组合体系桥2007年.ppt

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1、第十二章组合体系桥组合体系桥combined-system bridge主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成的桥梁。如拱和梁的组合、梁和桁架的组合、悬索和梁的组合等。组合体系可以是静定结构，也可以是超静定结构。可以是无推力结构，也可以是有推力结构。结构构件可以用同一种材料，也可以用不同的材料制成。常用的结构形式有：①拱、梁组合体系桥。均为简单的拱梁组合体系有：单跨无推力结构，如系杆拱（即刚性拱和柔性拉杆的组合）、刚梁柔拱（又称郎格尔梁，为奥地利郎格尔所创始）、刚梁刚拱（又称洛泽梁，为德国H.洛泽所创始）；较复杂的拱、梁组合体系为多跨布置的无推力或有推力的结构体系。如台湾关渡桥，为

2、5孔连续中承式拱梁组合体系公路桥，主跨165米，1983年建成。②梁、桁架组合体系。桥面荷载直接作用在弦杆上，弦杆如同一个桁架节间长的实腹梁。③索、梁组合体系。如有加劲梁的悬索桥（如布鲁克林桥）和斜拉桥（如南浦大桥、杨浦大桥）均属此类体系。德国费马恩海峡桥组合体系桥并不是简单地将两种或两种以上的基本结构体系组合在一起。当我们将不同结构体系组合在一起时，首先要考虑这种组合是否能获得优势，这种优势是否有价值；其次还要考虑到，各种基本体系桥均有不同的特点，也有各自不同的适应性，当他们组合在一起并获得某些优势时，也常常带来一些新的问题，这些新的问题是否可以通过采取一些措施来解决。我国跨度最大

3、的公铁两用桥——芜湖长江桥（大桥主跨312米）三拱如虹飞架天塹——九江长江大桥我国第一座斜腿刚构桥——安康汉江桥我国铁路最大跨度的钢筋混凝土拱桥——永定河7号桥上海卢浦大桥（箱形钢拱结构，主跨550m）贵州水柏铁路北盘江大桥（提篮上承式钢管混凝土拱桥，主跨236m,桥高280m）12.1预应力混凝土梁拱组合体系桥预应力混凝土梁拱组合体系桥一般由拱肋、吊杆（或立柱）、加劲梁和桥面系等组成，拱肋与加劲梁刚性连接。拱肋和加劲梁为主要承重构件，拱肋承受轴向压力和弯矩，加劲梁承担拱肋传来的拉力，同时也承受弯矩。加劲梁通常也称为系杆，相应地也将此种组合体系桥称为系杆拱桥。a)柔梁刚拱；b)柔拱刚

4、梁；c)刚梁刚拱优点：1能充分发挥混凝土受压性能、造价低廉2以梁式桥为外部条件，拱的水平推力由梁承担，克服了拱桥对地基要求高的缺点。3桥型合理、施工方便、造价较低，以及造型轻巧美观、变化多样分类：1结构图式：简支梁拱、悬臂梁拱和连续梁拱组合体系桥2桥面的位置:上承式、下承式和中承式。3拱肋结构:钢管混凝土或钢筋混凝土。4与加劲梁的相对抗弯刚度大小:柔梁刚拱（也称柔性系杆刚性拱）柔拱刚梁（也称刚性系杆柔性拱）刚梁刚拱（也称刚性系杆刚性拱）简支梁拱组合体系桥在简支梁上设置加强拱，梁端结点刚接，其间布置吊杆只用于下承式外部为静定结构，内部为高次超静定结构主要承重构件除拱肋外，还有加劲纵梁，

5、它与横梁组成平面框架，由吊杆上下联系以达到共同受力的目的。跨间剪力主要由拱肋轴力的垂直分力所平衡，加劲纵梁的拉力H与拱内水平分力组成力矩，平衡截面内的简支梁弯矩，若拱轴线的纵坐标为,拱和梁的弯矩分别为和,则根据平衡条件有。一般经济适用跨径在40～120m范围内悬臂梁拱组合体系桥一般适用经济跨径在40～80m范围它实际上是将单悬臂梁桥的实腹梁部分挖空，用立柱代替腹板，由空腹代替实腹；结构受力明确，上弦为加劲梁，承担拉力和局部弯矩，下弦为拱，承受压弯作用，立柱主要传递轴力。加劲梁中配置的预应力束大部分是直束，可以减少摩阻损失，提高预应力束效率。适用于上承式。属外部静定结构，混凝土徐变和张

6、拉预应力时支座不会产生附加反力。主跨L及锚跨L1间需满足一定比例，一般需要满足L/L1=1/(0.7～0.8),保证锚跨有足够的长度，防止悬臂梁绕中央墩倾覆。为了避免锚跨出现较大的正弯矩区域，导致预应力束线形复杂，也可将锚跨缩短至L1＝0.5L，但必须设置平衡重，或将相邻引桥跨压在锚跨末端，以避免活载作用产生负反力，同时需验算倾覆稳定性。缺点：在活载作用下悬臂梁的挠度线与简支梁间的线型不连续，由于转折点存在容易跳车，特别是预拱度不足的情况，悬臂端局部弯折下挠，使这种跳动加剧，会造成行人的不安全感。在交通繁忙的线路上不宜推荐这种桥型。连续梁拱组合体系桥连续梁拱组合体系桥是以连续梁为基体

7、，采用拱来加强，分担梁的弯矩，梁内配置纵向预应力筋，以平衡拱对梁产生的水平力，在边跨拱肋与中跨拱肋交点处，在拱座位置上两者水平力基本上处于平衡，其微小差量由中间支座摩阻力承担，当不设支座时由柔性墩承担。剪力主要由拱轴力的垂直分力承担，一般情况下，剪力不再控制断面设计。梁的纵向预应力筋一般全桥统一布置，采用直束的形状，减少预应力筋的摩阻损失，同时长束节省锚固设施，降低造价。连续梁拱组合体系桥与连续梁桥比，降低了材料指标，特别是腹板的混凝土材料以及预应力束的锚