桥梁工程 第4篇 混凝土斜拉桥part3.1.ppt

1 第一章总体布置第二章斜拉桥的构造第三章斜拉桥的计算第四章斜拉桥的施工第五章实例 第四篇混凝土斜拉桥 2 第一节概述第二节孔跨布局第三节索塔布置第四节拉索布置第五节主要结构体系 第一章总体布置 第一章总体布置 3 斜拉桥的发展大致经历了以下三个阶段 第一阶段 稀索布置 主梁较高 主梁以受弯为主 拉索更换不方便 第二阶段 中密索布置 主梁较矮 主梁承受较大轴力和弯矩 第三阶段 密索布置 主梁更矮 并广泛采用梁板式开口断面 主梁承受轴力为主 弯矩为辅 第一节概述 第一章总体布置第一节概述 4 在斜拉桥的发展历史中 以下几座斜拉桥具有里程碑意义 1955年瑞典建成的第一座现代钢斜拉桥 主跨182 6m的斯特罗姆海峡桥 1962年委内瑞拉建成的第一座混凝土斜拉桥 主跨5 235m的马拉开波桥 1978年美国建成的第一座密索体系混凝土斜拉桥 主跨299m的P K 帕斯卡 肯尼斯克 桥 1992年挪威建成的斯卡恩圣特桥 为主跨530m的混凝土斜拉桥 梁高仅2 15m 至今仍保持混凝土斜拉桥最大跨径的记录 第一章总体布置第一节概述 5 1993年上海建成的杨浦大桥 主跨602m 为当时世界最大跨径的钢 混凝土结合梁斜拉桥 1995年法国建成的诺曼底大桥 主跨856m 为当时世界最大跨径的主钢边混凝土混合梁斜拉桥 1999年日本建成的多多罗大桥 主跨890m 为主钢边混凝土混合梁斜拉桥 目前保持世界最大跨径斜拉桥的记录 第一章总体布置第一节概述 6 2003年建成的希腊Rion Antirion桥跨越科林斯海湾 水深达65米 岩床深500米 2000年重现期的地震最大峰加速度1 2g 半岛以每年8 11mm速度漂离大陆 五跨连续全漂浮斜拉桥的抗震体系 L 560m 可滑动的加筋土隔震基础 25 30m钢管桩加固 3m垫层 2004年建成的法国Millau高架桥多跨连续单索面斜拉桥 L 342m 2 墩高245米 加90米塔高 总高343米 流线形带风嘴桥面以减少风荷载 3米高风障 顶推法施工 钢塔柱卧式移动就位 中间临时墩 3 5天一节 第一章总体布置第一节概述 7 第一座现代化斜拉桥 瑞典Stromsund桥 L 182 6m 1955年 第一章总体布置第一节概述 8 1952年 德国莱昂哈特 Leonhardt 教授在世界上第一个设计出现代化斜拉桥 德国杜塞尔多夫 Dusseldorf 跨过莱因河的Theodore Heuss桥 但该桥直到1958年才建成 德国Theodore Heuss桥 1958年 第一章总体布置第一节概述 9 马拉开波桥 L 5 235m 1962年 第一章总体布置第一节概述 10 美国P K桥 L 299m 1978年 第一章总体布置第一节概述 11 美国日照桥的防撞设施 L 366m 1987年 第一章总体布置第一节概述 12 挪威Skarnsundet桥 L 530m 1991年 第一章总体布置第一节概述 13 法国Normandy桥 L 856m 1995年 第一章总体布置第一节概述 14 日本多多罗桥 L 890m 1999年 第一章总体布置第一节概述 15 希腊Rion Antirion桥 286 560 560 560 286m 2003年 第一章总体布置第一节概述 16 Millau高架桥 204 6 342 204m 2004年 第一章总体布置第一节概述 17 岩锚索曲线梁斜拉桥 方案 第一章总体布置第一节概述 18 上海杨浦大桥 L 602m 1993年 第一章总体布置第一节概述 19 安徽铜陵长江大桥 