第十二章 斜拉桥简介

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斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)

斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)

1.2.2 索塔布置
横向布置形式
从横桥向,索塔的布置方式主 要有柱型(单或双)、门型或H型、 A型、倒Y型及菱型等,如图 19.5所示。柱型塔构造简单, 但承受横向水平力的能力低。较 单柱型而言,门型塔抵抗横向水 平荷载的能力较强。A型和倒Y 型主塔具有较大的横向刚度,但 其构造及受力复杂,施工难度较 大。
单索面类型兼具美学与结构的优势,但拉索不起抗扭的作用,主梁 要采用抗扭刚度较大的截面。这种体系不适合太宽的桥
平行双索面类型对主梁截面抗扭有利,主梁可采用较小抗扭刚度的 截面并且具有较好的抗风稳定性,
斜向双索面对桥面梁体抵抗风力扭振十分有利,尤其适合于特大跨 径的桥梁,倾斜的双索面应采用倒Y型、A型或双子型索塔。若跨径 过小,考虑视野问题,不宜采用。
1.2.2 索塔布置
普通索
拉索锚点处荷载P作用下, 主梁 下挠量:


Pb
EAsin2
பைடு நூலகம்
cos

Pb3 3EI
tan
sin2 cos 值最大,拉索的支承刚度最大, α 为55°最大;tanα越小,塔的
支承刚度越大。
1.2.2 索塔布置
端锚索
中跨布载时,水平力F作用下,塔顶水平位移为:

F H
EAsin cos2
α为35°时,Δ最小,端锚索提供的支承刚度最大
综合考虑索和塔的共同影响,对于 每座斜拉桥存在一个最佳高度H, 使得索和塔对主梁的支承刚度达到 最大。
1.2.3拉索布置
1、索面布置
索面布置主要有单索面、平行双索面、空间斜向双索面等类型,如图 19.6所示。
1.2.3拉索布置
密索布置
第三阶段:密索布置,主梁更矮,并广泛采用梁板式开口断面。

斜拉桥

斜拉桥

斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成,用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上,斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力,这就使得桥梁的跨越能力大大增强。

斜拉桥示意图斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。

它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。

斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。

按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。

用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起,并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱,再通过塔柱基础传至地基。

这样,跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作,从而可使主梁尺寸大大减小,结构自重显著减轻,既节省了结构材料,又大幅度地增大桥梁的跨越能力。

此外,与悬索桥相比,斜拉桥的结构刚度大,即在荷载作用下的结构变形小得多,且其抵抗风振的能力也比悬索桥好,这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。

斜索在立面上也可布置成不同型式。

各种索形在构造上和力学上各有特点,在外形美观上也各具特色。

常用的索形布置为竖琴形(图一)和扇形(图二)两种。

另一种是辐射形布置(图三)因其塔顶锚固结构复杂而较少采用图一竖琴形斜拉桥图二扇形斜拉桥图三放射形斜拉桥斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

桥的主要承重并非它上面的汽车或者火车,而是它本身,也即我们看的的路面。

现在我们就分析这个:我们以一个索塔来分析。

索塔两侧是对称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。

现在假设索塔两侧只有两根斜拉索,左右对称各一条,这两根斜拉索受到主梁的重力作用,对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力,根据受力分析,左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力;同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力;由于这两个力是对称的,所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了,最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力,这样,力又传给索塔下面的桥墩了。

斜拉桥概述

斜拉桥概述

拉 优越性:
桥 1.跨越能力大; 概 2.具有良好的结构刚度和抗风稳定性; 述 3.依靠斜拉索的应力调整,能设计的很经济;
4.结构轻巧,适应性强;
5.利用斜拉索,发挥无支架施工的优越性。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 (一)孔跨布置
拉 1、 双塔三跨式
桥 概
这是一种最常见的斜拉桥孔跨布置方式。由于它的主跨跨 径较大,一般可适用于跨越较大的河流。如下图所示。
直线形状,不发生大的位移,故斜拉桥整体刚度要比悬索桥
大的多。
桥 梁 工 程
一、斜拉桥的特点
斜 拉 桥 概 述
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性,巧妙地将索与梁结合 桥
起来。因此,斜拉桥这一桥式属于梁式桥与悬索桥之间的 梁
大跨度桥梁,它可有效的用于1000—600m之间的跨度。
工 程
一、斜拉桥的特点

