斜拉桥双主梁箱形截面特点
斜拉桥基本内容
2、半封闭箱形截面
加厚以锚固索
三角形箱 整体桥面板 优点： 1）有良好的抗风动力性能； 2）采用悬臂法施工较方便； 使用： 风载较大的双索面密索体系宽桥（天津永河桥）
风
3、板式双主梁截面 优点： 1）较简单； 2）风嘴抗风性能好；
嘴 板梁
梁
： 双主梁截面 较 板式 惊
4、闭合箱形截面 优点： 1）有较大的抗弯、抗扭 刚度； 2）外侧腹板倾斜改善风 动力性能，也减小墩台 宽度； 缺点：节段重量较大 使用： 1）使用在单索面时，应将中间两个竖腹板尽量靠近， 便于拉索锚固在较窄的中室内； 2）使用在双索面时，应将中间两个竖腹板尽量拉开， 使中室大于边室，以获得较大的截面横向惯性矩。
2）竖琴形 优点： （1）索倾角相同— 锚具、垫板不复杂 （构造相同）； （2）外形最美观（无视觉交叉感）； （3）塔中压力逐段向下加大—稳定性提高——索塔连接易 处理。 缺点： （1）塔身M较大（∵水平分力大，两侧索力不等） （2）索倾角小—索用量大； （3）结构成几何可变体—变形、内力不利； （4）无法形成飘浮体系(∵竖向分力小) 。 使用：中、小跨斜拉桥
二）、主梁高度 一般L/100 L/300 L/100～L/300 L/100 L/300，等高。
十、 主塔 一）、主塔的型式与布置 受力：N（主要）、M RC压弯构件 1、纵向布置形式：
2、横向布置形式
桥面较高时索塔的横向布置形式（增加横梁)
二）、塔高 塔高：桥面以上算起 塔高增加—塔、斜索材料用量增加 塔高降低—索倾角小，索垂直分力减少
1）活载内力占总内力较小； 2）活载作用时斜索已有相当大的拉力，斜索的非线 性小。 2、材料非线性 混凝土在恒载作用下的徐变作用，使斜拉桥这一 不同材质组成的混合结构及施工过程的结构体系不 断变化引起附加内力。 关于混凝土徐变内力的计算尚待进一步研究及完 善。因此国外有的资料建议只须将预应力加大4～ 5MPa，即可对付此项影响，而不作复杂的计算。
斜拉桥设计要素与结构特性
斜拉桥设计要素与结构特性斜拉桥是一种现代化的桥梁结构，具有独特的设计要素和结构特性。
在桥梁工程中，斜拉桥被广泛应用于跨越河流、峡谷等地形复杂的区域，其设计要素和结构特性对桥梁的安全性、稳定性和美观性起着至关重要的作用。
本文将从斜拉桥的设计要素和结构特性两个方面进行探讨。
设计要素1. 主塔斜拉桥的主塔是支撑桥梁主梁和索塔的重要构件，承担着桥梁荷载的传递和分配功能。
主塔的高度、形状和布置位置直接影响着桥梁的整体结构和外观。
设计主塔时需要考虑地质条件、风载、桥梁跨度等因素，确保主塔具有足够的承载能力和稳定性。
2. 主梁主梁是斜拉桥的承载结构，连接主塔和桥面，承担车辆荷载的传递和分布。
主梁的截面形状、材料和截面尺寸是设计中的关键要素，需要根据桥梁跨度、荷载情况和美学要求进行合理选择，确保主梁具有足够的刚度和强度。
3. 斜拉索斜拉桥的斜拉索是连接主塔和主梁的重要构件，承担着桥梁荷载的传递和支撑功能。
斜拉索的数量、布置方式和张拉力大小直接影响着桥梁的受力性能和稳定性。
设计时需要考虑索塔的位置、索带的倾角和索带的材料等因素，确保斜拉索具有良好的受力性能和耐久性。
4. 桥面桥面是斜拉桥上行车的部分，承载着车辆荷载和行人荷载。
桥面的结构形式、材料和铺装方式需要根据交通流量、使用功能和美学要求进行设计，确保桥面具有良好的耐久性和舒适性。
结构特性1. 刚度斜拉桥具有较高的整体刚度，能够有效抵抗外部荷载引起的变形和振动。
斜拉桥的主塔、主梁和斜拉索等构件之间通过刚性连接，形成一个整体稳定的结构系统，具有良好的抗风、抗震性能。
2. 强度斜拉桥具有较高的承载能力和抗弯强度，能够承受车辆荷载和自重荷载引起的各种受力情况。
主塔和主梁采用钢结构或混凝土结构，具有良好的抗压和抗拉性能，能够确保桥梁的安全运行。
3. 稳定性斜拉桥具有良好的整体稳定性，能够有效抵抗外部环境引起的各种不利影响。
通过合理设计主塔和斜拉索的布置方式，可以有效减小桥梁的振动和变形，确保桥梁在各种工况下都能保持稳定。
斜拉桥
