斜拉桥的总体布置-斜拉索布置1
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
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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。
斜拉桥设计与计算(84页)
二、结构设计
2、索塔
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
2、索塔-构造尺寸
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
斜拉桥设计与计算
2、索塔-上塔柱锚固区
二、结构设计
3、拉索—截面组成
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索
斜拉桥设计与计算
序号 技术性能指标
1
抗拉强度
2
拉索用量
3 防护性能 1
6
抗振性能
7
施工周期
8
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-截面及梁高
斜拉桥设计与计算
密索体系，主梁梁高一般为主跨的1/100~1/300,中小跨径一般 1/100~1/150，桥梁较宽时，可能是横向宽度控制。
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-适用性
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
斜拉桥斜拉索施工工艺及施工方案
斜拉桥斜拉索施工工艺及施工方案1、概况该桥斜拉索采用填充型环氧涂层钢绞线斜拉索，塔上设置张拉端，梁下为锚固端；每侧主塔设12对斜拉索，全桥共24对斜拉索，其规格为15-27、15-31、15-34、15-37、15-43、15-55、15-61共7种，斜拉索采用平行钢绞线斜拉索体系。
斜拉索由固定端锚具、过渡段、自由段、HDPE护套管、张拉端锚具及索夹、减振器等构成。
2、斜拉索施工工艺本工程主梁采用前支点挂篮悬臂现浇施工，斜拉索挂索方式与支架现浇和后支点挂篮施工有所不同，需在挂篮上设置索力转换装置。
其基本工艺流程详见附《表3 施工工艺框图》。
3、斜拉索施工准备（1）、施工前准备工作施工前准备工作包括：施工平台、施工机具的准备；施工人员的工作分配；斜拉索锚具的组装和安装；HDPE外套管的焊接等。
①、施工平台准备斜拉索挂索施工前，在主塔和箱梁处设置施工平台，以方便施工人员操作。
主塔施工处在塔内、外均设置施工平台，箱梁处施工平台设置在挂篮上。
施工平台的搭设满足施工要求，并采取适当的安全措施，确保人员和设备的安全可靠。
②、施工机具准备正式施工前，所有施工机具就位。
张拉用千斤顶、油泵和传感器经过有资质的第三方进行配套标定。
因本工程斜拉索规格较大，采用机械穿索方式进行挂索施工，双塔双索面同时施工时，主要施工设备清单如下。
③、施工人员分配为有效安排斜拉索施工的各环节，统一协调指挥，斜拉索施工前，需进行人员的工作分配。
按本工程双塔双索面斜拉索同时施工的要求，每个索面需进行如下主要人员及岗位配置。
备注：HDPE管焊接和锚具组装安装在挂索前完毕，张拉工和穿索工经过培训后可上岗操作；④、斜拉索锚具组装和安装斜拉索各部件单独包装运输，现场组装。
斜拉索挂索前，对锚具进行组装和安装。
对于张拉端锚具，将固定端锚板与密封装置组装好，旋上螺母后安装于箱梁上混凝土锚块处，并临时将其与锚垫板固定。
对于张拉端锚具，将锚板与密封装置组装好后安装与塔内钢锚箱的锚固端处，并临时将其与锚垫板固定。
斜拉索的布置方式
斜拉索的布置方式斜拉索是一种常见的桥梁结构中的索力支撑系统，它通过斜拉索的受力特性来承担桥梁的重量和荷载，使得桥梁具有更好的稳定性和承载能力。
斜拉索的布置方式对于桥梁的结构和性能有着重要的影响，因此在设计和施工过程中需要进行合理的布置。
斜拉索的布置方式可以分为以下几种形式：1. 单索面布置方式单索面布置方式是将斜拉索全部布置在桥梁的一侧，形成一个单一的索面。
这种布置方式适合于跨度较小的桥梁，可以提供较好的稳定性和刚度。
同时，单索面布置方式还可以减小桥梁的风荷载，降低桥梁的振动。
2. 双索面布置方式双索面布置方式是将斜拉索分别布置在桥梁的两侧，形成两个相对的索面。
这种布置方式适用于跨度较大的桥梁，可以提供更好的承载能力和结构稳定性。
双索面布置方式还可以平衡桥梁的荷载分布，减小桥梁的变形和挠度。
3. 对称布置方式对称布置方式是将斜拉索按照对称的方式布置在桥梁的两侧。
这种布置方式可以使得桥梁的荷载分布更加均匀，提高桥梁的整体稳定性和刚度。
同时，对称布置方式还可以减小桥梁的变形和挠度，提高桥梁的承载能力。
4. 非对称布置方式非对称布置方式是将斜拉索按照非对称的方式布置在桥梁的两侧。
这种布置方式适用于特殊的桥梁形式和跨度，可以根据实际情况进行调整和设计。
非对称布置方式可以满足桥梁的特殊要求，提供更好的结构性能和承载能力。
斜拉索的布置方式需要根据桥梁的具体要求和设计参数来确定，同时还需要考虑施工和维护的便利性。
在实际工程中，设计人员需要综合考虑各种因素，选择合适的布置方式。
此外，斜拉索的布置方式还需要与桥梁的整体结构和形式相匹配，保证桥梁的安全性和稳定性。
