连续梁桥的设计与计算详细

结论： 按外荷载弯矩图形状布置预应力束及为 吻合束 吻合束有任意多条
均布荷载q 集中荷载q
第五节 徐变、收缩次内力计算
一、徐变、收缩理论
– 收缩——与荷载无关 – 徐变——与荷载有关 – 收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、
截面形式、护条件、混凝土龄期有关
1、混凝土变形过程
– 收缩 – 弹性变形 – 回复弹性变形 – 滞后弹性变形 – 屈服应变
b b 其中s和 f 为计算系数，可查图
mi
si
规范折减方法
•
3.当梁高
h

bi 0.3
时，翼缘
有效宽度取实际宽度.
• 4.预应力混凝土梁计算 预加力引起的应力时， 其轴向力部分按全宽计 算，偏心部分按有效宽 度计算。
• 5.对超静定结构进行作 用效应分析时，可取实 际宽度计算。

s
3.预应力混凝土梁计算预加力引起的应力时， 其轴向力部分按全宽计算，偏心部分按有效 宽度计算。 4.对超静定结构进行作用效应分析时，可取 实际宽度计算。
第四节 连续梁桥荷载横向分布计算
桥梁结构属空间受力，内力分析和计算复杂， 为简化计算常利用主梁的内力影响线和考 虑荷载横向分布相结合的分离变量方法计 算桥梁的空间受力作用。
– 该理论较符合新混凝土的特性
将Dinshinger公式应用与老化理论
• 先天理论
– 不同加载龄期的混 凝土徐变增长规律 都一样
– 混凝土的徐变终极值不因加载龄期不同而异， 而是一个常值
翼缘有效宽度法
t c x, ydy
be1
0
t max
• 1.截面内力计算
• 2.翼缘宽度折减
• 3.按折减后等效 截面计算应力并 配置钢筋

,
3
7
317 330
3
355
25
图 3.2 板的有效计算宽度示意图
翼缘板有效宽度： bs min(80000 / 3,3000,600 12 250) 3000mm ；
,
将混凝土板按与主梁钢材的刚度比进行换算截面： n0
钢-混凝土连续梁桥设计计算书
1 工程结构概况
本设计桥梁为某高速公路跨线桥，设计车道数为双向四车道，设计车速为 120km/h，设计荷载 采用 1.3 倍公路-Ⅰ级荷载。桥梁为跨径布置 50m+80m+50m 的连续梁桥，桥宽为 25.5m。通过综合 分析比较各类桥型，本桥梁采用钢-混凝土组合梁桥结构形式对跨线桥进行初步设计，并进行结构设 计验算。本文先后分别进行截面设计，抗弯强度计算，以及抗剪强度设计。本文设计过程先采用手 工计算，再运用有限元软件进行复核。
目
录
钢-混凝土连续梁桥设计计算书 ............................................................................1 1 工程结构概况 ........................................................................................................... 1 2 结构设计参数及设计原理 ....................................................................................... 1 3 截面特性计算 ........................................................................................................... 2 3.1 钢梁截面特性 ................................................................................................. 3 3.2 混凝土截面特性 ............................................................................................. 3 3.3 组合截面特性 ................................................................................................. 4 4 横向连接系的设计 ................................................................................................... 5 4.1 横向联结系的设计 ......................................................................................... 5 4.2 钢主梁腹板加劲肋的设计 ............................................................................. 6 4.3 主梁荷载的横向分布系数计算 ..................................................................... 7 5 内力计算 ................................................................................................................. 10 5.1 恒载内力计算 ............................................................................................... 10 5.2 活载内力的计算 ........................................................................................... 11 6 主梁作用效应组合与应力验算 ............................................................................. 13 6.1 应力验算 ....................................................................................................... 13 6.2 最不利荷载组合及应力组合 ....................................................................... 18 6.3 负弯矩区混凝土板的配筋计算 ................................................................... 20 6.4 剪力连接件的计算 ....................................................................................... 21 6.5 横隔梁的内力计算 ....................................................................................... 23 7 有限元软件分析计算 ............................................................................................. 26 7.1 有限元建模与计算 ....................................................................................... 26 7.2 结构内力计算结果 ....................................................................................... 27 7.3 结构挠度计算结果 ....................................................................................... 29

