梁可以是弧的嗎

一、預應力混凝土連續梁橋的特點

1.連續梁優點

連續梁由於支點負彎矩的解除安裝作用，跨中正彎矩大大減小，使得彎矩圖面積減小（因為連續梁的設計是以截面上最大正、負彎矩的絕對值之和即彎矩變化幅值作為標準），跨越能力增大。

連續梁為超靜定結構，溫度變化、混凝土收縮徐變、地基不均勻沉降影響顯著，對地基要求高。

連續梁結構剛度大，變形小，動力效能好，主樑變形撓曲線平緩，有利於高速行車。

因連續梁同時存在正、負彎矩區段 ，截面通常採用上下對稱的箱型截面。

預應力簡支梁當跨徑超過40～60m時，跨中恆載彎矩和活載彎矩將會迅速增大 ，致使梁的截面尺寸和自重顯著增加，不但耗材料，且給施工帶來困難；而預應力連續梁，由於支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩值顯著減小，其內力分佈比同跨度簡支梁更合理。

當預應力連續梁跨徑較大時，梁體過重不易預製架設施工，多采用現澆施工 ，工期較長、費用較高。

透過變化連續梁相鄰跨長的比值，或加大支點附近的梁高而做成變高梁時，可調整各控制截面的彎矩變化幅值，降低跨中的正彎矩 ，使得預應力筋大部分佈置在梁的頂部，便於張拉。變高梁雖然會增大中間支點處的負彎矩，但梁的高度增加了，並不引起鋼筋用量的增加；同時加大支點附近梁高，還能適應抵抗支點處很大剪力的要求。

連續梁預應力鋼筋的合理佈置，有利於縱向頂推、懸臂法等施工方法的實現，促進了預應力混凝土梁橋施工的發展。

立面上，連續梁在中間橋墩處只有一個支座，在豎直荷載作用下橋墩只受軸向的壓力 。故除制動墩外，其他橋墩及其基礎的尺寸可做得小些。

2.連續梁主要缺點

預應力鋼筋的佈置難於發揮預加力的優點。 因在梁的大部分截面記憶體在正、負彎矩，使得預應力鋼筋合力的偏心靠近截面中性軸， 從而降低了預加力的作用，且影響了梁的極限強度。

梁在偏心的縱向預壓力作用下，產生彎曲變形。 如變形受到約束，在支承處則產生附加反力，從而降低預應力作用。

超靜定的連續梁結構的設計工作複雜，張拉程式、施工方法以及材料效能等對其應力狀態有很大影響，較難精確計算。

二、預應力混凝土連續梁橋的總體佈置

1.平面佈置

橋樑的平面造型取決於線路的方向與河道或立交線路的方向，並受橋址地形和地物的制約，通常有正交、斜交、單向曲線和反向曲線橋樑等平面佈置。正交橋最為常見，墩臺位置與主樑中線垂直，構造也最簡單。

連續梁由若干跨組成一聯，橋樑可由一聯或多聯組成。 常見的 連續梁橋每聯由3～7跨組成 ，隨著科學 技術的發展，連續梁橋一聯的跨數和長度都有了增加。如錢塘江二橋為18跨一聯，中跨跨徑80m，全長1340m。

連續梁常用的幾種平面造型

2.立面佈置

預應力混凝土連續梁橋的立面佈置 要考慮橋孔分跨、主樑高度和梁底曲線形狀等因素。

按橋跨相互關係分為：等跨（a）和不等跨連續梁（b）；

按梁高變化分為： 等高度（ad）和變高度連續梁（bc）；

按下部結構的支承形式分為： 普通的單式橋墩（ab）、V形橋墩（e）和雙薄壁柱式橋墩（f）；

按主樑梁身的構造分為： 實腹式主樑（abcef）和空腹式的桁架結構（d）；

按主樑與下部結構的關係分為： 墩梁分離連續梁和墩粱固接的連續T構橋。

1）橋孔分跨

連續梁每聯內主樑在各墩臺頂連續透過，各支點縱向只設一排支座，墩頂縱向設兩排支座，兩聯之間的主樑斷開。

等跨的連續梁結構簡單，適於採用頂推法、移動模架法簡支轉連續法施工。但等跨佈置將使邊跨內力控制全橋設計，不經濟。等跨的跨徑大小主要取決於經濟分孔和施工裝置條件。

為減小等跨佈置時跨中的正彎矩，可設為不等跨形式 。 當跨數不多時，採用奇數跨 ，以3跨或5跨較常見。 對3跨連續粱，邊跨與中跨跨徑之比一般為0。5～0。7 。對預應力連續梁宜取偏小值，以增加邊跨剛度，減少活載彎矩的變化幅度，從而減少預應力筋的數量。 當邊跨長度過短（比值小於0。3），此時邊跨橋臺支座將會出現負反力，在橋臺上需設拉力支座或平衡壓重。

