斜拉桥课件

斜拉桥
半漂浮体系
• 特点：塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承。接 近于在跨度内具有弹性支承的三跨连续梁。
• 缺点：主梁内力在塔墩支点处产生急剧变化，出现 了负弯矩尖峰，通常须加强支承区段的主梁截面。
• 在墩顶设置弹簧支撑或零号索,可与漂浮体系媲美， 且在经济与减小纵向漂移方面有一定好处。
斜拉桥
斜拉桥
斜拉桥
斜拉桥
• 辅助墩与边引跨：活载往往在边跨梁端附近区域产 生很大的正弯矩，并导致梁体转动，伸缩缝易受损， 一般设置辅助墩加以解决。设辅助墩也可减小拉索 应力变幅，提高主跨刚度，缓和端支点负反力。
斜拉桥
斜拉桥
索塔布置
• 索塔：索力传至基础的关键构件。恒载作用下，索 塔应尽可能处于轴心受压状态。
• 缺点：?
斜拉桥
• 扇形：斜拉索不相互平行，兼有辐射形与竖琴形的 优点，故获得广泛应用。
斜拉桥
பைடு நூலகம்
索距的布置
• 索距的的布置分为“稀索”与“密索”。在早期的斜拉桥中都为 “稀索”，现代斜拉桥多为“密索”。
• 密索优点： （1）索距小，主梁弯矩小； （2）索力小，锚固点构造简单； （3）锚固点附近应力流变化小，补强范围小； （4）利于悬臂架设与换索。
• 主梁在斜拉索的各点支承下，像多跨弹性支承的连续梁。 • 同跨数的斜拉桥与连续梁桥相比，弯矩值大大降低。 • 斜拉桥主梁尺寸大大降低，梁高一般为跨度的1/50~1/200，甚至
更小，从而自重显著减轻，既节省了材料，又能大幅度地增大桥 梁的跨越能力。
斜拉桥
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主跨排前十的斜拉桥
斜拉桥
孔跨布局
斜拉桥
斜拉桥
• 三塔四跨式和多塔多跨式：很少采用。因为中间塔 没有端锚索来有效限制它的变位。采用增加主梁刚 度和索塔刚度增加了工程量。如必须采用多塔多跨， 可将中间塔做成刚性索塔，或用长拉索将中间塔顶 分别锚固在两个边塔的塔顶或塔底，还有一种方法 是加粗尾索并在锚固尾索的梁段上压重。
斜拉桥
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横桥向布置
斜拉桥
索面布置
• 单索面：在横桥方向只有单个支撑点，抗扭刚度低，不利于承受 偏心活载，抗风性能以及施工稳定性差，主梁一般采用箱型截面。
• 适用：具有中央分隔带的桥梁，利用分隔带布置索面。 • 优点：桥面有效宽度大，桥墩布置灵活，视野宽阔。
斜拉桥
斜拉桥
斜拉桥
• 双索面：结构抗扭刚度大，动力抗风性能好。因此 对主梁的抗扭刚度要求小，但是为了结构抗风要求 以及悬臂施工中的安全考虑，主梁截面的扭转刚度 也不宜设置太小。
斜拉桥
斜拉桥
斜拉桥
索面形状
• 辐射形：沿主梁均匀分布，而在索塔上集中于塔顶一点。 • 优点：由于斜拉索与水平面的的平均交角较大，故拉索的垂直分
力对主梁的支承效果也大。 • 缺点：?
斜拉桥
斜拉桥
• 竖琴形：斜拉索平行排列，索少时显得比较简洁， 并可简化斜拉索与索塔的连接构造，塔上锚固点分 散，对索塔受力有利。
• 双塔三跨：主跨跨径较大，适用于跨越较宽的河流 及海面。边主跨之比应考虑全桥的刚度、拉索的疲 劳强度等因素。对于公路桥梁，合理的边主跨之比 为0.4~0.45，铁路桥梁宜为0.2~0.25.
斜拉桥
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斜拉桥
斜拉桥
斜拉桥
• 独塔双跨：主孔跨径一般比双塔三跨式的小，特别 适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥。边主跨 之比为（0.5～0.8），但大多数为0.66。
斜拉桥
• 组成：主梁、索塔和斜拉索。 • 主梁：一般采用混凝土结构、钢-混凝土组合结构或钢结构。 • 索塔：大都采用混凝土结构。 • 斜拉索：采用高强材料（高强钢丝或钢绞线） • 荷载传递路径：斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上，将主梁
的恒载与车辆荷载传递至索塔，再通过索塔传至地基。
斜拉桥
斜拉桥
与连续梁的比较
斜拉桥
斜拉桥
主要结构体系
• 按塔、梁、墩相互结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、 塔梁固结体系和刚构体系；
• 按主梁的连续方式，有连续体系与T构体系； • 按斜拉索的锚固方式，有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系； • 按塔的高度不同，有常规斜拉桥与矮塔部分斜拉桥体系。
斜拉桥
漂浮体系
• 特点：塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外，其余部分全 用拉索悬吊，属于一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。
斜拉桥
特点：
• 塔矮。常规斜拉桥塔高与跨度比为1/4~1/5,而部分 斜拉桥为1/8~1/12。
• 梁无索区较长，没有端锚索。 • 边跨与主跨比值大，一般大于0.5。 • 梁高较大，甚至做成变高梁。 • 受力以梁为主，索为辅。 • 由于梁的刚度大，活载作用下斜拉索的应力变幅较
（1）在中跨中央部分插入一小跨悬挂结构 （活动 支座，卸力）。
（2）以剪力铰代替悬挂结构。这种剪力铰的功能是只 传弯矩、剪力，不传轴力。
斜拉桥
斜拉桥
部分地锚体系
• 主跨很大，边跨很小时采用。
斜拉桥
矮塔部分斜拉桥体系
• 塔高降低能提高塔身刚度，但拉索的水平倾角也将 减小，故矮塔部分斜拉桥拉索不能提供足够的支承 刚度，要求主梁的刚度较大。受力性能介于梁式桥 和斜拉桥之间。
塔梁固结体系
• 特点：塔梁固结并支承在墩上。一般只在一个塔柱处设置固定支 座，其余均为纵向可以活动的支座。
• 优点：主梁受力比较均匀，整体升降温引起的温度应力比较小。 • 缺点：上部结构重量与活载反力都需支座传给桥墩，这就需要设
置很大吨位的支座，这样给日后的养护、更换均带来较大的困难。
斜拉桥
斜拉桥
刚构体系
• 特点：塔、梁、墩相互固结，行成跨内具有多点弹性支承的刚构。 为消除温度应力，需要墩具有一定的柔性，常用高墩。
• 优点：既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求。结构的 整体刚度比较好，主梁挠度小。
• 缺点：主梁固结处负弯矩大，使固结处附近截面需要加大。
斜拉桥
斜拉桥
T构体系
• T构体系与刚构体系的区别是主梁跨中区域无轴拉力。具体方法：
• 为了抵抗由风力等引起主梁的横向水平位移，一般在塔柱与主梁 之间设置侧向限位支座。
斜拉桥
斜拉桥
• 优点： （1）主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值； （2）温度、收缩和徐变次内力均较小； （3）可以吸震消能。 • 缺点：当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，
成桥后解除临时固结时，主梁会发生较大纵向摆动。