斜拉桥与悬索桥

ModularUnit-0704

斜拉桥与悬索桥1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21、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31-2、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41-2、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51-2、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）独柱双柱门式斜腿门式倒V(A)宝石拐脚式倒Y马拉开波桥61-2、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72、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82-2、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。92-3、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，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；103、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1/40~1/70；密索体系梁高为跨径的1/70~1/2003-3、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1/4~1/5，拉索倾角一般保持在30°~60°；114、斜拉桥内力计算简介1）恒载计算，索力可反复调整，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2.512【附】国内主要斜拉桥的分跨布置13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14【附】法国Normandy桥15【附】南京.长江二桥～南汊主桥16【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖纵向俯视〗17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+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〗18【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖合拢〗19【附】武汉.白沙洲大桥20【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。21【附】上海.杨浦大桥22【附】汕头.礐石大桥235、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。24【属于5】战备大桥立面图（尺寸单位：cm）256、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的唯一桥型。267、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。277、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。288、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。298、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。308、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、技术难度相对较大。319、悬索桥的构造◎扁平钢箱加劲梁329、悬索桥的构造（