連續梁如採用懸臂法施工，考慮到一部分邊跨採用懸臂施工外，剩餘的一部分邊跨須在支架上施工。 為減少支架及現澆段長度，邊跨長度以不超過中跨長度的0。65倍為宜。

2）梁高及梁底曲線

變截面梁的變化規律可採用圓弧線、二次拋物線或折線等，最常用的是二次拋物線，因其變化規律與連續梁的彎矩變化規律基本相近。

預應力混凝土連續梁橋除在梁高上選用變截面外，對箱形截面也可將截面底板、頂板和腹板做成變厚度，以滿足梁內各截面的不同受力要求。

變截面梁高與最大跨徑之比，跨中截面可取1/30～1/50，支點截面可取1/15～1/20，邊跨與中跨跨徑之比可取0。5～0。7。

三、預應力連續梁構造

1.主樑橫截面

高速鐵路預應力連續梁橫截面多采用箱形截面。箱形截面整體性好，抗扭剛度大，具有良好的靜力和動力穩定性。同時箱形截面的頂板和底板具有較大的面積，能有效抵抗正負彎矩，滿足配筋要求。

因預應力混凝土連續梁多采用現澆施工，為施工方便，其箱形截面多采用單箱單室截面形式。

箱梁頂板一般採用等厚度；腹板一般採用變厚度，支點處需加厚 （靠近支點處受主拉應力控制，需加厚）； 底板一般採用變厚度，支點處需加厚 （支點主要受縱向壓應力控制，需加厚）。

箱梁腹板分為直腹板和斜腹板兩種形式 。

2.橫隔板

橫隔板按位置分為端橫隔板和中橫隔板，一般端橫隔板必須設（頂梁時作用在端橫隔板處 ）。還需在 支點處設定橫隔板 ，其作用是約束箱梁的畸變變形、扭轉變形及承受和傳遞支反力。

箱梁內的橫隔板通常採用板式結構 ，為滿足施工、維修和通風要求，在橫隔板上設定過人洞。

3. 預應力筋構造

箱梁的預應力筋佈置分分縱向、橫向和豎向三向預應力體系 ，其中縱向預應力筋稱為主筋。縱向和橫向預應力筋常用鋼絞線和高強碳素鋼絲，豎向預應力筋主要採用冷拉高強粗鋼筋。

高強碳素鋼絲目前主要採用鐓頭錨錨固形式，由於錨具應力損失小、接長方便，常用於頂推法施工，此時縱向預應力筋往往需接長，常用聯結器進行接長。

縱向預應力鋼絞線主要採用7φ5鋼絞線（標準強度1860MPa，直徑15。24mm ），可採用單根鋼絞線和由多根鋼絞線組成一束，成束佈置時採用群錨錨固體系。常用錨具型別有OVM、QM、XM等，OVM型錨具是在QM型錨具基礎上改進而成的 。採用鋼絞線張拉時以OVM型錨具最為方便可靠，採用高強碳素鋼絲時則XM型錨具較為適宜。

鋼束一般採用兩端張拉， 所以要求主橋邊跨底板鋼束張拉完畢之後方可進行相鄰引橋跨的施工。

每個OVM錨固單元由OVM錨具、鋼絞線或鋼絲束、金屬管構成。OVM錨具分為張拉端錨具和固定端錨具。固定端錨具是埋入混凝土中不用於張拉的錨具，具有P型、H型。固定端P型錨具包括一塊中間鑽有孔的平板，鋼絞線穿過板孔，在鋼絞線末端擠壓一擠壓套，加上限位約束圈和螺旋箍筋，便構成P型錨具，它可以適用於需將預應力傳遞至梁端的結構。

