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第八章 其他桥型-斜拉桥

总投资在60亿元左右,今年年 底开工建设,约5年时间建成
2020年4月9日
李亚东:斜拉桥
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二、斜拉桥的总体布置
1、斜拉桥孔跨布置
(c)多塔多跨式
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斜拉桥孔跨布置(续)
独塔单跨式
塔跨混合式
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大跨斜拉桥的立面布置实例
法国诺曼底桥
日本多多罗桥
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2、主梁的支承体系
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
根据主梁支承条件不同,可分为连续梁和连续刚架等 连续梁式斜拉桥:行车顺畅,变形缝少,便于采用连续梁桥
的各种施工方法 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
1907年法国的 Cassagne桥
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1925年法国的 Lezardrieux 桥
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斜拉桥雏形(续)
新加坡Cavenaph桥,1867年
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斜拉桥的现状
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。
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
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
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爬缆索机器人
功能
– 沿索爬升功能 – 缆索检测功能 – 缆索清洗功能
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3、斜拉索的布置
辐射形 扇形 平行形
a) 双平行索面 b) 双斜索面 c) 单平面 d) 曲索面
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混合形
星形
索距的选择-密索(约6~8m),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
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
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
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斜拉桥发展的原因和条件
结构造型新颖(直线感和柔细感) 新材料的应用(高强钢丝,特别是斜拉索卷材) 设计理论和计算技术的进步 施工技术的进步 在400~800m跨度内具有很强竞争力(经济效益)
爪哇的竹斜拉桥
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钢斜拉桥跨度排名前10名
桥名 多多罗 诺曼第*** 南京二桥 白沙洲*** 青州闽江** 杨浦** 徐浦** Meiko-Chuo 桃夭门大桥**
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
活载内力计算可采用一般线性结构的分析方法。
Ee
1
E0 2l 2
12
3 0
E0
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斜拉索拉力与主梁、索塔内力的关系
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悬臂施工
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。
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。
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悬臂施工图片
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转体施工图片
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牵索式挂篮(武汉长江二桥)
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牵索式挂篮(宜宾中坝大桥)
• 牵索式挂 篮的特点 • 效率系数
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李亚东:大 利 亚 )
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武汉天兴洲公铁两用长江大桥
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
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
– 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-国内应用较少
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斜拉索的构造及防护(续)
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-涂防锈底漆,电泳涂漆或镀锌,或环氧涂层 – 拉索的防护-柔性索套,半刚性索套和刚性索套
五、斜拉桥施工方法简介
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
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
各方法的适用跨度 – 支架上拼装或现浇:100m左右 – 顶推法和平转法:不超过200m – 悬臂拼装或浇筑:可达近900m
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环氧全涂装无粘结筋(一根钢绞线)
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斜拉索的更换
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
济南黄河大桥,中跨220m的五跨双塔单索面预应力混 凝土斜拉桥,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
↑安那西斯桥
←南浦大桥
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2、斜拉索的构造及防护
拉索的构造
– 平行钢丝股束(Parallel 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(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
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斜拉桥雏形
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1784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King’s Meadow桥
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斜拉桥雏形(续)
1868年捷克的 Franz Joseph桥
上海交大97年试研 制
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3、锚具:平行钢丝索
HiAm锚头
DINA(冷铸镦头)锚
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钢丝镦头
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3、锚具:平行 钢绞线索
VSL SSL(Single Strand Installation) 2000 斜拉索体系
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– 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c
a
b
c
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斜拉索的构造及防护(续)
拉索的构造(续)
– 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),截面 不要求是六角形,使用广泛,图a
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。
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江苏南通“万里长江第一桥”-苏通大桥
江苏省南通市拟建世界上跨径 最大的斜拉桥
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。
大桥全长7 600m,其中双塔斜 拉桥主跨1 088m,通航净高 62m,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
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4、斜拉索与混凝土梁的锚固型式
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四、斜拉桥的计算分析要点
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
可简化成平面结构,用横向分布系数来计入空间影响
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 ):
第八章 其他桥型
预应力混凝土连续梁桥 拱桥
斜拉桥 悬索桥
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内容
概述(发展与现状) 总体布置 构造特点(梁、索) 计算分析要点 施工方法 斜拉桥图片欣赏
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