一、体系特点:
(1)由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩大大减小,恒载、活载均有卸载作用;
(2)弯矩图面积的减小,跨越能力增大;
(3)超静定结构,温度变化,混凝土收缩徐变,地基不均匀沉降影响显著,对地基要求高;
(4)结构刚度大,变形小,动力性能好,主梁变形挠曲线平缓,有利于高速行车;
(5)适合于中等以上跨径桥梁。
1、受力特点:
在恒载和活载作用下均有卸载弯矩,弯矩分布合理。如图10-4所示:悬臂梁与连续梁的受力情况比较图。从图10-4b可以看出,连续梁在恒载作用下,由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩图形与同跨悬臂梁相差不大,如悬臂梁的悬臂长度恰好与连续梁的弯矩零点位置相对应,则图10-4a与10-4b的弯矩图就完全一样。然而,从图10-4c可以看出,连续梁在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布要比悬臂梁合理。

2、钢筋混凝土连续梁桥的特点:
施工和使用下存在一些缺点,从而应用很少; 局部预应力混凝土连续梁,则结构具有良好的性能,而且施工方便,从而方泛应用于城市高架。
钢筋混凝土连续梁桥,虽然在力学性能上优于简支梁和悬臂梁,可适用于更大跨径的桥型方案,但同悬臂梁一样,同时存在正、负弯矩区段,通常采用箱型截面梁,其构造较复杂;跨径较大时,梁体重量过大不易装配化施工,而往往要在工费昂贵的支架上现浇。钢筋混凝土连续梁,还因支点负弯矩区段存在,不可避免地将在梁顶产生裂缝,桥面虽有防护措施,但仍常因雨水侵蚀而降低使用年限。仅在城市高架、小半径弯桥中有少量应用。
为克服钢筋混凝土连续梁因支点负弯矩,在梁顶面产生裂缝,影响使用年限,在支点负弯矩区段布置预应力索,以承担荷载产生的负弯矩,在梁的正弯矩区段仍布置普通钢筋,构成局部预应力混凝土连续梁。这种结构具有良好的经济及使用效果,施工较预应力混凝土连续梁方便,目前在城市高架中已基本取代钢筋混凝土连续梁。
3、预应力混凝土连续梁桥的特点:
应用广泛,预应力混凝土连续梁设计中,必须以各个截面的最大正、负弯矩的绝对值之各布置预应力束。
预应力混凝土连续梁的应用却非常广泛。尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法在连续梁桥中的应用,这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化,生产工厂化,从而提高了施工质量,降低了施工费用。连续梁的突出优点是:结构刚度大,变形小,动力性能好,主梁变形挠曲线平缓,有利于高速行车。
然而应指出的是,预应力混凝土连续梁设计中的一个特点是:必须以各个截面的最大正、负弯矩的绝对值之和,也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。例如一个三孔等跨连续梁,其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和(即弯矩变化幅值)为0.125,与同跨简支梁弯矩相同,支点上弯矩变化幅值为0.133。在公路桥上,因恒载弯矩占总弯矩的比例较大,实际上支点控制设计的是负弯矩,跨中控制设计是正弯矩(因支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩;跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩)。在梁体中,弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样,布置预应力束筋并不增加太大的用量,就能满足设计要求。反之,在活载较大的铁路桥上及恒载弯矩占总弯矩比例不大的小跨连续梁桥上,因预应力筋节省有限,施工较简支梁复杂,经济效益差,而较少采用。
二、体系缺点:
超静定结构,对地基要求高。
