斜拉桥的总体布置构造施工及工程实例[详细]
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
6
拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
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1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
21
3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)
1.2.2 索塔布置
横向布置形式
从横桥向，索塔的布置方式主 要有柱型(单或双)、门型或H型、 A型、倒Y型及菱型等，如图 19．5所示。柱型塔构造简单， 但承受横向水平力的能力低。较 单柱型而言，门型塔抵抗横向水 平荷载的能力较强。A型和倒Y 型主塔具有较大的横向刚度，但 其构造及受力复杂，施工难度较 大。
单索面类型兼具美学与结构的优势，但拉索不起抗扭的作用，主梁 要采用抗扭刚度较大的截面。这种体系不适合太宽的桥
平行双索面类型对主梁截面抗扭有利，主梁可采用较小抗扭刚度的 截面并且具有较好的抗风稳定性，
斜向双索面对桥面梁体抵抗风力扭振十分有利，尤其适合于特大跨 径的桥梁，倾斜的双索面应采用倒Y型、A型或双子型索塔。若跨径 过小，考虑视野问题，不宜采用。
1.2.2 索塔布置
普通索
拉索锚点处荷载P作用下， 主梁 下挠量：
Pb
EAsin2
பைடு நூலகம்
cos
Pb3 3EI
tan
sin2 cos 值最大，拉索的支承刚度最大， α 为55°最大；tanα越小，塔的
支承刚度越大。
1.2.2 索塔布置
端锚索
中跨布载时，水平力F作用下，塔顶水平位移为：
F H
EAsin cos2
α为35°时，Δ最小，端锚索提供的支承刚度最大
综合考虑索和塔的共同影响，对于 每座斜拉桥存在一个最佳高度H， 使得索和塔对主梁的支承刚度达到 最大。
1.2.3拉索布置
1、索面布置
索面布置主要有单索面、平行双索面、空间斜向双索面等类型，如图 19．6所示。
1.2.3拉索布置
密索布置
第三阶段：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面。
斜拉桥施工方案 (2)
欢迎共阅xx斜拉桥施工方案根据施工整体部署，斜拉桥分南、北两岸对称施工，上、下游幅（两幅的间距为7.12m）基本上并列施工。
南岸（北仑侧）工区负责施工的范围为：D0、D1、D2墩位范围的工程；北岸（镇海侧）工区负责施工的范围为：D3、D4、D5墩位范围的工程。
索塔、主梁及斜拉索施工处于关键线路上，辅助墩、过渡墩、边跨支架段作为非关键工程，可根据关键线路上的工程进度，来确定其经济的开工日期、完工日期。
索塔施工纤，，在；施工电梯采用SCQ100载货载人电梯1台，电梯安装起始高度与原地面平齐，布置在边塔柱外侧面。
在下塔柱施工时，人员通过专用脚手架到达施工作业面。
在下横梁施工时，人员通过专用脚手架到达施工作业面。
上塔柱施工时，通过电梯直接达到边塔柱爬架的–3号平台。
上塔柱施工时，在下横梁处设置平台，通过电梯到达下横梁平台后，通过座落在下横梁上的支架（兼泵管、水管、爬梯）可到达中间塔柱、边塔柱的顶操作平台（即＋1号平台）。
上塔柱施工时，通过电梯直接达到边塔柱爬架上即可。
另外上塔柱内腔，可考虑随高度施工永久性工作爬梯。
水施工用水采用自来水或经检验合格的溪水（必要时进行净化）。
索塔用水的储水池用钢护筒改造而成，由多级高压水泵直接从储水池中取水，2条φ38mm上水管线与泵管线一同沿座落在下横梁上的支架（兼泵管、水管、爬梯）到达爬模系统的顶操作平台（即＋1号平台），采用能承受3MPa的优质铁管，套丝连接。
在爬模＋1号平台上设2个储水桶，以备消防、应急。
动力电、照明在承台顶面上设1台低压配电箱，分别输送给塔吊、施工电梯、高压水泵的专用棒。
主要技术1)混凝土外观质量（包括裂缝预防）控制。
环向预应力张拉、压浆控制，避免对已浇筑索塔的污染。
2)监测塔肢的变形、变位，并进行相应调整，以保证塔柱设计要素。
