单索面斜拉桥宽桥拉索横梁构造及计算方法
单索面斜拉桥宽桥拉索横梁构造及计算方法
摘要:以开原市滨水新城6号桥斜拉桥拉索横梁为例,分析宽桥拉索横梁的实用构造及计算方法,保证结构受力安全合理。
关键词: 钢混结合宽桥
1、情况简介
桥梁结构形式为独塔单索面斜拉桥,索距4m。标准桥面宽度为30m,双向4车道,断面布置为:4m(人行道)+1.5m(绿化带)+8m(车行道)+3m(分隔带)+8m(车行道)+1.5m(绿化带)+4m(人行道)=30m。
2、设计与计算
2.1、要点
本桥由于单索面,桥宽为30m,梁高受限制,中心梁高为1.8m,故采用小索距4.0m,主梁大悬臂构造方案。
主梁横断面布置图
2.2、计算模型
横隔板按照单梁模拟计算,吊点约束按照简支梁模拟。为保证结果的准确性,本计算采用midas和桥博两种软件进行计算校核。
中横梁作用荷载表
图 midas横隔板计算模型
图桥博横隔板计算模型
2.3、midas计算结果分析
长短期效应下正应力结果如下图:
图中最大压应力出现在中横梁端部,此处由于顶板束与HG1锚固在横梁端部,应力集中,出现较大压应力,最大压应力为6.9Mpa;最小压应力出现在斜腹板处,HG2锚固在斜腹板,对横梁产生向上竖直分力,此处产生0.8Mpa压应力,因此,以上应力均满足设计要求。
2.3、桥梁博士计算结构分析
长短期效应下正应力结果如下图:
图中应力结果与midas结果基本吻合,在斜腹板处产生2.0Mpa压应力,这是由于midas中未能准确模拟斜腹板产生的偏差。
4、结语
该桥的拉索横梁受力复杂,宽桥,单索面,梁高受限制仅为1.8m极大的加大了设计难度。因此我们采用了midas空间和桥梁博士杆系分析相结合的计算分析方式,充分利用了空间分析和平面分析各自的优点,为类似结构的计算分析提供了一定参考。
参考文献
[1] 张树仁.《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》.北京:人民交通出版社,2004
[2]中交公路规划设计院.《公路桥涵设计通用规范》.北京:人民交通出版社,2004
[3]中交公路规划设计院.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》.北京:人民交通出版社,2004
[4]《滨水新城跨大清河大桥工程》林同棪国际工程咨询(中国)有限公司2013
[5]吴冲.《现代钢桥》.北京:人民交通出版社,2006
斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料
1 绪论
1.1 课题研究背景
斜拉桥是一种由塔、梁、索 3 种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构 体系[1] 。斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主, 而其支承体系是以拉索受 拉和索塔受压为主。斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨,这样的结 构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁,从而大大降低了主梁截面弯矩,有 效地提高了主梁的跨越能力。从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大 构件的受力特征看,斜拉桥具有形式多样、造型美观,主梁高度不高、优良的 跨越能力等特点;斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超 静定结构、应用有限单元法;与其它桥型相比,斜拉桥的特性包括:斜拉桥是 跨径 250m~600m 的最合适桥型,而斜拉跨径 600m~1000m 时,斜拉桥是仅次于
悬索桥的合适桥型 [2] 。
由于斜拉桥的种种优点,斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁 的建设当中。然而,在斜拉桥的运营过程中,由于频繁承载甚至承受超载,加 上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏,斜拉桥会产生各种病害。随着服 役年限的增长,桥梁发生病害的部位会越来越多,损坏程度也会越来越严重 另一方面,在结构上来说,斜拉桥属于柔性结构,在风力、地震力其他自然及 人为的动力影响时容易发生振动,这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。
斜拉索是斜拉桥的核心组成部分,现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索, 但钢斜拉索存在很多问题,如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。其中斜拉索 及其锚具的防腐问题尤为显著,由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占 到了相当高的比例 [4] 。
对于已建斜拉桥,在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致 桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故,这些问题给人们生活和社会 稳定带来极大的安全隐患。因此,对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作 显得尤为必要。
1.2 国内外研究现状
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。
斜拉桥的分类
斜拉桥的总体布置与结构体系
总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。
一、跨径布置主要有下面三种类型
(1)双塔三跨式。为目前应用最广泛的跨径布置方式。下面是立面图与其荷载作用不同位 置时发生的索塔与主梁的形变。