能改变总预矩
五 徐变、收缩次内力计算
一、徐变、收缩理论
收缩——与荷载无关 徐变——与荷载有关 收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、
截面形式、护条件、混凝土龄期有关
1、混凝土变形过程
收缩 弹性变形 回复弹性变形 滞后弹性变形 屈服应变
2、收缩徐变的影响
结构在受压区的徐变和收缩会增大挠度；
2、曲线配筋
梁端无偏心矩时
11(l1l2)/3EI
1N3 N E y[If1l1f2l2e(l1l2)]
x1 Ny(f1ll11 lf22l2 e)
M NM 0M 1 ' M 0N y(f e)M 1
M N B N ye N y (f e ) 1 N yf
梁端有偏心矩时
1 N 3 N E y[l1 f I 1 l2f2 1 2 (l1 e a l2 e c) e (l1 l2 )]
初预矩图为曲 线时产生均布 荷载
W w
l
W Nysin 2Ny2
初预矩图成折 线时产生集中 力
Nysin 4Ny4
3、初预矩与总预矩
将等效荷载作用在基本结构上可得初预矩 将等效荷载直接作用在连续梁上可得总预
矩 如果等效荷载直接作用在连续梁上支反力
等于0，此时为吻合束 只有改变预应力束曲率半径或梁端高度才
徐变会增大偏压柱的弯曲，由此增大初始偏 心，降低其承载能力；
预应力混凝土构件中，徐变和收缩会导致预 应力的损失；
徐变将导致截面上应力重分布。
对于超静定结构，混凝土徐变将导致结构内 力重分布，即引起结构的徐变次内力。
混凝土收缩会使较厚构件的表面开裂
3、线性徐变
当混凝土棱柱体在持续应力不大与0.5Ra时， 徐变变形与初始弹性变形成线性比例关系

桥面宽度为25米，采用钢箱梁和 钢桁架作为主要承重结构。
计算分析
根据桥梁设计规范，对该桥进行了 静力、动力和稳定性分析，计算了 主梁和桥墩的承载能力、位移和应 力分布等。
施工方案
根据计算结果和施工条件，制定了 详细的施工方案，包括钢构件的制 作、运输、拼装和焊接等。
某大桥的施工过程与监控
施工监控
在施工过程中，对该桥进行了全 面的施工监控，实时监测桥梁的 变形、位移和应力等参数，确保
钢结构课件连续体系 梁桥的设计与计算
目录
• 引言 • 连续体系梁桥的设计 • 钢结构的计算与分析 • 案例研究 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
随着我国交通事业的不断发展，对桥 梁的需求不断增加，对桥梁的质量和 性能要求也越来越高。
钢结构连续体系梁桥作为一种新型的 桥梁结构形式，具有结构稳定、承载 能力强、施工方便等优点，被广泛应 用于各类桥梁工程中。
施工方法设计
施工方法选择
根据工程条件和要求，选 择合适的施工方法，如预 制拼装、整体吊装或常规 浇筑等。
施工顺序设计
合理安排施工顺序，确保 施工过程中的结构安全和 稳定性。
施工监控
采用先进的施工监控技术， 实时监测施工过程中的结 构变形和应力状态，确保 施工安全和质量。
桥面铺装设计
铺装材料选择
根据桥梁使用环境和荷载要求，选择合适的 铺装材料，如耐磨耐压沥青混凝土、耐久性 好且防滑性能良好的耐磨耐压混凝土等。
01
02
03
结构形式选择
根据桥梁跨度、荷载要求 和地形条件，选择适合的 结构形式，如简支梁、连 续梁和悬臂梁等。
截面设计
根据桥梁承载能力和稳定 性要求，设计钢结构的截 面类型和尺寸，以满足强 度、刚度和稳定性要求。

