第六章 斜拉桥.ppt

第六章 1 第六章斜拉桥 第六章 2 内容 概述 发展与现状 总体布置构造特点 梁 索 施工方法 第六章 3 第一节概述 主要组成部分 主梁 斜拉索 索塔按 梁的 材料分类 钢 混凝土 结合梁 叠合梁 与混合梁斜拉桥四类受力特点多次超静定结构从索塔上用若干斜向拉索将梁吊起 使主梁在跨内增加了若干弹性支点 减少了梁内弯矩 降低梁高 提高了梁的跨越能力只有在斜拉索处于拉紧状态才能充分发挥弹性支撑作用特点梁体尺寸较小 受桥下净空和桥面标高的限制少抗风稳定性比悬索桥好计算复杂 索与梁或塔的连接构造比较复杂施工控制等技术要求严格 第六章 4 斜拉桥发展的原因和条件 结构造型新颖 直线感和柔细感 新材料的应用 高强钢丝 特别是斜拉索卷材 设计理论和计算技术的进步施工技术的进步在400 800m跨度内具有很强竞争力 经济效益 第六章 5 斜拉桥的现状 发展 在20世纪50年代斜拉桥开始得到很快的发展 根据现有资料统计 全世界已建成各类斜拉桥300余座 几乎全是公路桥 我国占1 5左右 趋势密索取代稀索预应力混凝土斜拉桥的兴起斜拉桥种类的多样化技术问题抗风设计 大跨 抗震设计斜拉索的使用寿命 第六章 6 钢斜拉桥跨度排名前10名 第六章 7 混凝土斜拉桥跨度排名前10名 第六章 8 武汉天兴洲公铁两用长江大桥 是国内继武汉 南京 九江 芜湖长江大桥之后的第五座公铁两用长江大桥 也是国内最大的公铁两用大桥大桥设计为主跨480米双塔双索面斜拉桥 公路桥面以上塔高123米 正桥长4210 85米 正桥加公路引桥全长9510 85米 其中公铁合建部分2367 8米 公路6车道 铁路双线 桥面全宽27米工程预计今年底动工 2006年底竣工 估算工程总投资约62亿元 第六章 9 长江第一桥 苏通大桥 江苏省南通市拟建世界上跨径最大的斜拉桥位于南通农场至苏州 常熟 徐六泾之间 西距南京约280公里 东距长江入海口约100公里 大桥全长7600m 其中双塔斜拉桥主跨1088m 通航净高62m 按6车道高速公路标准设计 桥面设计车速100公里 小时 引桥120公里 小时 南北接线全长约32 2公里总投资在60亿元左右 约5年时间建成 第六章 10 第二节斜拉桥的整体布置 1 孔跨布置 第六章 11 斜拉桥孔跨布置 续 第六章 12 立面布置实例 第六章 13 2 斜索的布置 辐射形 扇形 平行形 混合形 星形 a 双平行索面b 双斜索面c 单平面d 曲索面 第六章 14 3 索距的布置 索距的选择 密索 约6 8m 优点 主梁中的弯矩小 锚固点的构造简单 伸臂施工时所需辅助支撑较少 每根斜索的截面较小 斜索制造更换较容易 第六章 15 4 梁体的布置 A连续体系在斜拉桥的全长范围内 梁体布置成连续的形式 第六章 16 4 梁体的布置 B非连续体系 四川三台涪江桥 第六章 17 5 索塔的布置 纵向型式 横向型式 横向型式 第六章 18 6 锚拉体系 自锚体系 一般来说 悬索桥的主缆多数是地锚体系 而斜拉桥的斜索则相反 多数是自锚体系 只有在特殊情况下 少数斜拉桥采用地锚式的锚拉体系 自锚式锚拉体系斜拉桥 第六章 19 第三节主梁截面 主梁截面形式 与所用材料及索面的布置位置有关预应力混凝土斜拉桥常用截面 板式 分离式双箱 闭合箱形 半封闭箱形 c 的改进式 c 的改进式 双主梁形 倒三角形斯卡恩圣特 第六章 20 钢梁横截面实例 第六章 21 第四节斜拉索 拉索的构造平行钢丝股束 ParallelWireStrand PWS 将一定根数 19 37 61 91 127 的镀锌钢丝捆扎成股 钢丝顺直无扭转 截面为六角形 图a 一根平行钢绞线索 ParallelStrandCable PSC 将7丝钢绞线按平行钢丝股束的排列方法 