3)根据索塔混凝土参数、理论计算对索塔(压缩)变形进行分析，考虑设置相应的预抬量，以消除混凝土收缩、徐变和塔柱弹性变形的影响，以确保斜拉索在塔上锚固位置的精确。
斜拉桥索塔施工工法及其工程实例(优秀工作范文)
斜拉桥索塔施工工法及其工程实例一、前言随着高速公路的迅猛发展,公路等级不断提高,斜拉桥、悬索桥等具有高墩、大跨径特点的桥梁被广泛应用到工程实际,同时也发挥了越来越重要的作用.索塔作为斜拉桥、悬索桥一个十分重要的组成部分,造价高昂、施工周期长,如何科学组织施工,优质高效地完成施工任务,具有十分重要的意义.本工法依托江苏省连盐高速公路灌河特大桥索塔施工工程实例,全面系统地阐述了索塔施工技术和工艺特点.已建成的索塔成品倾斜度、空间尺寸以及外观质量均满足规范要求,处于良好的受控状态,施工进度科学合理.该工法被证明是一项行之有效的施工工法,代表了目前索塔施工的先进水平.二、工法特点1、本工法工艺简练,操作性强,施工易于实现.在合理设计模板、支架和爬架系统的基础上,可以实现高度较大的索塔施工.2、本工法施工结构设计合理,力学模型明确,设计计算量不大,易于被工程技术人员掌握.3、质量易于控制,通过采用相对基准极坐标法进行测量控制,以及模板支撑体系的优化,结构物实体质量和外观质量优良.4、本工法投入的大型机械设备相对较少,施工成本较低,循环施工周期较短,具备较高的投入产出比.三、适用范围本工法具有施工快捷,结构合理,经济实惠等特点,可以被广泛应用到斜拉桥、悬索桥的索塔施工中,尤其适合于索塔截面比较规则,塔柱高为100～200米的中小型钢筋砼索塔.通过对模板系统以及爬架提升装置的改进和优化,也可以应用到变截面及高度较大的索塔施工中.四、工法原理本工法是索塔施工的一种非常有效的工艺方法.工法原理：在塔柱内预先安装劲性骨架作为钢筋模板安装定位的依托,纵向主钢筋采用机械连接,下塔柱采用钢管支架模板体系、中上塔柱采用内翻外爬附爬架的分节段爬模施工模式,砼采用拖泵泵管输送,在中塔柱上设置横向临时撑架,防止塔柱根部产生拉应力,斜拉索与索塔的锚固形式采用钢锚梁锚固体系,直接传递给索塔,横梁采用钢管落地支架支撑体系,通过合理布设塔吊、电梯、泵管、水电等设施以及进行预埋件的埋设,并运用塔吊以及吊车进行施工材料的垂直运输的一种高效的索塔施工工艺.根据索塔形式、高度以及所采用的施工工艺、方法、设备性能和具备的施工能力,索塔分节长度不尽相同,一般分节长度为4.0～5.0米.五、施工工艺流程及操作特点（一）索塔施工工艺流程1、塔柱施工工艺流程图5-1.图5-1 塔柱施工工艺流程图2、塔柱节段循环施工工艺流程图5-2. 图5-2 塔柱节段循环施工工艺流程图循环施工节段3、横梁施工工艺流程图5-3.图5-3 横梁施工工艺流程图（二）、钢筋工程机械连接,其余钢筋采用焊接或绑扎连接.半成品的钢筋按型号、规格、用途等进行编号挂牌,分别堆放,由运输车运至施工现场.主筋连接后,箍筋由下而上焊接或绑扎,绑扎高度以每次砼浇筑高度为准.（三）、劲性骨架为了便于钢筋空间定位并固定模板,索塔塔壁内部一般设置劲性骨架.劲性骨架应单独进行结构设计.一般采用∟100×100及∟80×80角钢焊接拼装成桁架,在地面上单片制作、塔上整体拼装焊接定位而成.劲性骨架制作安装的总体布局是：在条件允许情况下,尽量在地面将工作做好,减少塔上工作量.单块骨架的高度同混凝土分节高度,框架形式按结构设计要求确定.（四）、砼工程索塔高度一般较大,砼标号较高,砼宜采用泵送方式输送,通过采用多台输送泵接力的方式,可以把砼输送到理想的高度.每个索塔下方设置一台固定拖泵,通过泵管将砼直接泵送至作业面.砼应具有良好的工作性和可泵性.混凝土浇筑从低处开始逐层扩展升高,并保持水平分层.振捣时使用插入式振动器,其分层厚度约为30厘米.振捣密实标准：砼停止下沉,无显著气泡上升,表面平坦,呈现薄层水泥浆时为止.下塔柱塔基部分设计一般为实心段,应按大体积砼施工考虑.内部设置降温水管,砼浇筑后,通水冷却,降低内部温度,同时对模板外部进行保温,防止砼产生温度应力裂缝.（五）、模板支撑体系为确保索塔外观质量,外模一般采用大面积定型钢模板,内模采用组合钢模板或木模板.1、模板的基本结构塔柱模板由外模板和内模板组成.