斜拉桥：斜拉桥根据纵向斜缆布置有辐射、扇形、竖琴形（1）辐射形：1、辐射形这种布置方法是将全部拉索汇集到塔顶，使各根拉索都具有可能的最大倾角。
由于索力主要由垂直力的需要而定，因此拉索拉力较小；而且辐射索使结构形成几何不变体系，对变形及内力分布都有利。
这种做法的缺点是：有较多数量的拉索汇集到塔顶，将使锚头拥挤，构造处理较困难；塔身从顶到底都受到最大压力，自由长度较大，塔身刚度要保证压曲稳定的要求。
另外，拉索倾角不一，也使锚具垫座的制作与安装稍显复杂。
例如：湛江海湾大桥主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，运用辐射式斜拉桥结构原理,斜拉桥主跨为480米，钢砼混合箱梁结构，斜拉桥边跨跨度为120米+60米。
该桥水深达20m，基础深达104m、塔高达150m，技术难度大，工程非常艰巨，是我省继虎门大桥之后建设的最大规模的桥梁工程。
桥位所处的麻斜海湾水面宽约2．5公里，最大水深20米。
通航净宽400米，净高48米，主跨480米，桥宽6车道.可以通航标准为5万吨级货轮。
斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。
还有就是世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置.该桥由107.7+440.0+106.9米3跨组成，边跨和桥台固结，主跨无索区设一个剪力铰。
为了避开50米水深和不良地质条件，采用了很大的中跨；又因主梁采用悬臂浇筑法(见混凝土桥架设)施工，采用了长36.23米，重2.5万吨起平衡作用的重力式桥台，其上也锚固部分缆索，并配置了预应力钢筋，形成三向预应力混凝土结构。
主梁高度仅2.5米，跨高比为176；桥宽22.5米，宽高比为9；主梁采用流线形的单箱三室封闭式截面，但在中跨的中部因轴向压力较小，为减轻自重，采用了半封闭式的箱形截面。
塔墩在基础顶面以上高达102.5米,立面上呈柱型,横桥向采用斜腿门型塔柱，有两道横撑,具有较好的抗风稳定性。
箱梁的结构与受力特点
箱梁的结构与受力特点（二）箱形截面的配筋箱形截面的预应力混凝土结构一般配有预应力钢筋和非预应力向普通钢筋。
1、纵向预应力钢筋：结构的主要受力钢筋，根据正负弯矩的需要一般布置在顶板和底板内。
这些预应力钢束部分上弯或下弯而锚于助板，以产生预剪力。
近年来，由于大吨位预应力束的采用，使在大跨径桥梁设计中，无需单纯为了布置众多的预应力束而增大顶板或底板面积，使结构设计简洁，而又便于施工。
2、横向预应力钢筋：当箱梁肋板间距厚的桥面板。
的上、下两层钢筋网间，锚固于悬臂板端。
3时，可布置竖向预应力钢筋，面桥梁都采用三向预应力。
4钢筋网。
必须指出，因此必须精心设计，做到既安全又经济。
第二节箱形梁的受力特点作用在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。
恒载一般是对称作用的，活载可以是对称作用，但更多的情况是偏心作用的，因此，作用于箱形梁的外力可综合表达为偏心荷载来进行结构分析；在偏心荷载作用下，箱形梁将产生纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。
详见图2-4。
1、纵向弯曲产生竖向变位w ，在横截面上起纵向正应力Mσ及剪应力M τ。
对于肋距不大的箱形梁，M σ按初等梁理论计算，当肋距较大时，会出现所谓“剪力滞效应”。
即翼板中的M σ分布不均匀，近肋翼板处产生应力高βα+= 刚性扭转横向挠曲图2-4 箱形梁在偏心荷载作用下的变形状态峰，而远肋翼板处则产生应力低谷，这称为“正剪力滞”；反之，如果近肋翼板处产生应力低谷，而远肋翼板处则产生应力高峰，则为“负剪力滞”。
对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达相当大比例，必须引起重视。
2、刚性扭转刚性扭转即受扭时箱形的周边不变形。
扭转产生扭转角θ。
分自由扭转与约束扭转。