布置成六角形截面 图b封闭式钢索 中心有一些圆钢丝 外面则由几层楔形和Z形的异形钢丝组成 国内没有工程实例 图c a b c 第六章 22 斜拉索的构造 续 平行钢丝束 ParallelWireCable PWC 将一束平行的预应力钢丝放在聚乙烯套管内 压注水泥砂浆等防腐 截面不要求是六角形 使用广泛超长节距索 80年代初期开始制造 让PWS PWC产生扭角 4 这样可以缠绕在卷筒上 便于运输高强粗钢筋索 国内应用较少 第六章 23 斜拉索的防腐 拉索的防腐 提高拉索的耐久性 增长使用寿命 减少养护工作钢丝的防护 涂防锈底漆 电泳涂漆或镀锌 或环氧涂层拉索的防护 柔性索套 半刚性索套和刚性索套柔性索套 1 封闭索防护 制作麻烦 费用高 2 平行索用塑料罩套 聚乙烯材料 防护 1980年前后试用的方法 现已不用 3 平行索采用聚乙烯管 在管内压注水泥浆或树脂等 需要压浆设备 4 平行索热挤PE套防护 广泛采用 5 钢绞线索内用PE套管 对每股钢绞线 外用聚乙烯硬管半刚性索套和刚性索套 套管用钢筋混凝土 预应力混凝土或钢管作成 可以增大刚度 减小挠度 但施工较复杂 索套迎风面积大 对抗风不利 第六章 24 环氧全涂装无粘结筋 一根钢绞线 第六章 25 第五节斜拉桥的施工 1 主梁施工方法可采用适合于梁式桥施工的任一合适方法 如支架上拼装或现浇 悬臂拼装或浇筑 顶推法和平转法由于斜拉桥梁体尺寸较小 各节段间有拉索 索塔还可以用来架设辅助钢索 因此对各种无支架施工法更为有利各方法的适用跨度支架上拼装或现浇 100m左右顶推法和平转法 不超过200m悬臂拼装或浇筑 可达近900m 第六章 26 悬臂施工 悬臂施工法工序 修建索塔 吊装或现浇主梁节段 安装斜拉索并张拉 两者交替进行直至合龙 施工控制 在施工过程中 斜拉索的索力和主梁线形需要根据实际情况随时进行调整 且一般需在全桥合龙后对索力进行最终调整 第六章 27 悬臂施工 第六章 28 牵索式挂篮 武汉长江二桥 第六章 29 平转体施工 第六章 30 主梁施工注意事项 混凝土斜拉桥的主梁虽然大多采用等截面 但由于梁高较小 且有时腹板常作成倾斜的 在拉索锚固部位处常有凸出部分或横梁存在 因此 施工时对模板材料 构造 内模作业的可能与方便等问题应予以充分考虑 采用悬臂施工时 从有利于索塔和桥墩的受力出发 通常应将索塔两侧两个对称悬臂节段的混凝土在同一天内浇注完毕 当用泵送混凝土浇注时 要注意输送管道的布置 在主梁节段施工周期之间要穿插进行拉索的安装 有时还要进行索塔的节段施工 在制定施工进度计划时 不应有妨碍拉索架设和索塔施工的地方 主梁施工中应保证拉索的索力符合设计要求 由于主梁是逐次形成的 在安装完毕后 应使主梁的立面位置符合设计要求 不出现过大的偏差 因此施工中应进行控制与调整 第六章 31 2 索塔施工要点 施工顺序 混凝土斜拉桥可先施工墩 塔 然后施工主梁和安装拉索 也可索塔 拉索 主梁三者同时并进 塔柱施工 支架法滑模法爬模法大型模板构件法 横梁施工 横梁施工时应考虑模板支撑系统 防止支撑系统的连接间隙变形 弹性变形 支承不均匀沉降变形 混凝土横梁和塔柱与钢支撑不同的线膨胀系数的影响 日照温差对钢和混凝土的不同时间差效应等产生的不均匀变形的影响 以及相应的变形调节措施 每次浇注混凝土的供应量应保证最先浇注的混凝土初凝前完成全部浇注 并应采取有效措施防止在早期养护期间及每次浇注过程中由于支架的变形引起混凝土横梁开裂 第六章 32 3 斜拉索施工 制索工艺 钢丝除锈 调直 下料 防护漆 穿锚 镦头 浇锚 烘锚 拉索防护 超张拉 标定 挂索 将拉索架设到索塔锚固点和主梁锚固点之间的位置上 由于斜拉桥的结构特性 挂索总是从短索进行到长索 索力测量 为了施工中准确控制 调整