1、2梁高选择1变截面连续梁桥连续梁桥支点截面负弯矩绝对值比跨中正弯矩大，采用变截面形式符合受力特点，同时变截面梁一般采用悬臂法施工，变高度梁与施工阶段内力相适应。从美学观点看，变高度梁比拟有韵律感。变截面梁的梁底线形可采用折线、抛物线、圆曲线和正弦曲线等。二次抛物线与连续梁的弯矩变化相适应，最常采用。根据已建成桥梁的资料分析，支点梁高 Hs约为最大跨径 l m的1/151/20，跨中梁高 H 约为支点梁高的 H s的。（2）等截面连续梁桥连续梁桥采用等截面布置，构造简单、预制定型、施工方便，随着施工方法的开展愈来愈受到重视。 中等跨径 40 60m的连续梁桥， 假设采用预制装配施工和就地浇筑施工
2、，为便于预制安装和模板周转使用，宜选用等截面布置。采用顶推法施工，为便于布置顶推和滑移设备，一般均采用等截面梁。对于长桥，选用中等跨径，采用逐跨架设施工和移动模架法施工，按等截面布置最为有利，它可以使用少量施工设备完成全桥的施工。等截面连续梁桥的梁高，在拟定时可参考有关资料选用，可取梁高与最大跨径的关系 H=（1/151/30）l m。当桥梁的跨径较大，采用顶推法施工时，梁高的选择不仅取决于桥梁的跨径，同时还要考虑顶推施工时对梁高的要求，为了防止顶推法施工最大悬臂时的不利受力状态，通常可设置临时墩。不设置临时墩时，梁高与顶推跨径之比选在 1/ 12 1/ 15为宜。6.2.3 截面形式及尺寸预
3、应力混凝土连续梁桥的截面形式很多，一般应依据桥梁的跨径、宽度、对梁高的要求、支承条件、桥梁的总体布置和施工方法等方面确定。合理地选择主梁的截面形式对减轻桥梁的重量、节约材料、简化施工和改善截面的受力性能都具有十分重要的意义。预应力混凝土连续梁桥常用的横截面形式有板式包括空心板、 T形梁式包括宽肋梁和箱形梁式图 2。a常用的板式、肋式截面形式 b箱形截面形式之一 c箱形截面形式之二图2 连续梁桥典型截面形式图1 板式和 T形梁式截面板式和 T 形梁式截面一般只适用于中、 小跨径的连续梁桥。 板式桥构造简单，施工方便，建筑高度小，在高架道路上用的较多。图 1a示出典型板、 T 形梁式截面形状。矩形
4、实体截面已较少使用，代替矩形实体截面的是曲线形整体截面。当桥墩在横截面上是 Y形支承时，可选取双峰形实体截面。实体截面的连续梁桥常采用在支架上现浇施工。 空心板截面常用于跨径 1530m的连续梁桥， 板厚可取。肋式截面预制方便，常采用预制架设施工，并在梁段安装完之后，经体系转换为连续梁桥。常用跨径 30 50m，梁高一般取。为简化多肋 T 梁的施工，也有采用宽矮肋的单 T 断面，肋宽可达 34m，外悬长翼板，称之为脊形梁或成为异形结构。总体来说，由于肋式截面肋的宽度不大，布置钢筋受到限制，在负弯矩区承压面积不大，因此应用不多。2箱形截面当连续梁的跨径超过 40 60m时，主梁多采用箱形截面。
5、箱形截面为闭口截面，截面具有良好的抗弯和抗扭性能，并且箱形截面有顶板和底板，可以在跨中或支座部位能有效地抵抗正负弯矩。图 2b示出常用的箱形截面，其中单箱单室截面多用在顶板宽度小于 18m的桥梁；单箱双室截面适用于顶板宽度 25m 左右；双箱单室截面顶板宽度可达 40m左右；圆空式单箱双室截面适用于顶板宽度 15m左右；单箱多室截面的桥梁宽度可不受限制。此外，箱式截面还有单箱三室、双箱双室、多箱单室等。单箱单室截面受力明确、施工方便、节省材料用量。因此，当桥宽在2025m范围之内，也有不少桥梁采用单箱单室截面， 但需要在截面构造上采取一定的措施。如图 2 c上图所示，为了加强长悬臂板的抗弯刚度
