第二篇 混凝土斜拉桥(第一章).ppt

第二篇 混凝土斜拉桥 第一章 概述 第一节 概述 基本概念 斜拉桥，又称斜张桥，属组合体系 组成：主梁、拉索、索塔 主梁：轴向力（密索体系）、受弯（稀索体系） 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 索塔：受压 斜拉桥的发展(国外) 17世纪 19世纪20年代，斜拉桥坍塌 20世纪30年代，Dischinger（德国），第一座现代斜拉桥－－STomsund（钢主梁，1955），瑞典 德国：主跨260m，（Theoder Heuss），北莱茵河桥（钢斜拉桥） 早期斜拉桥特点：钢主梁、稀索 斜拉桥的发展(国外) 1962年,委内瑞拉,马拉开波桥,160+5*235+160m,第一座现代混凝土斜拉桥,稀索 1998,日本多多罗大桥,890m,钢斜拉桥(主梁为钢箱梁) 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) 20世纪70年代,1975,1976建成两座混凝土试验桥 1993年,上海杨浦大桥,L=602m,结合梁斜拉桥 1996,重庆长江二桥,L=444m,混凝土斜拉桥 在建:苏通长江大桥,L=1088m 混凝土斜拉桥的发展阶段 稀索:主梁为弹性支承连续梁 中密索:弹性支承梁承受较大轴向力 密索:承受强大轴向力,是一个压弯构件 法国诺曼底大桥 Alamillo_Bridge brotonne_bridge 日本多多罗大桥 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 双塔三跨式 控制因素：边跨与中跨之比 全桥刚度、拉索的疲劳强度、锚固墩承载能力 为减小跨中挠度，宜选用小于0.5 常用0.25～0.5，0.4（经济角度） 当跨比小于0.5，边跨应设置端锚索（边索） 端锚索作用：平衡两跨间的索力差，控制塔顶变位 部分地锚式：如郧阳汉江大桥（L＝414m） (一)桥跨布置 独塔双跨式 控制因素：边跨与中跨之比 等跨/不等跨 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 不等跨：跨比0.5～1.0 不对称布置：通过压重、锚固，使边跨桥墩（台）处于受压状态； 不等跨：通过端锚索减小塔顶变位 (一)桥跨布置 辅助墩 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 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。 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 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； 数量：1根最有效；2根以上不明显。 (一)桥跨布置 外边孔 方法：将引孔与斜拉桥主梁连续 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； 效果：不如端锚索； 注意事项：在地震地区，应慎重考虑。 （二）索塔高度 从桥面算起，不包括建筑造型或观光需要的塔顶高度 与下列因素有关 1）主跨跨径 索面型式（辐射式、竖琴式、扇式） 拉索间距 拉索倾角 （二）索塔高度 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 双塔三跨式：H/L2＝0.18～0.25 独塔两跨式：H/L2＝0.30～0.45 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 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 空间：单索面，双索面 双索面：竖直、倾斜 （三）拉索布置 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） 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 辐射式 竖琴式 扇式 （三）拉索布置 3、拉索间距 指索面内相邻两根拉索的间距 稀索布置：索力易调整，但弯矩剪力较大 密索布置：主梁受压为主，梁高减小，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 砼主梁索距：4－12米 钢主梁索距：8－24米 （三）拉索布置 4、拉索倾角 拉索与梁轴线之间的夹角 拉索倾角增大，索力减小，但塔高和索长增加 研究表明：拉索倾角小于45°较经济 边索倾角宜控制在25－45范围内 竖琴形布置：2