根据以上特点,预应力混凝土斜拉桥具有下列显著的
拉 2、 独塔双跨式

这也是一种常见的斜拉桥孔跨布置方式,如下图所示。
概 述
由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小,适用 于跨越中小河流和城市通道。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 (一)孔跨布置
拉 2、 独塔双跨式 桥 概 述 独塔双跨式斜拉桥的主跨跨径L2与边跨跨径L1之间的比例关
系一般为L1=(0.5—0.8)L2,但多数接近于L1=0.66L2 。 国内资料统计为:

桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 (一)孔跨布置
拉 1、 双塔三跨式 桥
概 述
主跨跨径L2与边跨跨径L1之间的比例关系根据统计资料为: 钢斜拉桥:L1=(0.40-0.45)L2;

3.5.12.5.1斜拉桥概述

3.5.12.5.1斜拉桥概述

发展
稀索布置
2
第一阶段:稀索布置,主梁较高,主梁以受弯为主,拉索更换不方便。
中密索布置
2
第二阶段:中密索布置,主梁较矮,主梁承受较大轴力和弯矩。
密索布置
2
第三阶段:密索布置,主梁更矮,并广泛采用梁板式开口断面,主梁承受轴力为主,弯矩为辅。
受力
a图中给出了在荷载作用下三跨连续梁的弯矩分布图,
b图给出了在相同荷载作用下三跨斜拉桥的弯矩分布图, 我们不难看出,由于斜索的支承作用,使主梁恒载弯矩 显著减小。
在竖向荷载作用下, 主梁以受压为主, 索塔也是以受压为 主,斜索承受拉力。
美国P-K桥(L=299m, 1978年)
美国日照桥的防撞设施 (L=366m, 1987年)
挪威Skarnsundet桥(L=530m,1991 年) 于L1=0.66L2
两跨相等时,由于失去了边跨及端锚 索对主跨变形的约束作用,造成主跨 变形过大,因而这种形式较少采用。
多塔多跨式
(≥3塔)( ≥4跨)
(a) 三塔四跨式斜拉桥 的变形
(b) 双塔三跨式斜拉桥 的变形
做中间刚 性塔
增加主梁 梁高
1
拉索加劲 中间塔
斜拉桥又称斜张桥,是一种由主梁、索塔、和斜索组成的组合体系桥梁。 它的荷载传递路径是:受拉的斜索将主梁多点吊起,并将主梁的恒载和 车辆(准备小车)等其它荷载传至索塔,再通过索塔基础传至地基。
索塔
斜拉索
主梁
斜拉桥又称斜张桥,是一种由主梁、 索塔、和斜索组成的组合体系桥梁。
它的荷载传递路径是:受拉的斜索将主梁多点吊起,并将主梁的恒载和车辆 (准备小车)等其它荷载传至索塔,再通过索塔基础传至地基
2
3