连续梁是超静定结构,基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力,因此,对桥梁基础要求较高,通常宜用于地基较好的场合。此外,箱梁截面局部温差,混凝土收缩、徐变及预加应力均会在结构中产生附加内力,增加了设计计算的复杂程度。
三、连续梁桥的构造特点 :
钢筋混凝土连续梁桥因需用支架施工,很少采用;预应力混凝土连续梁一般采用不等跨布置;预应力混凝土连续梁一般采用变高度梁;预应力混凝土连续梁配筋要考虑施工过程与体系转换。
1、跨径布置:
布置原则——减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求;
按照桥梁跨径的相互关系一般有不等跨布置、等跨布置。
(一)不等跨布置:
大部分的大跨度连续梁,边跨为中跨的0.5~0.8倍;不等跨布置不仅受力合理,而且悬臂施工施工方便。
连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置,则边跨内力(包括边支墩处梁中的负弯矩)将控制全桥设计,这样是不经济的;此外,边跨过长,削弱了边跨的刚度,将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值,增加预应力束筋数量。故一般边跨长度取中跨的(0.5~0.8)倍,对钢筋混凝土连续梁取偏大值,使边跨与中跨控制截面内力基本相同;对预应力连续梁宜取偏小值,以增加边跨刚度,减少活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。边跨长度过短,边跨桥台支座将会产生负反力,支座与桥台必须采用相应抗拔措施或边梁压重来解决。应该注意到,边跨的长度与连续梁的施工方法有关,如采用悬臂法施工,考虑到一部分边跨是采用悬臂施工外,剩余的一部分边跨须在脚手架上施工。为减少支架及现浇段长度,边跨长度取以不超过中跨长度的0.65倍为宜。
(二)等跨布置:
中小跨度连续梁,受力性能不如不等跨布置;采用顶推施工或者是先简支后连续时,施工方便,经济效益高。
连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置,则边跨内力(包括边支墩处梁中的负弯矩)将控制全桥设计,这样是不经济的;此外,边跨过长,削弱了边跨的刚度,将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值,增加预应力束筋数量。但在某些条件下,例如:当桥梁总长度很大,设计者采用顶推或者先简支后连续的施工方法时,则等跨结构受力性能较差所带来的欠缺完全可以从施工经济效益的提高而得到补偿。所以跨湖过海湾的长桥多采用中、小跨径的等跨连续梁的布置。
2、梁高:
与跨径、施工方法密切相关;有等高度连续梁、变高度连续梁。
(一)等高度连续梁:
适用于中、小跨度连续梁,一般跨径在50~60m以下。
在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁,其跨径在40~60m的预应力混凝土连续梁,一般都采用等高梁。等高连续梁的缺点,是梁在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩,材料用量较费;但是其优点是结构构造简单。国外在一些跨径超过100m的多跨连续梁中,在采用悬臂施工方法时,仍采用等高度连续梁,以求得构造简单,线型简洁美观的要求。
(二)变高度连续梁:
适用于大跨径连续梁,100m以上的连续梁,90%为变高度连续梁。
从预应力混凝土连续梁桥的受力特点来分析,连续梁的立面应采取变高度的布置为宜。连续梁在恒、活载作用下,支点截面将出现较大的负弯矩,从绝对值来看,支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩,因此采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律。同时,采用悬臂法施工的连续梁,变高度梁又与施工的内力状态相吻合。另外,变高度梁使梁体外形和谐,节省材料并增大桥下净空。所以从已建桥梁统计资料分析,跨径大于100m的预应力混凝土连续梁有90%以上是选用变高度梁。
