斜拉桥主梁截面斜锁及索塔构造特点
斜拉桥主梁截面斜锁及索塔构造特点[详细]
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2. 箱形截面
混凝土斜拉桥主梁采用箱形截面,在 现代斜拉桥中是经常采用的截面形式。这 是因为它的抗弯和抗扭刚度大,能适应稀 索、密索、单索面或双索面等不同斜索布 置;其组合截面,也可以方便地形成封闭 式的单箱形式或分离式的双箱形式,以适 应不同桥宽的需要;截面的组合构造,也 可以部分预制、部分现场灌筑,为桥梁施 工方案提供更多选择单索面布置的箱形截 面。
(三)结合梁
结合梁斜拉桥是指钢主梁的上翼缘与设置其上的混 凝土桥面板之间用剪力键结合共同受力的梁体结构。结合 梁一般只适用于双索面斜拉桥。结合梁斜拉桥在80年代后 才得到发展。其代表作首推加拿大的安那西斯(Annacis) 桥其结合梁主梁截面如图所示。
(四)混合梁
混合梁斜拉桥是指其主跨为钢梁而边跨为混 凝土梁的斜拉桥。钢梁与混凝土梁的连接点一般 设在索塔附近,可以在边跨侧,也可以在主跨侧。 斜拉桥边跨采用混凝土梁的构思,是取其梁的自 重大,有利于边跨发挥其锚固跨的作用。
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性,巧妙地将索
与梁结合起来。因此,斜拉桥这一桥式属于梁式 桥与悬索桥之间的大跨度桥梁,它可有效的用于 100—600m之间的跨度。
根据以上特点,预应力混凝土斜拉桥 具有下列显著的优越性:
1.跨越能力大; 2.具有良好的结构刚度和抗风稳定性; 3.依靠斜拉索的应力调整,能设计的很经 济;
斜拉桥的三种主梁截面,即钢梁、混 凝土梁和结合梁,其各自的特点可以通过 下表来说明。表中混凝土斜拉桥与钢斜拉 桥、结合梁斜拉桥的比较(表中的A、B、C、 D表示优劣等级)。
项目
恒载 质量 材料阻尼 徐变 收缩 耐久性 改造的难易 施工的难易 路面造价 斜索的连结 斜索疲劳 基本造价
钢斜拉桥
结合梁斜拉桥
斜拉桥的结构特点

香港昂船洲大桥 2009年12月20日上午7时,世界上最长的斜拉 桥之一的全球第二长斜拉桥香港昂船洲大桥 香港昂船洲大桥正式通车。 昂船洲大桥位于香港,是全球第二长的双塔斜拉桥。 大桥主跨长1018米,连引道全长为1596米。是本 港首 座位处市区环境的长跨距吊桥,在香港岛和 九龙半岛都可以望到这座雄伟的建设。大桥属于8 号干线的一部份,跨越蓝巴勒海峡,将葵涌和青衣 岛的8号和9号货柜码头连接起来。 昂船洲大桥离海面高度73.5米,而桥塔高度则为 290米,两者都比青马大桥为高。桥面为三线双程 分隔快速公路。而昂船洲大桥于2003年1月开始动 工兴建,耗资27.6亿港元。
西安浐灞2号桥
西安浐灞河2号大桥为扁平流线型混合式钢箱 斜拉桥,全长485米,桥梁宽度29.6米,双向6车道。 主桥部分全长240米,为双索面拱形单斜塔斜拉桥, 半漂浮体系。主跨为最大跨径145米的钢箱梁。桥 塔为拱门式钢结构主,高78米,倾角75度,钢塔自 重约1621吨,其重量在混合斜拉桥中居国内第一, 是西安市的“地标”建筑
Hale Waihona Puke 斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉 索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的 塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种 结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨 弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小, 降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材 料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车,而是 其自重,主要是主梁。