《桥涵工程施工》课件 斜拉桥

斜拉桥斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。主梁被受拉的斜拉索多点吊起，就像一条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁内的弯矩大大减小，可减小主梁尺寸、减低结构自重，大幅提高斜拉桥的跨越能力，梁的高跨比可做成1/50~1/200，甚至更小。斜拉索水平分力的存在，使梁为偏向受压构件，随着跨径的增大，塔高过高、外索过长也限制了其跨越能力。塔、索、梁构成稳定的三角形，所以斜拉桥的刚度、抗风能力较悬索桥好。主梁一般采用混凝土结构、钢—混凝土组合结构或钢结构，索塔大都采用混凝土结构，斜拉索用钢丝、钢绞线等高强抗拉材料。斜拉桥的索面

索面形状主要有三种基本类型，辐射形、竖琴形和扇形。a）辐射形b）竖琴形c）扇形辐射形：斜拉索沿主梁均匀分布，在索塔上集中于一点。由于拉索与水平面的平均交角较大，故斜拉索的垂直分力对主梁的支承效果也大，与竖琴形布置相比，可节省钢材15~20%，但塔顶上的锚固点构造过于复杂；竖琴形：斜拉索平行排列，在索数较少时显得比较简洁，并可简化索与索塔的连接构造，塔上锚固点分散，对索塔受力有力；斜拉索的倾角较小，索的总拉力大，故钢索用量较多。扇形：兼有前两种布置方式的优点，应用最广泛。斜拉桥的结构体系—漂浮体系斜拉桥的结构体系按照塔、梁、墩的结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。漂浮体系：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，属于一种在在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。半漂浮体系：塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，成为具有多点弹性支承的三跨连续梁。可以是一个固定、三个活动支座；也可以是四个活动支座，一般均设活动支座，以避免不对称约束导致不均衡温度变位，水平位移将由斜拉索制约。斜拉桥的结构体系—半漂浮体系半漂浮体系若采用一般支座来处理则无明显优点，因满载时塔柱处有负弯矩尖峰；若在墩顶设置一种可以调整高度的支座或弹簧支承来代替从塔柱中心悬吊下来的拉索（一般称0号索），并在成桥时调整支座反力，以消除大部分收缩、徐变的不利影响，这样可与漂浮体系相媲美，在经济和纵向漂移方面更有好处。斜拉桥的结构体系—塔梁固结体系其特点是将塔梁固结并支承在墩上，主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比值有关。一般只在一个塔柱处设置固定支座，其余为纵向活动支座。这种体系的优点是显著减小主梁中央段承受的轴向拉力，并且索塔和主梁中的温度内力极小。缺点是中孔满载时，主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜，使塔顶产生较大的水平位移，从而显著地增大主梁跨中挠度和边跨的负弯矩；上部结构重量和活载反力都由支座传递给桥墩，在大跨径桥中，支座达到上万吨级，其设计、制作、养护、更换都会有一定困难。斜拉桥的结构体系—刚构体系刚构体系的特点是塔、梁、墩相互固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。优点是能免除大型支座，又能满足悬臂施工的稳定性要求，结构整体刚度好，主梁挠度小。缺点是主梁固结处负弯矩大，需增大固结处附近的截面。斜拉桥的结构体系—T构体系T构体系斜拉桥，在主跨中央插入一小跨悬挂结构或以“剪力铰”代替悬挂结构（此种剪力铰只传递弯矩、剪力，不传轴力），使得主梁跨中区域无轴拉力。斜拉桥的结构体系—部分地锚体系斜拉桥的斜索多数是自锚体系，当中跨过大而边跨很小时，可采用部分地锚式的锚拉体系。郧阳汉江桥（尺寸单位：m）斜拉桥的结构体系—矮塔部分斜拉体系在截面相同的情况下，塔的抗水平变位刚度与塔高h的三次方成反比，因而塔高降低则塔身刚度迅速提高，塔高降低后，索的水平倾角也将减小，使得拉索对主梁的支撑作用减弱，水平压力增大。要求主梁刚度较大，因拉索只提供部分刚度，“部分斜拉桥”有此得名。矮塔部分斜拉桥的特点：1）塔较矮，常规斜拉桥的的塔高与跨度之比为1/4~1/5，而部分斜拉桥为1/8~1/12；2）梁的无索区较长，没有端锚索；3）边跨与主跨比值较大，一般大于0.5；4）梁高较大，高宽比为1/30~1/40，一般斜拉桥的高跨比，对双索面为1/100~1/150，对单索面1/50~1/100，且高宽比不宜小于1/10；5）拉索对竖向恒活载的负担率小于30%，受力以梁为主/索为辅。双索面斜拉桥施工中的单索面斜拉桥混合结构斜拉桥扇形索预应力混凝土斜拉桥芜湖长江大桥潘阳浑河三号大桥——花瓣形钢拱塔斜拉桥重庆家悦大桥——雙塔雙索面Y字型矮塔斜拉世界第一大跨径高墩多塔混凝土斜拉桥，主体结构为165m+3x380m+165m四塔预应力混凝土双索面斜拉桥，边塔支承、中塔塔梁墩固结体系，边、中跨之比为0.4342，桥塔呈H形索塔，主桥各塔均布置为23对斜拉索，拉索纵向呈扇形布置；7号主塔高287.63米，8号主塔高273.63米，承台为矩型结构，下塔墩采用双曲线造型，断面为空心带凹槽八边形。赤石特大桥摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥渔人码头桥不对称斜拉桥天空之桥（Skybridge），总长125米，桥形呈圆弧状，主体钢架只用一根支柱来支撑，支柱高87米，被固定在山腰，然后再由8根钢缆牵引，连接着两个山头，这座桥因为离地面极高，而且又窄，所以要想穿