变高度梁的截面变化规律可采用圆弧线、二次抛物线和折线等,通常以二次抛物线为最常用,因为二次抛物线的变化规律与连续梁的弯矩变化规律基本相近。采用折线形截面变化布置可使桥梁的构造简单,施工方便,常用于中小跨径。
3、梁高布置:
根据经验,连续梁的支点和跨中梁高都有一定的估算值。
根据已建成桥梁的资料分析,梁高可按下表采用:
| 桥 型 | 支点梁高 (m) | 跨中梁高 (m) |
| 等高度连续梁 | H =(1/15~1/30) L | 常用(1/18~1/20) L |
| 变高度(折线形)连续梁 | H =(1/16~1/20) L | h =(1/22~1/28) L |
| 变高度(曲线形)连续梁 | H =(1/16~1/20) L | h =(1/30~1/50) L |
4、截面形式:
肋梁式截面,方便吊装;箱形截面,适用于节段施工。
在连续梁桥中,采用吊装施工时,一般采用肋梁截面;装配式肋梁截面具有下列优点:
(1)将主梁划分成多片标准化预制构件,构件标准化,尺寸模数化,简化了模板,可工厂化成批生产,降低了制作费用。
(2)主梁采用工厂或现场预制,可提高质量,减薄主梁尺寸,从而减轻整个桥梁自重。
(3)桥梁上部预制构件与下部墩台基础可平行作业,缩短了桥梁施工工期,节省了大量支架,降低桥的造价。
当连续梁桥采用悬臂施工时,则一般采用箱梁,它具有下列优点:
箱形截面是一种闭口薄壁截面,其抗扭刚度大,并具有较T型截面高的截面效率指标ρ,同时它的顶板和底板面积均比较大,能有效地承担正负弯矩,并满足配筋的需要。此外,当桥梁承受偏心荷载时,箱形截面梁抗扭刚度大,内力分布比较均匀;在桥梁处于悬臂状态时,具有良好的静力和动力稳定性,对悬臂施工的大跨度梁桥尤为有利。由于箱型截面整体性能好,因而在限制车道数通过车辆时,可以超载通行。
5、腹板、顶板、底板厚度:
顶板——满足横向抗弯及纵向抗压要求,一般采用等厚度,主要由横向抗弯来控制。
腹板——主要承担剪应力和主拉应力,一般采用变厚度腹板。靠近悬臂端处受构造要求控制,而靠近支点处受主拉应力控制,需加厚。
底板——满足纵向抗压要求,一般采用变厚度,悬臂端主要受构造要求控制,支点主要受纵向压应力控制,需加厚。
横隔板——一般在支点截面处设置横隔板。
6、配筋特点:
钢筋布置要考虑施工过程中体系转换。
(1)悬臂施工阶段配筋:
主筋没有下弯时布置在腹板加掖中;主筋需下弯时平弯至腹板位置; 主筋一般在锚固前竖弯,提拱预剪力。
(2)连续梁桥的后期配筋:
各跨跨中底板配置连续束;顶板配置横向钢筋或横向预应力筋;腹板配置下弯的纵向钢筋,需要时布置竖向预应力筋。
四、发展情况:
钢筋混凝土连续梁跨径一般不超过25~30m,预应力连续梁常用跨径为40~160m。将简支梁梁体在支点上连续而成连续梁,连续梁可以做成二跨或三跨一联的,也可以做成多跨一联的。每联跨数太多,联长就要加大,受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向位移也就较大,使伸缩缝及活动支座的构造复杂化;每联长度太短,则使伸缩缝的数目加多,不利于高速行车。为充分发挥连续梁对高速行车平顺的优点,现代的伸缩缝及支座构造不断改进,最大伸缩缝长度已达660mm,梁体的连续长度已达1000m以上,如杭州钱塘江二桥公路桥为18孔一联预应力混凝土连续梁桥,跨径布置为45+65+14×80+65+45m,连续长度为1340m。一般情况下,连续梁中间墩上只需设置一个支座,而在相邻两联连续梁的桥墩仍需设置两个支座。在跨越山谷的连续梁中,中间高墩也可采用双柱(壁)式墩,每柱(壁)上都没有支座,并可削低连续梁支点的负弯矩尖峰。
钢筋混凝土连续梁跨径一般不超过25~30m,预应力连续梁常用跨径为40~160m,其最大跨径受支座最大吨位限制,目前国内最大跨径尚未超过165m(南京长江二桥北汊桥,其跨径布置为90+3×165+90m),如果采用墩上双支座,消去结构在支座区的弯矩高峰,它的跨径可以达到200m。