以一个索塔为例,索塔的两侧是对 称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。假设索 塔两侧只有两根斜拉索,左右对称各一条,这两根斜拉索 受到主梁的重力作用,对索塔产生两个对称的沿着斜拉索 方向的拉力,根据受力分析,左边的力可以分解为水平向 向左的一个力和竖直向下的一个力;同样的右边的力可以 分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力;由于这两 个力是对称的,所以水平向左和水平向右的两个力互相抵 消了, 最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力, 这样,力又传给索塔下面的桥墩了。 斜拉索数量再多,道理也是一样的。之所以要很多条,那 是为了分散主梁给斜拉索的力而已。
斜拉桥施工特点(表)

(4)对塔吊、支架的安装、使用、拆除阶段的强度、稳定性进行计算和检查
(5)必须避免上部塔体施工对下部塔体表面的污染
8.索塔施工测量:
(1)建立平面控制网,对常用点采取加固、防晒、防风措施
(2)塔底高程测定、塔底轴线和塔根模板轮廓点放样
(3)上、下塔柱和横梁模板各接高轮廓点的放样和标高测定
b)也可以采用多段的联线台座,每联>5段,先预制顺序中的1、3、5梁段,脱模后再在期间浇筑2、4梁段,断面啮合密贴,端面不应随意修补
2)竖曲线调整:
a)在底模上,调整主梁分段形体所受竖曲线的影响
b)拼装中,多段积累的超误差,可用湿接缝调整
3)梁段拼合前应试拼,以便及时调整
4)接缝拼合面:
a)湿接缝拼合面,应进行凿毛和清扫
3.索塔横梁施工:
(1)根据结构、重量、支承高度设置可靠的模板和支承系统
(2)考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差和日照影响,必要时设支承千斤顶调控
(3)体积过大的横梁,可分两次浇筑
4.斜塔柱施工:
(1)必须计算,各施工阶段塔柱的强度和变形
(2)分高度设置横梁,使其线形、应力、倾斜度满足设计要求,保证施工安全
b)缺点:模板高空翻转,操作危险,沿海地区不适用
2)滑模:
a)优点:施工速度快、劳动强度小
b)缺点:技术要求高、施工控制复杂、外观质量差、易污染
c)不适用:倾斜度较大,预留孔道或预埋件多的索塔
3)爬模:
a)兼具滑模和翻模的优点,施工安全、质量可靠、修补方便,大量采用
b)斜拉桥索塔施工一般用爬模施工
4.主要施工设备:
2.施工方法:
(1)基本同梁式桥
(2)四种方法:顶推法、平转法、支架法(临时支墩组拼、临时支架现浇)、悬臂法(悬拼、悬浇)
索承桥的受力特性及结构特点

索承桥的受力特性及结构特点摘要:从结构构造和力学特点两个方面进行对比分析,得出斜拉桥随着跨径的增加, 拉索与主梁的夹角逐渐变小,竖向有效分力也随着变小, 因此, 斜拉桥的跨越能力会受到限制,推导了最佳的高跨比范围; 悬索桥吊杆与加劲梁是垂直或斜向交叉,不会随着跨径加大而受影响, 悬索桥比斜拉桥的跨越能力更大.关键词:斜拉桥; 悬索桥;受力特性;结构特点近几年来, 随着我国科学技术的进步, 桥梁建设事业得到了飞速发展, 有关大跨径桥梁的设计理论也得到了进一步完善. 在现代桥梁中,索承桥特别适用于大跨、特大跨桥梁, 目前还没有其它类型桥梁的跨度能超过它们. 