超大跨度斜拉桥结构与结构体系PPT[详细]
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斜拉桥施工技术ppt课件
(a) 平行形 （b） 辐射形 （c） 扇形（半扇形）
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
稀索和密索
(a) 稀索
（b） 密索
15
索
塔
与
塔
索
的
固定
联
结
形
式
滚动支座
（c） 摆动支座
独塔单跨式（日本秩父桥）
153
22.5 锚碇 地下梁
10
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
三塔斜拉桥（湖南洞庭湖大桥）
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采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
索塔施工可以分为以下几种： 现浇施工 预制吊装 滑模施工
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采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
混凝土主塔施工要点
1．下塔柱、中塔柱、上塔柱的施工 混凝土下塔柱、中塔柱、上塔柱一般可采用支架法、
(a)单柱形
(b)倒V形
(c)倒Y形
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采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
索塔的横向形式-1
斜拉桥受力特点及结构体系
斜拉桥受力特点及结构体系
哎呀，我的天呐！说起斜拉桥，这可真是个超级厉害的东西！
你想啊，我们平常走的桥，要么就是那种平平的石桥，要么就是弯弯的拱桥。
可斜拉桥就不一样啦！它就像是一个巨大的钢铁巨人，横跨在江河湖海之上。
斜拉桥的受力特点那叫一个神奇！就好像有好多好多的大力士在两边一起用力拉着桥身。
那些又粗又长的钢索，就像是大力士的手臂，紧紧地拉住桥，让桥能够稳稳地站在那里。
我给你打个比方哈，斜拉桥的受力就像是我们拔河的时候，两边的人都在用力拉，而中间的绳子就承担着两边的力量。
斜拉桥的钢索不就是这样嘛，把桥身的重量分散到两边的塔柱上。
再说这结构体系，那也是相当复杂但又超级巧妙的！桥塔高高地立在那里，像不像一个坚强的卫士？它们可是承受着大部分的力量呢！还有那主梁，就是桥的主体部分，就像是一条巨龙的脊背，承载着来来往往的车辆和行人。
有一次，我和小伙伴们一起去看斜拉桥。
“哇，这桥也太酷啦！”小明瞪大了眼睛说。
“就是就是，那些钢索看起来好结实啊！”小红也跟着喊。
“我觉得这桥修起来一定很难，得花好多好多的功夫。
”我忍不住说道。
你说，如果没有斜拉桥这样厉害的设计，我们要过河得多不方便呀！想想看，要是没有它，可能我们就得绕好远好远的路，浪费好多好多的时间。
所以呀，斜拉桥真的是人类智慧的结晶！它不仅让我们的出行更方便，还让我们看到了科技的力量和建筑的魅力。
斜拉桥简直太棒啦，难道不是吗？。
斜拉桥(第一章) (正式) ppt课件
索塔横桥向布置：独柱型、双柱型、门型或H型、A型、宝石型或倒 Y型等。
ppt课件
21
斜拉桥塔形示ppt例课件
22
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）
9
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。
ppt课件
19
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）；
ppt课件
16
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）。
ppt课件
17
多塔斜拉桥中桥 塔示例
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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16
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
第八章斜拉桥
Chesapeake&Delaware Canal Bridge (USA 2019)