(2)独塔双跨式。这也是应用较为广泛的一种跨径布置,但由于它的主孔跨径一般比双塔 三跨式的小,故特别适用于跨越中小河流、 谷地及作为跨线桥, 或用于跨越较大河流的主航
道部分,也可用主跨跨越河流,索塔及边跨布置在河流一岸的方式。
(3)多塔多跨式。多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海 峡上,但这种结构
一般采用较少,主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位, 使结构柔性及变形增大,整体刚度差。
多塔多跨式斜拉桥示意图
二、拉索的布置,拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。
(1)拉索索面在空间可布置成单索面和双索面, 而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索
面。 单索面斜拉桥(临海大桥)
竖直双索面斜拉桥 倾斜双索面斜拉桥
(2 )拉索在索面内的布置形式主要有以下三种:辐射形、竖琴形及扇形。
辐射形:拉索与水平面的平均交角较大, 拉索的垂直分力较大, 故拉索的用量最省。 由于在 拉索的水平分力在塔顶基本平衡, 故索塔的弯矩较小, 索塔高度也较小,但由于拉索都固定 在塔顶,所以塔顶的结构复杂,集中应力现象突出,给施工和养护带来困难。
竖琴形:所有拉索的倾角完全相同,且拉索与索塔的锚固点分散布置, 使拉索与索塔、拉索
与主梁的连接构造简单,易于处理。竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度, 对减少索塔
的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索 数量大,布置密集,一般都用于中小跨径的斜拉桥中。
扇形:扇形兼有辐射形和竖琴形索的特点,又可灵活布置,与索塔的各种构造形式相配合。 扇形是采用最多的一种索型。
斜拉桥设计计算参数分析
斜拉桥设计计算参数分析
摘要: 在斜拉桥的设计中,除对塔、梁、索的构造形式及尺寸的选取外,主要的总体设计参数有主梁的中边跨跨径比、跨高比、跨宽比、宽高比和主塔的有效跨高比以及主梁的温度变化、混凝土收缩徐变,这些参数将直接对斜拉桥的结构性能产生影响,故有必要通过统计已建斜拉桥的设计资料,对上述参数的选用给出一总体认识。
关键词:斜拉桥;设计参数;
1 概述
斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效的管理和控制。
2 设计参数分析
2.1 主梁的中、边跨跨径比主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能:
从图1、图2可见,三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2.0~3.5之间,集中在2.5处;三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1.5~3.0,较集中于2.2处。就一般而言,中、边跨跨径的比值大于2.0,将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内,并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中,虽然中、边跨跨径的比值较小,但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度,适应结构的变形要求。
2.2 主梁自重分析
选取某斜拉桥桥5号、9号梁段(见图3),各自增重5 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完5号、9号梁段后各控制点挠度及主梁控制截面弯矩变化情况,见图3 、图4 。
图3:主梁自重增大5 %的梁段挠度影响图4:主梁自重增大5 %的梁段弯矩影响
从图3 、图4可见,梁段自重对控制点挠度的影响较大,且悬臂越大,影响
越明显。梁段自重对控制点弯矩的影响更加不容忽视, 9 号梁段自重增大5 %,导致6 号梁段的弯矩值增加至1 200 kN ·m ,达到合理成桥状态下该截面弯矩值的7 %。
斜拉桥总体布置与构造
10.2 斜拉桥总体布置与构造
10.2.1 孔跨布置
斜拉桥孔跨布置主要可分为双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多跨式等三种形式。在特殊
情况下,斜拉桥也可以布置成独塔单跨式或者混合式。
双塔三跨式(图10.1)是一种最常见的斜拉桥孔跨布置方式。双塔三跨式斜拉桥通常
布置成两个边跨跨度相等的对称形式,也可以布置成两个边跨跨度不等的非对称形式。边跨
跨度与主跨跨度的比例关系通常取0.4左右。根据已建斜拉桥统计,一般跨度比
/=0.35~0.5。另外,还可根据需要在边跨内设置辅助墩,以提高结构体系的刚度。辅助
墩数量不宜过多,一般1~2个,过多,效果不显著。由于双塔三跨式斜拉桥的主孔跨度较
大,一般可适用于跨越较大的河流、河口和海峡。 1L2L
1L2L
图10.1 双塔三跨式斜拉桥
图10.2 重庆石门嘉陵江大桥 独塔双跨式斜拉桥也是一种常见的孔跨布置方式,如图10.2所示重庆石门嘉陵江大桥
即为独塔双跨式斜拉桥。独塔双跨式斜拉桥可以布置成两跨不对称的形式,即分为主跨与边
跨;也可以布置成两跨对称,即等跨形式。其中以两跨不对称的形式较多,也较合理。独塔
双跨式斜拉桥的边跨跨度与主跨跨度的比例通常介于0.6~0.7之间。由于它的主孔
跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小,故特别适用于跨越中小河流、谷地及交通道路;当然
也可用于跨越较大河流的主航道部分。 1L2L
在跨越宽阔水面时,由于通航孔要求,必要时也可采用三塔斜拉桥,如湖北宜昌夷陵长
