斜拉桥与悬索桥
斜拉桥主梁有下列四种不同的组成方式:(1) 预应力混凝土梁称为混凝土斜拉桥,跨径 200~400m;(2)钢—混凝土组合梁称为组 合梁斜拉桥,跨径400~600m;(3)钢柱梁 称为钢斜拉桥,大于600m。另外,当跨径处 于400m和600m两个临界区域时,应考虑其他 因素分别对两种不同材料主梁作经济比较。
第五章 其它体系桥梁
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三、塔梁固结体系
塔梁固结并支撑在墩上。
特点:主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度 比有关,这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固 定支座,而其余均为纵向活动支座。优点是显著减小 主梁中央段承受的轴向拉力,并且索塔和主梁的温度 力极小。
四、连续刚构式(刚构体系形式)
主梁与塔、墩固结形成整体,其结构形式是有弹性支承 的连续刚构。
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§4.1.2 孔跨布局
一、双塔三跨式 可跨越较大河流,为了在视觉上清楚地表现主跨,
边跨L1与主跨L2与比例应小于0.5。
3
1.3
3
1
2
1
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二、独塔双跨式 一般采用不对称形式,主跨和边跨之比为0.5~
0.6,但多数接近于0.66倍。跨度较小时,也 可采用单跨。
索塔 吊索
吊索 主梁
索塔 主梁
(b)
(c)
(d)
(e)
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二、塔的高跨比
双塔:H/Leabharlann 2=1/4~1/7,单塔:H/l2=1/2.7~1/4.7
辐射式或扇式:260~300,竖琴式:210~300。
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§4.1.4 拉索布置
一、索面位置
(1)双索面 平行双索面:作用在桥梁上的扭矩可由拉索轴力来抵抗,
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稀索和密索
(a) 稀索
(b) 密索
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§4.1.5 主要结构体系
斜拉桥的结构体系,可以有几种不同的划分方式:
(1)按照塔、梁、墩相互结合方式:漂浮体系、半漂浮 体系、塔梁固结体系和刚构体系;
(2)按照主梁的连续方式:连续体系和T构体系; (3)按照斜拉索的锚固方式:自锚体系、部分地锚体系
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第五章 其它体系桥梁
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2、平行钢绞线索配夹片锚
将平行钢丝索中的钢丝换成等截面的钢绞线即 成为平行钢绞线索。钢索丝在索中是平行排列 的。
二、拉索的锚固
1、斜拉索与混凝土梁的锚固
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2、拉索在索塔的锚固
(1)在实体塔上交错锚固,其具体构造是在塔柱中埋设钢 管,再将斜拉索穿入和用锚头锚固在钢管上端的锚垫板上。
在双索面混凝土斜拉桥中,箱形截面的主梁常以 分离式的两个箱体各自锚固于拉索,两箱之间 的则以横梁和桥面板拉结,双箱梁的典型截面 为倒梯形。在双箱梁的两个分离式箱体之间用 底板将其封闭,即成为三室的单箱梁截面。双 索面与单索面的三室箱梁截面应有所不同,采 用双索面时,应将两个中间竖腹板尽量拉大, 使中室大于边室,以期取得较大的横向惯距, 对于单索面,则应将其尽量靠拢,以便斜拉索 锚固于较小的中室内。
应变仪 980
15
(e)
(f)
8812 2.08%
8812 15261526 17624
3658
三角形构架
(g)
(h)
斜拉桥的主梁横断面
抑流板
细部图
带有抑流板的护栏 护栏
(a)梯形单箱 风嘴
(c)扁平多室箱
风嘴
(b)异形箱
导流板 导流板
扰流板 (d)超扁平多室箱
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三、不同材料主梁的适宜跨径
第五章 其它体系桥梁
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第五章 其它体系桥梁
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§4.2 斜拉桥的构造
§4.2.1 主梁的构造 §4.2.2 索塔 §4.2.3 拉索
第五章 其它体系桥梁
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§4.2.1 主梁的构造
主梁的主要作用有三个方面: (1)将恒、活载分散传给拉索,梁的刚度越小,
则承担的弯矩越小; (2)与拉索及索塔一起成为整个桥梁的一部分,
(2)在空心塔上做非交错锚固,其构造与上述相同,但需 要在箱形桥塔的壁板内配置环向预应力筋,以抵抗拉索在 箱壁内产生的拉力。
(3)采用钢锚固梁来锚固,将钢锚固梁搁置在混凝土塔柱 内侧的牛腿上,斜索通过埋设在塔壁中的钢管锚固在钢锚 固梁两端的锚块上。
(4)利用钢锚梁锚固,整个钢锚箱是由各层的钢锚箱进行 上下焊接而成,然后将锚箱用焊钉使之与混凝土塔身连结, 另外还要用环形预应力筋将钢锚箱夹在混凝土塔柱内,以 增加对拉索水平荷载的抵抗力。
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§4.2.2 索塔