《斜拉桥简介》课件

《斜拉桥简介》课件

世界上著名的斜拉桥案例
东京湾海底隧道大桥
全长约14.9公里,是世界上最长的斜拉桥。
金门大桥
连接旧金山和美洲大陆,是美国著名的地标之一。
长江大桥
位于中国武汉,是世界上最长的公铁两用斜拉桥。
斜拉桥的优势和应用领域
1 大跨度
斜拉桥可以跨越较长的距 离,适用于需要大跨度的 工程项目。
2 美观
3 抗风能力
斜拉桥的独特设计和外观 给城市增添了美丽与特色。
斜拉桥的结构具有良好的 抗风性能,适用于风力较 大的地区。
斜拉桥的设计与建造
1
设计阶段
斜拉桥的设计包括结构分析、桥塔选址、斜拉索布置等。
2
建造阶段
斜拉桥的建造包括基础施工、塔身制作、斜拉索张拉等。
3
竣工验收
斜拉桥在竣工后需要进行验收,确保其安全可靠。
《斜拉桥简介》PPT课件
斜拉桥是一种采用斜拉索作为主要结构的桥梁形式。它以其独特的结构和美 观的外观而闻名于世界各地。
定义和起源
斜拉桥是一种桥梁结构,通过悬挂在桥塔上的斜拉索承载桥面荷载。它起源于古代木桥的悬索结构,并在现代 得到了进一步的发展和改进。
结构和工作原理
斜拉桥的主要结构包括桥塔、斜拉索和桥面。桥塔支撑斜拉索,斜拉索再传递荷载到桥面,达到承载车辆和行 人通行的目的。
斜拉桥的维护与保养
斜拉桥的维护和保养工作包括定期巡查、螺栓检查、铺装养护等,以确保桥梁的良好状态和安全运营。
斜拉桥的未来发展趋势
未来,斜拉桥将继续发展和创新,应用新材料、新技术,打造更高效、更美 观、更环保的桥梁。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

第十二章斜拉桥简介-PPT文档资料64页

第十二章斜拉桥简介-PPT文档资料64页
• 现代斜拉桥的发展: 第一阶段:稀索布置,主梁较高,主梁以受弯 为主,拉索更换不方便;
第二阶段:中密索布置,主梁较矮,主梁承受 较大轴力和弯矩;
第三阶段:密索布置,主梁更矮,并广泛采用 梁板式开口断面。
20.11.201 9
桥梁工程
稀索布置
20.11.201 9
密索布置
桥梁工程
第二节 孔跨布局
20.11.201 9
桥梁工程
该体系缺点:
(1)当采用悬臂施工时,塔柱处主梁需临时固结。 (2)斜拉索不能对梁提供有效的横向支承,为抵抗由于
风力等所引起的横向摆动,必须增加一定的横向约束。20.11.201 9 Nhomakorabea桥梁工程
二、半漂浮体系
• 该体系塔墩固结、塔梁分离,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。
20.11.201 9
桥梁工程
• 扇形 斜拉索不互相平行,兼有上述两种布置方式的优点。 故广泛采用。
20.11.201 9
桥梁工程
3.索距的布置
• 早期为稀索:超静定次数少 • 现代斜拉桥多为密索:超静定次数高,必须利用计算
机计算。 密索有如下优点: (1)索距小,主梁弯矩小; (2)索力较小,锚固构造简单; (3)锚固点附近应力流变化小,补强范围小; (4)利于悬臂架设; (5) 易于换索
桥梁工程
1.索面位置
第四节 拉索布置
20.11.201 9
桥梁工程
• 单索面 拉索对抗扭不起作用,所以主梁应采用抗扭刚度较大 的截面。优点:桥面视野开阔。
• 双索面 扭矩可用拉索的轴力来抵抗,主梁可用较小抗扭刚度 的截面。
• 斜向双索面 对于桥面梁体抗风力扭振特别有利。