江大桥(主跨2×348m,主梁为混凝土箱型梁,悬臂拼装施工)。多塔多跨式的斜拉桥应用较少,这是由于多塔多跨式斜拉桥的中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位,结构的刚度
较低。增加主梁的刚度可以在一定程度上提高多塔斜拉桥的整体刚度,但这样做必然会增加
桥梁的自重。在必须采用多塔多跨式斜拉桥时,可将中间塔做成刚性索塔,此时索塔和基础
的工程程量将会增加很多,或用斜拉索对中间塔顶加劲,但这种长索柔度较大,且影响桥梁
斜拉条长度计算公式
斜拉条长度计算公式
斜拉索的长度计算公式是根据力学原理和结构分析方法推导得出的。在设计构建斜拉桥、高层建筑物、悬索桥等工程中,准确计算斜拉索长度至关重要。下面就介绍斜拉索长度计算公式的相关参考内容。
1. 高斯定理
高斯定理是计算斜拉索长度的基本原理之一。根据高斯定理,斜拉索的拉力与斜拉角度、桥面长度以及斜拉索间距之间存在一定的关系。根据这个原理,可以推导出斜拉索长度计算的基本公式。
2. 斜拉索的静力学平衡方程
当斜拉索受到水平力和垂直力作用时,可以根据斜拉索的静力学平衡方程进行计算。斜拉索的静力学平衡方程包括平衡方程和力的平衡方程,通过求解这些方程可以推导出斜拉索的长度计算公式。
3. 材料力学参数
在计算斜拉索长度时,需要考虑材料的力学参数,如弹性模量、弯曲刚度、截面面积等。这些参数对斜拉索长度的计算有重要影响,需要根据具体的工程要求和材料性质进行合理选择。
4. 简化假设和近似计算
在实际工程中,为了简化计算,常常会进行一些近似处理。例如,可以将悬索桥近似为等效梁,通过等效梁的计算方法推导出斜拉索长度。这些简化假设和近似计算能够大大简化计算过程,提高计算效率。
5. 结构分析软件
现代工程中,使用结构分析软件可以更加准确地计算斜拉索的长度。结构分析软件可以利用数值方法对斜拉索进行模拟分析,得出最优的设计方案和计算结果。常用的结构分析软件包括ANSYS、ABAQUS等。
总结起来,斜拉索长度的计算公式是基于高斯定理、斜拉索的静力学平衡方程、材料力学参数以及简化假设和近似计算等内容进行推导得出的。这些参考内容能够帮助工程师准确计算斜拉索长度,为工程项目的设计提供可靠的依据。
斜拉桥计算
摘要
本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进,安全可靠,适用耐久,经济合理的原则,提出了预应力混凝土双索面双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、变截面连续梁桥三个比选桥型。综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调,把预应力混凝土双索面双塔斜拉桥作为推荐设计方案。进行结构细部尺寸拟定,并利用Midas6.7.1建模,进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。经验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求。
独塔斜拉桥方案
斜拉桥方案造型美观,气势宏伟,跨越能力强,55米的主塔充分显示其高扬特性,拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑,从而减小了梁内弯矩、梁体自重,从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。
斜拉桥设计与计算
第1部分 总体设计
第 1节 斜拉桥概述
斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构,其桥面体系由加劲梁构成,其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后,混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段:
第一阶段:稀索,主梁基本上为弹性支承连续梁; 第二阶段:中密索,主梁既是弹性支承连续梁,又承受较大的轴向力;
第三阶段:密索,主梁主要承受强大的轴向力,又是一个受弯构件。
近年来,结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外,主梁梁高不断减小,索距减少到10m以下,截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m~500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
(一) 技术指标
1,路线等级:公路一级,双向四车道:
2,设计车速:100km/h;
3,桥面宽: 1.5m(拉索区)+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+ 0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带)
+0.5m(防撞护栏) +0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m(拉索区)。
斜拉桥
斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成,用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上,斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力,这就使得桥梁的跨越能力大大增强。
斜拉桥示意图
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起,并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱,再通过塔柱基础传至地基。这样,跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作,从而可使主梁尺寸大大减小,结构自重显著减轻,既节省了结构材料,又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外,与悬索桥相比,斜拉桥的结构刚度大,即在荷载作用下的结构变形小得多,且其抵抗风振的能力也比悬索桥好,这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。
