第八章_其他桥型-斜拉桥一级建造师

1、2022年4月23日李亚东：斜拉桥1预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续梁桥拱桥拱桥斜拉桥斜拉桥悬索桥悬索桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥2l概述（发展与现状）概述（发展与现状）l总体布置总体布置l构造特点（梁、索）构造特点（梁、索）l计算分析要点计算分析要点l施工方法施工方法l斜拉桥图片欣赏斜拉桥图片欣赏2022年4月23日李亚东：斜拉桥3l主要组成部分主要组成部分主梁、斜拉索、索塔l按（梁的）材料分类按（梁的）材料分类钢、混凝土、结合梁（叠合梁）与混合梁斜拉桥四类l体系受力体系受力多次超静定结构从索塔上用若干斜向拉索将梁吊起，使主梁在跨内增加了若干弹性支点，减少了梁内弯矩，降低梁高，提

2、高了梁的跨越能力只有在斜拉索处于拉紧状态才能充分发挥弹性支撑作用l特点特点梁体尺寸较小，受桥下净空和桥面标高的限制少抗风稳定性比悬索桥好计算复杂，索与梁或塔的连接构造比较复杂施工控制等技术要求严格2022年4月23日李亚东：斜拉桥41784年，德国Loscher设计的木斜拉桥1817年，英国的Dryburgh桥，1838重建1817年，英国的Kings Meadow桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥51868年捷克的Franz Joseph桥1907年法国的Cassagne桥1925年法国的Lezardrieux桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥6新加坡新加坡Cavenaph桥，桥，186

3、7年年2022年4月23日李亚东：斜拉桥7l 发展发展在20世纪50年代斜拉桥开始得到很快的发展。根据现有资料统计，全世界已建成各类斜拉桥300余座（几乎全是公路桥），我国占1/5左右。l 趋势趋势 密索取代稀索 预应力混凝土斜拉桥的兴起 斜拉桥种类的多样化l 技术问题技术问题 抗风设计（大跨） 抗震设计 斜拉索的使用寿命埃及海船上的斜拉天桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥82022年4月23日李亚东：斜拉桥92022年4月23日李亚东：斜拉桥10l结构造型新颖结构造型新颖（直线感和柔细感）l新材料的应用新材料的应用（高强钢丝，特别是斜拉索卷材）l设计理论和计算技术的进步设计理论和计算技术的

4、进步l施工技术的进步施工技术的进步l在在400800m跨度内具有很强竞争力（经济效益）跨度内具有很强竞争力（经济效益） 爪哇的竹斜拉桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥11钢斜拉桥跨度排名前钢斜拉桥跨度排名前1010名名桥名桥名桥位桥位 国家国家年份年份跨度跨度多多罗Onomichi-Imabari日本1999890诺曼第*Le Havre法国1995856南京二桥南京中国2000628白沙洲* 武汉 中国2000618青州闽江*福州中国1996605杨浦*上海 中国1993602徐浦*上海中国1997590Meiko-ChuoNagoya日本1997590桃夭门大桥* 舟山中国2003580

5、石汕头中国19985182022年4月23日李亚东：斜拉桥12混凝土斜拉桥跨度排名前混凝土斜拉桥跨度排名前1010名名桥名桥名桥位桥位 国家国家年份年份跨度跨度SkarnsundetTrondheim Fjord挪威1991530荆沙长江大桥 湖北中国2002500鄂黄大桥湖北中国2001480大佛寺重庆中国2000450长江二桥重庆中国1996444Barrios de Luna西班牙1983440铜陵大桥安徽中国1995432Helgeland 挪威1991425郧阳湖北中国1994414Elorn法国19944002022年4月23日李亚东：斜拉桥132022年4月23日李亚东：斜拉桥1

6、4l是国内继武汉、南京、九江、芜湖长江大桥之后的第五座公铁两用长江大桥，也是国内最大的公铁两用大桥l大桥设计为主跨480米双塔双索面斜拉桥，公路桥面以上塔高123米。正桥长4210.85米，正桥加公路引桥全长9510.85米，其中公铁合建部分2367.8米。公路6车道、铁路双线，桥面全宽27米l工程预计今年底动工，2006年底竣工，估算工程总投资约62亿元。2022年4月23日李亚东：斜拉桥15l江苏省南通市拟建世界上跨径最大的斜拉桥l位于南通农场至苏州(常熟)徐六泾之间，西距南京约280公里，东距长江入海口约100公里。l大桥全长7 600m，其中双塔斜拉桥主跨1 088m，通航净高62m，

7、按6车道高速公路标准设计，桥面设计车速100公里/小时，引桥120公里/小时，南北接线全长约32.2公里l总投资在60亿元左右，今年年底开工建设，约5年时间建成2022年4月23日李亚东：斜拉桥16(c)多塔多跨式1 1、斜拉桥孔跨布置、斜拉桥孔跨布置2022年4月23日李亚东：斜拉桥17独塔单跨式独塔单跨式塔跨混合式塔跨混合式2022年4月23日李亚东：斜拉桥18法国诺曼底桥法国诺曼底桥日本多多罗桥日本多多罗桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥19l斜拉桥在塔处及墩(含辅助墩)处的支承形式对主梁的受力行为以及结构的使用性能影响较大l根据主梁支承条件不同，可分为连续梁和连续刚架等l连续梁式斜拉