外模板均为大面积钢模板,内模板以大模板为主,部分采用组合钢模和木模.外模、内模、角模或平模板,其结构形式基本相同,主要由横肋、竖肋、劲板和面板组成.2、下塔柱模板体系下塔柱一般设计成变截面形式,并有一定的斜率.为加快工期,充分利用底部承台工作面,下塔柱模板一般采用翻转式.根据下塔柱的高度,每个塔柱应加工2~3节定型钢模板,高度为3~4米,施工中根据实际进行循环利用,并进行适当的改装.模板外侧搭设钢管脚手架,作为操作平台及模板临时支承点,并设置对拉螺杆.3、中、上塔柱模板系统中、上塔柱采用内滑外翻的模板体系.每肢塔柱加工3节模板,高度为2~2.5米.为保证混凝土分段部位接缝严密,应保留一节基准模板不拆,施工时始终固定顶部一节作为上一节段施工的模具和支撑平台,而将下部两节拆除后上翻.提升模板设备采用倒链和塔吊.（六）、爬升系统爬升系统主要包括塔身预埋件、爬架、附墙架、工作平台以及塔吊和倒链提升设备等.功能集爬架爬升、模板支立、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉、孔道压浆以及施工平台于一体,工作平台整体随塔柱施工逐步上升,为施工人员提供一个封闭的操作空间,安全、施工便捷.如图5-4、图5-5.图5-4 爬模系统示意图（单位：厘米）爬模循环施工操作流程图5-5.模板拆除塔吊提升模板模板安装塔吊提升爬架并安装混凝土浇筑钢筋、预埋件安装图5-5 爬模循环施工操作流程图（七）、横向临时撑架系统根据索塔形式的不同,为防止索塔根部产生拉应力,一般设计要求采用水平临时撑架,以抵抗塔柱向内倾所产生的水平力.水平撑架设置：在规定高度,于塔柱内侧埋设预埋件并焊接牛腿,用钢管作支撑,采用油压千斤顶施加对撑力.（八）、索塔施工测量索塔施工测量的重点是确保结构的位置正确,塔柱各部分满足倾斜度、垂直度、几何尺寸和空间位置的要求,斜拉索锚管上、下口位置及其空间倾角准确.间法原理定位,尽量消除索塔因日照、温度变化的影响；高程采用差分三角高程法定位,以确保定位精度.（九）、拉索导管定位拉索导管定位是上塔柱施工的关键,安装精度的高低直接影响到斜拉索的安装及使用寿命.1、拉索导管定位精度要求锚固点空间位置三维允许偏差±10米米；导管轴线与斜拉索轴线的相对允许偏差±5米米.2、拉索导管空间定位示意图5-6.图5-6 拉索导管空间定位示意图（十）、钢锚梁安装1、搭设平台,平台上铺设钢板或组合钢模.由于安装空间狭小,塔壁内模一般采用钢管临时支撑.2、平台搭设完毕,焊接钢锚梁水平方向的限位钢板,埋设锚固螺栓, 浇筑小石子混凝土垫层,再安装支承钢板.3、起吊钢锚梁,使钢锚梁尽量水平,将钢锚梁临时放置在平台上,下垫枕板.安装另一块钢锚梁,精确调整钢锚梁位置,用高强螺栓将钢锚梁连接,连接后对钢锚梁的位置进行复测.（十一）、横梁施工横梁与相应的塔柱节段同步施工,采用落地钢管支架施工的方法.根据结构设计计算,确定支撑及模板系统,一般由钢管、贝雷桁片和型钢等组成,具体视现场材料情况而定,横梁钢筋、砼施工与塔柱基本相同,下面重点介绍预应力体系部分.1、预应力筋张拉规定张拉机具采用满足最大张拉吨位的千斤顶,张拉前,对高压油泵、液压千斤顶和压力表进行配套标定校验,确定千斤顶与油泵压力表的回归曲线.砼强度达到设计要求时,进行预应力筋的张拉.先对称张拉腹板束,再张拉顶、底板束.预应力钢束均为两端同时张拉,张拉以拉力与引伸量进行双控.钢束的伸长值误差控制在±6%以内.张拉程序为：0→初应力→分级张拉至σcon（持荷2米in锚固）.2、压浆及封锚张拉后,采用砂轮切割机切割多余钢绞线,压浆采用活塞式真空压浆泵,压力控制在0.5-0.7MPa,压浆后,立模浇筑封锚砼.（十二）、防雷装置及其它附属设施安装索塔上的附属设施主要包括塔顶防雷装置、航空障碍灯、塔内爬梯、横梁上的栏杆、照明设施等.塔内爬梯在索塔封顶之前安装,防雷装置和航空障碍灯在塔冠施工完成后安装,横梁上的栏杆要在0号梁段支架拆除后方可进行,照明设施在全桥主体工程基本结束后安装.（十三）、塔吊、电梯、泵管、水电等临时设施的布设以及预埋件埋设索塔施工主要临时设施把包括塔吊、施工电梯、拖泵及泵管、供电及供水五个部分.1、塔吊根据施工现场范围以及施工材料的重量,合理选用塔吊型号,一般选用80t·米型号以上,布置在承台两边塔柱旁靠河侧,使得整个索塔均处于吊装范围内,两台塔吊安装高度应错开布置.