计算方法
结果分析
采用有限元法进行计算，将主梁离散化为 多个单元，建立整体有限元模型。
通过计算和分析，得出主梁在各种工况下 的应力、应变和挠度等结果，验证主梁的 受力性能是否满足设计要求。
某高速公路的T构优化设计
工程概况
某高速公路连续梁桥（T构）需 要进行优化设计，以提高结构 的承载能力和稳定性。
优化内容
和意外事故。
提高施工质量
施工控制有助于提高桥梁的施工 质量，通过控制施工过程中的各 项参数，确保桥梁的线形、内力
和变形等指标符合设计要求。
节约成本
合理的施工控制可以避免施工过 程中的浪费和不必要的返工，从
而节约施工成本。
施工控制的主要内容
施工监控
对桥梁施工过程中的线形、内力和变形进行实时 监测，确保施工状态符合设计要求。
对主梁的截面尺寸、配筋和桥墩 的布置进行优化设计，降低结构 的自重和提高结构的刚度。
优化方法
采用有限元法进行计算和分析， 通过调整结构参数和材料属性， 对结构进行多方案比较和优化。
结果分析
经过优化设计，结构的承载能力 和稳定性得到了显著提高，同时
降低了结构的自重和造价。
某铁路桥的T构施工控制与监测
03
需要保证桥面平度的桥梁
连续梁桥(T构)的桥面平度较高，能够满足高速铁路、高速公路等对桥
面平度的要求。
02
T构的力学分析
静力学分析
1
计算T构在静力作用下的内力和变形，包括恒载 和活载。
2
分析T构在不同工况下的应力分布和最大、最小 应力值。
3
评估T构的承载能力和稳定性，确保满足设计要 求和使用安全。
在满足安全性和功能性 的前提下，降低T构的造

侧面上看线条明 晰，与当地的地形 配合，显得美观大
方
跨径一般，线条明 晰，但比较单调， 与景观配合很不协
调。
跨径较大，线条非 常美，与环境和谐， 增加了城市的景观
养护维修量
小
小
较大
设计技术水平 施工技术 工期
经验较丰富，国内 先进水平
满堂支架法：结构 不发生体系转换， 不引起恒载徐变二 次矩，预应力筋可 以一次布置，集中 张拉等优点。施工
2
梁拱组合桥 软土地基上建造拱桥，存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用 大吨位预应力筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵 梁，从而以梁式桥为基体，按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可 以使桥梁结构轻型化，同时能提高这类桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技 术经济指标先进、造价低廉，同时桥型美观，反映出力与美的统一、结构 形式与环境的和谐，增加了城市的景观。 斜拉桥 斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支 撑梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用 于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过他们。 斜拉桥与悬索桥不同之处是，斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系， 拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯 构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、 抗扭刚度，在动力特性上一般远胜于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它 通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地锚体系。 斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容 易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增 大。但实际跨度不大，此桥型不予考虑。 目前我国城市轨道交通高架桥结构一般考虑简支梁和连续梁结构形 式。简支梁受力明确，受无缝钢轨因温度变化产生的附加力、特殊力的影 响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件 也不如连续梁。连续梁结构与同等跨度的简支梁相比，可以降低梁高，节 省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，具有良 好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作 也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给 城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，桥 上无缝钢轨因温度变化而产生的水平力很大，使得梁体与墩台之间的受力 十分复杂，加大了设计难度。考虑到天津地铁工程地质条件，综合考虑， 采用连续梁结构作为高架区间的标准型式。