8、桥：行车顺畅，变形缝少，便于采用连续梁桥的各种施工方法l连续刚架式便于平衡对称施工，且抵抗中跨变位的刚度较大2022年4月23日李亚东：斜拉桥20辐射形辐射形扇形扇形平行形平行形混合形混合形星形星形a) 双平行索面双平行索面b) 双斜索面双斜索面c) 单平面单平面d) 曲索面曲索面索距的选择索距的选择密索(约68m)，优点：主梁中的弯矩小；锚固点的构造简单；伸臂施工时所需辅助支撑较少，每根斜索的截面较小，斜索制造更换较容易 2022年4月23日李亚东：斜拉桥21纵向型式纵向型式横向型式横向型式横向型式横向型式2022年4月23日李亚东：斜拉桥22l主梁截面形式与所用材料及索面的布置位置有关l预

9、应力混凝土斜拉桥常用截面预应力混凝土斜拉桥常用截面 1、主梁截面、主梁截面 板式板式分离式双箱分离式双箱闭合箱形闭合箱形半封闭箱形半封闭箱形c)的改进式的改进式c)的改进式的改进式双主梁形双主梁形倒三角形倒三角形斯卡恩圣特斯卡恩圣特2022年4月23日李亚东：斜拉桥23东营黄河大桥东营黄河大桥诺曼底大桥诺曼底大桥多多罗大桥多多罗大桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥242022年4月23日李亚东：斜拉桥25钢主梁钢横梁小纵梁行车轨道梁人行道挑梁预制桥面板现浇桥面板斜拉索安安那西斯桥那西斯桥南浦大桥南浦大桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥26l拉索的构造拉索的构造平行钢丝股束平行钢丝股束（Pa

10、rallel Wire Strand，PWS ）将一定根数（19，37，61，91，127，）的镀锌钢丝捆扎成股，钢丝顺直无扭转，截面为六角形。图a，一根平行钢绞线索平行钢绞线索（Parallel Strand Cable，PSC）将7丝钢绞线按平行钢丝股束的排列方法，布置成六角形截面。图b封闭式钢索封闭式钢索 ，中心有一些圆钢丝，外面则由几层楔形和Z形的异形钢丝组成，国内没有工程实例，图cabc2022年4月23日李亚东：斜拉桥27l拉索的构造（续）拉索的构造（续）平行钢丝束平行钢丝束（Parallel Wire Cable，PWC）将一束平行的预应力钢丝放在聚乙烯套管内（压注水泥砂浆等防腐

11、），截面不要求是六角形，使用广泛，图a超长节距索超长节距索80年代初期开始制造，让PWS、PWC产生扭角（4），这样可以缠绕在卷筒上，便于运输，图b、c高强粗钢筋索高强粗钢筋索国内应用较少2022年4月23日李亚东：斜拉桥28l拉索的防护拉索的防护提高拉索的耐久性，增长使用寿命，减少养护工作钢丝的防护钢丝的防护涂防锈底漆，电泳涂漆或镀锌镀锌，或环氧涂层环氧涂层 拉索的防护拉索的防护柔性索套柔性索套，半刚性索套半刚性索套和刚性索套刚性索套 l柔性索套：柔性索套：1、封闭索防护，制作麻烦，费用高；2、平行索用塑料罩套（聚乙烯材料）防护，1980年前后试用的方法，现已不用；3、平行索采用聚乙烯管，在

12、管内压注水泥浆或树脂等，需要压浆设备；4、平行索热挤PE套防护，广泛采用；5、钢绞线索内用PE套管（对每股钢绞线），外用聚乙烯硬管l半刚性索套和刚性索套半刚性索套和刚性索套：套管用钢筋混凝土、预应力混凝土或钢管作成，可以增大刚度，减小挠度，但施工较复杂，索套迎风面积大（对抗风不利） 2022年4月23日李亚东：斜拉桥292022年4月23日李亚东：斜拉桥30l广州海印大桥广州海印大桥，中跨175m的三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，1988年建成，PE套管防护，1995年出现拉索断落和松弛，对186根索全部更换，耗资2 000万l济南黄河大桥济南黄河大桥，中跨220m的五跨双塔单索面预应力混凝

13、土斜拉桥，1982年建成，铝管加水泥浆防护，钢丝锈蚀严重，1995年对88根索全部更换l犍为岷江大桥犍为岷江大桥，中跨240m的五跨双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，1990年建成，热挤PE套管防护，钢丝锈蚀严重，2000底年对全部根索予以更换，耗资1000余万l其他拉索防护加固的桥梁其他拉索防护加固的桥梁：上海新五桥，广东九江大桥，红水河铁路桥等2022年4月23日李亚东：斜拉桥31l功能沿索爬升功能缆索检测功能缆索清洗功能l上海交大97年试研制2022年4月23日李亚东：斜拉桥32DINA（冷铸镦头）锚（冷铸镦头）锚HiAm锚头锚头钢丝镦头钢丝镦头2022年4月23日李亚东：斜拉桥333、锚具