6、， 可采用横梁加劲、斜撑加强，或在顶板上设置横向预应力筋，以后一种方法最为常见。直腹板箱梁构造简单，施工方便，主要用于箱宽不大时。斜腹板箱梁可减小底板的横向跨度，节省下部结构的圬工量，同时能有效的减小迎阳面，改善风的攻击角，改善温度应力和抗风性能，但模板制造较复杂。别离式箱梁图 2c特点是结构简单，受力明确，横向分布系数小，施工时可分箱进行，施工简单。1顶板和底板厚度箱形梁顶板和底板厚度既要满足纵、横向的受力要求，又要满足结构构造及施工上的需要。其选定原那么如下：箱梁顶板厚度要满足布置纵、横预应力筋的构造要求，同时还要满足桥面板横向弯矩的受力要求。不设横向预应力筋时顶板厚度与腹板间距的关系可以
7、参考表选取。当设有横向预应力筋时，顶板厚度需足够布置预应力筋的套管并留有混凝土注入的间隙。表1 腹板间距与顶板厚度顶板两侧悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素。悬臂板长度一般采用 2 5m，当长度超过 3m后，一般需布置横向预应力筋。对于变截面连续梁，箱梁跨中底板厚度一般按构造选定，假设不配预应力筋，厚度可取 1518cm；配有预应力筋，厚度一般为 2025cm。在负弯矩区特别是在靠近桥墩的截面底板，承受较大的负弯矩，由于底板的宽度比顶板小得多，底板的厚度要比顶板大，以适应受压要求。墩顶处底板厚度一般为支点梁高的 1/101/12，底板厚度由跨中向支点逐渐加厚。对于顶推法施工的等高连续梁，由
8、于施工过程中截面承受交变的正负弯矩，底板往往设计成等厚。2腹板厚度跨中腹板厚度的选定，主要取决于布置预应力筋和浇注混凝土必要的间隙等构造要求。一般情况下可按以下原那么选用：腹板内无预应力筋时，可取 20cm；腹板内有预应力筋时，可取 25 30cm；腹板内有预应力筋锚固头时，取 35cm。为满足支点较大剪应力要求，墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到 3060cm，特殊情况可达 100cm。大跨度桥腹板应采用变厚度形式，从跨中向支点分段线形逐步加厚，变厚段一般为一个节段长。为方便施工，简化内模构造，中、小跨径连续梁桥腹板一般采用等厚度形式。3横隔梁板采用 T型截面的连续梁桥，其横截面的抗扭刚度
9、较小，为增加桥梁的整体性和横向刚度，一般均需设置中横隔板和端横隔板。中横隔板的数目、位置及构造与简支梁相同。箱形截面的抗弯刚度和抗扭刚度较大，除在支点部位设置横隔板外，中间横隔板的数目较少，即使有横隔板，对横向刚度影响并不显著，而且增加了施工难度，目前的趋势是少设或不设中间横隔板。对于弯、斜梁，设置中横隔板的效明果显，横隔板的厚度可取 1520cm。箱梁支点处端横隔板的尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。当支座直接位于主梁腹板之下时，端横隔板的主要作用是增加箱梁横向刚度，限制箱梁的畸变，横隔板厚度为 3050cm，横隔板中只需配置一定数量普通钢筋 图 3。当支座设置在横隔板中部时，横隔板还要承
