桥梁工程0804 斜拉桥与悬索桥.ppt

1、1,Modular Unit-0704 斜 拉 桥 与 悬 索 桥,2,主 要 内 容,1、斜拉桥的组成与构造类型 2、斜拉桥的结构体系 3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸 4、斜拉桥内力计算简介 5、部分斜拉桥简介 6、悬索桥的一般特点 7、悬索桥的主要结构类型 8、悬索桥与斜拉桥的比较 9、悬索桥的一般构造,3,1、斜拉桥的组成与构造类型,1-1、斜拉桥的主要构件： 主梁、拉索、索塔,4,1-2、斜拉桥的构类型,1）根据斜索立面布置形状分类： 辐射式、竖琴式、扇式、星式,5,1-2、斜拉桥的类型（续1）,2）根据斜索位置（索面数量）分类： 单索面（中间）、 双索面（两侧） 竖直、倾斜索面,6,

2、1-2、斜拉桥的类型（续2）,3）根据塔柱的形状、数量分类 独塔、双塔、多塔（极少）,马 拉 开 波 桥,7,1-2、斜拉桥的类型（续3）,4）根据主梁材料分类： 主梁材料： 预应力混凝土、 组合结构斜拉桥 叠合梁、钢-混凝土、钢管混凝土、 钢斜拉桥,8,2、斜拉桥的结构体系,2-1、边界条件 飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系,9,2-2、稀索体系与密索体系,索距的影响 决定梁高的主要因素 密索梁高较小 现代斜拉桥均采用密索。,10,2-3、特殊构造措施,1）锚墩及辅助墩 锚墩一般采用柔性墩，上端铰接下端与基础固结，墩顶与主梁共同水平变位，设抗拉措施； 辅助墩加强主梁刚度，

3、减少跨中挠度，降低塔柱的内力与变位（50%）； 2）尾索（背索） 塔柱与锚墩相连的拉索； 可约束塔顶位移，有利于减少平衡重； 主跨活载增加背索应力，边跨减少；,11,3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸,3-1、边跨与主跨比 对于三跨斜拉桥，边跨/主跨0.4; 对于二跨斜拉桥，边跨/主跨0.6; 3-2、梁高 与主梁结构型式、断面型式、索距（纵、横）有关； 一般稀索体系为跨径的1/401/70； 密索体系梁高为跨径的1/701/200 3-3、塔柱 塔柱高度与拉索的倾角有关， 塔柱高度一般为主梁跨径的1/41/5， 拉索倾角一般保持在3060；,12,4、斜拉桥内力计算简介,1）恒载计算，索力可反复

4、调整，目前可采用 ： 施工期间一次到位，成桥后微调； 2）活载、附加内力计算； 3）对大跨度抗风、抗震起决定作用； 4）主梁的抗扭刚度要满足，进行稳定分析； 拉索的疲劳及锚固区应力分析； 5）应考虑非线性影响 6）拉索使用应力幅度安全系数为2.5,13,【附】国内主要斜拉桥的分跨布置,14,位于日本Nishi-Seto高速公路上的Tatara桥,【附】世界第一斜拉桥多多罗大桥,15,【附】法国Normandy桥,16,【附】南京.长江二桥南汊主桥,17,【附】南京.长江二桥南汊主桥纵向俯视,18,南京长江二桥南汊主桥：双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，全长1238m。桥跨布置为58.5+246.5+

5、628+246.5+58.5m，两边跨各设一辅助墩,【附】南京.长江二桥南汊主桥施工中,19,【附】南京.长江二桥南汊主桥合拢,20,【附】武汉.白沙洲大桥,21,【附】福州.青州闽江大桥,全长2590m,其中正桥1185m。主跨605m,主塔高175m,桥宽29.5m。,22,【附】上海.杨浦大桥,23,【附】汕头.礐石大桥,24,5、部分部分斜拉桥简介,力学特点及其优点 目前一般采用塔梁固结的结构形式 力学特点更接近连续梁桥 在结构上采用了拉索的形式 故可看作通过索塔的高度将体内预应力筋移出梁体外，使其与梁体形成了一个水平夹角，以拉索的竖向分力对主梁作弹性支承。 从结构体系看 连续梁以主梁

6、受弯为主； 斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主； 而有矮塔的部分斜拉桥拉索布置的区域特点，则使主梁承受以压、弯为主。 部分斜拉桥由于承受部分弯矩也需要配置部分合理的预应力筋（数量少于连续梁），以保证主梁的拉、压应力能满足主梁的安全工作要求。,25,【属于5】战备大桥立面图（尺寸单位：cm）,26,6、悬索桥的一般特点,由古老的索桥演变而来； 主要承重结构：缆索（含吊杆）、塔、锚碇； 缆索几何形状： 由力的平衡条件决定，一般接近抛物线； 从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住； 桥面和吊杆之间通常设置加劲梁： 同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。 跨越能力无与伦比，是目前跨径超过1000m的唯

7、一桥型。,27,7、悬索桥的主要结构类型,a 柔式悬索桥： 不设加劲梁； 只在活载与恒载的比值不大时适用如人行桥或(早期的)主缆很大的。 b 单跨悬吊 仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁 如存在边跨，则边跨独立（简支于桥塔）。 c 三跨悬吊简支体系 加劲梁为三跨简支梁。,28,7、悬索桥的主要结构类型（续）,d 三跨悬吊连续体系 加劲梁为三跨连续梁。 e 自锚式悬索桥： 与组合体系中的系杆拱相似， 悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲梁。 f 缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。,29,8、悬索桥与斜拉桥的比较,8-1、结构受力方面 悬索桥： 主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力传给锚固体系， 加劲梁仅

8、仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用； 采用地锚时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引起的恒载内力较小。 斜拉桥 由斜拉索与主梁共同承受荷载，斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大。 悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力，而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。,30,8、悬索桥与斜拉桥的比较（续1）,8-2、材料方面 （大跨度）悬索桥 加劲梁多采用自重较轻的钢材。 斜拉桥 主梁材料可以是钢、混凝土或钢混凝土结合。 8-3、刚度方面 悬索桥： 竖向刚度较小，且基本由主缆提供；调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。 斜拉桥： 竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供，相对于悬索桥而言，刚度可以较大； 斜拉桥的主梁刚度对结构刚度的影响较大；改变斜拉桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度。,31,8、悬索桥与斜拉桥的比较（续2）,8-4、施工方面 悬索桥： 施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁，施工需要的机械、技术和工艺相对较简单； 结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度，因而施工控制相对比较简单。 斜拉桥 在施工中将发生多次的结构体系转换，必须严格控制结构的线形和拉索索力，施工控制较复杂、技术难度相对较