为确保安全稳固,沿塔柱高度方向每20米设置附臂.2、施工电梯为了保证工期,便于搭载人员上下通行,一般每个塔肢均应设置一台载货载人施工电梯,安装位置为承台两边塔柱外靠岸侧.3、混凝土垂直输送塔柱混凝土的垂直输送,宜选用80C型以上的拖泵,一次泵送至塔柱模板内.泵管采用“Ω”型卡固定在专用架上,并间隔用钢丝绳吊挂于塔柱的原模板对拉螺栓上.4、水一般宜采用两台高压多级水泵,分别布塔柱迎河面左侧,设置水箱用于砼养生及其他.5、供电系统承台顶面上设置低压配电箱,分别输送给塔吊、施工电梯、高压水泵的电机专用配电箱,动力电缆随塔柱垂直布置,施工作业面上设置小型配电箱.6、预埋件索塔上的预埋件种类较多,主要包括为满足设计和施工要求的两部分.对各种预埋件应统一绘图,并汇总成册,便于指导施工.六、材料设备本工法仅列出了一个索塔所需要的机械设备和主要材料需求量,实际施工时,可根据具体情况适当调整.钢筋加工和砼拌合设备可以与其他工程施工交叉使用.机械设备及主要施工材料详见表6-1.由于各索塔之间相距较远,并隔河或跨江,一般每个索塔投入一个队伍,独立组织施工.实际施工时,可酌情增减.下面以一个索塔为单位配置劳动力如表7-1.七、质量控制索塔的施工难度较大,质量要求高,施工时应严格要求,精细施工,严把质量关.严格遵循《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）和《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程（JTG F80/1-2004）的相关要求.并从模板、砼和施工工艺等方面进行重点控制.1、塔柱和横梁的外模板采用大面积钢模,除强度应满足浇注砼的各项要求外,为保证其表面平整度,设计时主要以刚度控制.2、对模板的拼接缝,力求做到设计合理,加工制作精细,减少或避免漏浆现象发生.3、尽量减少对拉螺杆数量,以减少塔身砼上的孔洞,并对塔身施工完成后留下的孔洞及时封堵修补.采用与塔身相同标号的水泥浆进行,力求做到与塔身砼颜色一致,并安排专人负责.4、对塔身砼配合比进行优化选择,砼搅拌均匀,保证其工作性能,确保塔身砼整体上色泽一致.5、对模板的准确安装定位,砼的搅拌、泵送入模、振捣、养护等工艺过程采取有效措施,加强控制.对现场管理人员和操作工人进行质量意识教育,做好每个关键工序的技术交底.通过保证各个工艺环节的工作质量来确保工程的质量.6、塔身的施工放样测量,除采取正确合理的测量方法外,严格执行两人复测制度,复核必须采用不同的方法进行,以确保塔身放样准确,防止因测量误差过大而导致塔身砼线条不平顺.7、索塔塔柱及横梁施工的实测项目见表8-1、8-2.表8-2 横梁实测项目八、安全措施1、进行安全施工应知应会教育.2、成立以项目经理为首的安全生产领导小组.3、建立健全生产组织机构,设置专职或兼职安全员.4、制定安全管理制度,定期进行安全检查,严格实行安全生产岗位责任制,奖惩分明.5、制定主要分项工程的安全操作规程,作业前认真进行安全技术交底.6、进行常规安全操作教育.7、建立健全安全检查制度,定期召开安全会议,及时采取措施消除事故隐患.九、环保措施环境保护是我国的一项基本国策.保护施工环境是保证施工人员身体健康和消除外部干扰保证施工顺利进行的需要.1、成立以项目经理为组长的文明施工领导小组.设置施工环境巡查员,由项目综合办公室负责,对施工造成的环境影响情况及时掌握,及时处理.2、环境保护领导小组组长：项目经理副组长：现场总负责人成员：工区负责人、部门负责人3、配置足够的资源,使空气质量、水质、噪音、废物处理、化学物品、人文自然,等在施工中符合相关法规和合同要求；4、按月进行环境检测及审核,并做好记录和备案；5、对施工管理人员和施工人员进行环境管理培训,使其清楚了解当地环境法律和合同条款中规定的相关要求,参加培训人员的记录和培训内容要备案在综合办公室,以便相关部门检查和审核.