10、当着传递支反力的作用，是重要的受力结构，如采用普通钢筋混凝土结构，横隔板内的抗剪、抗弯及抗裂钢筋交错密布，导致混凝土浇筑困难且不易振捣密实，而如果采用预应力混凝土，横隔板厚度一般小于 80cm，横隔板中设置曲线形的预应力筋，如图 4所示，那么可防止钢筋混凝土横隔板所产生的弊病。为满足施工、维修和通风要求，横隔板上一般设置过人洞。图4 箱梁中横隔梁的预应力筋布置示意图图3 箱梁中的横隔梁配筋示意图4预应力钢筋构造连续梁纵向预应力筋为主筋，其数量与布置位置根据使用阶段及施工阶段受力要求确定。此外在大跨度梁腹板内常布置竖向预应力筋。跨度较大的箱梁顶板和悬臂板内也常布置横向预应力筋。在顶推法或分跨施工
11、的连续梁中，有时局部主筋需要逐段接长，接长的方法常采用连接器完成，我国目前常用的一种连接器构造如图 5所示。这种连接器用于主筋采用高强钢丝组束，使用镦头锚。施工时先张拉锚环 A，并用螺帽锚固。锚环 B 由连接器接长使用。螺丝结合的连接器需要一定的加工精度，施工也较麻烦，但它比起分段张拉、分段锚固的钢束要节省钢材。此外，连接器亦可考虑采用销钉结合，预计在构造和施工上要方便些。图 5 力筋连接器当施工阶段需要的力筋而在使用阶段不需要时，如果保存这些力筋，对截面的受力反而不利，通常必须采取反向配束来克服它的影响，在这种情况下，为施工需要应设置临时筋，在施工完成后予以解除，目前国内常用的作法是将临时筋
12、与永久筋用连接器接长张拉，在施工期间临时束不压浆，待施工结束后割断连接器与临时筋的锚头。当然，这样设置临时筋要复杂一些，既要预留孔道，又要张拉锚固，施工完成后还有解除的工序。如果将临时筋设置在梁体外，临时沿箱内壁锚固，那么在构造和施工上要简单的多。此外，尚可用控制张拉力的方法满足使用阶段和施工阶段的不同要求，力筋的张拉力先按施工要求张拉，施工完成后再张拉到设计要求。这样做的优点便于布束，同时满足各阶段的受力要求，但张拉工艺较复杂，在施工阶段不能压浆，还必须选择力筋和锚头便于重复张拉的类型。对于施工期较长的桥梁，尚需考虑力筋的防锈问题。此外，当施工阶段的受力大于使用阶段的受力时，或施工阶段与使用
13、阶段的力筋用量相差甚大时，不宜采取此法。1纵向主筋的布置方式纵向主筋常采用钢绞线或钢丝束，布置方式有：连续配筋、分段配筋、逐段接长力筋、体外布筋等几种方式。1连续配筋采用就地浇筑施工的连续梁，其纵向力筋可以按照桥梁各部位的受力要求进行连续配束。通常力筋的重心线为二次抛物线组合而成的轨迹。如图 6a所示，边跨和中跨都由多段抛物线组成，而正反曲线间有反弯点。力筋的具体布置可考虑按图 6b所示，即在支点附近分别由负弯矩区转向正弯矩区，虽然从抗弯的角度上看稍有削弱，但对支点附近各截面抗剪能力却有较大的提高。图6 连续配筋的力筋布置2分段配筋分段配筋是悬臂施工和简支连续施工的连续梁最常用的配筋方式。悬臂
14、施工的连续梁桥，是从墩顶开始向左右对称悬臂施工，为了能支承梁体自重和施工荷载，需在悬臂施工时预加应力。在体系转换时再张拉正弯矩力筋并补充其他在使用阶段所需要的力筋，这局部力筋又称二次张拉力筋或后期力筋。图 7给出悬臂施工连续梁桥力筋的一般构造，其中实线筋为在施工过程中张拉的力筋，虚线筋是在体系转换时张拉的后期力筋。力筋在截面上成对称布置，并尽量安排在腹板附近，力筋数量较多时可分层布置。一般来说，先锚固下层力筋，后锚固上层力筋。力筋分有直筋和弯筋，根据结构各部位弯矩和剪力的要求确定数量，其中弯筋均通过腹板下弯锚固。当属非腹板位置的力筋需要进入腹板弯曲时，首先进行平弯至腹板位置，然后在腹板平面内竖