从目前工程实际运用来看, 索承桥主要包含斜拉桥、悬索桥以及两者的组合.随着索承桥在工程中的运用越来越广泛,深入研究剖析其受力与结构特点, 有助于我们提高认识、完善其设计理论,具有重大意义.1 斜拉桥的构造分析1. 1 斜拉桥的总体构造斜拉桥的特点是依靠固定于索塔的斜拉索支承梁跨,梁是多跨弹性支承梁,梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关, 而与拉索的间距有关. 斜拉索直接锚于主梁上, 称自锚体系,拉索承受巨大拉力, 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.1. 2 斜拉桥的拉索构造斜拉桥主要组成部分为拉索、主梁及索塔. 拉索纵向布置分为四种形式:辐射形、竖琴形、扇形和星形. 辐射形的特点是所有拉索集中于塔顶,使各根拉索具有可能的最大倾角, 因些拉索效率发挥最好,拉索用钢量最少, 其主要缺点是拉索汇交到塔顶, 构造处理比较困难;竖琴形用钢量最大,但索不会交叉, 比较美观、整齐;扇形介于辐射形与竖琴形之间, 索在塔处的锚固间距尽量小, 主要满足锚头布置与张拉空间要求; 星形布置的唯一特点是边跨拉索锚于梁端,可以增大桥梁的整体刚度. 每根拉索包括钢索、锚具和过渡段三部分. 钢索承受拉力,设置在两端的锚具用来传递拉力. 过渡段埋设在塔和梁的内部, 用于密封穿过梁和塔体内的钢索, 且不与混凝土接触.钢索宜采用抗拉强度高、疲劳性能好、弹性模量大和截面密度大的高强钢丝制成, 目前主要有三种类型: 封闭钢索、平行高强钢丝索、平行纲绞线索.我国采用的锚具主要有两种型式: 冷铸墩头锚(主要用于平行钢丝索)和夹片群锚(主要用于平行钢绞线索).1. 3 斜拉桥的主梁特点主梁类型主要有钢主梁, 混凝土主梁, 钢、混凝土结合梁, 钢、混凝土混合梁四种. 其中钢主梁的主要特点是重量轻、跨越能力大, 构件可在工厂制作, 质量可靠,便于安装, 施工速度快,养护工作量大. 混凝土主梁的特点是: 刚度大,挠度小, 阻尼效果好, 混凝土自重大,抗振动性能较好.结合梁是在钢主梁上用混凝土桥面板代替正交异性钢桥面板, 除有钢主梁的特点外, 与钢主梁相比,能节省钢材用量, 且其刚度大, 抗风稳定性好,能分担斜索的水平分力, 自重比钢主梁大, 与混凝土主梁相比, 主梁轻,结构简单, 施工速度快.混合梁是指在中孔大跨以钢梁为主,两侧边跨采用预应力混凝土梁. 这种结构加大了边跨主梁的刚度和重量,有利于减小中跨内力及变形, 能减小或避免边跨端支点负反力. 主梁在塔墩上支承体系主要有四种: 支座支承体系、塔梁固结体系、刚构体系、悬浮体系.1. 斜拉桥的索塔构造索塔承受塔自重、拉索、主梁及桥面系的恒载与活载.索塔可以是钢结构或钢筋混凝土结构. 索塔的结构型式, 根据拉索布置、主梁跨度、桥面宽度等因素确定.常用的索塔形式在顺桥方向有柱型、A 型和倒Y 型等. 在横桥方向常用的索塔型式有单柱式、双柱式、门式、A型、H型及钻石型等. 拉索在塔上的锚固型式主要有三种: 鞍座型式、交叉锚固型式、拉索对称锚固型式.2 斜拉桥的受力特性分析2. 1 斜拉桥的力学计算特点斜拉桥是一个空间结构,为便于计算, 一般按平面结构处理, 而用横向分布系数计入空间. 根据结构构造特点, 可以用杠杆原理法或偏心受压法等适合的计算方法计算横向分布系数. 对于平面结构,用有限元法按线弹性结构进行分析, 因此内力叠加原理成立. 拉索的内力与变形存在非线性关系, 用修正弹性模量的方法处理后, 拉索仍可按弹性杆件对待,且引起的误差很小. 对于较大跨度的斜拉桥, 则要计入非线性影响,处理方法是在线弹性结构分析的基础上, 对控制截面的内力或变形, 追加非线性影响.2. 