1-14）

以上各式的符号定义同前，其中任意截面抗扭惯矩I Ti 的计算公式均可从《桥梁设计手册》和《桥梁结构力学》等参考书中查找到。同样地，当为等截面梁时，则1C θ=；当边跨的截面变化也对称于边跨跨中，且n ＝2m 时，则上式的结果与式（1-12）完全相同。

（四）荷载增大系数

上面的公式推导是把箱形截面梁近似地视作开口截面梁，经过刚度等效和修正后，再应用前面的修正偏压法公式（2-3-42）和活载的最不利横向布置，分别计算每根主梁的荷载横向分布系数m i ，一般情况下具有最大值m max 的应是边主梁。然而我们从图1-9a 可以看出，箱形截面是一个整体构造，若将它分开为若干单片梁进行结构受力分析和截面配筋设计就不合理了，而且也比较麻烦。工程上为了计算的简化和偏安全取值起见，可假定图1-9b 中每片梁均达到了边梁的荷载横向分布系数m max ，于是引入荷载增大系数ζ的概念，它可表为

max n m ζ=?

（1-15）

式中的n 为腹板数。在对非简支体系桥跨结构的受力分析时，用相应桥跨的荷载增大系数ζ直接乘各跨上的活载轴重Pi ，如图1-15所示。按此图式计算出来的内力值便是箱形截面梁由全截面承担的内力。

图1-15 变截面连续梁的内力计算图式

综上所述，在对非简支体系变截面梁桥的活载内力分析之前，需要作以下几个步骤的数据准备工作： ①采用合适的方法分别求出实际梁各跨跨中（或悬臂端）在P=1作用下的挠度W 非； ②应用式（1-8）和式（1-9）求等代简支梁的抗弯惯矩换算系数C w 。

③直接应用式（1-12）或式（1-14）求抗扭惯矩换算系数C θ，其中的I Ti 可从《手册》中查找相应的计算公式；

④将C w 和C θ代入式（1-6）中求抗扭修正系数β；

⑤将β代入到修正偏压法的公式（2-3-42）和绘出图1-9中边腹板的荷载横向分布影响线，然后在它上面进行最不利的横向布载，求出荷载横向分布系数的最大值m max ；

⑥应用式（1-15）求得相应桥跨的荷载增大系数ζ，然后按照图1-15中的示例，将i ζ分别乘相应桥跨上的各个轴重P i ，也可以偏安全地对全桥取统一的max ζ值。

（五）示例

[例1-2] 图1-16所示三跨变高度连续箱梁桥的跨径组合为40＋60＋40m ，混凝土为C40，截面周边平均尺寸变化规律示于图1-16b 及表1-3中，试求边跨及中跨抗扭修正系数β及边跨的荷载增大系数。

注：每跨各分10段，即。

解：本例计算步骤如下： （一）C w 计算

1．计算边跨和中跨的跨中截面抗弯惯矩I c （过程从略）

边跨 7465.2='c I m 4

中跨 I c ＝2.3875 m 4

2．按式（1-8）分别计算该两跨的简支梁跨中挠度：

边跨 57

331047111.17465.2103.3484048-??=????=''P P I E Pl W c

＝简 中跨 57

3

1071157.53875

.2103.34860-??=????P P W ＝简

图1-16 例1-2的桥梁跨径、截面尺寸及荷载横向分布影响线

3．应用平面杆系有限元计算程序分别计算边跨和中跨跨中在集中力P 作用下的跨中挠度。有关有限单元法的原理及其数据输入方法将在本书第六篇第三章中详细介绍，这里只给出其计算结果：

边跨 5109128.0-??='P W 非

中跨 4

101679.0-??P W ＝非

4．按式（1-9）计算两跨的抗弯惯性矩换算系数C w ：

边跨 6116

.1109128.01047111.15

5

=????=''='--P P W W C w 非简 中跨 4018.3101679.01071157.54

5

=????==--P P W W C w 非

简 （二）C θ计算

1．按《设计手册－基本资料》中的公式计算图1-16a 各结点截面的抗扭惯矩I Ti ，对于单箱单室截面，该公式的一般表达式如下：

2

31442Ti F I K b t ds t

=

+????