15、弯，力筋的弯起半径和弯起角按标准和有关资料确定。对于预制安装由简支连续施工的连续梁桥，它们的预应力筋也是采用分段配筋图 8。预制构件在预制时根据它受力情况以及考虑吊装的需要先行配筋张拉，在简支端安装就位后，墩顶部位布置二次张拉力筋，再进行二次张拉。3逐段接长力筋采用顶推法施工的连续梁桥，顶推施工阶段与使用阶段梁的受力状况差异较大，为照顾两个阶段的受力需要， 钢束常分前期张拉力筋和后期张拉力筋 图9。在施工过程中，箱梁的每一截面均会出现最大的正、负弯矩，前期筋为顶推施工需要而设置，通常在截面的上、下缘配置直线筋。又因为顶推法施工的程序是逐段预制，逐段顶推，分段张拉力筋，为了既要满足节段所需力筋数
16、量，又要方便施工，采用力筋接长张拉是很合宜的。力筋接长使用连接器，力筋的长度选取两个梁段的长度，每个施工面上有半数力筋通过，半数力筋需进行接长，间隔排列连接器图 10，这样可以减少连接器的数量，改善主梁受力，节省钢材，简化施工。后期筋是依照使用阶段要求需补充设置的力筋，配置在支点截面的顶部和跨中截面的底部，为了改善了腹板的受力情况，解决近支点截面主拉应力大的问题，可在支点附近设置弯筋。逐孔施工的连续梁桥，其主束布置往往也采用逐段接长配筋，接头的位置可设置在支点截面，也可设在离支点约 1 5跨径附近弯矩较小的部位。4体外布筋体外布筋是将力筋设置在主梁截面以外的箱内，利用横隔梁、转向块等结构物对梁
17、施加预应力。体外布筋不削弱主梁截面，不需预留孔道，预制节段的拼装可采用干缝结合，施工方便迅速和便于更换。体外布筋对力筋、结构及管道防护设施要求都较高，结构的极限承载能力降低、耐疲劳及耐腐蚀性较差。体外布筋在我国尚待试验研究和使用，但在桥梁加固方面已有先例。综上所述，预应力混凝土连续梁桥的主筋布置是多种多样的，它与所运用的施工方法有密切的关系。不同的施工方法要求不同的力筋布置，而力筋的数量那么取决于结构的受力使用阶段和施工阶段的综合考虑。2横向和竖向布筋在设计中，有时需要对结构施加横向和竖向预应力，横向预应力可加强桥梁的横向联系，增加悬臂板的抗弯能力。而竖向施加预应力主要作用是提高截面的抗剪能力
18、。横向预应力一般施加在横隔梁内或截面的顶板内，竖向预应力筋布置在截面的腹板内。横向和竖向的预应力筋都比拟短，直筋常采用钢绞线、钢丝束，也可选用精轧螺纹钢筋，在预留孔道内按后张法工艺施工。5设计计算特点预应力连续梁桥设计计算内容包括结构恒载内力计算、结构活载内力计算等，同时，由于连续梁为超静定结构，混凝土收缩及徐变作用、预加力等会在结构中产生次内力，因此还应进行连续梁次内力计算。1结构自重作用下的内力计算结构自重内力与施工方法有很大关系。下面按在施工中是否有体系转换情况分别介绍结构自重内力的计算方法。1无结构体系转换时的结构自重内力计算结构自重作用于桥上时，主梁结构已形成最终体系，如采用满堂支架
19、现浇混凝土等施工方案时，其结构内力可按结构力学中的有关方法如力法、位移法和弯矩分配法等计算。采用弯矩分配法使用现成的图表手工计算能够获得足够精确的结果；采用平面杆系有限单元法用计算机分析是目前最常用的计算方法。结构内力也可采用影响线加载法计算，其计算公式如下：式中： SG1主梁结构自重内力弯矩或剪力；g（x） 主梁自重集度；y（x） 相应的主梁内力影响线坐标；l梁全长。如为等截面梁，其自重集度 g（x） 沿桥长均布，那么 SG1可按均布荷载乘主梁内力影响线总面积计算。2有结构体系转换时的结构自重内力计算有结构体系转换时的结构自重内力与施工方法相关，可采用结构力学方法按施工阶段分别计算各阶段的内
