连续梁桥—内力计算概要.pptx

桥梁 工程 主编 赵青 普通高等学校土木工程专业精编系列规划教材 连续梁桥内力计算 连续梁桥内力计算 3 本节内容 一、桥梁设计步骤 二、结构重力计算 桥梁设计一般分总体设计（初步设计）、结构设计（施工图设计）两步。前者工作：选定桥位、桥型方案；确定桥长、跨径、桥宽、主梁截面形式、梁高等关键要素。后者工作：细化构造、明确作用（汽车荷载、人群、温度、基础变位等）、确定材料、施工方法、完成内力计算、配筋设计、验算，最终形成施工图。 一、桥梁设计步骤 主要步骤如下： 1.细化结构尺寸、确定材料类型； 2.模拟实际施工阶段，计算相关作用内力 3.将各作用内力进行持久状况承载能力和正常使用极限状态效应组合即第一次效应组合 4.据第一次效应组合值，按持久状况承载能力和正常使用极限状态估算预应力筋。对PC连续梁桥，估算预应力筋时，一般将第一次组合最大控制弯矩值的20%～30%作为次内力计入。 5.根据规范构造、施工要求，将估算的预应力筋进行横、立、平面布置； 6.根据钢筋布置结果，考虑钢筋对主梁截面几何特性的影响，重新模拟施工过程，进行主梁真实作用效应计算，再次进行相应作用效应组合即第二次效应组合； 7.据第二次效应组合值，进行规定状况下极限状态的截面强度、应力、裂缝、变形等验算； 8.若各项难处均满足桥规要求，则设计通过；若有些截面不满足，则调整钢筋、甚至修改截面尺寸重新计算，直至各项验算满足桥规为止。 二、结构重力计算 结构重力作用包括一期恒载（主梁自重）和二期恒载（结构附加重力：桥面铺装、人行道、拉杆、灯柱等）； 一期恒载内力与施工方法密切相关； 二期恒载模拟为均布荷载； 连续梁桥常用五种施工方法如下： （一）计算特点 1.适用：桥墩不高、桥下地面适宜搭设支架中小跨径连续梁桥。 2.该施工法无体系转换，一期、期恒载都按一次落架方式作用在连续梁上，叠加两个施工阶段的内力即为结构重力作用的内力； 3.结构自重内力可用力法、位移法、影响线法、有限单元法计算； 4.采用有限单元法时，将各单元自重简化为均布荷载，横隔板简化为集中力作用在横隔板中心线处。 （二）满堂支架施工 5.例 有一联30+45+30m的预应力砼变截面连续梁桥，按一次落架施工法，单元离散图如下： 先架设预制主梁形成简支梁，再主梁在墩顶连成整体形成连续梁体系。以4跨连续梁桥为例，施工过程如下： 1.阶段1：架设主梁 （三）简支转连续施工 2.阶段2：边跨合龙 3.阶段3：中跨合龙 4.阶段4：体系转换 5.阶段5：桥面系施工 1.阶段1：悬臂梁体系 在支架上浇筑边跨砼，形成单悬臂梁状态 （四）移动模架逐孔浇筑施工 2.阶段2：带悬臂连续梁体系 在支架上浇筑第2跨砼，形成一次超静定连续梁状态。以此类推，浇筑后面跨。 3.阶段3：连续梁体系 在支架上浇筑最后一跨砼，形成连续梁体系。 1.在桥梁一端搭设的台座上逐段预制、逐段向桥另一端推进。结构体系经历悬臂梁、简支梁、双跨连续梁、多跨连续梁直到成桥连续梁体系。 2.在顶推过程中，结构体系、梁体内力不断发生变化，施工过程中的主梁各截面自重内力比使用状态下自重内力更不利。 （五）顶推施工 3.主梁配筋由施工过程内力包络图和使用阶段内力包络图共同决定。 4.每顶出一段长度（一般取5m）进行一次自重内力分析，顶推施工时弯矩包络图如下： 5.与鼻梁相接的第1孔梁截面受力最不利；其他孔截面内力约为固端梁在自重作用下的弯矩。 6.施工过程中，主梁最大自重弯矩发生在鼻梁刚过前方支点。 7.主梁最小自重负弯矩发生在鼻梁刚过前方支点或鼻梁刚接近前方支点时。 1.悬臂施工的连续梁桥最终结构自重内力与合龙次序、预应力、砼收缩徐变有关。 2.例：一3跨预应力砼连续梁桥，上部结构采用挂篮对称平衡悬臂法施工，分为5个施工阶段，合龙次序为先边跨后中跨。 （六）悬臂施工 （1）阶段1：在主墩上悬臂浇筑砼 在1号、2号墩顶浇筑0号块梁段，后用挂篮桥墩两侧分节段对称平衡悬臂施工，边跨不对称梁段用支架施工，如上图b。 （2）阶段2：边跨合龙 此时形成单悬臂体系，主梁自重内力如c （3）阶段3：拆除临时锚固 边跨合龙连成整体后，拆除临时锚固， 即对主梁施加一对方向相反的力R，以释放边跨合龙时在临时锚固中产生的力，R在悬臂体系引起的内力如图d。 （4）阶段4：中跨合龙 现浇合龙段自重与挂篮施工机具重力之和R0施加单悬臂的悬臂端， R0产生的内力如e （5）阶段5：拆除合龙段挂篮 跨中合龙段砼凝固与两边单悬臂梁形成连续梁后，拆除施工机具，相当于对连续梁施加 （5）阶段5：拆除合龙段挂篮 跨中合龙段砼凝固与两边单悬臂梁形成连续梁后，拆除施工机具，相当于对连续梁施加一对反向力R0，跨中合龙段自重则作用与连续梁上，内力如f 以上为每个阶段的内力分析，某个阶段的累计内力为该阶段内力