式中： F — 箱形截面中心线包围的面积； t — 板厚；

b 1 — 每侧悬臂板长度；

K — 与板的长厚比14(/)b t 有关的系数，本例 14(/)b t ＝2.70/0.3＝9，查《手册》中表3-98得

K ≈0.31；

ds — 周边微段长度。 现以图中0＃

截面为例进行计算：

122441

.6045198.0077243.63.07.231.02)

25

.013.01)(35.06.7()35.02)(225.03.06.1()]35.06.7()225.023.06.1[(43

20

=+=???++-++--?--

?=T I 其余截面照此法计算，一并汇总于表1-3中，其中边跨跨中抗扭惯矩Tc

I '和中跨跨中抗扭惯矩Tc I 分别为： 835647.6='Tc I m 4 122441.6=Tc I m 4

2．按式（1-12）和式（1-14）分别计算中跨和边跨的抗扭惯矩换算系数C θ。现以中跨为例，将表1-3中的I Ti 代入之，并注意到m ＝n/2＝5（段），得：

1

102111[2]251111

[2()] 6.12244126.25381 6.12244117.92404

6.921904

1.645205

m Tc i T Tc Ti

m

C I I I I θ-==

++??=

++++?=∑

同理，得边跨的抗扭惯矩换算系数297622.1='θ

C （三）抗扭修正系数β计算 1．β公式中的各个参数计算 n ＝2 （腹板数）

a i ＝a 1＝a 2＝(7.6－0.35)/2＝3.625 （腹板至中心线距离） l 边＝40m ，l 中＝60m G ＝0.43E （剪切模量） 2．β值计算

边跨

22

2

2

11

1121

0.10262400.43 1.297622 6.8356471112 1.6116 2.74652 3.625Tc w

c i nl C I G E C I a E E θβ'=

''+????

''=

=?+????

?∑

边

中跨的β＝0.0759，计算过程从略。上述的C w 和C θ计算可以编制成小的计算程序，则可以大大节约手

算时间。

（四）荷载增大系数ζ计算

现以边跨为例，荷载沿横桥向按两行车和三行车两种工况进行偏心布置，如图1-16c 所示。

1． 左侧1＃

腹板的荷载横向分布影响线

按式（2-3-42）进行计算，分别得到荷载位于两侧腹板处时对1＃

腹板的影响线竖标为：

22

11122

11 3.6250.10260.551322 3.625i a n a ηβ=+=+?=?∑ 2

121222

11 3.6250.10260.448722 3.625i

a a n a ηβ=+=-?=?∑ 2．求1＃

腹板的荷载横向分布系数m

按荷载横向分布影响线进行内插，可得两行车和三行车合力作用点所对应的竖标分别为0.5368和0.5163。

对于两行车的荷载横向分布系数：

m ＝2×0.5368＝1.0736 对于三行车的荷载横向分布系数：

m ＝3×0.5163＝1.5489 3．求荷载增大系数ζ

按式（1-15）计算，对于三行车还应按《桥规》【1】

计入多车道的横向折减系数k 横，对于三车道0.78k 横＝，

少于三车道则不予折减，于是有：

对于二车道 m a x 2 1.073

6 2.1473

n m ζ?=?=＝ 对于三车道 m a x 0.782 1.5489 2.4163

k n m ζ=?=

??=横 经比较，对于边跨应取 2.4163ζ=

二、非简支体系梁桥的内力影响线

关于非简支体系梁桥内力（弯矩、剪力、支反力）影响线的计算原理和方法已在《结构力学》课程中作过详细的阐述，本节不打算重复这些内容，而仅列出几种不同类型非简支体系梁桥的内力影响线示意图，对比它们与简支梁影响线的差异，以便设计者合理地布置桥梁纵向车辆荷载，绘出全梁的内力包络图。