20、力，然后按叠加原理计算总的结构自重内力。下面以图 11所示的五跨连续梁桥采用悬臂拼装法施工为例，详细介绍有结构体系转换时的结构自重内力计算方法。该桥施工程序及各阶段的内力图为：1悬拼完毕，吊机撤除。首先在所有桥墩内预埋铁件，安装扇形支架，浇筑墩顶节段。临时支座为混凝土块，设在永久支座两侧，用直径 32mm钢筋将墩顶节段临时锚固在桥墩上，以保证从墩顶向墩两侧对称悬臂拼装的稳定性。悬拼完毕时的恒载内力如图 11a所示。2现浇边跨局部。因为边跨长度大于悬臂拼装长度，所以需在边跨内另立排架，现浇局部节段与边跨的悬臂拼装相接。此时一端固定，一端简支的梁式结构在现浇段自重作用下的恒载内力如图 11b所示。
21、3撤除 2号墩、 5号墩上的临时支座，计算由一端固定一端简支的梁式结构转换成两端简支的单悬臂结构的内力，即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图 11c。4边跨合拢。将边跨的单悬臂梁与 3号墩 4号墩的 T构通过现浇合拢段合拢。计算单悬臂梁和 T构在支架、模板重量合拢段自重作用下的内力图 11d图11 五跨连续梁施工程序及恒载、最终恒载内力图5合拢段支架模板撤除后，考虑合拢段的上述重量从相反方向加在已合拢的结构体系上产生的内力图 11e。6撤除 3号墩 4号墩的临时支座， 计算因撤除临时支座所产生的内力 图11f 。7中跨合拢。把左半跨与右半跨合扰成 5跨连续梁。计算
22、合拢段两侧悬臂端在支架、模板重量、合拢段自重作用下的内力图 11g。8合拢段支架模板撤除后，考虑上述重量以相反的方向加在连续梁上产生的内力图 11h9将上述所有内力图迭加后即得到连续梁最终的恒载内力图图11i 。采用顶推法施工时，顶推过程中结构体系不断发生变化，因此梁体内力亦不断发生变化。顶推过程中在梁内出现的内力，可根据顶推时不同的结构体系状态进行计算，通常采用电算方法计算；采用简支连续方法施工的连续桥，梁体自重内力应按简支梁计算。桥面铺装等二期恒载内力按铺装时的结构体系计算。2结构活载内力计算主梁活载内力是由可变作用中车道荷载、人群荷载等产生的。很显然，不管采用何种施工方法，这时结构已成为
23、最终体系连续梁桥。因此力学计算图式已十清楚确。连续梁桥为超静定结构，活载内力计算以影响线为根底。计算影响线可按结构力学方法，亦可直接采用有限元法计算绘制影响线。在内力影响线上按最不利荷载位置布置活载，就可求得截面的控制内力。当内力影响线有正、负两种区段时，应分别对正、负区段加载，以求出正、负两个内力值，正值和负值分别称为最大和最小内力。当只有正号影响线时，那么最小内力为零，反之那么最大内力为零。与简支梁活载内力计算相似，连续梁桥主梁活载内力计算也要首先计算主梁的最不利荷载横向分布系数 mi 。第四章介绍的荷载横向分布计算方法只适用于等截面简支梁正、斜、弯，而对于变截面简支梁桥或变截面的悬臂或连
24、续梁桥的荷载横向分布的计算方法那么要复杂得多，因为它们的精确内力影响面的形状比拟复杂，如按变量别离的思想去找寻一个近似的实用计算方法是繁琐的，因为截面变化规律和体系参数组合的实际情况各不相同，要结合具体情况做反复的计算，这在一般的桥梁实际设计计算中是难于采用的。为此，一般将等截面简支梁桥的荷载横向分布方法近似地应用于变截面简支、悬臂、连续体系，把这些结构体系的某一桥跨按等刚度原那么变为跨度相同的具有等截面的简支梁，然后按简支结构的荷载横向分布计算方法求解各种被换算结构的横向分布问题。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中荷载或一个集中扭矩，使它们的跨中挠度或扭转角应分别彼此相筹。关于连续梁桥荷载横向