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静力分析 1.斜拉桥的分析 稳定性分析
动力分析
整体分析 局部分析
抗风分析 抗震分析
2.内力计算的基本要素
非线性因素
几何非线性 材料非线性
Hale Waihona Puke 混凝土收缩徐变温度影响
活载内计力算
2.斜拉索合理索力的确定
力学概念方法 优化方法
3.塔、梁、索截面计算
4.斜拉桥的稳定分析 5.斜拉桥的抗风问题
风力静态的效应 风力动态的效应 斜拉桥的风振及减振措施
3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系 4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系
漂浮体系
半漂浮体系
塔梁墩 的不同结合
塔梁固结体系
钢构体系
1.漂浮体系主梁除 两端有支座外,其 余位置均有拉索支 撑,成为在纵向可 自由漂移的多点弹 性支撑连续梁,次 内力较小,受力均 匀。具有很好的抗 震消能作用。塔梁 之间要设横向约束。
2)塔柱的截面尺寸:考虑塔柱受力、锚固区构造、 张拉设备所需空间等因素。
3.斜拉索的锚固区构造
1.实心塔柱的交叉锚固 2.空心塔柱上的对称锚固
塔柱上直接锚固
钢锚梁锚固
钢锚箱锚固
(四)主梁的构造与截面尺寸
1.主梁的横截面布置
2.主梁的截面尺寸
主梁高度 主梁宽度 横梁
3.斜拉索与主梁的锚固构造
四、斜拉桥的设计计算
协部作多分体塔斜系 斜斜拉拉拉桥桥桥
部分 斜拉桥
其他体系 斜拉桥
多塔 斜拉桥
除端载弯度顶刚主改的索比斜其这城将边锚下曲和水度梁远于支梁或利矩离弯变初与例拉他就矮斜塔索塔,弯平的的离拉撑与连用卸塔矩塔张主关索荷是塔拉外 的柱 使 矩 位 同 自索索效变续连载柱。柱力梁系只载部斜索,锚向荷大移时由塔倾率截钢续作处高,承。承仍分拉称中固荷载增和保伸的角低面构梁用主度可担塔担由斜桥超塔作载跨。提证缩主很,连相的减梁和以的柱部主拉,剂均用作主控高温式梁小将续连负少的斜改外较分梁桥国量没,用梁制全差关由,主梁,弯远负拉变荷低荷承。外预有活跨挠塔桥下键索拉载时载担也也应。,,, 力。

斜拉桥简介

斜拉桥简介

200~800m的跨径范围内占据着优势
由于拉索的自锚特性而不需要悬索桥那样巨大锚碇
在800~1100m的跨径范围内,斜拉桥也扮演重要角
色,1600m跨径都是可行的。
孔跨布局
双塔三跨式
独塔双跨式
三塔四跨式和多塔多跨式
矮塔部分斜拉桥体系
混凝土斜拉桥
1993年建成的郧阳汉江大桥,跨径414m、 1995年建成的安徽铜陵长江大桥,跨径 432m、 1996年建成的重庆长江二桥,跨径444m、 2001年建成的重庆大佛寺长江大桥,跨径 450m 2002年建成湖北荆州和鄂黄长江大桥,跨 径分别为500和480m
斜拉桥发展简介
我国1975年建成的跨 径76m的四川云阳桥 是国内第一座斜拉桥, 90年代以后,因跨越 大江大河的需要,斜 拉桥得到了快速的发 展。 据不完全统计(几年前,现在的数据?),我国 建成的斜拉桥已超过100座,其中跨度超过 400m的斜拉桥已达20多座,居世界首位。
斜拉桥的特点
组合体系,比梁式桥有更大的跨越能力
The end!

1991年建成的上海南浦大桥, 主跨径423m
上海杨浦大桥 (602m),1993年
香港汀九大桥 香港汀九大桥 (448+475m),1998年
福建青州闽江大桥:主桥有5跨,最大跨径为605m,总投资约6.5亿 元。1998年8月正式开工, 2002年12月通车。
钢主梁斜拉桥
主跨500米以上宜用钢主梁斜拉桥。 钢材的大量生产,钢桥增多。 钢箱梁为主
武汉白沙洲长江大桥(618m),2000年
南京长江二桥 (628m) 2001年
芜湖长江大桥(312m) 公铁两用桥
台湾高屏溪大桥 2000年初建成, 跨径组合为180+330米,