1．双悬臂梁桥

如图1-17所示的双悬臂梁桥，它属于静定结构，因此，无论其主梁截面采用等高度的还是变高度的，其内力影响线都很容易绘出，而且均呈线性变化。但就其主要的两个控制截面来说，它与简支梁相比有以下的差异。

1）跨中O 截面除存在正弯矩影响线区段外，还存在负弯矩影响线区段，直至两侧挂梁的最外支点C 和D 。

2）支点A 存在负弯矩影响线区段，其受影响的范围仅局限在相邻的挂梁及悬臂段。

图1-17 双悬臂梁桥内力影响线

Q左亦仅限3）支点A内、外（左、右）侧的剪力影响线的分布规律是截然不同的，其左侧的影响线

A

于相邻的挂梁和悬臂段。

4）支点A的反力影响线均受两侧悬臂及挂梁段的影响，但它们的符号相反，影响线竖标值的大小也不同。

2. T型刚构桥

如图1-18所示的多跨T型刚构桥，它的控制截面主要是悬臂根部截面。它与上述双悬臂梁的影响线具有许多共同点，这些是：

1）影响线均呈线性分布；

2）每个T构受荷载影响的区段仅局限在两侧挂梁的外支点以内。

图1-18 T型刚构桥内力影响线

但二者也存在如下的差异：

1）T构上无正弯矩影响线区段；

2）T构的墩身截面也受桥面荷载影响，其单侧影响线分布规律与T构根部截面相同。

3．连续梁桥

连续梁桥属超静定结构，各种内力影响线的基本特点是呈曲线分布的形式，其计算公式要比上述两种

桥型复杂得多，尤其是当跨径不等且截面呈变高度时，手算十分困难，此时只能应用第六篇中的计算机方

法求数值解。对于等截面连续梁桥则可以直接从《手册》中查到欲算截面的内力影响线竖标值，但是，不论是等截面还是变截面的，在跨径相同的情况下，其内力影响线的分布形式大体上是相似的。应用《结构力学》中的机动法，可以很快地得到各种内力影响线分布规律，据此可以考虑如何进行纵向布载或者用来判断计算机程序所给出的结果有无差错。

图1-19所示是一座四跨连续梁的几个截面的内力影响线示意图。参考此图不难勾绘出更多跨连续梁的内力影响线示意图。

图1-19 连续梁内力影响线示意图（机动法）

4．连续刚构桥

连续刚构桥内力影响线要比连续梁桥更复杂，这是因为它的墩与梁是固结着的，共同参予受力，应用机动法很难准确地得到它的影响线示意图，故只能借助计算机程序来完成。图1-20是一座连续刚构桥在三个截面上的弯矩影响线。其中有的影响线在同一跨内出现反号，这在相同跨径的连续梁桥中就不会出现。

图1-20 某连续刚构桥内力影响线图

连续梁桥课程设计

目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定（一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算（四）、温度引起的次内力计算：（五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合 （一）、作用和作用效应

（二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求（二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量（三）、预应力钢束的布置 第5章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算

（七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到 设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥 面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求

连续梁桥设计毕业设计

连续梁桥设计毕业设计公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

目录 第一章绪论................................................................ 第一节桥梁概述.................................................... 第二节方案比选 (3) 一、比选方案的主要标准.......................................... 二、方案编制.................................................... 第二章结构尺寸拟定............................................... 第一节结构尺寸拟定 (7) 一、桥梁横向布置................................................ 二、细部尺寸.................................................... 第二节截面几何特性................................................ 一、毛截面面积 ................................................. 二、惯性矩及刚度参数 ........................................... 第三章主梁内力计算............................................... 第一节横向分布系数的计算.......................................... 第二节恒载内力计算................................................ 一、单元化分.................................................... 第三节活载内力计算................................................ 一、冲击系数()u+1的计算......................................... 二、活载布载 (20) 第四章次内力计算 ................................................. 第一节基础位移引起的次内力计算.................................... 第二节温度应力引起的次内力计算. (24) 第三节混凝土收缩徐变引起的次内力计算.............................. 第五章作用效应组合Ⅰ............................................. 第一节承载力极限状态作用效应组合 (28) 第二节正常使用状态作用效应组合.................................... 第六章预应力筋的估算............................................. 第一节计算原理....................................................