1）縱向預應力筋的型別

連續梁採用節段法施工時，結構體系和結構內力隨施工階段不同而變化， 縱向力筋配置須針對具體階段內力的需要，進行張拉或拆除。

有些在施工階段張拉的力筋，在使用荷載作用下將產生不利作用，此類力筋在成橋階段應予以拆除，稱為臨時束。臨時束佈置成短束，不使用聯結器接長，也不壓漿，將其錨固在齒板上，使錨頭暴露在梁體外。

多數力筋張拉後，不再拆除，成為永久束。此類力筋既抵抗施工階段的彎矩，又抵抗運營階段的彎矩。

另一類力筋是施工階段不需要，但運營階段需要，如懸臂法施工連續梁的底板力筋。此類束在合攏成橋後張拉，稱為後期束，一般錨固在齒板上。

齒板內預應力筋張拉示意圖

還有一種預應力筋的佈置形式是體外布筋。 體外筋又分為永久型和裝拆型。前者是將力筋設定在主樑截面以外的管道內，利用橫隔梁、轉向塊等結構物對梁施加預應力。這種體外筋不消弱主樑截面，不需預留孔道，預製節段的拼裝可採用幹縫接合，施工方便、迅速和便於更換。有些預應力鋼筋只是在施工的某一階段需要，裝拆型體外力筋就是指在施工過程中為了滿足施工荷載的要求，在主樑截面以外設預應力筋，施工完再去掉這些預應力筋，因為它們可能對橋的使用階段是不利的。

2）縱向預應力筋的佈置

縱向預應力筋的佈置不僅與結構形式有關，還取決於施工和運營階段的內力分佈，常用布筋方式有連續配筋和分段配筋。

由連續梁的彎矩沿梁長變化的情況，連續梁跨中部分的鋼筋要放置在梁的下翼緣內，中間支承附近的鋼筋則應安設在梁的上翼緣內。無論哪種布筋方式，都要體現這個思想。

（1）連續配筋

連續配筋的優點，在於其力筋的錨固與張拉都比較簡單，而且錨頭數目少。 連續配筋可採用直線佈置或曲線佈置，要視梁的立面形狀和荷載情況而定。

當採用滿布支架現澆法施工時，不存在施工內力變化問題，可直接根據成橋內力採用連續配筋。

對等截面連續粱，可採用連續曲線配筋。但當梁的跨度較大時，因彎道多，預應力損失大，穿束施工難道大，故連續曲線配筋較合適的橋長≤100m。

連續直線布筋的連續梁要達到使跨中下翼緣內有預應力筋，而支點附近上翼緣內有預應力筋，可以透過使梁高變化的方法 （圖a）；而等高度梁要達到這個目的，只能讓力筋具有波浪形，以適應荷載內力的變化（圖b）。為了充分發揮預應力筋的作用，實際上變高度梁的預應力鋼筋也是曲線佈置的（圖c）。圖d則根據連續梁受力特點，採用分段直線配筋方式。

對於變高連續粱，因截面重心線是曲線形的，預應力筋可採用連續直線配筋，就可得到偏心距。

（2）分段配筋

分段配筋是節段法如頂推施工和簡支變連續法施工的連續梁最常用的配筋方式 。

分段配筋的缺點是力筋的錨頭數量多，張拉受到箱內淨空限制（正彎矩力筋分散錨固於翼緣板或腹板凸出的鋸齒板上 ）

節段法施工中， 永久束分為直束和彎束 ，直束佈置在截面的上、下翼緣；彎束平彎佈置在腹板寬度範圍內。在抗彎不需要時，起彎錨固於腹板中，以滿足抗剪需要。

圖示為用懸臂法施工的連續梁的彎束佈置圖，透過支承處的鋼筋分段向下彎至腹板內，並錨固於各段的接縫處；跨中部分的鋼筋，從反彎點處梁的頂部開始向下彎曲到跨中的底部，等接縫混凝土澆築並達到設計強度後，在橋面板上進行張拉，並錨固於梁的頂部。

簡支變連續施工時，可採用的配筋方式有：待墩頂接縫混凝土達到張拉強度後，用設定在接縫的區域性預應力筋建立結構的連續性；當採用移動模架逐孔順序澆築混凝土、張拉力筋，在接縫處用聯結器把已張拉的鋼筋和尚未張拉的鋼筋連線起來； 也可採用在支點頂部設定非預應力筋，現澆接縫混凝土形成連續結構。