斜拉索的布置方式对于桥梁的结构和性能有着重要的影响。
不同的布置方式适用于不同的桥梁形式和跨度，可以提供不同的稳定性、刚度和承载能力。
在设计和施工过程中，需要根据实际情况进行合理的选择和调整，以确保桥梁的安全和稳定。
同时，斜拉索的布置方式还需要与桥梁的整体结构相协调，使得桥梁具有更好的整体性和美观性。
斜拉桥(第一章) (正式) ppt课件
ppt课件
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斜拉桥塔形示ppt例课件
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第一章 总体布置与结构体系
二、塔的高跨比 索塔高度从桥面以上算起。 主跨径相同情况下，索塔高度低，拉索水平倾角小，拉索垂直分力对 主梁支承作用就小；反之，索塔高度愈大，拉索水平倾角愈大，拉索对 主梁支承效果也愈大。 索塔的高度应由经济比较来确定。
边跨L1 端锚索
主跨L2
桥塔
桥塔
边跨L1 端锚索
主跨L2 桥塔
边跨L1 端锚索
边墩（或桥台）
边墩（或桥台） 边墩（或桥台）
边墩（或桥台）
(a)双塔（三跨式）
(b)独塔p（p双t跨课式件）
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第一章 总体布置与结构体系
二、跨径布置
典型为双塔三跨式和独塔双跨式；特殊也可独塔单跨及多塔多跨。
边跨L1 端锚索
第一章 总体布置与结构体系
4．辅助墩及外边孔
边孔设置辅助墩，根据边孔高度、通 航、施工安全等具体情况而定。 当边孔设在岸上或浅滩，在边孔设置 辅助墩，可以改善结构的受力状态。 辅助墩受压时，减少了边孔主梁弯矩； 受拉时则减少了中跨主梁的弯矩和挠 度。
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第一章 总体布置与结构体系
第三节 索塔布置
限制变位。 必须采用时，①可将中间塔做成刚性索塔（如委内瑞拉的马拉开波桥）；
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②用长拉索将中间塔顶分别 锚固在边塔的塔顶或塔底加 劲（如香港汀九桥）；
③加粗尾索并在锚固尾索的梁 段上压重，增加索的刚度（如湖 南洞庭湖大桥）。
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多塔斜拉桥中桥 塔示例
斜拉桥设计计算及实例介绍
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
三、结构计算
计算分类
三、结构计算
计算软件 1、整体静力：桥梁博士、QJX、综合程序，midas、
TDV,SAP2000,ANSYS； 2、局部分析：midas、ANSYS、Nastran,SAP2000等； 3、抗震：midas、ANSYS、TDV、SAP2000等
三、结构计算
1、静力计算分析
斜拉桥设计计算及实例介绍
1
主要内容
一、总体布置 二、结构设计（塔、梁、索） 三、结构计算 四、桥梁实例介绍
一、总体布置
斜拉桥是由塔、梁和拉索桥传力分析示意
桁架传力分析示意
一、总体布置
1、孔跨布置
边跨可对称布置或 者不对称布置，边 跨可设置辅助墩。
一、总体布置
1、孔跨布置
首先确定主跨跨径，双塔斜拉桥，边中跨比一般0.35-0.5，以0.4居多。 （1）边跨过小，易导致边跨负反力及尾索过大的应力幅度（疲劳破坏）； （2）边跨过大，边跨弯矩过大，中跨刚度小，不经济。
一、总体布置
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
3、斜拉索布置
斜拉桥的总体布置-多塔斜拉桥
跨径布置
274.3m+185.3m 143.5m+320m+143.5m 164.6m+365.8m+164.6m 101.7m+440m+101.7m 123.9m+299m+123.9m 198.17m+396.34m+198.17m 190m+530m+190m 160m+5×235m+160m
索塔高度
(m)
边跨 l1 / 主跨 l2
49.97
0.95
113.00
0.87
48.2
0.88
51.6
0.87
77.5
1.00
53.72
0.50
57.40
0.49
44.00
0.43
52.00
0.46
51.27
0.43
53.75
0.51
57.00
0.49
74.8
0.43
100.8
0.42
91.00
0.45
索塔高度 (m) 85.2 70.5 73.9 90.0 57.0 92.2 101.5 42.5
边跨 l1 / 主跨 l2
0.68 0.45 0.45 0.23 0.41 0.5 0.36 0.68
高跨比 H / l2
0.31 0.22 0.20 0.20 0.19 0.23 0.19 0.18
辅助墩 附 注
为提高中跨主梁竖向 刚度、减小端锚索的 应力幅，大跨度斜拉 桥常在边跨设置辅助 墩(backspan pier)
拉索锚固在设辅助墩 截面，起到了锚索的 作用，也降低了端锚 索的应力变化幅
斜拉桥孔跨布局索塔拉索布置及结构体系