一、索塔构件组成
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二、混凝土塔的构造
混凝土索塔常采用的截面形式见表4-2-2,实心体 索塔一般适用于中小跨度的斜拉桥,对于小跨 度可采用等截面,对于中等跨度可采用空心截 面,矩形截面索塔的构造简单,其四角宜做成 倒角或圆角,以利抗风,所有其他多边形截面 的索塔均比矩形截面的抗风有利,还能增加桥 梁外形的美观,八角形截面有利于配置封闭式 环向预应力筋,但构造复杂。各种空心截面包 含H截面一般均需在每一层拉索锚头处增设水平 隔板。
主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的 轴压力,因而需要有足够的刚度防止压屈; (3)抵抗横向风载和地震荷载,并把这些力传 给下部结构。
第五章 其它体系桥梁
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主要尺寸拟定 主梁高度h:h=1/50~1/200, 主梁宽度B:主梁宽与主跨的比值宜大于1/30,与
主梁高的比宜大于8, 主梁各细部尺寸:主要根据轴力来确定, 截面调试。 钢筋布置 普通钢筋的配置 纵向预应力筋:分段布置,一般在主跨跨中和边
跨端部 横向预应力筋
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一、实体梁式和板式主梁
实体梁式和板式截面的主梁一般仅适用于双索面斜拉桥, 因为这种截面具有构造简单和施工方便的优点,特别 是斜索在实体的边主梁中锚固时,锚固构造非常简单, 而且在索面内具有一定的抗弯刚度,在锚固点处可以 避免产生大的横向力流。
二、箱形截面
具有以下特点(1)塔较矮,(2)梁的无索区较长,没有端
锚索,(3)边跨与主跨的比值较大,一般大于0.5,(4)
梁高较大,高跨比为1/30~1/40,甚至做成高度梁,(5)
拉索对竖向恒活载的分担率小于30%,受力以梁为主,索
为辅,(6)由于梁的刚度大,活载作用下斜拉索的应力
变幅较小,可按体外预应力索设计。
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三塔斜拉桥(湖南洞庭湖大桥)
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四、辅助墩和边引跨
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§4.1.3 索塔布置
一、索塔的形式 1、纵向形式(见附图) 单柱形、倒V形或A形、倒Y形。 2、横向形式(见附图) (1)单索面桥:单柱形、倒V形或A形、倒Y形。 (2)双索面桥:双柱式、门式、H形、倒V形、
(4)星式
斜索下端合并锚于边跨梁端与桥台上, 可减小跨中挠度,但斜索倾角最小,采 用较少。
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索面形状
三、索距的布置
(1)稀索
对钢梁 间距约30~60m 对混凝土梁 间距约15~30m (2)密索
间距约5~15m 优点:索间距小,可使主梁弯矩减小 目前斜拉桥大多采用密索布置。
§4 斜拉桥
§4.1 总体布置 §4.2 斜拉桥的构造 §4.3 斜拉桥的计算
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§4.1.1 概述
一、斜拉桥的组成(见附图)
斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁组成
二、斜拉桥的主要特点
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斜拉桥简图
边跨L1 端锚索
主跨L2
桥塔
桥塔
边跨L1 端锚索
主跨L2 桥塔
边跨L1 端锚索
和地锚体系; (4)按照塔的高度不同,有常规斜拉桥和矮塔部分斜拉
桥体系。
第五章 其它体系桥梁
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一、漂浮体系 塔墩固结,塔梁分离,主梁除两端支承于桥台处,全部用斜
索吊起,其结构形式相当于在单跨梁加斜索。 特点:可减少主梁在支点的负弯矩,但须施加横向约束。缺
点是:悬臂施工时,塔柱处主梁需临时固结,成桥后解除 临时固结时,主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系 斜拉桥产生过大的摆动,十分有必要在斜拉桥塔上的梁底 部位设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置。 二、半漂浮体系 塔墩固结,主梁在塔墩上设置竖向支撑(固定铰和活动铰, 可以是一个固定支座三个活动支座,也可以是四个活动支 座,但一般均设活动支座,以避免由于不对称约束而导致 不均衡温度变位,水平位移将由斜拉索制约),其结构形 式属于有弹性支承的连续梁 特点:具有连续梁的优点。
主梁可采用抗扭刚度较小的截面 斜向双索面:两个索平面的上端均向内侧倾斜。(对桥
面梁体抵抗风力扭振特别有利) (2)单索面(拉索对抗扭不起作用,主梁采用抗扭刚度
较大的截面) 设置在桥梁纵轴线上。
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索面布置形式
(a)
(b)
(c)
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二、索面形状
(1)辐射式
拉索上端锚固于塔柱同一位置,成辐射状。
第五章 其它体系桥梁
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215 71
3658
1.2~1.5m
混凝土主梁常用截面形式
2250
20
213
15~20
15~20m 50~60cm
(a) 25~30m