2 斜拉桥的力学计算原理斜拉桥的恒载内力计算比较复杂,一期恒载内力不仅与安装顺序有关,还取决于张拉索力. 在恒载下的拉索松驰,混凝土徐变使计算更趋复杂.确定恒载索力方法主要有连续梁法、弯曲能量最小法和弯矩平方和最小法、优化方法、人机对话确定索力.连续梁法是指结构在各施工阶段完成后, 在一、二期恒载作用下, 主梁内力与以拉索锚固点为主梁刚性支点的连续梁内力接近.弯曲能量最小法是用结构的弯曲余能作为目标函数, 令其对索力的偏导为零.优化方法是结合上述两种方法,建立目标函数,用数学规划法解出满足索力约束条件下的弯曲能量最小时的施调索力. 为确定最佳索力方案, 可通过人机对话确定索力. 即先选定成桥状态初始索力. 计算初始索力及恒载下控制截面的内力与变位.计算活载等引起控制截面内力及索力.综合分析计算结果, 根据力学及桥梁知识,修改成桥状态下初始索力或梁塔控制截面弯矩或变位值,直到满意结果为止.2. 3 斜拉桥的力学计算步骤确定施工阶段张拉索力的方法一般有以下几种:倒拆法、正算法.倒拆法的计算过程:( 1)每拆一对索及相应主梁节段,在拆去单元后的节点处加上大小相同、方向相反的节点力;( 2)按拆去单元后的结构状态及所加节点力,进行结构分析, 就得到节点力引起的各索索力;( 3)拆单元前的各索索力加上节点力引起的索力,得尚未拆除索的索力;( 4 )下一阶段待拆拉索的张拉力即为由( 3)所得的索力.正算法采用与斜拉桥方式相同的顺序,依次计算各阶段架设时结构的施工内力和位移.3 悬索桥的构造分析悬索桥主要由主缆、加劲梁、吊索、索塔、锚锭和鞍座六部分组成. 悬索桥大都采用双面主缆, 由平行高强钢丝组成. 主缆分束股是为了便于架设和锚固.每根束股由几十根, 乃至几百根单根平行钢丝组成, 由于架设方法不同, 可分为空中纺线法和预制钢丝束股法两种.加劲梁的结构型式主要有两种:钢桁梁和扁平钢箱梁. 吊索也称吊杆, 有直吊索和斜吊索两种. 斜吊索比直吊索有以下特点:和主缆、加劲梁一起起到桁架作用, 能提高桥的整体刚度; 结构振动衰减性能好;在主跨跨中附近, 活载产生应力变化幅度大, 易引起疲劳问题; 吊索容易松弛. 吊索与主缆的连接方式有鞍挂式和销连接式两种.索塔是支承主缆的重要构件,其型式分顺桥方向和横桥方向. 材料一般由混凝土或钢构成. 锚碇是主缆的锚固体,与索塔一样是支承主缆的重要部分,它将主缆的拉力传递给地基. 锚碇一般由锚碇基础、锚块、主缆的锚碇架及固定装置、遮棚等组成. 锚碇的型式可分为重力式和隧道式. 重力式锚块是最常用的型式,依靠混凝土重量来抵抗主缆的拉力.隧道式锚块用于坚固、节理少的基岩外露的情况, 是把岩石凿隧洞,其内埋入锚碇架, 然后填充混凝土抵抗主缆拉力. 悬索桥鞍座早期都为大型铸钢构件, 现代鞍座改用焊接钢结构, 比较轻型.主缆支架鞍座主要功能是改变主缆方向, 并把主缆的钢丝束股在水平及竖直方向分散开来,然后把这些钢丝束股引入各自的锚固位置. 悬索桥的受力特性分析悬索桥在恒载作用下,主缆、主塔承受结构自重,加劲梁受力由施工方法而定. 成桥后, 主缆和加劲梁共同承受外荷作用, 受力按刚度分配.主缆是结构体系中的主要承重构件,其形状直接影响到整个体系的受力分配和变形,主缆的主要受力特征如下: ( 1)几何可变体, 主要承受张力.主缆可通过自身几何形状的改变来影响体系平衡, 具有大位移的力学特征. ( 2)主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力,使主缆维持一定的几何形状. 初始张拉力对后续结构形状提供强大的重力刚度!, 这是悬索桥跨径得以不断增大、加劲梁高跨比得以减小的根本原因.主塔在外荷载作用下的受力特征可表现为两种形式: ( 1)横载状态下, 主塔基本无弯曲内力; ( 2)恒、活载及地震荷载作用下, 主塔正负弯曲包络图基本对称或正负弯矩包络按某一比例分配.