25、分布系数的具体计算方法请参看范立础主编的?桥梁工程?将荷载乘以横向分布系数后，即可应用主梁内力影响线计算截面活载内力。对于车道荷载应将其均布和集中荷载引起的内力进行叠加求出总效应。 Sqk主梁在车道荷载的均布荷载作用下的内力；Spk主梁在车道荷载的集中荷载作用下的内力；汽车荷载的冲击系数，按规定取值；多车道横向折减系数，标准规定，多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减，当桥涵设计车道数等于或大于 2时，由汽车荷载产生的效应应按规定的多车道横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。M i荷载横向分布系数，计算主梁弯矩时可用等代简支梁跨中荷载横向分布系数代替全跨各点上的， 在计算
26、主梁剪力时， 应考虑在跨内的变化。 cmimimQk车道荷载的均布荷载，应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；Pk车道荷载的集中荷载，只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处；相应的主梁内力影响线的面积；Yk对应于车道集中荷载的影响线最大竖标值。当桥梁设计跨度大于 150m时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。纵向折减系数规定见第一章表 1.13 。人群荷载内力计算方法同车道均布荷载，但不计冲击力影响。3超静定结构的次内力分析预应力混凝土连续梁存在次内力是一个重要力学特点，在设计中必须加以考虑。下面分别简要介绍预加力作用下的次内力和混凝土徐变产生的次内力的计算原理和方
27、法。1预加力作用下的次内力计算在超静定结构上施加预应力时，梁身挠曲变形受到赘余的支座约束，支座上可能产生次反力，次反力又会使结构中产生次内力。以图 6.12 两跨等截面连续梁为例，预应力筋按直线布置，如假想梁在中间赘余支点上无约束的话，那么预应力促使梁的变形会使梁的中点翘离支点图 a，此时梁内的弯矩图 c为预加力乘以预应力中间支点位置上的，这样在中间支点上必然作用有一个方向与梁变形相反的次反力筋偏心距称之为初弯矩，但实际上梁总是固定在R图 b，这个次反力 R就使梁内产生了次弯矩 d。次内力的计算可采用结构力学中的力法求得图12预加力作用下的初弯矩、次弯矩及总弯矩在预加力作用下，结构中的实际弯矩
28、称为总弯矩等于初弯矩与次弯矩的代数和图 e，图 6.12f 为相应的总剪力图。在预应力混凝土连续梁内力计算中，预加力引起的次内力影响很大，不能无视。2混凝土徐变次内力计算混凝土构件在加载时会发生瞬时弹性应变 e，随着时间的开展，变形逐渐增加，此逐渐增加的应变即称为徐变，用 c（t） 表示。混凝土徐变在加载后的初期增长较快，经 3年后趋于稳定。通常徐变特征是用徐变系数 （t） 来描述，其表达式为：徐变系数的大小与加载时混凝土龄期有很大关系，加载龄期越大那么徐变系数越小。当预应力混凝土连续梁在施工过程中发生结构体系转换时，先期结构恒载内力由于混凝土徐变作用，将不断产生次内力。以图13两跨连续梁为例，设先用吊装施工方法架设成两跨简支梁，在混凝土龄期为0时连成连续
