第二篇砼斜拉桥2章

,桥梁工程II,第二篇混凝土斜拉桥,CableStayedConcreteBridges第二章混凝土斜拉桥的构造,第二篇混凝土斜拉桥,第一章绪论Introduction第二章混凝土斜拉桥的构造ConstructionofCSCB第三章混凝土斜拉桥的施工ErectionofCSCB第四章混凝土斜拉桥的设计与计算DesignandCalculationofCSCB第五章实例Examples,第二篇混凝土斜拉桥,第二章混凝土斜拉桥的构造ConstructionofCSCB,第一节拉索CablesofCSCB第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB第三节索塔PylonsofCSCB第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables第五节斜拉桥的支承SupportofCSCB,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables三、拉索的防护ProtectionofCables,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,对拉索的要求：具有良好的抗疲劳性、耐久性、抗腐蚀性目前斜拉索的能力：破断索力30000kN，耐疲劳应力幅值200250Mpa，使用寿命超过30年拉索的技术经济指标：强度、刚度、耐疲劳性、耐锈蚀性、施工难易、价格,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables1、平行钢筋索由一定数量的高强度粗钢筋平行布置组成，标准强度不低于1470Mpa（图a）所示）,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables2、钢丝索（1）平行钢丝股索：一定根数的镀锌钢丝平行捆扎成股图c（2）平行钢丝索：将预应力钢丝平行并拢扎紧，整体入套管b（3）半平行钢丝索:预应力钢丝同向轻度扭绞，包带扎紧灌浆,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables3、钢绞线索（1）平行钢绞线索：图c）（2）半平行钢绞线索：索中钢绞线轻度扭绞,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables4、封闭式钢缆核心部分是多层圆形钢丝组成的单股钢绞缆（图e所示）,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables5、单股钢铰缆以一根钢丝为缆心，逐层增加钢丝，逐层钢丝的扭绞方向相反，抵抗张拉扭矩（图d所示）,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables三、拉索的防护ProtectionofCables,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables锚具是斜拉桥极其重要的部件拉索锚具：热铸锚、镦头锚、冷铸锚、夹片式锚锚具的组成：锚杯、锚圈、锚垫板、填充固化料、防漏板及夹片,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables1、热铸锚在锚杯中灌入低熔点合金，浇注温度仍超过400度,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables2、镦头锚钢索的每根钢丝在穿过孔板后将末端镦粗,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables3、冷铸锚在锚杯锥形空腔后增设一块钢丝定位板，钢丝穿过定位板上孔眼镦头就位，温度低于180,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables4、夹片式群锚是一种后张预应力体系演变而来的拉索锚具型式,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,一、拉索的种类与构造TypesandStructuresofCables二、拉索端部的锚具AnchoragesattheEndofCables三、拉索的防护ProtectionofCables,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,三、拉索的防护ProtectionofCables拉索不加防护锈蚀十分惊人拉索防护防止钢丝的锈蚀拉索防护分两类：钢丝防护和拉索防护,第二篇混凝土斜拉桥,第一节拉索CablesofCSCB,三、拉索的防护ProtectionofCables1、钢丝防护镀锌、镀防锈脂、涂防锈底漆2、拉索防护涂料保护、卷带保护、套管保护、拉索外加塑料缠绕保护层3、国内常用的方法（1）热挤高密度聚乙烯套管防护（最常用）（2）高密度聚乙烯套管内灌注水泥浆防护（3）环氧树脂形成玻璃钢外壳防护（4）多层玻璃纤维缠绕，钢套管外防锈漆保护,第二篇混凝土斜拉桥,第二章混凝土斜拉桥的构造ConstructionofCSCB,第一节拉索CablesofCSCB第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB第三节索塔PylonsofCSCB第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables第五节斜拉桥的支承SupportofCSCB,第二篇混凝土斜拉桥,第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofConcreteMainGirder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定SizesofCMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG主梁的设计必须考虑主梁、索塔、拉索三者之间的因果关系,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder2、主梁的横断面CrossSectionTypesofMainGirder,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder（1）立面布置于结构体系漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚构体系与跨内弹性支承的单跨梁、连续梁、悬臂梁、T型刚构、连续刚构等之间选择与搭配,第二篇混凝土斜拉桥,四种结构体系主梁的弯矩、挠度和轴力比较,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder（2）主梁的边、主跨度比对于独塔斜拉桥：一般取0.50-1.0双塔三跨斜拉桥：一般取0.25-0.5,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder（3）主梁端部构造边主跨比小于0.5的双塔三跨式斜拉桥，为平衡，宜将背索集中锚固在局部加厚的端部主梁上，边跨端横梁压重,第二篇混凝土斜拉桥,混凝土主梁端部构造,第二篇混凝土斜拉桥,重庆大佛寺长江大桥混凝土主梁端部构造,第二篇混凝土斜拉桥,重庆李家沱长江大桥混凝土主梁端部构造,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder（4）主梁高度沿跨长的变化稀索布置：主梁弯矩大密索布置：主梁弯矩小,第二篇混凝土斜拉桥,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofCMG主梁的设计必须考虑主梁、索塔、拉索三者之间的因果关系,1、主梁的立面布置LongitudinalArrangementofMainGirder2、主梁的横断面CrossSectionTypesofMainGirder,第二篇混凝土斜拉桥,2、主梁的横断面CrossSectionTypesofMainGirder混凝土斜拉桥截面形式选择需考虑：（1）拉索布置（2）主梁对斜拉桥索力的传递（3）扭矩传递（4）施工方法（5）抗风稳定性问题,第二篇混凝土斜拉桥,CrossSectionTypesofMainGirder,分离式双箱截面形式,实体双主梁截面形式,整体箱形截面,板式边主梁截面形式,第二篇混凝土斜拉桥,板式梁截面形式,整体箱形截面,三角形双室箱截面,CrossSectionTypesofMainGirder,第二篇混凝土斜拉桥,第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofConcreteMainGirder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定SizesofCMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete,第二篇混凝土斜拉桥,二、混凝土主梁的主要尺寸拟定SizesofCMG1、主梁的高度梁高与主跨之比h/L=1/501/200之间2、主梁横截面宽度B取决于行车道、人行道宽、拉索布置、横断面布置、抗风稳定性等。B/L1/30,B/h83、横梁与桥面板据桥面局部荷载按常规方法确定横梁及桥面板尺寸,第二篇混凝土斜拉桥,4、截面验算与调整初步拟定尺寸后，必须根据桥规要求对其强度、刚度和稳定性进行验算，对初拟尺寸进行调整。验算主梁的抗扭刚度确定梁高和主梁细部尺寸,第二篇混凝土斜拉桥,第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB,三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG1、斜拉桥砼主梁是受轴力、弯矩和剪力构件，除了配置非预应力钢筋外，还需配置各种受力的预应力钢筋。计算与砼构件相同。2、拉索与主梁的锚固区段应力状态复杂，在计算基础上，配筋适当加强。,第二篇混凝土斜拉桥,三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG3、纵向预应力筋不必沿主梁通长布置，根据受力分段布置。沿横向中间稀侧边密。4、横向预应力筋：为克服局部应力、拉索横张力及宽桥面横梁受力，需设置横向预应力筋,第二篇混凝土斜拉桥,三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG5、预应力度施加预应力的大小及范围砼主梁预应力束的配置可据主梁受力情况、经济性原则、施工方法等因素采用不同的预应力度。,第二篇混凝土斜拉桥,第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofConcreteMainGirder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定SizesofCMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete主梁由钢和混凝土两种材料组成，通常纵梁及横梁是钢材，桥面是砼,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete结合梁斜拉桥叠合梁斜拉桥主梁由钢和混凝土两种材料组成，通常纵梁及横梁是钢材，桥面是砼结合梁斜拉桥比钢斜拉桥经济与砼斜拉桥比，下部结构恒载减小应力降低钢梁制作、桥面预制，拼装简便，施工迅速,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（1）结合梁结构体系（2）边跨设置辅助墩及过渡孔问题（3）结合梁的节段布置（4）结合梁的横断面布置（5）混凝土桥面板,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（1）结合梁结构体系体系与跨径关系大，一般是塔墩固结、塔梁分离的漂浮体系，因桥面易开裂国内建成的400米以上结合梁斜拉桥都采用密索漂浮体系,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（2）边跨设置辅助墩及过渡孔问题设置辅助墩可提高斜拉桥总体刚度、减少索塔弯矩、跨中挠度、增强施工期抗风稳定性、减少边跨主梁尾端负弯矩,1设辅助墩2不设辅助墩,1设辅助墩2不设辅助墩,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（3）结合梁