桥梁专业设计技术规定07第四章 预应力混凝土连续梁桥

4 预应力混凝土连续梁桥 4.1一般规定 4.1.1 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联，每联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则，在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。 4.1.2主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式，主梁长度宜控制在120m左右，当确实需要设置长分联时，可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案，设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接，但对主梁截面及配筋应做加强处理。 4.1.3对于匝道桥，为增大刚度、减小扭矩，有条件时尽可能采用墩梁固结或双支座形式。 4.1.4桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形（简称箱梁）或T形（简称T梁）。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则，T梁悬臂长度宜为1.0~1.5m，箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时，悬臂板长度宜取得一致。 4.1.5箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足规范外，应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下列要求：

箱梁腹板宽度最小值一览表 4.1.6 悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚度宜取0.30～0.55m，悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m（对有特殊防撞要求的结构，悬臂板端部厚度适当增加，如使用PL2型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m）。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。 4.1.7主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚度不小于0.2m，底板厚度不小于0.18m；T梁顶板厚度不小于0.16m。 4.1.8中支点横梁和端横梁宽度由计算确定，但中支点横梁宽度不应小于2m，端横梁宽度不应小于1.1m，端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。 4.1.9主梁腹板与顶、底板相接处应设1︰5加腋，箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。 4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。 4.1.11连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m的桥孔可不设跨间横梁；跨径在30～40m之间的桥孔宜设一道跨间横梁；跨径大于40m时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。连续T梁桥跨径大于25m

悬臂与连续体系梁桥基本概念

1、 悬臂梁桥：将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。 悬臂梁桥的结构类型：悬臂梁桥有单悬臂梁和双悬臂梁两种。单悬臂梁是简支梁的一端从支点伸出以支承一孔吊梁的体系。双悬臂梁是简支梁的两端从支点伸出形成两个悬臂的体系。 悬臂梁桥的构造特点： （1）立面布置：单悬臂梁桥一般做成三跨，中间带挂梁边孔成为锚孔。双悬臂梁桥有单孔悬臂梁桥和多孔悬臂梁桥。单孔悬臂梁桥桥头两端不设桥台，仅设搭板完成主桥与路堤的衔接，多用于人行天桥；多孔悬臂梁桥需每隔一孔设挂梁。 （2）横截面形式：与等截面简支梁不同，悬臂梁桥锚跨跨中承受正弯矩，支点附近承受较大负弯矩，故支点截面底部受压区需大面积加强，通常采用的横截面形式为T 形截面和箱形截面。 悬臂梁桥的优缺点：悬臂梁桥一般为静定结构，结构内力不受地基变形影响，对基础要求较低。悬臂梁桥虽然在力学性能上优于简支梁桥，可适用于更大跨径的桥梁方案，但由于悬臂梁桥的某些区段同时存在正、负弯矩，无论采用何种主梁截面形式，其构造较为复杂；而且跨径增大以后，梁体重量快速增加，不易采用装配式施工，往往要在费用昂贵、速度缓慢的支架上现浇。 悬臂梁桥的计算： （1）恒载内力计算：恒载包括主梁自重内力1G S 和二期恒载（栏杆、灯柱等）引起的内力2G S 。 1()()G L S g x y x dx =??， 式中1G S 为主梁自重内力（弯矩或剪力），()g x 为主梁自重集度，()y x 为相应主梁内力影响线坐标。 （2）活载内力计算： (1()c k i k i S m q m P y =+μ)ξΩ+ 式中m 为悬臂梁桥的荷载横向分布系数，y 为内力影响线竖标，其他分别为冲击系数、荷载折减系数、车道荷载等。