斜拉桥简介

斜拉桥简介

索塔
索塔为钢筋混凝土材料,呈倒Y形。塔柱分 上、中、下三段,上塔柱高89.396m,中塔 柱高146.692m,下塔柱高61.612m,总高 度297.700m,桥面以上高230.410m。塔柱 顺桥向宽度由塔顶的9m直线变化至塔底的 15m;横桥向塔顶宽8m,自上向下逐渐变 宽,中、下塔柱横向宽度由分叉点处的 5.5m直线变化至塔底的8m。采用矩形断面, 在外侧中部设置凹槽
斜拉索
钻孔灌注桩
水上钻孔灌注桩采用一般钻孔平台进行施工; 钻孔平台采用钢管桩(钢护筒)、桁架梁和型钢 等进行搭设,钢管桩(钢护筒)利用打桩设备进 行打设,钢管桩的倾斜率应控制在1%以内,平面 偏移应小于30cm。钢管桩(钢护筒)的打设宜选 择在平潮时进行,钢管桩(钢护筒)打设到位后 立即进行连接,增加其整体稳定性。搭设钻孔平 台的桁架梁和型钢等先用连接设备在岸上或施工 船舶上拼接成施工需要的长度,再利用吊装设备 吊装到位。陆地钻孔灌注桩施工根据施工荷载及 墩位地基承载能力,采用筑岛法或桩基平台法施 工。筑岛施工时筑岛面积应根据钻孔方法、钻孔 机具的大小等要求决定,筑岛高度应高出地面 0.5~1.0m,并需采取必要的排水措施。
斜拉桥
斜拉桥பைடு நூலகம்为一种拉索体系,斜拉桥比梁式 桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主 要桥型。斜拉桥由许多直接连接到塔上的 钢缆吊起桥面,斜拉桥主要由索塔、主梁、 斜拉索组成。
苏通大桥
苏通长江大桥——位于江苏省东南部,连 接南通和苏州两市,西距江阴长江公路大 桥82公里,东距长江入海口108公里。全长 34.2公里,工程于2003年6月27日开工,于 2008年6月30日建成通车。苏通大桥北岸连 盐通高速公路、宁通高速公路、通启高速 公路,南岸连苏嘉杭高速公路、沿江高速 公路。

斜拉桥2

斜拉桥2

桥梁工程
索距的布置
可以分为“稀索”与“密索”:在早期的斜拉桥中都为 “稀索” (超静定次数少),现代斜拉桥则多为“密索”( 必 须利用电子计算机计算) 。
早期:稀索
拉索间距 现代:密索 混凝土达6m~12m 钢梁(或组合梁)斜拉桥达8m~16m 混凝土达15m~30m
钢斜拉桥达30m~50m
拉索倾角(边索)
2015/12/12
斜拉桥的种类 矮塔斜拉桥,又称部分斜拉桥。塔高较低,梁体刚度较大, 斜拉索对承载力的贡献相对较小。
多塔斜拉桥,具有两个以上索塔的斜拉桥。
混凝土梁斜拉桥,主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土结构 的斜拉桥。 钢梁斜拉桥,主梁与桥面板均为钢结构的斜拉桥。 组合梁斜拉桥,主梁为钢结构,桥面板为混凝土结构,主 梁与桥面板组合共同承载的斜拉桥。 混合梁斜拉桥,边跨的一部分或全部采用混凝土梁,主跨 的大部分或全部采用钢梁或组合梁的斜拉桥。
交工三班汪浩组
第一节
斜拉桥概述
一、斜拉桥 (cable-stayed bridge ) 的简介
定义: 由梁、索、塔三类构件组成的一种桥面体系以加 劲梁受压(密索)或受弯(稀索)为主,支承体系以斜 拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。
特点:与吊桥相比
它是一种自锚体系,不需昂贵的地锚基础;
防腐技术要求较低,还可在通车情况下换索; 刚度较大,抗风能力较好;
桥梁工程
1. 双塔三跨式 适用:跨越较大的河流、海口及海面;最常用,分对称式和 非对称式。
边跨L1与中跨L2之比: 一般宜为0.33~0.50 钢主梁宜为0.30 ~0.40;组合梁宜为0.40~0.50;混合梁 宜为0.30~0.45;混凝土主梁宜为 0.40~0.45。但在特殊的 地形条件下,可采用更小的跨径比或采用地锚式斜拉桥。