加劲梁的受力特性按不同的施工方法,可表现为两种情况: ( 1)一期恒载作用下,加劲梁段呈简支梁弯矩分配; 二期恒载作用下, 加劲梁承受与主缆共同作用下的弯曲内力; ( 2)加劲梁的弯矩根据使恒、活载作用下其应力分布趋于合理的标准人为确定.5 结语本文对两种常用的索承桥的结构构造和受力特点展开了分析,并从受力性能上作了比较,揭示了悬索桥与斜拉桥跨越能力的内在特点, 为进一步认识、研究和设计这两类大跨度桥梁,提供了理论基础.参考文献:[ 1] 姚玲森. 桥梁工程[M ]. 北京: 人民交通出版社, 1993: 20- 5.[ 2] 裘伯永. 桥梁工程[M ]. 北京: 中国铁道出版社, 2000: 300- 3 0.[ 3] 项海帆. 高等桥梁结构理论[M]. 北京: 人民交通出版社, 2000: 302- 315.[ ] 李文静, 张坤.斜拉桥动力特性分析[ J]. 四川理工学院学报:自然科学版, 2008( 5): 105- 107.[ 5] 李小珍, 强士中.大跨度悬索桥施工计算初始空缆状态确定的新方法[ J]. 中国铁道学会桥梁工程委员会学术交流会论文集, 1997(11): 628- 635.[ 6] 田启贤. 悬索桥非线性结构分析[ J]. 桥梁建, 1998( 2): 63- 66.[ 7] 罗韬,胡道华,肖伦斌.几何非线性空间杆系有限元程序开发[ J]. 四川理工学院学报:自然科学版, 2008( ): 115- 118.。
斜拉桥三部分

斜拉桥三部分斜拉桥三部分:结构设计、斜拉索系统、斜拉桥的应用一、结构设计斜拉桥是一种特殊的桥梁结构,其特点是通过斜拉索来承受桥面上的荷载。
结构设计是斜拉桥建设中的重要环节,它直接关系到桥梁的安全性、稳定性和经济性。
在结构设计中,首先需要确定桥梁的主要构件,包括桥塔、桥墩和桥面。
桥塔是斜拉桥的支撑结构,承受斜拉索的拉力,并将其传递到地基上。
桥墩是桥梁的支承结构,承受桥面上的荷载,并将其传递到桥塔上。
桥面是斜拉桥上车辆通行的部分,承受车辆荷载,并通过斜拉索将荷载传递到桥塔上。
需要确定斜拉索的布置方式。
斜拉索的布置方式有多种,常见的有单塔单索、单塔双索和双塔双索。
不同的布置方式会影响到桥梁的荷载分配和结构的稳定性。
需要进行结构计算和优化设计。
结构计算是指根据桥梁的几何形状、材料特性和荷载情况,计算出桥塔、桥墩和桥面的尺寸和截面形状。
优化设计是指通过调整桥梁的结构参数,使得桥梁在满足安全性和稳定性的前提下,尽可能减小材料的使用量和工程的造价。
二、斜拉索系统斜拉索系统是斜拉桥的核心组成部分,它承担着将桥面上的荷载传递到桥塔上的重要任务。
斜拉索系统由斜拉索、锚固装置和挂点组成。
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,通过将荷载转化为张力来支撑桥面。
斜拉索一般采用高强度钢丝绳制成,具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点。
锚固装置是将斜拉索固定在桥塔上的装置,它能够将斜拉索的张力传递到桥塔上,并能够对斜拉索进行调整和锁定。
锚固装置一般由锚板、锚框和锚索组成,通过将锚索穿过锚框并固定在锚板上,实现对斜拉索的锚固。
挂点是将斜拉索连接到桥面上的装置,它能够将斜拉索的张力传递到桥面上,并能够对斜拉索进行调整和固定。
挂点一般由挂板、挂杆和挂索组成,通过将挂索固定在挂板上,实现对斜拉索的挂点。
三、斜拉桥的应用斜拉桥由于其结构简洁、美观大方的特点,被广泛应用于各种桥梁工程中。
在城市建设中,斜拉桥常用于跨越河流、湖泊和城市道路等地方。
它不仅可以满足人们的通行需求,还能够起到装饰城市、提升城市形象的作用。
斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系

➢ 桥塔结构形式和布置
桥塔布置——特殊布置形式的斜拉桥
塔跨混合式
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➢ 跨径布置
双塔三跨
1)全桥刚度、拉索疲劳强度、锚 墩承载力和施工等 ; 2)边跨l1/中跨l2=0.25~0.5 3)端锚索
独塔双跨
边跨l1/中跨l2=0.5~1.0
15
➢ 跨径布置
多塔多跨式
16
多塔多跨式
17
➢ 跨径布置
斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系
一、受力特点
斜拉桥的传力路径 主梁与斜拉索相互作用特点 桥塔与斜拉索相互作用特点 主梁、桥塔和索相互耦合特点
二、结构体系
依据支承体系划分的结构体系类型 (按梁、索、塔和墩的不同结合方式) 依据锚拉体系划分的结构体系类型
1
二、斜拉桥的结构体系
➢ 部分斜拉桥(矮塔)
辅助墩及外边孔
18
➢ 拉索布置
抗扭、桥面利用以及美观和维护
斜拉索横向布置
单索面
空间布置形式
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
19
➢ 拉索布置
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
20
➢ 拉索布置
拉索倾角(边索)
辐射式或扇式:210~300 竖琴式:260~300
21
➢ 拉索布置
索面内的其它布置型式
7
拉索索鞍
8
斜拉桥总体布置、拉索构造与防护
一、总体布置
总 体 布 置
桥塔布置 跨径布置 斜索布置 主梁布置
9
一、总体布置
➢ 桥塔布置 桥塔的高度 桥塔的布置
10
桥塔高度 (从桥面以上算起,不包括建筑造型或观光等需要的塔顶高度)
斜索斜拉桥建筑设计的特点

斜索斜拉桥建筑设计的特点
斜索斜拉桥建筑设计的特点主要包括以下几点:
1. 结构轻巧,适用性强:斜索斜拉桥的结构轻巧,造型美观,适用于跨越较宽的河流、峡谷、海域等障碍物。
2. 跨度大:斜索斜拉桥的跨度可以做得很大,从而减少了对河道、山谷等自然条件的限制,提高了交通的效率和便利性。
3. 稳定性好:斜索斜拉桥采用斜拉索和斜吊杆作为主要承载结构,使得整个桥体在垂直和水平方向上都具有较好的刚度和稳定性。
4. 便于施工:斜索斜拉桥的施工相对简单,可以采用预制桥梁段拼装的方式进行施工,从而缩短了施工周期。
5. 可维护性好:斜索斜拉桥的各个部件都是可以替换或维修的,从而延长了整个桥梁的使用寿命。
6. 经济性好:斜索斜拉桥的造价相对较低,特别是对于大跨度桥梁而言,其造价要比传统的拱桥和梁式桥更加经济实惠。
总之,斜索斜拉桥建筑设计的特点使得其成为了一种具有很高实用价值的桥梁结构形式,广泛应用于各类交通工程中。
斜拉桥桥桥梁结构调研报告

斜拉桥桥桥梁结构调研报告斜拉桥是一种常见的桥梁结构,其主要特点是悬挂在主塔上的斜拉索,用于支撑桥面的荷载。
斜拉桥由于具有较大的跨度和较高的刚度,被广泛应用于公路和铁路交通。
本文将对斜拉桥的桥梁结构进行调研,并详细分析其优势和局限性。
斜拉桥的主要结构组成包括主塔、斜拉索和桥面。
主塔是斜拉桥的支撑结构,通常采用钢筋混凝土或钢结构。
主塔的高度取决于斜拉索的倾角和跨度大小。
斜拉索是斜拉桥的核心部分,分布在主塔和桥面之间。
斜拉索通过压缩力使桥面受力均匀,减小了桥面的弯曲变形,提高了桥梁的刚度和承载能力。
桥面是斜拉桥上行人和车辆行驶的平台,通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土构造。