頂推法施工，在頂推階段和使用階段梁的受力狀況差異較大，根據這兩個不同的受力階段， 預應力鋼筋一般相應分為： ①用以承受在頂推階段的懸臂負彎矩和跨間正彎矩的前期張拉鋼筋，佈置在截面上下緣的直線筋；②用以滿足使用階段的要求而補充設定的後期張拉鋼筋，佈置在跨中底部和支點頂部的增加區域性直筋。

分段頂推施工是逐段預製、逐段頂推的，前期預應力筋也得分段張拉，採用聯結器接長，接長長度一般採用兩個梁段，間隔排列，以減少聯結器數量和改善主樑受力，簡化施工。如果截面的底板較薄，那麼還必須在聯結器處予以加厚。

後期筋分為直筋和彎筋，直筋配置在支點截面的頂部和跨中截面的底部，彎筋設定在腹板內。腹板中起初只設置預應力筋的管道，當橋樑達到最終位置時，才穿束張拉， 錨固在離支點截面的1/3跨徑附近的腹板內側的豎向鋸齒板上。

3）縱向預應力筋在箱梁截面上的佈置原則

（1）為避免梁體產生橫向彎曲， 力筋在截面上應對稱佈置 。

（2） 彎束儘量佈置在腹板及梗肋內 ，儘量減少或避免平彎，以簡化構造和減小預應力損失。

（3）頂、底板力筋應適當集中在腹板及梗肋等混凝土較厚的位置，而 不宜採用均勻分散佈置方式 ，可避免產生縱向裂縫。

（4）若因力筋數量較多而不得不在板的中部布筋時， 應儘量避開橫向正彎矩較大區域或改用小型號的預應力筋 。

（5）力 筋較多時，可分層佈置，先錨固或彎起靠近腹板中部的力筋 。

（6）當橫截面的懸臂較大或箱梁腹板間距較大時，荷載作用下， 截面橫向受力較大 ， 在箱梁頂板內佈置橫向預應力筋 。豎向預應力筋的作用是抗剪，常採用粗鋼筋，佈置在腹板中。

4）橫向和豎向力筋的佈置

當橫截面的懸臂寬度較大或箱梁腹板間距較大時，在荷載作用下，截面橫向受力較大， 為了控制橫向不開裂或裂縫寬度在容許範圍內，此時可對行車道板施加橫向預應力，其佈置方式和數量應根據具體受力要求由計算確定 ，如採用橫向曲線筋佈置。當為雙向或三向預應力結構時，應特別注意處理好各力筋之間的空間位置關係。必要時，可採用無粘接力筋，以簡化構造、工藝，方便佈置。

豎向預應力筋 的作用是抗剪，通常採用粗鋼筋，佈置在腹板中，其間距由計算確定， 一般在0。3~1。0之間。

4。合攏段構造

採取懸臂法建造連續體系橋樑存在合攏問題。合攏段是指各T構完成後，兩相鄰懸臂之間梁端的連線段。

合攏段施工實現結構體系轉換，是懸臂法施工技術的一道非常關鍵的工序。因為合攏段混凝土從澆築到達到設計強度，直至張拉預應力筋，需要一定的時間。在此期間內，由於溫差變化，新澆混凝土的早期收縮、已成梁段混凝土產生的收縮和徐變，結構體系的變化，施工荷載及外力變化等原因，在結構中要產生變形和內力，這對尚未達到強度的合攏段混凝土質量有直接影響。

為保證工程質量，從合攏段混凝土開始澆築到混凝土達到設計強度並張拉跨中段預應力筋前，既要保證新澆混凝土不承受任何外力，又要使合攏段所連線的梁體在各種因素影響下變形協調，設計和施工都必須採取相應措施，具體如下：

1）在滿足施工需要的前提下，儘量縮短合攏段長度，以減小現澆混凝土數量。 合攏段長度一般取1。4~2。0m。

2）鎖定支撐： 在合攏段採用設定臨時勁性支撐和臨時預應力束 ，以“鎖定”左右T構，使合攏段兩端形成能承受一定彎矩、剪力和軸力的剛節點，保證合攏前、後結構變形協調，防止由於溫度等各種因素影響在合攏尚未完成前就產生變形。“鎖定”的結構措施很多，如採用勁型鋼臨時鎖定。