斜拉桥

斜拉桥
32
斜拉桥的结构体系
漂浮体系
Ø 现代大跨度混凝土斜拉桥大多采用飘浮体系,如我 国的武汉长江公路桥、重庆长江二桥、铜陵长江大 桥、上海南浦大桥和杨浦大桥(钢—混凝土结合 梁)都采用漂浮体系 。
33
斜拉桥的结构体系
漂浮体系——优点
Ø 全跨满载时,塔柱处主梁无负弯矩峰值。 Ø 主梁可以随塔柱的缩短而下降,所以温度、收缩和 徐变内力均较小。
36
斜拉桥的结构体系
半漂浮体系——特点
Ø 由于主梁支承在桥塔的横梁上,整体刚度比漂浮体 系大。
Ø 这种结构体系中索塔对主梁的纵向水平约束刚度需 根据结构受力要求通过试算确定,一般约束刚度越 小,结构受到的水平地震作用也就越小,但顺桥向 的水平变形增大。 Ø 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。
27
斜拉桥的总体布置
主梁布置——非连续体系
28
斜拉桥
Ø 概述 Ø 斜拉桥的总体布置 Ø 斜拉桥的结构体系 Ø 斜拉桥的构造 Ø 斜拉桥的计算理论与技术发展 Ø 大跨度斜拉桥的特点 Ø 大跨度斜拉桥面临的挑战与发展方向
29
斜拉桥的结构体系
漂浮体系 梁与塔墩的连接方 连接方式 半漂浮体系(支承体系) 塔梁固结体系 刚构体系 自锚式 拉索的锚拉体系 地锚式 部分地锚式
39
斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——优点
Ø 减小了塔墩弯矩和主梁中央段的轴向拉力。
Ø 主梁受力比较均匀,整体升降温引起的结构温度应 力较小。
40
斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——缺点
Ø 结构的刚度小,在荷载作用下变形比较大;当中跨 布载时,主梁在墩顶处转角会使塔柱倾斜,显著增 大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。

斜拉桥简介

斜拉桥简介

3.斜拉索锚具构造
热铸锚
墩头锚
热铸锚
冷铸墩头锚
夹片式群锚
墩头锚
4.拉索的布置形式
单索面
倾斜双索面
竖直双索面
多索面
拉索的平面布置形式:竖琴形、扇形、半扇形。
a)竖琴形
b)扇形
3.斜拉索的间距
稀索 密索 c)半扇形
(三)索塔的构造与尺寸
2.索塔的尺寸布置 1)主塔的高度H:主梁与主塔交界处以上的有效高度。 2)塔柱的截面形式
简支挂梁
主梁连续体系
主梁非连续体系
(三)塔、梁、墩之间的不同结合关系
1.塔墩固结、塔梁分离——漂浮体系
2.塔墩固结、塔梁分离但塔墩处主梁下 设竖向支座——半漂浮体系 3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系 4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系
漂浮体系
半漂浮体系
塔梁墩 的不同结合
塔梁固结体系
青州闽江桥
法国的Brotonne桥
3.塔梁固结并支撑在桥墩 上,主梁相当于顶面用拉 索加强的一根连续梁或悬 臂梁。使主梁与塔柱间的 次内力减小或消除。缺点 是中跨满载时主梁在 塔墩处的转角导致塔顶产 生较大的水平位移。显著 曾大主梁的跨中挠度和边 跨的负弯矩,这使得拉索 体系提高结构刚度的效果 很差,主梁多采用梁高较 高的箱型界面。并且需要 很大吨位的支座,限制了 大跨度桥梁上的应用。此 外,结构动力特性也不理 想。
协作体系 部分斜 多塔 斜拉桥 拉桥 斜拉桥 改变塔柱高度和斜拉索 远离索塔的主梁由 除边塔外,中塔均没有 的初张力,可以改变拉 于拉索倾角很小, 端锚索的锚固作用,活 索与主梁承担的外荷载 支撑效率低,将主 载下塔柱向荷载作用跨 比例关系。塔柱较低时, 梁与变截面连续梁 弯曲,使荷载跨主梁挠 斜拉索只承担部分荷载, 或连续钢构相连, 度和弯矩大增。控制塔 其他荷载仍由主梁承担, 利用连续梁的负弯 顶水平位移和提高全桥 这就是部分斜拉桥。也 矩卸载作用减少远 刚度的同时保证温差下 城矮塔斜拉桥,国外也 离塔柱处主梁的负 主梁的自由伸缩式关键。 弯矩。 将斜拉索称超剂量预应 力。