14、：平行、锚具：平行钢绞线索钢绞线索VSL SSL(Single Strand Installation) 2000 斜拉索体系2022年4月23日李亚东：斜拉桥344、斜拉索与混凝土梁的锚固型式、斜拉索与混凝土梁的锚固型式2022年4月23日李亚东：斜拉桥35l高次超静定结构高次超静定结构，需采用有限元法并借助于电子计算机来进行；柔性索视为杆单元，主梁和索塔则作为梁单元l可简化成平面结构平面结构，用横向分布系数来计入空间影响 l非线性结构非线性结构（结构变形较大，塔及主梁中有弯矩与轴向压力的相互影响，以及拉索自重垂度引起的索力与变形间的非线性变化）斜索的非线性影响（Ernst公式 ）：l恒载内

15、力计算较为复杂恒载内力计算较为复杂按施工程序分阶段进行 拉索拉力的调整与结构恒载内力的关系（右图）拉索初始张拉力的确定 l活载内力计算活载内力计算可采用一般线性结构的分析方法。 030220121ElEEe2022年4月23日李亚东：斜拉桥36斜拉索拉力与主梁、索塔内力的关系斜拉索拉力与主梁、索塔内力的关系2022年4月23日李亚东：斜拉桥37l可采用适合于梁式桥施工的任一合适方法，如支架上拼装或现浇，悬臂拼装或浇筑，顶推法和平转法l由于斜拉桥梁体尺寸较小，各节段间有拉索，索塔还可以用来架设辅助钢索，因此对各种无支架施工法更为有利 l各方法的适用跨度支架上拼装或现浇支架上拼装或现浇：100m左

16、右顶推法顶推法和平转法平转法：不超过200m悬臂拼装或浇筑悬臂拼装或浇筑：可达近900m2022年4月23日李亚东：斜拉桥38l悬臂施工法工序悬臂施工法工序：修建索塔；吊装或现浇主梁节段；安装斜拉索并张拉；两者交替进行直至合龙。l施工控制施工控制：在施工过程中，斜拉索的索力和主梁线形需要根据实际情况随时进行调整，且一般需在全桥合龙后对索力进行最终调整。 2022年4月23日李亚东：斜拉桥392022年4月23日李亚东：斜拉桥402022年4月23日李亚东：斜拉桥412022年4月23日李亚东：斜拉桥42 牵索式挂篮的特点 效率系数2022年4月23日李亚东：斜拉桥432022年4月23日李亚东

17、：斜拉桥44l平行钢丝索平行钢丝索：工厂制作，现场整体安装；若索很长（重），其吊装施工较为困难。l钢绞线索钢绞线索：工厂制作半成品，现场按长度下料安装并最终形成索；索力控制相对繁琐费时。 2022年4月23日李亚东：斜拉桥452022年4月23日李亚东：斜拉桥46l鄂黄长江公路大桥：主桥为55+200+480+200+55m双塔双索面预应力砼漂浮体系斜拉桥， 2002年合龙l巴东长江公路大桥：双塔双索面预应力混凝土漂浮体系斜拉桥，主跨388m，2001年开工l荆沙长江公路大桥：大桥共由九个桥段组成，其中北汊通航孔桥为200+500+200mPC斜拉桥，南汊通航孔桥为160+300+97mPC斜

18、拉桥 鄂黄长江公路大桥2022年4月23日李亚东：斜拉桥47公铁两用，主跨430m，混合梁，钢绞线，1997年2022年4月23日李亚东：斜拉桥48l预应力混凝土双索面独塔斜拉桥，74.7+258+185(102+83)+49.5m，4.6亿l1995年开工，98年9月24日悬臂施工到23块时，梁体（16？底板）突然断裂，主要原因：设计l2000年9月修复后架通2022年4月23日李亚东：斜拉桥49结合梁，钢绞线索，主跨518m，1998年2022年4月23日李亚东：斜拉桥50l三塔单索面预应力混凝土斜拉桥，钢绞线索l主跨348m，梁段预制拼装，2001年完工2022年4月23日李亚东：斜拉桥51Ting Kan三塔斜拉桥，主跨448m2022年4月23日李亚东：斜拉桥52最大跨径的砼独塔斜拉桥主跨 283 283m 2022年4月23日李亚东：斜拉桥53l马桑溪大桥：179360179m预应力混凝土斜拉桥，VSL SSI 2000钢绞线斜拉索体系，2001年底完工l大佛寺大桥：主跨450m预应力混凝土斜拉桥，2001年9月合龙l重庆长江二桥：主跨444m预应力混凝土斜拉桥，1996年建成l王家沱大桥：主跨530m预应力混凝土斜拉桥，待建马桑溪大桥2022年4