主梁节段布置主梁节段长度应配合密索的索距布置节段长度以能布置12根拉索、24根横梁为宜,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（4）结合梁横断面布置结合梁斜拉桥常采用双索面布置配双钢主梁钢主梁截面根据跨径、桥宽、荷载等级等定断面常采用开口实腹工字形、箱形等,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete1、总体布置（5）混凝土桥面板桥面板必须与钢主梁一起受力，共同变形桥面板厚度根据荷载及结合梁总应力确定桥面板施工方法：预制或现浇,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete2、混凝土桥面板与钢主梁的联结（1）保证结合梁协调工作（2）抗剪栓钉的作用，考虑焊接疲劳问题,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete3、拉索在结合梁上的锚固构造（1）拉索直接锚固在钢主梁上使桥面系获得较大的抗扭刚度（2）拉索与开口工字形钢主梁的锚固结构锚固于钢主梁顶面锚固于钢主梁腹板锚固区域受力复杂，重视索力传递过程,第二篇混凝土斜拉桥,3、拉索在结合梁上的锚固构造,第二篇混凝土斜拉桥,四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete3、拉索在结合梁上的锚固构造（3）采用拉索锚固梁锚固梁直接承受拉索的集中锚固力，锚固梁将锚固力传递到钢主梁及结合梁全截面锚固梁于钢主梁腹板连接采用摩擦型高强螺栓连接，受力性能稳定，耐疲劳,第二篇混凝土斜拉桥,第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB,一、混凝土主梁的总体布置GlobalArrangementofConcreteMainGirder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定SizesofCMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置ReinforcedBar(Rope)ArrangementofCMG四、钢砼结合梁的构造特点StructuralCharacteristicsofGirderinCombinationwithSteelandConcrete,第二篇混凝土斜拉桥,第二章混凝土斜拉桥的构造ConstructionofCSCB,第一节拉索CablesofCSCB第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB第三节索塔PylonsofCSCB第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables第五节斜拉桥的支承SupportofCSCB,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,一、索塔的结构形式TypesofPylonsinCSCB二、索塔的组成StructuresofPylonsinCSCB三、索塔的截面尺寸SizesofSectionsofPylonsinCSCB,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,一、索塔的结构形式TypesofPylonsinCSCB1、索塔必须满足强度、刚度及稳定性要求2、索塔的美学效果要求优美造型与环境协调的斜拉桥成为城市标志建筑，成为人们精神文化享受的艺术品3、索塔的结构形式顺桥向有单柱形、A形、Y形横桥向有：,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,一、索塔的结构形式TypesofPylonsinCSCB3、索塔的结构形式顺桥向有单柱形、A形、Y形横桥向有：,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,二、索塔的组成StructuresofPylonsinCSCB,塔墩固结体系的索塔由基础承台横梁塔柱塔顶建筑组成,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,三、索塔的截面尺寸SizesofSectionsofPylonsinCSCB1、塔柱截面类型：矩形截面,矩形截面形式,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,三、索塔的截面尺寸SizesofSectionsofPylonsinCSCB1、塔柱截面类型：非矩形截面,非矩形截面形式,第二篇混凝土斜拉桥,第三节索塔的类型与构造TypesofPylonsofCSCB,三、索塔的截面尺寸SizesofSectionsofPylonsinCSCB2、塔柱截面尺寸根据塔柱受力、拉索锚固区构造位置以及张拉设备所需空间等确定3、横梁与塔柱的连接一般采用矩形实心截面、T形截面、工字形实体截面、空心截面，注意与塔柱截面相配合,第二篇混凝土斜拉桥,第二章混凝土斜拉桥的构造ConstructionofCSCB,第一节拉索CablesofCSCB第二节混凝土主梁MainGirderofCSCB第三节索塔PylonsofCSCB第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables第五节斜拉桥的支承SupportofCSCB,第二篇混凝土斜拉桥,第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables1、拉索与主梁的锚固2、拉索与索塔的锚固锚固是关键,第二篇混凝土斜拉桥,第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables1、拉索与主梁的锚固（1）主梁顶板设置锚固构造,第二篇混凝土斜拉桥,第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables1、拉索与主梁的锚固（2）箱梁内设置锚固构造,第二篇混凝土斜拉桥,第四节拉索锚固结构AnchoringStructuresofCables1、拉索与主梁的锚固（3）主梁底设置锚固构造,第二篇混