（1）在实体塔上交错锚固 在塔柱中埋置钢管，再将斜拉 索穿入和用锚头锚固在钢管上 端的锚垫板上。
（2）在空心塔上作非交错锚固 构造与实体塔锚固相同，但
需在箱形桥塔的壁内配置环向 预应力筋，以抵抗拉索在箱壁 内产生的拉力
• 将钢锚固梁搁置在混凝土塔柱内侧的牛腿上，斜索通 过埋设在塔壁中的钢管锚固在钢锚固梁两端的锚块上。 塔两侧相等
• 梁、塔、墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承 的刚构。
优点： （1）既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求； （2）结构的整体刚度比较好；主梁挠度小。 缺点:
(1)刚度的增大是由梁、塔、墩固结处能抵抗很大的负 弯矩换取来的，因此这种体系的固结处附近区段内主 梁的截面必须加大。 (2）为消除温度应力，需要墩身具有一定柔性，故常 用于高墩。
（1）塔较矮； （2）梁的无索区较长，没有端锚索； （3）边主跨之比较大； （4）梁高较大； （5）受力以梁为主，索为辅； （6）活载作用下斜拉索的应力变幅较小。
1 主梁构造
主梁的主要作用： （1）将作用分散传给拉索。 （2）主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压
力。 （3)抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结
有着很大的关系。
l主孔跨径一般比双塔三跨式跨径小，适用于跨越中小河 流和城市河道。
l边主跨之比为（0.5～0.8），但大多数为0.66。边跨大， 考虑拉索应力疲劳，中间设桥墩改善。
很少采用。因为中间塔没有端锚索来有效限制它的变 位。采用增加主梁刚度和索塔刚度增加了工程量。
活载作用时，往往边 跨梁段附近区域产生 很大的正弯矩，并导 致梁体转动。解决这 个问题，常用：
（3）密索体系主梁各截面的变形和内力变化较平缓，受 力较均匀；
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《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 空间索面设置
斜向双索面对梁体抵 抗风致扭振特别有利
目前建成的所有跨径 600 m 以上的斜拉桥 均采用斜双索面
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
斜拉索是斜拉桥重要的传力、受力构件 斜拉索布置方式多样、构造特殊 混凝土斜拉桥拉索的造价约占全桥总造价的25~30％ 斜拉索布置形式包括空间布置形式、平面内布置形式
和间距布置等。
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
辐射形——拉索对主梁的斜角较大，塔高可适当降低 索支承效果好，拉索用量小，较适用于漂浮体系 视觉效果不好，塔柱的受力及稳定性能有欠缺 塔上锚固点受力过集中，构造复杂、施工不便 目前使用已渐减少
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面内索面形式
尚有一些特殊的索面形式，有些是为了满足特殊的受 力要求，有些为了建筑景观的特殊要求
《桥梁工程》（下）
➢ 空间索面设置
根据塔、梁、索之间的连接及支承方式，以及桥面宽 度、塔柱和主梁形式，拉索在空间所成的索面有：
单索面和双索面 双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 空间索面设置
哈尔滨四方台松花江大桥
辽宁辽河大桥
吉林通话西昌大桥
本一致，便于施工 拉索倾角小，索支承效果较差，拉索用量大，不适用
于漂浮体系 适合跨径不
大的斜拉桥
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
Alamillo Bridge (Spain 1992)
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 空间索面设置
桥面很宽时也可以布置成三索面甚至四索面
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 空间索面设置
单索面在美学和景观方面都是较好的，但用单索面时 主梁应用箱形截面（抗扭要求），且适用跨径也有限
P-K Bridge (USA 1978) Span=299m
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
扇形——拉索的倾角适中，视觉效果良好 兼有辐射形和平行形的优点 可灵活布置，能与各种结构体系和塔柱造型配合 适合跨径范围大，大跨径斜拉桥几乎均用该索形
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
斜拉索的索面形式主要有三种：平行（竖琴）形、辐 射形和介于两者之间的扇形
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
总体布置_斜拉索布置
➢ 平面内索面形式
平行形——拉索斜角相同，有利塔受力，视觉效果好 塔上锚固点间距大，拉索在梁上、塔上锚固点构造基