斜拉桥简介上课讲义.ppt

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1、斜拉桥简介代东辉一、斜拉桥的结构特点1.斜拉索将梁多点吊起，恒载及活载通过斜拉索传至塔柱，在通过塔柱基础传至地基。2.高次内部超静定结构，可通过斜拉索的张拉调整主梁和主塔塔的恒载受力状态。3.在不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑作用受塔柱顺桥向弯曲的影响。4.不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑作用受塔柱顺桥向弯曲的影响，端锚索对主梁受力至关重要。二、斜拉桥的结构体系（一）斜拉索的不同锚固体系1.自锚式斜拉桥拉索全部锚固在主梁与塔柱之间，竖向荷载通过塔柱递到桥墩及基础中，拉索的水平分立由主梁

2、的轴来力平衡。2.地锚式斜拉桥拉索一端锚固在主梁上，另一端锚固在山岩上。3.部分地锚式斜拉桥边跨部分锚索锚固在主梁上，部分拉索布置成地锚式。以上是根据斜拉索的锚固方式分成的不同体系，此外，还有一种是为了景观效果而设计的独特的无端锚索的斜拉桥，下图是美国著名桥梁专家林同炎所设计的Ruck-A-Chuck桥方案。（二）主梁的连续与非连续体系大部分斜拉桥主梁采用连续体系，当主梁与塔墩固结时，形成连续钢构体系。也可以将主梁设置成单悬臂梁或T型钢构。主梁连续体系主梁非连续体系（三）塔、梁、墩之间的不同结合关系1

3、.塔墩固结、塔梁分离——漂浮体系2.塔墩固结、塔梁分离但塔墩处主梁下设竖向支座——半漂浮体系3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系漂浮体系半漂浮体系塔梁固结体系钢构体系塔梁墩的不同结合1.漂浮体系主梁除两端有支座外，其余位置均有拉索支撑，成为在纵向可自由漂移的多点弹性支撑连续梁，次内力较小，受力均匀。具有很好的抗震消能作用。塔梁之间要设横向约束。杨浦大桥2.将0号索换成塔柱横梁上的竖向支撑，主梁刚度更大，对限制主梁纵向位移更有利，同时省去换锁的复杂工艺。但次内

4、力较大，支撑处主梁截面需要加强。我国福州的青州闽江桥就是采用的半漂浮体系，主梁为连续体系，塔梁交接处通过盆式橡胶支座。青州闽江桥3.塔梁固结并支撑在桥墩上，主梁相当于顶面用拉索加强的一根连续梁或悬臂梁。使主梁与塔柱间的次内力减小或消除。缺点是中跨满载时主梁在塔墩处的转角导致塔顶产生较大的水平位移。显著曾大主梁的跨中挠度和边跨的负弯矩，这使得拉索体系提高结构刚度的效果很差，主梁多采用梁高较高的箱型界面。并且需要很大吨位的支座，限制了大跨度桥梁上的应用。此外，结构动力特性也不理想。法国的Brotonne桥

5、4.梁、塔、墩成为多点弹性支撑的刚构，这种体系优点是刚度大，主梁和塔柱的挠度均较小，不需大吨位支座，最适合悬臂施工。但超静定次数高，解决温度附加内力是关键。必须在跨中设置可纵向伸缩的铰缝或挂孔。采用双薄壁型柔性墩是一种减小桥墩抗对刚度的方法。广州海印桥多塔斜拉桥除边塔外，中塔均没有端锚索的锚固作用，活载下塔柱向荷载作用跨弯曲，使荷载跨主梁挠度和弯矩大增。控制塔顶水平位移和提高全桥刚度的同时保证温差下主梁的自由伸缩式关键。多塔斜拉桥协作体系斜拉桥部分斜拉桥其他体系斜拉桥协作体系斜拉桥远离索塔的主梁由于拉

6、索倾角很小，支撑效率低，将主梁与变截面连续梁或连续钢构相连，利用连续梁的负弯矩卸载作用减少远离塔柱处主梁的负弯矩。改变塔柱高度和斜拉索的初张力，可以改变拉索与主梁承担的外荷载比例关系。塔柱较低时，斜拉索只承担部分荷载，其他荷载仍由主梁承担，这就是部分斜拉桥。也城矮塔斜拉桥，国外也将斜拉索称超剂量预应力。部分斜拉桥三、斜拉桥的构造（一）跨径布置根据具体情况考虑全桥刚度、拉索疲劳强度、锚固墩承载能力、地形条件、通航要求、经济条件、景观因素等。（二）斜拉索的构造与布置1.钢索的主要类型：封闭式钢缆、平行钢筋

7、索、平行钢丝索、钢绞线索。2.斜拉索的防护构造：钢丝的防护、拉索的防护、拉索的防撞。3.斜拉索锚具构造热铸锚墩头锚冷铸墩头锚夹片式群锚墩头锚热铸锚4.拉索的布置形式单索面倾斜双索面竖直双索面多索面拉索的平面布置形式：竖琴形、扇形、半扇形。a）竖琴形b）扇形c）半扇形3.斜拉索的间距稀索密索（三）索塔的构造与尺寸纵向造型横向造型1.索塔的造型2.索塔的尺寸布置1）主塔的高度H：主梁与主塔交界处以上的有效高度。2）塔柱的截面形式2）塔柱的截面尺寸：考虑塔柱受力、锚固区构造、张拉设备所需空间等因素。3.斜拉

8、索的锚固区构造1.实心塔柱的交叉锚固2.空心塔柱上的对称锚固钢锚箱锚固塔柱上直接锚固钢锚梁锚固（四）主梁的构造与截面尺寸1.主梁的横截面布置2.主梁的截面尺寸主梁高度主梁宽度横梁3.斜拉索与主梁的锚固构造四、斜拉桥的设计计算1.斜拉桥的分析稳定性分析静力分析动力分析局部分析整体分析抗风分析抗震分析2.内力计算的基本要素非线性因素混凝土收缩徐变温度影响活载内计力算几何非线性材料非线性2.斜拉索合理索力的确定力学概念方法优化方法3.塔、梁、索截面计算4.斜拉