3）合攏順序應與設計一致，使得體系轉換產生的二次內力與設計相符。

4）為避免新澆混凝土早期受到較大的拉力，合攏段的混凝土澆築時間，往往選擇在當天氣溫最低時刻。

5）為了順利合攏，使成橋內力與設計相符，還應就混凝土配合比、預應力筋張拉、結構變位控制等採取必要的措施。

四、其他常用連續梁橋構造特點

1）桁架連續梁橋

桁架連續梁有等高和變高連續粱，腹杆體系有雙斜杆、單斜杆和三角式等。

與實腹式連續梁相比，桁架式連續梁的特點是：重量輕、節省材料、剛度大、跨越能力強，但構造和施工複雜。

桁架連續梁常用的施工方法有滿布支架法和懸臂預製拼裝法。

主桁是桁梁橋的主要承重結構，將列車豎向荷載傳給支座。主桁由上弦、下弦和腹杆組成，腹杆有斜杆和豎杆之分。豎杆視其受拉或受壓分為掛杆與立柱。一般對受拉桿件施加預應力。

前蘇聯伏爾加河上的預應力混凝土桁架連續梁橋，主跨為（106＋3×166＋106）m，採用變高形式，墩頂桁高18m，採用兩片桁架，間距4m，主桁標準節間距11。4m，桁架腹杆為三角形體系。

2）V形支撐連續梁橋

V形墩連續粱橋具有連續梁橋和斜腿剛架的受力特點。由於斜腿減小了主樑的建築跨度，梁的彎矩峰值明顯降低，使梁的建築高度減小。

採用V形墩便於懸臂澆築時臨時支架的佈置，並可一次拼成兩個單獨的掛籃，避免了掛籃的解體。懸臂澆築時，施工中有兩個支點，具有較大的抗彎能力並能承擔施工彎矩。

V形斜撐與水平的夾角通常取大於40°的角，斜撐的截面形式可採用矩形、工字形和箱形。

V形墩的支座可佈置在V形斜撐的頂部或底部 。支座佈置在斜撐的頂部時，斜撐是橋墩的一部分；支座佈置在底部或採用斜撐與承臺剛接而不設支座時，斜撐與主樑固結，斜撐成為上部結構的組成部分。

採用V形墩，梁部結構和下部結構工程量都較省，結構形式輕巧美觀，但斜腿施工複雜。

3）雙柱式橋墩連續梁橋

雙壁墩連續梁是在跨中墩位上設定兩個墩柱與主樑剛接的結構體系，兼有連續剛構、V形墩連續梁和連續梁的受力特點。與V形墩相比，結構構造簡單，施工方便。

雙壁式橋墩同連續剛構體系一樣，梁部的縱向變形依靠墩身的柔性來完成，但 雙壁式橋墩的每一肢截面積較小，縱向抗推剛度小，而雙肢截面總的抗彎剛度較大，是柔性墩的一種很好形式，適用於橋墩較高的場合 。

雙壁式橋墩墩身截面可採用實體矩形、箱形、工字形截面等，為滿足強度、柔性和穩定性要求， 雙壁式墩順橋向寬度一般取（0。2～0。3）h支 ，當墩高增加時，可在墩中適當增加橫撐，以改善墩身的穩定性。

五、連續梁的總體佈置

跨徑佈置

佈置原則： 減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求

不等跨佈置 ——大部分大跨度連續梁邊跨為0。5~0。8中跨

等跨佈置— —中小跨度連續梁

短邊跨佈置 ——特殊使用要求

梁高 ——與跨徑、施工方法有關

等高度梁 ——實用於中、小跨徑連續梁，一般跨徑在50~60米以下

變高度梁 ——實用於大跨徑連續梁，100米以上，90%為變高度連續梁

連續梁橋的適用跨徑範圍

應用範圍越來越廣

——小跨度（20~30米）

行車條件好，城市高架橋中很多應用

一般採用等截面，滿堂支架現澆、簡支變連續

——中等跨度（40~60米）

與施工方法相匹配

頂推施工、移動模架施工

——大跨度（60米以上）

變截面連續箱梁

一般採用平衡懸臂施工

——跨度受限於支座噸位、體系轉換的複雜

目前最大的支座100000kN，常用的在50000kN以下

最大跨度預應力混凝土連續梁橋，165米

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