梁桥对于桥梁弯 曲的要求非常严格 。在实 际设计 时要 根 据 不 同的 用途 设 计 不 同 的类 型 的跨 径 。一 般 而 言 ， 连续 体 系梁 桥 的设 计 时 ， 于大 跨 度 的 在 对 桥 梁 ， 般 采用 不 等 跨 布 置 ， 边 跨 一 般 为 中跨 的 一 其 Ｏ５ ０８ ．— ．。对 于 中小 跨 度 的桥 梁 在设 计 时 一般 采 用 等 跨 距 布 置 。这样 施 工 方 便 ， 且 非 常美 观 ， 于 并 对 安全性也没影响。 当桥 梁 有 特 殊 使 用 要 求 时 ， 可 也 将 跨 度 设 为 短 边跨 布置 ，但 在 一 般 情 况 下 不 会 使
ｏ ＝
＝
支点外 ， 大负弯矩发生在 导梁刚接近前方 支点 最
时。
手ｆ（６）—） ｙ（（ｙｙ ））ｙ￣ ， ｄ
（ ５ ）
（ 转第 ６ 下 ７页 ）
２１ 年 ４ ０２ 月第 ４ 期
城 市道桥 与 防 洪
桥梁结构
６ ７
于 ３ 。 样做 的主要 目的 ， 个 这 就是 给业 主 以较 多 的选
２１ 年 ４ ０２ 月第 ４ 期
城 市道桥 与 防 洪
桥梁结构
５ ７
表 １ 不 同形 式 的连 续 体 系 梁桥 的梁 高 设 计 原 则 一 览 表
三 ‘
一
三
， 一一 ， 、
＼
、
．
Ｌ Ｉ
ｌ
‘
／
Ｓ ｌ
～－ －一 －
＼ Ｉ ／ ＼ ｉ ／ ＼ Ｉ ｌ／
（ ） （ ） Ｙ＝ Ｙ （） １
（） ２
平截面假定：
。
（ ） ８＋ｙ ｙ ＝ ｏＸ

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。
（六）悬臂施工
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。
（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
（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与前几个阶段内力 叠加值。
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；
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
普通高等学校土木工程专业精编力计算
连续梁桥内力计算
本节内容
一、桥梁设计步骤 二、结构重力计算
3
一、桥梁设计步骤
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。

关键词 ： 预应力混凝土连续梁 ； 整体顶推施工法 ； 设计计算 中图分类号 ： Ｕ４ ５ ５ ． ４ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ７ ８ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ １ １ ４ — ０ ２
采 用顶 推施工 法 ， 可使桥 梁上 部结 构 的施 工作 业 不影 响桥位处 的现有交 通状况 ， 减 少用 于桥 梁上部 结 构施 工 的若 干 安 装 设 备 ， 具 有 顶 推 施 工 便 捷 等 优 点＿ １ ］ 。某 连续 梁桥 采 用一 联 １ ８ ｍ＋ ３ ２ ｍ＋ １ ８ ｒ ｎ的 预 应力 混凝 土连续 箱梁 结构 ， 全桥 长 ７ ５ ｍ。该 桥施 工 方 案采 用整体 顶 推施工 法 ， 桥 型 布置如 图 １所示 。
１ ６ ｍｍ Ｅ
。
顶 板采用 ６ 束１ ２ ￣ Ｐ ￣ １ ５ ．２ 低松 弛钢绞线 、 １ ６
２ ． ３ 成 桥 状态 安全 性验算
束１ ２ ￣ ｓ １ ５ ． ２低松弛钢 绞线 ， 底板采用 ６ 束１ ２ ｑ ￣ １ ５ ． ２低 松弛钢 绞线 、 １ ４ 束 ９ １ ５ ． ２低松弛钢 绞线 ， 张拉控 制应 力为０ ． ７ ５ 。混凝 土强 度达 到设 计 强 度 的 ８ ５ ％ 以后 方可张 拉预应力 ， 预应力钢束设 计为单端 张拉嘲 。
为 １ ４ ． １ ｍ， 底宽 ９ ． ６ ｍ， 悬臂 长 ２ ． ２ ５ ｍ， 悬 臂板 端 部
厚０ ． １ ８ ｍ， 根 部厚 ０ ． ５ ｍ， 箱梁 顶板 厚 度 为 ０ ． ２ ８ ｍ， 底 板厚 度 为 ０ ． ３ ５ ｍ， 边腹 板 厚 度 为 ０ ． ４ ５ ～０ ． ８ ５ ｍ，
是 顶推法箱 梁设计 与 常规设 计 的本质 区别 ＿ ２ ］ 。因此 ，