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
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
斜拉桥第一 PPT
(4)振动常以“拍”得形式出现,频率成分较多,但 以基频为主。振幅很大;
(5)在一座桥上,常以多根索同时出现风雨激振 。
辅助墩 1) 依边孔高度、通航要求、施工安全、全桥刚度及
经济和使用而定 2) 作用:减小塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯
矩、边跨主梁弯矩,增强施工期安全。 3) 受力:a)受拉时:减小主跨弯矩和挠度;b)受压时:减
小边跨主梁弯矩 4) 设置位置:由跨中挠度影响线确定,同时考虑索距和
施工要求; 5) 数量:1根最有效;2根以上不明显。
法国,诺曼底大桥,主跨856m,主跨钢梁/边 跨混凝土梁
斜拉桥得发展(国内)
20世纪70年代,1975,1976建成两座混凝 土试验桥
1993年,上海杨浦大桥,L=602m,结合梁斜 拉桥
1996,重庆长江二桥,L=444m,混凝土斜拉 桥
2006:苏通长江大桥,L=1088m
混凝土斜拉桥得发展阶段
拉索得风雨振及减震措施
日本研究人员Hikami首先观察到拉索得风雨激 振。实际得拉索结构得风雨激振有如下特点:
(1)在大、中、小雨状况下皆可能发生拉索得风 雨激振,发生大幅振动得风速一般为8-15m/s 。
(2)长索发生风雨激振得可能性较大,而靠近塔 柱处得短索发生这一振动得可能性较小;
(3)一般发生在PE包裹得拉索,拉索直径一般为 140mm～200mm;
拉索得风雨振及减震措施
1984年,日本Hikami观察到直径140mm得 斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm 。Aratsu桥在建造时就时有强烈得索振动, 观测到得最大幅值为300mm,大约就是直径 得二倍。法国得布鲁东桥、泰国得RamaIX 桥、日本得名港西大桥报道得拉索振幅甚至 大到相邻拉索发生碰撞得程度。国内杨浦大 桥尾索在风雨共同作用下也曾发生强烈振动 ,其最大振幅超过1米。
(5)在一座桥上,常以多根索同时出现风雨激振 。
辅助墩 1) 依边孔高度、通航要求、施工安全、全桥刚度及
经济和使用而定 2) 作用:减小塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯
矩、边跨主梁弯矩,增强施工期安全。 3) 受力:a)受拉时:减小主跨弯矩和挠度;b)受压时:减
小边跨主梁弯矩 4) 设置位置:由跨中挠度影响线确定,同时考虑索距和
施工要求; 5) 数量:1根最有效;2根以上不明显。
法国,诺曼底大桥,主跨856m,主跨钢梁/边 跨混凝土梁
斜拉桥得发展(国内)
20世纪70年代,1975,1976建成两座混凝 土试验桥
1993年,上海杨浦大桥,L=602m,结合梁斜 拉桥
1996,重庆长江二桥,L=444m,混凝土斜拉 桥
2006:苏通长江大桥,L=1088m
混凝土斜拉桥得发展阶段
拉索得风雨振及减震措施
日本研究人员Hikami首先观察到拉索得风雨激 振。实际得拉索结构得风雨激振有如下特点:
(1)在大、中、小雨状况下皆可能发生拉索得风 雨激振,发生大幅振动得风速一般为8-15m/s 。
(2)长索发生风雨激振得可能性较大,而靠近塔 柱处得短索发生这一振动得可能性较小;
(3)一般发生在PE包裹得拉索,拉索直径一般为 140mm～200mm;
拉索得风雨振及减震措施
1984年,日本Hikami观察到直径140mm得 斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm 。Aratsu桥在建造时就时有强烈得索振动, 观测到得最大幅值为300mm,大约就是直径 得二倍。法国得布鲁东桥、泰国得RamaIX 桥、日本得名港西大桥报道得拉索振幅甚至 大到相邻拉索发生碰撞得程度。国内杨浦大 桥尾索在风雨共同作用下也曾发生强烈振动 ,其最大振幅超过1米。
斜拉桥ppt课件
2021精选ppt
主跨排前十的斜拉桥
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孔跨布局
❖ 双塔三跨：主跨跨径较大，适用于跨越较宽 的河流及海面。边主跨之比应考虑全桥的刚 度、拉索的疲劳强度等因素。对于公路桥梁， 合理的边主跨之比为0.4~0.45，铁路桥梁宜 为0.2~0.25.