十、效益分析索塔施工时,在施工方法和施工工艺上采取了一些新的措施,项目部充分采用承台围堰钢管等周转材料用于支撑结构,进行了高标号砼配合比优化设计,掺加了粉煤灰,减少了水泥用量,采用了长距离泵送砼工艺等“四新技术”,节省了大量的机械设备,大大降低了工程成本,累计节约工程成本费用合计200多万元,并且项目部连续三季度获优质优价奖励,取得了良好的经济效益.同时,工程质量实现了工程合格率和优良率的目标,工程进度创造了屡创新高,提前完成目标计划,得到了业主、监理的认可和信任,使企业的信誉度得以增强和提高,取得了良好的社会效益.十一、工程实例灌河特大桥是江苏省连云港至盐城高速公路上的一座特大型桥梁,全长1.819千米,全桥宽度为36.6米,主桥为双塔双索面钢—砼组合梁斜拉桥.索塔采用为H形,C50砼,高度119.629米,其中上塔柱高42.0米,中塔柱61.8米,下塔柱15.829米,中下塔柱设置有斜率,塔柱采用空心箱形断面,单箱单室,塔壁厚度渐变,上塔柱内设牛腿,中间设钢锚梁,下塔柱底部设2米实心板.为确保塔柱垂直度与索导管安装精度,与武汉测绘大学联合进行测量监控,塔柱成品验收实测垂直度为1/7200,高于规范1/3000的标准,索导管安装定位,消除了温度及日照的影响,误差在5米米之内,高于图纸要求精度.模板、支架、爬架等临时结构设计新颖,操作便捷.结构物内实外美,受到业主的好评,并荣获2005年度江苏省高速公路建设项目质量排序“前十”通报表扬.施工进度快,中塔柱平均每天 1.14米,比计划快0.44米,第16、17节段施工周期仅为2天零11小时,创造了平均每天1.83米的最高纪录,南岸塔柱比预定计划提前约半个月,为下一步钢梁安装奠定了坚实的基础.执笔：阳华国黄天贵中交一公局三公司审核：田克平中交一公局灌河特大桥全景劲性骨架安装模板安装钢筋绑扎及焊接横梁施工浇筑砼索导管定位接高劲性骨架爬模施工施工中的塔柱成品索塔。
第5章斜拉桥实例
第五章实例第一节铜陵长江公路大桥一、概况铜陵长江公路大桥是国家"八五”重点建设项目，位于安徽省铜陵市西南约10km的羊山矶下游600m 处，上游距九江大桥约230km，下游距南京长江大桥220km，是连接徐州-合肥-铜陵-黄山的南北公路咽喉，全桥总长2592m，于1995年建成通车。
二、主要技术标准荷载等级：汽车—超20级，挂车—120人群荷载3.5kN/m2；桥面宽度：2.5m （人行道）+ 15m （行车道）+ 2.5m （人行道），总宽20m;洪水频率：300年一遇，设计水位15.362m;最高通航水位：14.262m;通航净空：下行航道通航净宽不小于210m，上行航道通航净宽不小于182 m,高24m。
rTT T 1 1 1图4-5-1铜陵长江公路大桥总体布置三、设计要点1、结构体系采用半漂浮体系，塔墩固结，各墩都设盆式支座。
孔跨布置为80m + 90m + 190m + 432m + 190m + 90m + 80m的7孔一联、总长为1152m的双塔双索面PC斜拉桥，如图4-5-1所示，连续长度在国内罕见。
2、主梁铜陵大桥主梁采用轻型肋板截面（图4-5-2）,边实心梁高2m,顶宽1.5m,底宽1.7m，全宽23m，板厚0.32m。
高跨比为1/194。
梁上索距8m,每8m节段设一横梁。
3、6号墩由于悬臂施工每侧 28m 的需要，根部肋板式截面梁高度增大至 3.5m 。
河侧悬臂28m 处，高度降至标准节段的 2m ;岸侧悬臂28m 处，高度降至2.5m ，并带底板，以便与 2、7号墩悬臂施工的箱梁 连接。
吃2300/215& . ESQ -J500/2—250，顷1 1图4-5-2肋板式主梁横断面（cm ）3、索塔如图4-5-3所示，采用 H 形塔，总高153.03m ，桥面以上塔高105.5m ，高跨比0.244。
下塔柱横桥向 底宽20.4m ，逐步向上放宽，至中、下塔柱交界的下横梁处（放置梁处）最宽，为 33m 。
第八章斜拉桥
span=229 m
第八章 斜拉桥
Pylon and main span during construction
第八章 斜拉桥
中国（2019年），苏通大桥，主跨1088m
第八章 斜拉桥
第八章 斜拉桥
第八章 斜拉桥
第八章 斜拉桥