斜拉桥相比于其他桥梁结构具有许多优势。
首先,斜拉桥的主塔和斜拉索的布置使得桥面的刚度和强度较大,可承受大跨度和大荷载。
其次,由于主塔和斜拉索的特殊结构,斜拉桥采用的材料量较少,工程施工和维护成本较低。
此外,斜拉桥的美观性和建筑艺术性也是其吸引人的特点之一。
然而,斜拉桥也面临一些局限性。
首先,斜拉桥的复杂结构需要严密的计算和精确的施工,给工程带来较高的技术要求。
其次,斜拉桥在施工期间需要大量的临时支撑和固定设备,增加了施工难度和时间。
此外,斜拉桥的设计和施工要求较高,需要有专业的设计和施工团队保障工程的质量和安全。
总的来说,斜拉桥作为一种特殊的桥梁结构,在大跨度和大荷载的条件下具有较好的应用前景。
斜拉桥不仅可以满足交通运输需求,而且具有良好的建筑美观性。
然而,斜拉桥的设计和施工需要较高的技术和经验,同时还需要充分考虑其承载能力和结构可靠性,以保障工程的安全运行。
未来,随着技术的发展和经验的积累,斜拉桥有望在更多的地区得到应用,并为交通运输事业做出更大的贡献。
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独塔双跨式斜拉桥的主跨跨径L2与边跨跨 径L1之间的比例关系一般为L1=(0.5—0.8) L2,但多数接近于L1=0.66L2 。
国内资料统计为:
重庆石门桥(混凝土):L2=230m,L1= 200m,L1=0 .87L2;
4.结构轻巧,适应性强; 5.利用斜拉索,发挥无支架施工的优越性。
二、斜拉桥的总体布置
(一)孔跨布置 1. 双塔三跨式 这是一种最常见的斜拉桥孔跨布置方式。由于它 的主跨跨径较大,一般可适用于跨越较大的河流。 如下图所示。
主跨跨径L2与边跨跨径L1之间的比例关系根 据统计资料为:
钢斜拉桥:L1=(0.40-0.45)L2;
广西红水河铁路桥(混凝土):L2=96m,L1= 48m,L1=0.5L2。
解决较大应力幅产生疲劳问题的办法:使边
跨伸出一悬臂端(端支点内移),由此对端支点产 生预压,减小端支点上抬倾向,以减小端锚索的 应力幅。如下图所示的武汉长江二桥就是这样做 的。
2. 独塔双跨式 这也是一种常见的斜拉桥孔跨布置方式,如下图
3. 主梁的跨高比
主梁的跨高比是指主跨L2与梁高H的比值。现代密 索式斜拉桥主梁的跨高比一般在100—150之间。至于铁 路、公铁两用斜拉桥。特别是主梁为钢桁架梁的,其主梁 的跨高比不足30,如下图的芜湖长江大桥。
(四)索塔布置 1.塔架的形式
单索面斜拉桥和双索面斜拉桥索塔塔架的纵 向布置形式如图所示:
斜拉桥主梁截面、斜 锁及索塔构造特点
一、斜拉桥的特点
斜拉桥是由主梁、塔柱和斜拉索三部 分组成的一种组合体系结构。利用由塔柱 伸出的斜拉索为钢筋混凝土主梁的弹性支 承,以代替中间支墩,借以降低主梁的截 面弯矩,减轻自重,显著得增大了跨越能 力。同时,斜拉索拉力的水平分力对主梁 起着轴向预应力作用,可以增强主梁的抗 裂性能,节减了主梁高强钢材的用量。
三塔四跨式(洞庭湖大桥)
在必须采用多塔多跨式斜拉桥时,可 将中间做成刚性索塔,或用拉索对中间塔 顶加劲,如香港汀九大桥。
三塔四跨式(香港汀九大桥)
多塔多跨式(Millau Viaduct)
(二)斜索布置
1.索面布置 索面布置一般有3种类型,即单索面、
竖向双索面和斜向双索面。
单索面
双索面
斜向双索面
其他斜拉桥:L1=(0.33—0.50)L2;
一般接近于L1=0.4L2 。
国内统计资料显示:
上海杨浦大桥(钢):L2=602m,L1=243m, L1=0.40L2;
武汉长江二桥(混凝土):L2=400m,L1= l80m,L1=0.45L2;
山东东营黄河大桥(钢):L2=288m,L1= 136.5m,L1=0.47L2;