斜索在立面上也可布置成不同型式。各种索形在构造上和力学上各有特点,在外形美观上也各具特色。常用的索形布置为竖琴形(图一)和扇形(图二)两种。另一种是辐射形布置(图三)因其塔顶锚固结构复杂而较少采用图一
竖琴形斜拉桥图二 扇形斜拉桥
图三 放射形斜拉桥
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。桥的主要承重并非它上面的汽车或者火车,而是它本身,也即我们看的的路面。现在我们就分析这个:我们以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。现在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.。斜拉桥的原理,就是利用平衡力的原理,斜拉桥两端的重量通过两端超强的钢绞索拉住压在主桥柱(就是斜拉桥最高的那柱子)上,从而达到两端平衡、跨度更大的目的,简单来说,斜拉桥就是一个大天平,两端的重量相当并通过钢索压载在主桥柱上,这就是为什么斜拉桥总是两端都需要钢索来保持平衡的原因
混凝土梁桥设计中的斜拉索布置
混凝土梁桥设计中的斜拉索布置
一、前言
混凝土梁桥是常见的道路桥梁形式之一,它的设计要求结构安全可靠、经济合理、美观大方。其中,斜拉索的布置是混凝土梁桥设计中的重要部分,合理的斜拉索布置可以保证桥梁的稳定性和安全性,同时也对桥梁的美观度有着重要的影响。
本文将从斜拉索的作用、斜拉索的布置原则、斜拉索的计算方法以及斜拉索的设计注意事项等方面进行详细介绍,以期为混凝土梁桥设计中的斜拉索布置提供参考。
二、斜拉索的作用
斜拉索是混凝土梁桥中的一种结构形式,它的主要作用是通过张力的作用来支撑桥梁,使桥梁能够承受车辆和行人的荷载,同时也能够保证桥梁的稳定性和安全性。
斜拉索通常由钢索或钢绞线组成,它们的优点是强度高、刚度好、寿命长,能够承受大荷载和冲击荷载,同时也能够适应桥梁的变形和位移。
三、斜拉索的布置原则
1. 布置位置
斜拉索的布置位置应该考虑桥梁的荷载情况、桥梁的结构形式、桥梁的美观度等因素。通常情况下,斜拉索的布置位置应该在主梁的上部或侧面,以避免影响桥面通行。
2. 布置数量
斜拉索的布置数量应该根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式等因素确定。如果桥梁跨度较大,荷载情况较重,那么布置的斜拉索数量应该增加,以提高桥梁的承载能力和稳定性。
3. 布置角度
斜拉索的布置角度应该根据桥梁的跨度和荷载情况等因素确定。通常情况下,斜拉索的布置角度应该在30度至45度之间,以保证斜拉索的张力和桥梁的稳定性。
4. 布置间距
斜拉索的布置间距应该根据桥梁的跨度和荷载情况等因素确定。通常情况下,斜拉索的布置间距应该在3米至5米之间,以保证斜拉索的张力和桥梁的稳定性。
四、斜拉索的计算方法
斜拉索的计算方法通常包括以下步骤:
1. 确定斜拉索的张力
斜拉索的张力可以通过桥梁的荷载和结构形式等因素进行计算。通常情况下,斜拉索的张力应该满足以下要求:
张力=荷载×跨度÷2×sin(斜拉索布置角度)
2. 确定斜拉索的截面积
斜拉桥 2
哈尔滨工业大学毕业设计(论文)
- 1 - 第1章 绪论
1.1 概述
斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构,其桥面体系由加劲梁构成,其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后,混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段:
第一阶段:稀索,主梁基本上为弹性支承连续梁;
第二阶段:中密索,主梁既是弹性支承连续梁,又承受较大的轴向力;
第三阶段:密索,主梁主要承受强大的轴向力,又是一个受弯构件。
近年来,结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外,主梁梁高不断减小,索距减少到10m以下,截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m~500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
1.1.1 结构体系
斜拉桥的基本承载构件由梁(桥面)、塔和索三部分组成,且三者以不同的方式影响总体结构的性能。实际设计时三者是密不可分的。塔、梁及索的不同变化和相互组合,可以构成具有各自结构性能且力学特点和美学效果的突出的斜拉桥。正因为如此,斜拉桥基本体系可按力学性能分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系:
漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离,主梁除两端有支承外,其余全部用拉索悬吊,是具有多点弹性支承的连续梁。
支承体系即墩梁固结、塔梁分离,在塔墩上设置竖向支承,为具有多点弹性支撑的三跨连续梁。
塔梁固结体系即塔梁固结并支承在墩上,梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关。其支座至少有一个为纵向固定。
刚构体系为梁塔墩互为固结,形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。这种体系的优点是既免除了大型支座又满足悬臂施工的稳定要求,结构整体刚度较好,主梁挠度小;缺点是主梁固结处负弯矩较大,较适合于单塔斜拉桥。在塔墩很高的双塔斜拉桥中,若采用薄壁柔性墩来适应温度和活载等对结构产生的水平变形,形成连续刚构,能保持刚构体系的优点,并使行车平顺。采用这种体系的有美国的Dames Point桥和我国的广东崖门大桥等。 哈尔滨工业大学毕业设计(论文)