2021精选ppt
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斜拉桥的施工
❖ 前面所介绍的梁式桥与拱桥的施工方法大体 可归纳为有支架施工法、悬臂施工法、顶推 施工法、转体施工法。虽然这几种方法同样 可以用在斜拉桥的建造上，但是最适宜的方 法是悬臂施工法，其余三种方法一般只能用 在河水较浅或修建在旱地上的中、小跨径斜 拉桥。
2021精选ppt
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漂浮体系
❖ 特点：塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有 支承外，其余部分全用拉索悬吊，属于一种 在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。
❖ 为了抵抗由风力等引起主梁的横向水平位移， 一般在塔柱与主梁之间设置侧向限位支座。
2021精选ppt
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❖ 优点： （1）主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值； （2）温度、收缩和徐变次内力均较小； （3）可以吸震消能。 ❖ 缺点：当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，
斜拉桥
❖ 组成：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
结构或钢结构。 ❖ 索塔：大都采用混凝土结构。 ❖ 斜拉索：采用高强材料（高强钢丝或钢绞线） ❖ 荷载传递路径：斜拉索的两端分别锚固在主
梁和索塔上，将主梁的恒载与车辆荷载传递 至索塔，再通过索塔2021传精选至ppt 地基。
索与梁的锚固形式
❖ 顶板锚固块：以箱梁顶板为基础，向上下两 个方向延伸加厚。拉索水平分力传至梁截面， 垂直分力由加劲肋斜杆平衡。适用：箱内具 有加劲斜杆的单索面斜拉桥。
大跨度斜拉桥
大跨度斜拉桥斜拉桥是将斜拉索梁端分别锚固在塔和梁上，形成主梁、索塔和斜拉索共同承载的结构体系。
其中主梁和索塔以受压为主，斜拉索受拉。
斜拉索的结构原理可通过与连续梁桥对比来说明。
作用为均布荷载下相同跨度斜拉桥和梁旭梁桥的主梁弯矩图对比，斜拉桥的拉索为主梁提供弹性支承，主梁受力跨度小，与同跨度梁相比弯矩分布均匀且绝对值小。
和显然，拉索布置越密集，主梁的弯矩也就越小，因此，斜拉桥是可以使用与大跨度桥梁的结构体系。
相反，连续梁桥当跨度达到一定程度以后，由于梁的弯矩过大，需要采用比较大的结构截面来确保安全，设计很不经济。
斜拉桥更重要的特征是拉索的初始张力可以按设计者的意图来进行调整，通过索力优化实现主梁弯矩分布较合理的目的。
一、大跨度斜拉桥的主要类型斜拉桥结构体系有多种划分方法，下面根据不同分法介绍结构体系的力学特征（如图1所示）。
1、塔梁之间的结合方式塔梁之间的结合方式对斜拉桥的受力特性有重要的影响。
根据塔梁之间结合之间结合方式的不同，斜拉桥结构体系分为漂浮体系、支撑体系、塔梁固结体系和刚构体系等多种形式。
漂浮体系是指主梁在顺桥向变形不受索塔约束，主梁水平荷载不直接传递到索塔的结构形式。
支撑体系是指塔梁之间有竖向支承、并在顺桥向有一定水平约束的结构形式，其中半漂浮体系在顺桥向无约束。
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。
刚构体系是指塔、梁、墩三者之间固结的结构，这种结构体系的刚度比较大，结构变形小，索塔部位不需要设置支座，结构围护容易，施工过程中结构稳定性比较好。
a）漂浮体系b）支撑体系c）塔梁固结体系d）刚构体系二、大跨斜拉桥的构造措施及力学特点1、拉索的锚固方式根据拉索的锚固方式不同，斜拉桥可分为自锚式、地锚式和部分地锚式三种结构体系。
自锚式结构体系是斜拉桥中一种最普通的结构形式，全部拉索都锚固在主梁上，主梁为受压结构，当索塔两侧的拉索张力水平分量相等时或者漂浮和半漂浮结构体系，主梁的轴力自相平衡，索塔不承担主梁的水平力。
第八章 斜拉桥与悬索桥
(b,c)双面索
图8-16 斜拉索横向布置方式
连续体系和非连续体 系。
图8-17
四川三台涪江桥
图8-18 非连续体系
2）主梁的跨高比 现代密索式斜拉桥主梁的跨高比为100~200。 3）主梁横截面
图8-19 主梁横截面
（4）索塔
图8-20
索塔的纵向布置
图8-21 索塔的横向布置
图8-21 索塔的横向布置
2）斜拉索立面布置方式
(a)辐射形
(b)竖琴形
(c)扇形
(a) 平行钢丝 (b) 钢铰线
图8-14 斜拉索横断面 图8-15 斜拉索立面布置方式
3）斜拉索的横向布置方式
4）斜拉索的倾角 采用竖琴形布置时倾角 取 26 ~ 38实例较多。
(a)单面索
采用辐射形或扇形布 置时，其最小倾角大 多为 21 ~ 30，而以 左右 25居多。 （3）主梁 1）主梁的力学体系
图8-31 桁架式加劲梁
图8-32 虎门大桥的扁平钢箱加劲梁示意图
（5）吊杆
图8-33 吊索与索夹的联接
（6）索鞍
图8-34 塔顶主索鞍
图8-35 散索鞍
图8-36 虎门大桥散索鞍
8.2.2斜拉桥与悬索桥的区别
（1）结构刚度有较大的差别。 （2）斜拉桥中，主梁承受轴力；悬索桥中，主梁 不承受轴力。 （3）斜拉桥通过调整斜拉索的拉力大小对主梁 内力进行调整，借以获得合理的内力分布，悬索桥 则无法办到。 （4）斜拉桥的刚度在很大程度上取决于斜拉索 的刚度，可通过调整，悬索桥刚度则不易改变。
（5）斜拉桥的结构体系 斜拉桥的结构体系有飘浮体系、支承体系、塔梁 固结体系和刚构体系。
