第二篇混凝土斜拉桥(第一章)

1、第二篇 混凝土斜拉桥第一章 概述第一节 概述基本概念o斜拉桥，又称斜张桥，属组合体系o组成：主梁、拉索、索塔o主梁：轴向力（密索体系）、受弯（稀索体系）o支撑体系：拉索（受拉），起主梁中的弹性支撑作用，显著减小主梁弯矩，减小截面尺寸，增大跨径o索塔：受压斜拉桥的发展(国外)o17世纪o19世纪20年代，斜拉桥坍塌o20世纪30年代，Dischinger（德国），第一座现代斜拉桥STomsund（钢主梁，1955），瑞典o德国：主跨260m，（Theoder Heuss），北莱茵河桥（钢斜拉桥）o早期斜拉桥特点：钢主梁、稀索斜拉桥的发展(国外)o1962年,委内瑞拉,马拉开波桥,160+5*23

2、5+160m,第一座现代混凝土斜拉桥,稀索o1998,日本多多罗大桥,890m,钢斜拉桥(主梁为钢箱梁)o法国,诺曼底大桥,主跨856m,主跨钢梁/边跨混凝土梁斜拉桥的发展(国内)o20世纪70年代,1975,1976建成两座混凝土试验桥o1993年,上海杨浦大桥,L=602m,结合梁斜拉桥o1996,重庆长江二桥,L=444m,混凝土斜拉桥o在建:苏通长江大桥,L=1088m混凝土斜拉桥的发展阶段o稀索:主梁为弹性支承连续梁o中密索:弹性支承梁&承受较大轴向力o密索:承受强大轴向力,是一个压弯构件法国诺曼底大桥Alamillo_Bridgebrotonne_bridge日本多多罗大桥

3、香港昂船洲大桥第二节 总体布置及结构体系一、总体布置（一）桥跨布置1、双塔三跨式2、独塔双跨式3、辅助墩及外边孔（二）索塔高度（三）拉索布置1、拉索在空间的布置型式2、拉索在索面内的布置型式3、拉索间距4、拉索倾角（四）主梁布置(一)桥跨布置o双塔三跨式双塔三跨式控制因素：边跨与中跨之比o全桥刚度、拉索的疲劳强度、锚固墩承载能力o为减小跨中挠度，宜选用小于0.5o常用0.250.5，0.4（经济角度）o当跨比小于0.5，边跨应设置端锚索（边索）o端锚索作用端锚索作用：平衡两跨间的索力差，控制塔顶变位1)部分地锚式：如郧阳汉江大桥（L414m）(一)桥跨布置o独塔双跨式独塔双跨式控制因素：边跨与

4、中跨之比o等跨/不等跨o等跨：不设端锚索，不能有效约束塔顶位移，在受力、变形等不能发挥斜拉桥的优势o不等跨：跨比0.51.0o不对称布置：通过压重、锚固，使边跨桥墩（台）处于受压状态；1)不等跨：通过端锚索减小塔顶变位(一)桥跨布置o辅助墩辅助墩o依边孔高度、通航要求、施工安全、全桥刚度及经济和使用而定o作用：减小塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯矩、边跨主梁弯矩，增强施工期安全。o受力：a)受拉时：减小主跨弯矩和挠度；b)受压时：减小边跨主梁弯矩o设置位置：由跨中挠度影响线确定，同时考虑索距和施工要求；1)数量：1根最有效；2根以上不明显。(一)桥跨布置o外边孔外边孔o方法：将引孔与斜拉桥主

5、梁连续o作用：减小端锚索应力集中；缓和端支点的负反力；减小主梁和索塔的内力、位移，增强全桥刚度；o效果：不如端锚索；o注意事项：在地震地区，应慎重考虑。（二）索塔高度o从桥面算起，不包括建筑造型或观光需要的塔顶高度o与下列因素有关1）主跨跨径o索面型式（辐射式、竖琴式、扇式）o拉索间距2)拉索倾角（二）索塔高度o拉索倾角与拉索垂直分量、塔高、材料用量的关系拉索倾角小，塔低，拉索垂直分力小，对主梁弹性支承作用小，增加拉索用量；拉索倾角大，塔高，拉索垂直分力大，对主梁弹性支承作用大，拉索用量小，但拉索和塔的用量增加；（二）索塔高度o双塔三跨式：H/L20.180.25o独塔两跨式：H/L20.30

6、0.45o通常：宜选用高值，降低拉索用量，减少跨中挠度，增强全桥刚度o特大跨：选用较高值，同时加强端锚索，增强全桥刚度（三）拉索布置1、拉索在空间的布置型式o空间：单索面，双索面o双索面：竖直、倾斜（三）拉索布置o优点单索面：简洁、有序双索面：能够提供抗扭刚度，对主梁刚度要求不高；倾斜双索面：还具有良好的抗风稳定性（适用于特大跨）o缺点单索面：不起抗扭作用，要求主梁有强大的抗扭刚度；需要占用桥面宽度；双索面：无序（三）拉索布置2、拉索在索面内的布置型式o辐射式o竖琴式o扇式（三）拉索布置3、拉索间距o指索面内相邻两根拉索的间距o稀索布置：索力易调整，但弯矩剪力较大o密索布置：主梁受压为主，梁高

7、减小，利于抗风抗震，便于悬臂施工及更换，但拉索刚度较小，易产生风振问题，需增大边锚索刚度o砼主梁索距：412米o钢主梁索距：824米（三）拉索布置4、拉索倾角o拉索与梁轴线之间的夹角o拉索倾角增大，索力减小，但塔高和索长增加o研究表明：拉索倾角小于45较经济o边索倾角宜控制在2545范围内o竖琴形布置：2630o辐射形或扇形布置：2130，25多见（四）主梁布置o连续体系、非连续体系o连续体系：塔梁固结、梁墩分离；墩塔固结、塔梁分离；塔梁墩固结（四）主梁布置o非连续体系：三跨式斜拉桥，跨中设挂梁或铰二、结构体系1、墩塔固结，塔梁分离漂浮体系多点弹性支承的单跨梁满载时墩柱处主梁不出现负弯矩峰值各

8、截面变形、应力变化小，应力均匀温度、收缩、徐变内力较小悬臂施工时需临时固结（类似于连续梁桥）横向约束能力差，需设置橡胶支座（用于抗风、提高振动频率）二、结构体系2、墩塔固结，塔梁分离，墩塔处主梁下设置竖向支承半漂浮体系主梁为跨内有多点弹性支承的连续梁或悬臂梁（即主梁做成连续体系或非连续体系）满载时墩柱处主梁出现负弯矩峰值温度、收缩、徐变内力较大二、结构体系3、墩梁固结、塔墩分离塔梁固结体系主梁是一根连续梁或悬臂梁可采用一般桥墩塔柱、主梁温度应力极小显著减小主梁中央段的轴向拉力需要强大的支座中跨满载时，塔顶水平位移增大中跨挠度，边跨负弯矩适用于中小跨桥梁二、结构体系4、梁、塔、墩固结刚构体系结构刚度大，主梁、塔柱变形小无需大吨位支座动力性能差固结处有极大的负弯矩适合于独塔斜拉桥（二）按拉索的锚拉体系不同而形成的结构体系o自锚式斜拉桥自锚式斜拉桥全部拉索锚固在主梁上或延伸孔上；拉索的水平分力由主梁的轴力平衡；设置在端支点处的端锚索（边索、背索）受力最大；适用于绝大多数斜拉桥。o地锚式斜拉桥