塔梁固结体系是指塔梁之间固结，但塔与墩之间用 支座传递荷载的结构形式。其优点是索塔的弯矩小、 主梁受力比较均匀，整体升降温引起的结构温度应 力较小。缺点是结构的刚度小，在荷载作用下变形 比较大，塔下的支座承受比较大的反力，需要采用 大吨位的支座，在跨度比较大的斜拉桥中不宜采用。
第八章 斜拉桥
第二节 总体布置及结构体系 1. 总体布置 ２.结构体系 ３.斜拉桥构造 4. 斜拉索在塔梁上的锚固 5. 斜拉桥的计算
1. 总体布置
总 体 布 置
塔索布置 跨径布置 拉索及主梁的关系 塔高与跨径关系
第八章 斜拉桥
第八章 斜拉桥
1.1 跨径布置 双塔三跨： 边跨l1/中跨l2 = 0.2～0.5； 单塔二跨： 边跨l1/中跨l2 = 0.5～1.0； 多塔多跨：
第八章 斜拉桥 独塔双跨
第八章 斜拉桥 双塔三跨
第八章 斜拉桥 多塔多跨
辅助墩及外边孔
第八章 斜拉桥
1.2 索塔高度
第八章 斜拉桥
索 主跨跨径 塔 高 索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 度 拉索的索距和拉索的水平倾角
双塔：H/l2=0.18～0.25；单塔：H/l2=0.34～ 0.45
１.3 拉索布置
第八章 斜拉桥
第八章 斜拉桥
3.2.4 混合梁
斜拉桥主塔施工方案
2.5.（重点工程）颍河特大桥主塔塔身施工方案、方法与技术措施颍河特大桥共设置两座斜拉索塔，均为人字形。
塔身总高度为38m，分上塔柱（20.443m）和下塔柱（17.557m），上塔柱采用圆端型矩形截面，共设置七道斜拉索，下塔柱为两道独立圆端型矩形柱，与桥墩及箱梁固结。
颍河特大桥主塔为本标段施工控制重点。
桥塔布置及断面如图2.5-1所示。
颍河台湾大桥主塔总体布置主塔塔身剖面图图2.5-1 桥塔布置及塔身断面示意下塔柱全高17.557m，采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分4个节段，其中1～3每个节段5m，第4节段2.557。
模板系统采用3层模板翻模施工，每层模板高2.5m，外模采用定形钢模板和弧形小模板拼装而成。
模板由专业模板厂家加工制造，其强度、钢度、垂直度、同心度、表面光洁度等都应满足要求，以保证其安装、拆卸方便，脱模容易。
模板加工好后，应在工厂试拼，确保无误后出厂。
下塔柱为钢筋混凝土结构，无预应力，根部5m内横桥向壁厚由100cm渐变至60cm，顺桥向壁厚由150cm渐变至90cm。
在完成承台施工后，按每节5m浇筑下塔柱。
每个节段的施工程序是：安装劲性骨架→绑扎钢筋→立模→验收→浇塔柱混凝土→待强、凿毛、养生→拆模、翻模。
下塔柱施工工艺流程见图2.5.1-1所示。
在主塔施工前，精确测量定出主塔的平面位置，放出模板轮廓线，用砂浆找平模板下部的标高，以保证模板的垂直度；将塔柱处承台顶面的混凝土表面进行凿毛处理，并用清水冲洗干净，以保证墩台连接的质量。
2.5.1.2.下塔柱劲性骨架施工为满足下塔柱高空施工过程中塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的需要，同时方便测量放线，下塔柱施工时设置劲性骨架。
（1）劲性骨架设计劲性骨架在设计时，主要应考虑以下几点因素：①塔柱竖向主筋接长时定位稳定的需要；②劲性骨架自身稳定及精确定位钢筋的刚度的需要；③方便现场劲性骨架的安装施工。
劲性骨架采用I28a工字钢作为骨架，[16槽钢作为斜撑和连接撑。
斜拉桥施工技术
斜拉桥施工技术第一节认识斜拉桥斜拉桥是由主梁、拉索和索塔三种构件组成的，见图8.1.1。
图8.1.1 斜拉桥的组成斜拉桥是一种桥面体系以主梁承受轴向力（密索体系）或承受弯矩（稀索体系）为主，支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主的桥梁。
拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承，使主梁跨径显著减小，从而大大减少了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力，使桥梁的跨越能力显著增大。
与悬索桥相比，斜拉桥不需要笨重的锚固装置，抗风性能又优于悬索桥。