连续梁桥计算

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 一、恒载内力计算特点 对于连续梁桥等超静定结构，结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。 以连续梁为例，综合国内外关于连续梁桥的施工方法，大体有以下几种： （一）有支架施工法； （二）逐孔施工法； （三）悬臂施工法； （四）顶推施工法等。 上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点。 本节着重介绍如何结合施工程序来确定计算图式和进行内力分析以及内力叠加等问题，并且仅就大跨径连续梁桥中的后两种的施工方法——悬臂浇筑法和顶推施工法作为典型例子进行介绍。理解了对特例的分析思路以后，就可以容易地掌握当采用其它几种施工方法时的桥梁结构分析方法了。 二、悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算 为了便于理解，现取一座三孔连续梁例子进行阐明，如图1-1所示。该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工，从大的方面可归纳为五个主要阶段，现按图分述如下。 （一）阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土 首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段（称零号块件），并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固，然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力，结构的工作性能犹如T型刚构。对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。 此时结构体系是静定的，外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂，其弯矩图与一般悬臂梁无异。 （二）阶段2 边跨合龙 当边跨梁体合龙以后，先拆除中墩临时锚固，然后便可拆除支架和边跨的挂篮。 此时由于结构体系发生了变化，边跨接近于一单悬臂梁，原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除，相当于结构承受一个向上的集中力P挂。 （三）阶段3 中跨合龙 当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时，该段混凝土的自重q及挂篮重量2P 将以2个集中力 挂 R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。

桥梁博士连续梁桥设计建模步骤与桥博建模技巧知识分享

一、桥梁博士连续梁建模步骤 一、Dr.Bridge系统概述 Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。该系统适用于钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁形式的设计与计算分析，不仅能用于直线桥梁的计算，同时还能进行斜、弯和异型桥梁的计算，以及基础、截面、横向系数等的计算。在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点，对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。 利用本系统进行设计计算一般需要经过：离散结构划分单元，施工分析，荷载分析，建立工程项目，输入总体信息、单元信息、钢束信息、施工阶段信息、使用阶段信息以及输入优化阶段信息（索结构），进行项目计算，输出计算结果等几个步骤。 二、离散结构与划分单元 1、在进行结构计算之前，首先要根据桥梁结构方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则： (1)对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号； (2)构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号； (3)不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号； (4)施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；

(5)当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式； (6)边界或支承处应设置节点； (7)不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂； (8)对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。对于索单元一根索应只设置一个单元。 2、本例为3x30m的三跨连续梁，截面在支座处加大以抵抗较大建立，同时利于端部锚固区的受力，所以该变截面点处取为单元节点，端点也应取为节点，每跨跨中是取为节点，其余节点是根据计算的精度要求定取。 本例共33个节点，划分为32个单元，离散图如下所示： 三、模型的建立 1、项目的建立

南工大连续梁桥课程设计.

薛学长寄语： 希望南工大学弟学妹能够按照模板自己算一遍，会有收获的。 Midas——civil在这次课程设计中很重要，尽量把大部分时间花在软件上。 预祝各位拿个好等地 目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算 （四）、温度引起的次内力计算： （五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合

（一）、作用和作用效应 （二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求 （二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量 （三）、预应力钢束的布置

第五章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算 （七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算

第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。此次桥梁设计采用三等跨设计，每跨35m，根据设计任务书来确定，其跨度组合为：3 35米。 （三）、截面形式 1.立截面 此次连续梁桥跨径并不是很大，综合受力和弯矩，经济等方面，最后决定采用等截面预应力梁桥。 在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是：在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、

midas连续梁桥设计专题

Midas 建模专题 Bridging Your Innovation to Reality fdggdf fdgg qddfvg 2011/5/18

midas Civil 2010 培训例题连续梁桥设计专题 目录 1 桥梁概况 .......................................................................................................................................................... - 1 - 1.1主要设计指标 (1) 1.2相关计算参数 (1) 1.3相关设计依据 (1) 1.4一般构造及钢束布置 (2) 1.4.1 一般构造 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.4.2 钢束布置 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.5施工过程 (4) 2 建模分析 ........................................................................................................................................................... - 6 - 2.1模型概述 (6) 2.2建模要点 (6) 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................................................ - 6 - 2.2.2 定义节点、单元及边界条件........................................................................................................ - 8 - 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................................................ - 9 - 2.2.4 定义静力荷载工况 ...................................................................................................................... - 10 - 2.2.5 定义预应力荷载 .......................................................................................................................... - 11 - 2.2.6 定义移动荷载 .............................................................................................................................. - 12 - 2.2.7 定义支座沉降 .............................................................................................................................. - 14 - 2.2.8 定义施工阶段 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.9 定义结构质量 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.10 定义梁的有效宽度 .................................................................................................................... - 16 - - 1 -