L 432m 1995年 第一章总体布置第一节概述 20 安徽芜湖长江大桥L 312m 2000年 第一章总体布置第一节概述 21 岳阳洞庭湖大桥L 310m 2000年 第一章总体布置第一节概述 22 南京长江二桥L 628m 2001年 第一章总体布置第一节概述 23 深圳 香港西部通道深圳湾公路大桥L 180m B 37 6m 单索面钢箱梁 第一章总体布置第一节概述 24 江苏苏通大桥L 1088m 第一章总体布置第一节概述 25 香港昂船洲大桥 全长1614米 主跨1018米 为圆形独柱分离流线型双箱斜拉桥 塔高298米 大桥于2003年动工 预计2009年竣工 第一章总体布置第一节概述 26 徐埔大桥 第一章总体布置第一节概述 27 全长1114 孔径布置为35 85 5 175 85 5 35 主桥为跨径175 的双塔单索面预应力混凝土斜拉桥 第一章总体布置第一节概述 28 重庆长江二桥 过渡孔 主孔 过渡孔 南引桥 桥面宽度为 车道 中间设置分隔带 宽 第一章总体布置第一节概述 29 重庆石门桥 位于重庆市沙坪坝 跨越嘉陵江 全长 主桥为 单索面独塔预应力混凝土斜拉桥 第一章总体布置第一节概述 30 鹿特丹的超现代伊拉斯缪斯大桥 第一章总体布置第一节概述 31 长沙洪山庙大桥 第一章总体布置第一节概述 32 斜拉桥主要由主梁 索塔和斜拉索三大部分成 主梁一般采用混凝土结构 钢 混凝土组合结构 钢结构或钢和混凝土混合结构 索塔 采用混凝土 钢 混凝土组合或钢结构 大部分采用混凝土结构 斜拉索 则采用高强材料 高强钢丝或钢绞线 制成 第一章总体布置第一节概述 33 斜拉桥中荷载传递路径是 斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上 将主梁的恒载和车辆荷载传递至索塔 再通过索塔传至地基 图4 1 1 因而主梁在斜拉索的各点支承作用下 呈多跨弹性支承的连续梁受力 梁内弯矩大大地降低 使主梁尺寸大幅度减小 梁高一般为跨度的1 50 1 200 甚至更小 减轻了结构自重 大幅度地增大了桥梁的跨越能力 第一章总体布置第一节概述 34 图4 1 1三跨连续梁和三跨斜拉桥的恒载内力对比 从图中可以看出 由于斜拉索的支承作用 使主梁恒载弯矩显著减小 第一章总体布置第一节概述 35 斜拉索对主梁的多点弹性支承作用 只有在拉索始终处于拉紧状态时才能得到充分发挥 因此在主梁承受荷载之前必须对斜拉索进行预张拉 预张拉力可以给主梁一个初始支承力 以调整主梁初始内力 使主梁受力状况更趋均匀合理 并提高斜拉索的刚度 此外 斜拉索轴力产生的水平分力对主梁施加了预压力 从而可以增强主梁的抗裂性能 节约主梁中预应力钢材的用量 钢梁的稳定性问题 第一章总体布置第一节概述 36 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 第一章总体布置第一节概述 37 第二节孔跨布局一 双塔三跨式 图4 1 2双塔三跨式斜拉桥活载作用在主跨时 尾索受拉 而作用在跨中时尾索的 最大 活载作用在边跨时 尾索松弛 这其中就存在着 允许 220MPa 由于它的主跨跨径较大 一般适用于跨越较大的河流 第一章总体布置第二节孔跨布局 38 边主跨之比应小于0 5 边跨较小时 边跨主梁的刚度较大 边跨拉索较短 刚度也就相对较大 因而此时边跨对索塔的锚固作用就大 即边跨小则主跨的刚度就大 对于活载比重较小的公路和城市桥梁 合理的边主跨之比为0 40 0 45 而对于活载比重大的铁路桥梁 边主跨之比宜为0 20 0 25 同样道理