图8-22 斜拉桥的结构体系
8.2 悬索桥 8.2.1 结构构造
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将主梁跨中点与主塔下横梁连接起来形成纵向约束， 既可实现塔梁的纵向约束，又不影响体系温度变化时结构的变形释放！
如果设置的塔梁约束拉杆自身没有随温度变化而产生的变形， 则此纵向约束既改变了斜拉桥纵向传力途径，又不会产生温度附加力！
结构体系研究 Research on Structural System
半漂浮体系
（塔梁纵向无约束）
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
塔梁纵向约束
塔梁纵向约束可以改变结构的传力路径，有效减少纵向风荷载作用下主塔 弯矩和梁端位移。 塔梁纵向约束 ： 限制了体系温度变形的释放，产生巨大的温度附加力！
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
一级公路
车道数：双向4车道 设计速度：80km/h
铁路
铁路等级：城际铁路 正线数目：双线 设计速度：时速200km/h
预留250km/h行车条件
主航道桥总体布置 Layout of Main Channel Bridge
非 对 称 布 置 接 线
对
称
布
置
普通公路
接
线
立面与断面布置 Layout of Main Bridge & Typical Girder Section
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China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
（可靠性和能耗?）பைடு நூலகம்
CFRP热膨胀系数与钢和混凝土相比，小一个数量级
环境温度变化基本不产生变形！
温度自适应塔梁纵向约束体系！
53 38 12 103
超大跨斜拉桥采用半漂浮体系的主要问题：
① 梁端位移2.8m（其中有车风0.9m ），公 路伸缩缝和铁路伸缩调节器设计制造困难。
② 塔底弯矩达103万吨米，有车风弯矩占总 弯矩37%。
结构体系研究 Research on Structural System
顺桥向风荷载作 用下结构变位图
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
类型
主梁纵向位移 (m)
塔底弯矩
(万吨.m)
分项
活载 有车风
温度 合计 活载 有车风 温度 合计
结果
0.41/-0.36 0.45/-0.45 0.58/-0.58 1.43/-1.38
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
北侧主塔墩为5号墩
南侧主塔墩为6号墩
➢ 主航道桥采用双塔斜拉桥，主跨跨度1176m ➢ 主桥具体孔跨布置为：（142+490+1176+490+142）=2440m
三 主塔方案
Scheme of Pylon
四 基础结构型式研究
Research on Schemes of Foundation
五 恒载非对称力学行为研究
Research on Mechanical Behavior of Eccentric dead-load Structure
/01
工程背景
Engineering Background
工程概况
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
孔跨布置：（142+490+1176+490+142）=2440m
功能及技术标准 Functions and Technical Standards 常泰长江大桥三种交通功能：
高速公路
车道数：双向6车道 设计速度：100km/h
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超大跨度斜拉桥结构与结构体系
Structural System of Ultra-long-span Cable-stayed Bridge
秦顺全
Shunquan Qin
一 工程背景
Engineering Background
二 结构体系研究
Research on Structural System
断面布置及两岸接线 Girder Section & Route Plan
非 对 称 布 置 断 面
铁路二期恒载（道砟）比公路重6.3t/m
对 称 布 置 断 面
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地理位置 Geographic Location
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China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
➢ 常泰长江大桥位于泰州大桥与江阴大桥之间 ➢ 分别距离泰州大桥约28.5km，距离江阴大桥约30.2km
研究既能实现塔梁纵向约束，又能释放温度变形的结构体系？
结构体系研究 Research on Structural System
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China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
体系温度变化时，跨中点是不动点 约束此点不会限制结构温度变形！
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
如何实现塔梁约束拉杆自身不随温度变化而产生变形?