广东南海西樵桥(混凝土):L2=125m,L1 =110m,L1=0.88L2;
武汉汉水月湖桥(混凝土):L2=232m,L1 =138m,L1=0.59L2 ;
重庆石门嘉陵江桥
武汉汉水月湖桥
3. 三塔四跨式和多塔多跨式 斜拉桥很少采用三塔四跨式或多塔多跨式,
因为中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位。 因此,柔性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨 式将使结构柔性进一步增大,随之而来的是变形 过大。
倒Y形(济南黄河桥)
图中的 (a)为单柱形,(b)为双柱形,(c)为门形, (d)为H形,(f)为斜腿门式,(h)为A形,(i)为倒V形, (j)为倒Y形;(k)为宝石式 。
式,如图:
连续的梁体(湖北荆州长江大桥)
在某些场合下,由于结构受力的需要, 还可将梁体的连续延伸至斜拉桥以外部分, 即斜拉桥的梁体还与其边跨或主跨以外部 分的引桥跨或其他跨的梁体相连。
梁体连续的延伸(日本 Ayunose Bridge)
斜拉与连续混合(招宝山桥)
2.非连续体系
一是在斜拉桥主跨中央部分插入一小跨简支 结构。二是以“剪力铰”代替简支结构,这种剪 力铰的功能是只传轴力、剪力,不传弯矩。
3.索距的布置 索距的布置,可以分为“稀索”与“密
索”。现代斜拉桥则多为“密索” 密索优点如下: (1)索距小,主梁弯矩小; (2)索力较小,锚因点构造简单; (3)锚固点附近应力流变化小,补强范围小; (4)便于伸臂架设; (5)易于换索。
稀索
密索(法国诺曼底大桥)
(三)梁体布置
1.连续体系 在斜拉桥的全长范围内,梁体布置成连续的形
从其力学特性分析,与传统的梁式桥 比较,斜拉桥除斜拉索的水平分力所产生 的轴向力影响外,大体上具有弹性支承连 续梁的性能;和悬索桥相比,作用在斜拉 桥主梁上的荷载通常是由锚固点直接传给 斜拉索的;预应力混凝土斜拉桥更能充分 发挥材料的性能;斜拉桥中,因斜拉索被 张拉成直线形状,不发生大的位移,故斜 拉桥整体刚度要比悬索桥大的多。
单索面(钱江三桥)
从力学角度来看,采用单索面时,拉索对抗扭不起 作用。因此,主梁应采用抗扭刚度较大的截面。采用双索 面时,作用于桥梁上的扭矩可由拉索的轴力来抵抗,主梁 可采用较小抗扭刚度的截面。至于斜向双索面,它对桥面 梁体抵抗风力扭振特别有利。
斜向双索面(海口世纪大桥)2.索面形状索面形状主要有3种基本类型,即放射 形、扇形和竖琴形。
放射形
竖琴形
扇形
PASCO-KENNEWICK(放射形)
竖琴形(西樵山桥)
扇形(海印桥)
根据力学观点,以放射形较优。原因是:(1) 斜索与水平面的平均交角较大,斜索垂直分力对 梁的支承效果较大,而对主梁产生的轴力较小; (2)因斜索的水平分力在塔顶基本平衡,塔的弯矩 较小。但放射形的斜索集中汇交于塔顶,塔顶构 造细节较为复杂。反之,竖琴形由于所有斜索的 倾角相同,锚固点结构可以单一化,塔上锚固点 的间距大,对索塔的受力有利。扇形布置则介于 两者之间,它的斜索垂直分力小于放射形但大于 竖琴形,而水平分力大于放射形小于竖琴形。塔 上锚固点的间距也同样介于放射形和竖琴形之间。
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性,巧妙地将索
与梁结合起来。因此,斜拉桥这一桥式属于梁式 桥与悬索桥之间的大跨度桥梁,它可有效的用于 100—600m之间的跨度。
根据以上特点,预应力混凝土斜拉桥 具有下列显著的优越性:
1.跨越能力大; 2.具有良好的结构刚度和抗风稳定性; 3.依靠斜拉索的应力调整,能设计的很经 济;