连续梁桥设计word版

目录 1 前言 ......................................................................... - 1 - 1.1 桥梁工程发展的意义...................................................... - 1 - 1.2 桥梁建设的现状.......................................................... - 1 - 1.3 设计过程中要解决的问题和采用的手段、方法................................ - 1 - 1.4 设计成果及意义.......................................................... - 1 - 2 设计资料 ..................................................................... - 2 - 2.1 工程概况 ............................................................... - 2 - 2.2 技术标准 ............................................................... - 2 - 2.3 地质条件 ............................................................... - 2 - 2.4 构思宗旨 ............................................................... - 2 - 3 方案比选 ..................................................................... - 3 - 3.1 设计方案 ............................................................... - 3 - 3.2 方案比选 ............................................................... - 4 -4上部结构设计.................................................................. - 4 - 4.1 尺寸拟定 ............................................................... - 4 - 4.2 结构自重作用效应计算.................................................... - 7 - 4.3 汽车荷载作用效应计算................................................... - 14 - 4.4 预应力钢束估算及布置................................................... - 27 - 4.5 预应力损失及有效预应力计算............................................. - 31 - 4.6 截面演算 .............................................................. - 36 - 5 下部结构设计 ................................................................ - 39 - 5.1 桥墩设计 .............................................................. - 39 - 5.2 基础设计（刚性扩大基础）............................................... - 42 - 6 施工方案 .................................................................... - 43 - 7 结束语 ...................................................................... - 45 -参考文献 ...................................................................... - 46 -致谢 ......................................................................... - 47 -

预应力混凝土等截面连续梁桥设计毕业论文用

预应力混凝土等截面连续梁桥 设计原始资料 1.地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然 情况 （1）气象：天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区，部分地区受海洋气候影响。四季分明，冬季寒冷干旱，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中，秋季冷暖变化 显著。年平均气温12.20C，最冷月平均气温-40C，七月平 均气温26.40C。 （2）工程地质：天津地铁一号线经过地区处于海河冲积平原上，地形平坦，地势低平，地下水位埋深较浅，沿线分布 了较多的粉砂、细砂、粉土，均为地震可液化层，局部地 段具有地震液化现象。沿线地层简单，第四系地层广泛发 育，地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、 上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部 地层广泛发育沉积有十几米厚的软土。 a.人工填土层，厚度5m，?k=100KP a； b.粉质黏土，中密，厚度15m，?k=150 KP a； c.粉质黏土，密实，厚度15m，?k=180KP a；

d.粉质黏土，密实，厚度10m，?k=190KP a。 第一章方案比选 一、桥型方案比选 桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。 桥梁设计原则 1．适用性 桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。 2．舒适与安全性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 3．经济性 设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。

预应力混凝土连续梁桥的设计尺寸拟定

预应力混凝土连续梁桥的设计 1.1总体布置 结构总体设计主要包括桥梁跨径分配、主梁截面形式的拟定以及梁高等方面的内容。 1.1.1跨径布置 目前，设计工程师认为预应力混凝土连续梁桥的最大理论跨度为250～300m，经济跨度为100～240m。 –布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求 –不等跨布置——大部分大跨度连续梁边中跨比为0.5～0.8，最好为0.65 –等跨布置——中小跨度连续梁 –短边跨布置——特殊使用要求 1.1.2主梁截面 –板式截面——实用于小跨径连续梁 –肋梁式——适合于吊装 –箱形截面——适合于节段施工 –其它