恒温拉杆：塔梁约束拉杆采用钢丝索拉杆，利用空调系统实现钢丝索恒温！
CFRP拉杆：
（第三性能 ）
主桥孔跨布置为：（142+490+1176+490+142）m
断
➢ 世界上跨度最大的斜拉桥
面 布
➢ 三种交通功能
置
➢ 荷载横桥向非对称结构
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结构体系研究
Research on Structural System
结构体系研究 Research on Structural System
常规结构体系: 半漂浮体系
如果设置的塔梁约束拉杆自身没有随温度变化而产生的变形， 则此纵向约束既改变了斜拉桥纵向传力途径，又不会产生温度附加力！
结构体系研究 Research on Structural System
半漂浮体系
（塔梁纵向无约束）
中铁大桥勘测设计院集团有限公司
China RailwayMajor Bridge Reconnaissance&Design Institute Co., Ltd
塔梁纵向约束
塔梁纵向约束可以改变结构的传力路径，有效减少纵向风荷载作用下主塔 弯矩和梁端位移。 塔梁纵向约束 ： 限制了体系温度变形的释放，产生巨大的温度附加力！
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一级公路
车道数：双向4车道 设计速度：80km/h
铁路
铁路等级：城际铁路 正线数目：双线 设计速度：时速200km/h
预留250km/h行车条件
主航道桥总体布置 Layout of Main Channel Bridge
非 对 称 布 置 接 线
对
称
布
置
普通公路
接
线
立面与断面布置 Layout of Main Bridge & Typical Girder Section
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（可靠性和能耗?）பைடு நூலகம்
CFRP热膨胀系数与钢和混凝土相比，小一个数量级
环境温度变化基本不产生变形！
温度自适应塔梁纵向约束体系！
53 38 12 103
超大跨斜拉桥采用半漂浮体系的主要问题：
① 梁端位移2.8m（其中有车风0.9m ），公 路伸缩缝和铁路伸缩调节器设计制造困难。
② 塔底弯矩达103万吨米，有车风弯矩占总 弯矩37%。
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顺桥向风荷载作 用下结构变位图
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类型
主梁纵向位移 (m)
塔底弯矩
(万吨.m)
分项
活载 有车风
温度 合计 活载 有车风 温度 合计
结果
0.41/-0.36 0.45/-0.45 0.58/-0.58 1.43/-1.38
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北侧主塔墩为5号墩
南侧主塔墩为6号墩
➢ 主航道桥采用双塔斜拉桥，主跨跨度1176m ➢ 主桥具体孔跨布置为：（142+490+1176+490+142）=2440m
三 主塔方案
Scheme of Pylon
四 基础结构型式研究
Research on Schemes of Foundation
五 恒载非对称力学行为研究
Research on Mechanical Behavior of Eccentric dead-load Structure
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工程背景
Engineering Background
工程概况
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孔跨布置：（142+490+1176+490+142）=2440m
功能及技术标准 Functions and Technical Standards 常泰长江大桥三种交通功能：
高速公路
车道数：双向6车道 设计速度：100km/h
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超大跨度斜拉桥结构与结构体系
Structural System of Ultra-long-span Cable-stayed Bridge
秦顺全
Shunquan Qin
一 工程背景
Engineering Background
二 结构体系研究
Research on Structural System
断面布置及两岸接线 Girder Section & Route Plan
非 对 称 布 置 断 面
铁路二期恒载（道砟）比公路重6.3t/m
对 称 布 置 断 面
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地理位置 Geographic Location
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➢ 常泰长江大桥位于泰州大桥与江阴大桥之间 ➢ 分别距离泰州大桥约28.5km，距离江阴大桥约30.2km
研究既能实现塔梁纵向约束，又能释放温度变形的结构体系？
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体系温度变化时，跨中点是不动点 约束此点不会限制结构温度变形！
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如何实现塔梁约束拉杆自身不随温度变化而产生变形?
恒温拉杆：塔梁约束拉杆采用钢丝索拉杆，利用空调系统实现钢丝索恒温！
CFRP拉杆：
（第三性能 ）
主桥孔跨布置为：（142+490+1176+490+142）m
断
➢ 世界上跨度最大的斜拉桥
面 布
➢ 三种交通功能
置
➢ 荷载横桥向非对称结构
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结构体系研究
Research on Structural System
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常规结构体系: 半漂浮体系