（1）自由扭转：箱形梁受扭时，截面各纤维的纵向变形是自由的，杆件端面虽出现凹凸，但纵向纵维无伸长缩短，能自由翘曲，因而不产生纵向正应力，只产生自由扭转剪应力K τ。
（2）约束扭转：受扭时纵向纤维变形不自由，受到拉伸或压缩，截面不能自由翘曲。
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。
斜拉桥讲义
三、索塔高度
• 定义 ：索塔高度—般应从桥面以上算起，不包括由于建筑造 型或观光等需要的塔顶高度。
• 影响因素：与斜拉桥的主跨跨径有关，还与拉索的索面型式 (辐射式、竖琴式或扇式)、拉索的索距和拉索的水平倾角有 关。
• 1、在主跨跨径相同的情况下，索塔高度低，拉索的水平倾 角就小，则拉索的垂直分力对主梁的支承作用就小，会导致 拉索的钢材用量增加。 • 2、 反之，索塔高度愈大，拉索的水平倾角愈大，拉索对主 梁的支承效果也愈大，但索塔和拉索的材料用量也要增加， 还会增加施工难度。
• 2）边孔加两个辅助墩，上述这些内力和位移虽然继续降低，但变 化幅度不大；
• 3）加三个辅助墩后，刚上述内力和位移不再有明显变化。但当边 孔设在岸上或浅滩，基础工程施工难度及费用不高时，还是可以考 虑加设辅助墩。 • 总之，无论斜拉桥属哪种结构体系，在边孔加设辅助墩的个数， 应综合考虑结构需要和全桥的整体经济性确定。
斜拉桥属高次超静定结构，与其他体系桥梁相 比，包含着更多的设计变量，全桥总的技术经济 合理性不易简单地由结构体积小、重量轻、或者 满应力等概念准确地表示出来，这就使选定桥型
方案和寻求合理设计带来一定困难。
第二节 斜拉桥总体布置
一、孔跨布局 1、双塔三跨式
由于它的主跨跨径较 大，一般适用于跨越 较大的河流。
悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，以抵抗施工 过程中的不平衡弯矩和纵向剪力，由于施工不可能做到 完全对 称，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向 摆动，应予注意。可设置阻尼器。
为了防止纵向飓风和地震荷载使漂浮体系斜拉桥产 生过大的摆动，影响安全，十分有必要在斜拉桥塔上的 梁底部位设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
3、索距的布置
索距的布置，可以分为“稀索”与“密索”。
斜拉桥组成部分的类型作用及连接[详细]
![斜拉桥组成部分的类型作用及连接[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/2ebe269e7375a417876f8f39.png)
连接筒
前盖 斜拉索
彩色PE 黑色PE
张拉端锚杯 预留管道
聚乙烯护套
平行钢丝拉索
缠绕细钢丝或 纤维增强聚脂带
高强钢丝
资讯
斜向双索面
单索面
竖向双索面
➢子任务３.1：试比较三者区别，试着说出各自形式上 的特点。（视觉、抗扭、跨径）
解析
单索面
优点： ➢视觉效果最佳， 墩尺寸最小； 缺点： ➢拉索不抗扭 适用： ➢城市桥、窄桥。
重点和 难点
思维导图
思考
见过下图中的吊桥吗？
• 斜拉桥源于 吊索桥。斜 拉桥的演变 历史表明， 很早以前， 人们就掌握 了从塔架上 悬吊斜拉索 来支承梁的 知识。
我国古代的吊桥
任务一引入：认识斜拉桥
１.斜拉桥与西潼改线沋河大桥有何区 别？（形式上） ２.斜拉桥的传力途径是什么？ ３.简述梁、索、塔主要受什么力？（ 压、拉、弯）？
1.辐射形
特点：
特点：
➢索倾角最大，垂直分力增大， 索用量最省(索力由垂直力定)； ➢索集中在塔顶布置，当跨径 大时，索较多，塔顶截面增大， 不美观； ➢索倾角不同，锚具、垫板的 制作和安装复杂。
➢索倾角相同—锚具、
垫板不复杂；
2.竖琴形
➢塔中压力逐段向下
加大，稳定性提高，
索塔连接易处理；
➢水平分力大，两侧
➢梁与塔墩连接方式
半漂浮 体系