1.1.3箱梁梁高 梁高——与跨径、施工方法有关 等高度梁——实用于中、小跨径连续梁，一般跨径在50～60米以下变高度梁——实用于大跨径连续梁，100米以上，90%为变高度连续梁 桥型 公路桥铁路桥 支点梁高(m)跨中梁高(m)支点梁高(m)跨中梁高(m) 等高梁(1/15～1/25)l(1/16～1/18)l 变高（折线） 梁(1/16～ 1/20)l (1/22～ 1/28)l (1/12～ 1/16)l (1/22～ 1/28)l 变高（曲线） 梁(1/16～ 1/25)l (1/30～ 1/50)l (1/12～ 1/16)l (1/30～ 1/50)l 对于变高梁，一般对于公路桥，支点梁高是跨中梁高的2～3倍；对于铁路桥，支点梁高是跨中梁高的1.5～2倍。 1.2细部设计 主梁细部设计包括顶板、底板、腹板等部位尺寸的拟定，横隔板的设置，齿块和承托等构件的设计等。 1.2.1顶板、底板及腹板 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。当悬臂施工时，箱梁底板特别是靠近桥墩附近的底板将承受很大的压应力。在发生变号弯矩的截面中，顶板和底板也都应各自发挥承压的作用。 （1）顶板 顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求；满足布置纵向预应力钢束和横向预应力钢束的构造要求。另外传统的设计理念认为，顶板厚度与腹板间距相关。桥面板的悬臂长度也是调节板内弯矩的重要参数，在布置横向预应力时可考虑桥面板的横向坡度和板截面的变高度，以发挥预应力束的偏心效应。中跨跨中顶板厚度一般要求大于d/30（d为箱梁腹板净距）。 （2）底板

midas连续梁桥设计专题

目录 1 桥梁概况 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1主要设计指标 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2相关计算参数 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3相关设计依据 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.4一般构造及钢束布置................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.4.1 一般构造 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.4.2 钢束布置 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.5施工过程 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2 建模分析 ............................................................................................................................ 错误！未定义书签。 2.1模型概述 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2建模要点 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2 定义节点、单元及边界条件......................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.4 定义静力荷载工况 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.5 定义预应力荷载 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.6 定义移动荷载 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.7 定义支座沉降 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.8 定义施工阶段 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.9 定义结构质量 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 定义梁的有效宽度 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3分析控制定义 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.1 定义施工阶段分析控制................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.2 定义移动荷载分析控制................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.3 定义特征值分析控制 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.4 定义主控数据 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 3 结合规范进行设计............................................................................................................ 错误！未定义书签。 3.1定义荷载组合 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.2定义PSC设计 ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.1 定义PSC设计参数 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 定义PSC设计材料 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

预应力混凝土连续梁桥施工阶段的计算

4.12预应力混凝土连续梁桥施工阶段的计算 本节使用一个的采用悬臂施工的三跨连续梁实桥模型来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。 图2.1 连续箱梁立面图 4.12.1预应力混凝土连续梁桥的特点 预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。

然而，当跨度很大时，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。 4.12.2尺寸拟定原则 一、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.5—0.8倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此外，边跨跨长与中跨跨长之比还与施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中跨长度的0.8倍是经济合理的。但是若采用悬臂施工法，则边跨与中跨的比值为0.42～0.45。本桥采用悬臂施工方法，其跨度组合为：(30+40+30)米。 二、截面立面布置 从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度布置为宜；在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律，另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。但是，在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是：在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、线形简洁美观、预制定型、施工方便。一般用于如下情况： 1. 桥梁为中等跨径，以40—60米为主。采用等截面布置使桥梁构造简单，施工迅速。由于跨径不大，梁的各截面内力差异不大，可采用构造措施予以调节。 2. 等截面布置以等跨布置为宜，由于各种原因需要对个别跨径改变跨长时，也以等截面为宜。 3. 采用有支架施工，逐跨架设施工、移动模架法和顶推法施工的连续梁桥较多采用等截面布置。 双层桥梁在无需做大跨径的情况下，选用等截面布置可使结构构造简化。