通过调整拉索的预拉力可以调整主梁的内力，使主梁的内力分布更均匀合理。
一、总体布置斜拉桥的总体布置主要解决塔索布置、跨径布置、拉索及主梁的关系、塔高与跨径关系。
1. 孔跨布置现代斜拉桥最典型的跨径布置（图8.1.2）有两种：双塔三跨式和单塔双跨式。
特殊情况下也可以布置成独塔单跨式、双塔单跨式及多塔多跨式。
双塔三跨式是斜拉桥最常见的一种布置方式。
主跨跨径根据通航要求、水文、地形、地质和施工条件确定。
考虑简化设计、方便施工，边跨常设计成相等的对称布置，也可采用不对称布置，边跨和中跨经济跨径之比通常为0.4。
另外，应考虑全桥的刚度、拉索的疲劳度、锚固墩承载能力多种因素。
如：主跨有荷载会增加端锚索的应力，而边跨上有活载时，端锚索应力会减少。
拉索的疲劳强度是边跨与主跨跨径允许比值的判断标准。
当跨径比为0.5 时，可对称悬臂施工到跨中进行合龙；小于0.5 时，一段悬臂是在后锚的情况下施工的。
独塔双跨式是另一种常见的斜拉桥孔跨布置方式之一，通常可采用两跨对称布置或两跨不对称布置。
两跨对称布置，由于一般没有端锚索，不能有效约束塔顶位移，故在受力和变形方面不能充分发挥斜拉桥的优势，而如果用增大桥塔的刚度来减少塔顶变位则不经济。
采用两跨不对称布置则可设置端锚索控制桥塔顶的位移，受力比较合理，采用不对称布置时，要注意悬臂端部的压重和锚固。
图8.1.2 斜拉桥的跨径布置当斜拉桥的边孔设在岸上或浅滩上，边孔高度不大或不影响通航时，在边孔设置辅助墩，可以改善结构的受力状态。
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24
（3）多塔多跨式
图1-4 三塔四跨式斜拉桥
25
由于多塔多跨式斜拉桥(或悬索桥）的中间塔顶没有端锚索限制它 的变位，使结构柔性进一步增大，可能导致变形过大。
26
3 索塔布置
（1）索塔的形式：纵向、横向；斜拉桥个性，视觉效果
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
单柱式
(a)
(b)
A字型
(c)
纵桥向
32
5 主要结构体系
斜拉桥的结构体系，可以有以下几种不同的划分方式：
（1）按塔、梁、墩相互结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔 梁固结体系和刚构体系。
（2）按主梁的连续方式，有连续体系和T构体系等。 （3）按斜拉索的锚固方式，有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。 （4）按塔的高度不同，有常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥体系。
17
长沙洪山庙大桥
18
香港昂船洲大桥,全长1614米，主跨1018米，为圆形独柱分离流线型双箱斜拉桥，
塔高298米。大桥于2003年动工，2009年竣工。
19
斜拉桥：主梁、索塔和斜拉索
主梁：
一般采用混凝土结构、钢－混凝土组合结构、钢结构或钢和 混凝土混合结构；
索塔：
采用混凝土、钢－混凝土组合或钢结构；大部分1104,2012）成为全世界第三座跨度超过千米的
斜拉桥，全球主跨最长的斜拉桥。
13
（ 286+560+560+560+286m ,2003年）
2003年建成的希腊Rion-Antirion桥（安蒂 里奥大桥）跨越科林斯海湾，水深达65米， 岩床深500米，2000年重现期的地震最大峰 加速度1.2g，半岛以每年8-11mm速度漂离大 陆，五跨连续全漂浮斜拉桥的抗震体系 (L=560m)，可滑动的加筋土隔震基础 (2530m钢管桩加固，3m垫层)
德国Theodore-Heuss桥（1958年)
5
马拉开波桥（L=5×235m, 1962年），第一座混凝土斜拉桥
6
美国P-K桥（L=299m, 1978年），第一座密索体系混凝土斜拉桥
7
挪威Skarnsundet桥(L=530m,1992年)斯卡恩圣特桥，保持混凝土斜拉桥最大 跨径的记录。
8
斜拉索：
采用高强材料（高强钢丝或钢绞线）制成，或其他新材料（碳纤 维）等。
20
斜拉桥基本力学特点：
斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上，将主梁的恒载和车辆荷载传递至索塔， 再通过索塔传至基础（地基）。
主梁在斜拉索的支承下，呈多跨弹性支承的连续梁受力，梁内弯矩大大地降低， 使主梁尺寸大幅度减小（梁高一般为跨度的1/50～1/200），减轻结构自重，增大了 桥梁的跨越能力（如图1-1）。高次超静定。
倒Y型
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
横桥向
图1-5 索塔形式布置示意图
27
（2）塔的高跨比
索塔的高度H决定着整个桥梁的刚度和经济性
图1-6 索塔高跨比范围
28
（1）索面位置
单索面
4 拉索布置
竖向双索面
斜向双索面、多索面
图1-7 索面布置
29
（2）索面形状
放射形
扇形
竖琴形
图1-8 斜拉索立面布置方式
14
Millau米洛高架桥
多跨连续高墩单索面斜拉桥(L=342m)， 2#墩高245米，加90米塔高，总高343米。 流线形带风嘴桥面，3米高风障。顶推法 施工。
204＋6×342＋204m,2004年
15
K.C.鲁克桥（林同炎），岩锚索曲线梁斜拉桥，平曲线 R=458m—因故未建
16
鹿特丹的超现代伊拉斯缪斯大桥
上海杨浦大桥（L=602m,1993年），当时最大跨径的“钢－混”结 （叠）合梁斜拉桥
9
法国Normandy桥(L=856m,1995年) ，当时世界最大跨径的“钢-混” 混合梁斜拉桥
10
日本多多罗桥（L=890m,1999年），当时跨径最大的斜拉桥，为混 合梁斜拉桥。
11
江苏苏通（苏州-南通）大桥 （L=1088m，2008），目前世界第二
斜拉桥的总体布置、构 造、施工及工程实例
一 总体布置 二 斜拉桥构造 三 斜拉桥施工 四 工程实例
1
一 总体布置
1概 述 2 孔跨布局 3 索塔布置 4 拉索布置 5 结构体系
2
1 概述
斜拉桥的发展：
step1：稀索布置，主梁较高，主梁以受弯为主，拉索更换 不方便。 step2：中密索布置，主梁较矮，主梁承受较大轴力和弯矩。 step3：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面， 主梁承受轴力为主，弯矩为辅。
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（a）辐射形
布置的斜拉索沿主梁为均匀分布，而在索塔上则集中于塔顶一 点。由于其斜拉索与水平面的平均交角较大，故斜拉索的垂直分力 对主梁的支承效果也大，但塔顶上的锚固点构造复杂；
（b）竖琴形
布置中的斜拉索成平行排列，在索数少时显得比较简洁，并可简化 斜拉索与索塔的连接构造，塔上锚固点分散，对索塔的受力有利，缺 点是斜拉索的倾角较小，索的总拉力大，故钢索用量较多。
里程碑式意义：
3
现代斜拉桥里程碑：
第一座现代化斜拉桥－瑞典Stromsund桥（斯特罗姆海峡桥），德国DEMAG 公司迪辛格设计（L=182.6m, 1955年）
4
1952年,德国莱昂哈特（Leonhardt）教授在世界上第一个设计出现代化斜拉桥 －－德国杜塞尔多夫（Dusseldorf）跨过莱因河的Theodore-Heuss桥，但该桥直到 1958年才建成。
（c）扇形
布置的斜拉索是不相互平行的，它兼有上面两种布置方式的优点，在 设计中获得广泛应用。
31
（3）索距的布置
“稀索”与“密索” 密索体系优点如下： 1、索距小，主梁弯矩小（主梁上索距一般混凝土梁是4-10m，钢梁是12-
20m）； 2、索力较小，锚固点构造简单； 3、锚固点附近应力流变化小，补强范围小； 4、利于伸臂架设； 5、易于换索。 6、斜拉桥采用悬臂法架设时，索间距宜为5～15m。
图1-1 三跨连续梁和三跨斜拉桥的恒载内力对比
21
2 孔跨布局
（1）双塔三跨式
主跨跨径较大，一般适用于跨越大江、大河。
图1-2 双塔三跨式斜拉桥
22
0.303
南京长江二桥（单位：m）
23
0.486
（2）独塔双跨式
由于它的主孔跨径一般比双塔三 跨式的主孔跨径小，适用于跨越 中小河流和城市通道。
图1-3 独塔斜拉桥