构造特点：塔墩固结，塔墩上设置竖向支承（一般 全设活动支座） 优点：在减小纵向漂移和经济方面有一定好处（优 点不明显） 缺点：塔柱处主梁弯矩很大；温度、收缩、徐变次 内力仍较大； 措施：采用可调高度的支座或弹簧支承，并在成桥 时调整支座反力，以消除大部分收缩、徐变等的不 利影响。 使用：早期常用
斜拉桥
斜拉桥的结构体系
漂浮体系
Ø 现代大跨度混凝土斜拉桥大多采用飘浮体系，如我 国的武汉长江公路桥、重庆长江二桥、铜陵长江大 桥、上海南浦大桥和杨浦大桥（钢—混凝土结合 梁）都采用漂浮体系 。
33
斜拉桥的结构体系
漂浮体系——优点
Ø 全跨满载时，塔柱处主梁无负弯矩峰值。 Ø 主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和 徐变内力均较小。
36
斜拉桥的结构体系
半漂浮体系——特点
Ø 由于主梁支承在桥塔的横梁上，整体刚度比漂浮体 系大。
Ø 这种结构体系中索塔对主梁的纵向水平约束刚度需 根据结构受力要求通过试算确定，一般约束刚度越 小，结构受到的水平地震作用也就越小，但顺桥向 的水平变形增大。 Ø 主梁内力在塔墩支点处产生急剧变化，出现了负弯 矩尖峰，通常须加强支承区段的主梁截面。
27
斜拉桥的总体布置
主梁布置——非连续体系
28
斜拉桥
Ø 概述 Ø 斜拉桥的总体布置 Ø 斜拉桥的结构体系 Ø 斜拉桥的构造 Ø 斜拉桥的计算理论与技术发展 Ø 大跨度斜拉桥的特点 Ø 大跨度斜拉桥面临的挑战与发展方向
29
斜拉桥的结构体系
漂浮体系 梁与塔墩的连接方 连接方式 半漂浮体系（支承体系） 塔梁固结体系 刚构体系 自锚式 拉索的锚拉体系 地锚式 部分地锚式
39
斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——优点
Ø 减小了塔墩弯矩和主梁中央段的轴向拉力。
Ø 主梁受力比较均匀，整体升降温引起的结构温度应 力较小。
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斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——缺点
Ø 结构的刚度小，在荷载作用下变形比较大；当中跨 布载时，主梁在墩顶处转角会使塔柱倾斜，显著增 大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。
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斜拉桥双主梁箱形截面特点
斜拉桥双主梁箱形截面特点
斜拉桥是一种常见的大跨度桥梁结构，其最显著的特点是采用斜拉索
作为主要承载结构。
而在斜拉桥的设计中，双主梁箱形截面是一种常
用的设计方案，具有较好的承载性能和美观性。
下面将详细介绍双主
梁箱形截面的特点。
一、双主梁结构
在斜拉桥的设计中，采用双主梁结构可以有效地提高桥梁整体的刚度
和稳定性。
双主梁结构通常由两个平行排列的钢箱梁组成，通过纵向
和横向钢板连接起来，形成一个整体。
这种结构可以有效地分散荷载，并使得荷载传递更加均匀。
二、箱形截面
在斜拉桥中，采用箱形截面可以有效地提高桥梁整体的强度和刚度。
箱形截面通常由上下两个平行排列的钢板组成，并通过纵向和横向钢
板连接起来，形成一个空心矩形结构。
这种结构具有较好的抗弯和抗
扭性能，可以有效地承受荷载。
三、斜拉索
斜拉桥的主要承载结构是斜拉索，它连接在桥塔和桥面之间，将荷载传递到桥塔上。
斜拉索通常由高强度钢丝绳制成，其数量和位置根据桥梁的跨度和荷载而定。
在双主梁箱形截面中，斜拉索通常连接在两个箱梁之间，并通过吊杆固定在箱梁上。
四、特点
1. 高强度：采用高强度钢材制成的双主梁箱形截面具有较好的抗弯和抗扭性能，可以有效地承受荷载。
2. 稳定性好：采用双主梁结构可以有效地提高桥梁整体的刚度和稳定性。
3. 美观性好：采用箱形截面可以使得桥面更加平整、美观。
4. 施工方便：双主梁箱形截面结构简单，易于制造和安装。
总之，在斜拉桥设计中采用双主梁箱形截面是一种常见的设计方案。
这种结构具有高强度、稳定性好、美观性好和施工方便等特点，可以有效地满足大跨度桥梁的承载要求。