斜拉桥、连续梁(刚构)桥概述

斜拉桥、连续梁(刚构)桥概述

斜拉桥、连续梁(刚构)桥概述1.1斜拉桥结构概述斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。

斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型之一。

斜拉桥是由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面,斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

斜拉桥是一种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。

索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱,材料有钢和混凝土的。

按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。

50年代中期,瑞典建成第一座现代斜拉桥,跨径为182米。

50多年来,斜拉桥的发展,具有强劲势头。

我国70年代中期开始修建混凝土斜拉桥,改革开放后,我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。

目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。

而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。

目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为中华人民共和国的苏通大桥,主跨径为1088米,于2008年4月2日试通车。

我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥,如汕头礐石大桥,主跨518m;武汉长江第三大桥,主跨618m。

钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥,主跨628m;武汉军山长江大桥,主跨460m。

前几年上海建成的南浦(主跨423m)和杨浦(主跨602m)大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。

我国斜拉桥的主梁形式:混凝土以箱式、板式、边箱中板式;钢梁以正交异性极钢箱为主,也有边箱中板式。

现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。

以钢筋混凝土塔为主。

塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。

斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、冷铸锚头为主。

12.斜拉桥

12.斜拉桥

拱桥
赵州桥
是当今世界上现存最早、保存最完善的古代石拱桥
悬索桥
吊桥
桁形桥
• 桥梁上部结构的梁或板以桁架代替
南京长江大桥
• 南京长江大桥全长6772米,公路桥全长 4589米,其中江面上的正桥长1577米,其 余为引桥。
斜拉桥
斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥 塔上的一种桥梁 。
斜拉桥
(少儿一级)
猜谜语
驼背公公, 力大无穷, 爱驮什么? 车水马龙。

• 什么是桥? • 桥是一种用来跨越障碍的大型构造物
桥的历史
桥的种类
• 按外观分: héng • 梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥 桁形桥
梁桥
梁桥是我国古代最普遍、最早出现的桥梁,古时称作平桥。 它的结构简单,外形平直,比较容易建造。把木头或石梁架 设在沟谷河流的两岸,就成了梁桥。
• 斜拉桥的结构:
• 桥梁、斜拉索、索塔
斜拉索受力情况
受力分解
学生实验
步骤:
1、制作斜拉桥 2、斜拉桥涂颜色 3、比赛
1. 取出材料中的所有长方体木条,使用白 乳胶粘贴,制作两个桥墩,如下图。(备注:若
桥墩上的小木条脱落,用白乳胶粘上即可。)
2. 在桥墩上方分别拧两个螺丝圈,取出带 槽长木条,将带槽长木条粘在两个桥墩上, 构成桥面。
3.把线绳嵌入带槽长木条的槽内,并拴在带 圈螺钉上固定好。
4. 最后,在桥面两侧分别粘贴上三角纸片, 这样斜拉桥就做好了。
5. 654米, 主桥长1172米、 宽30.35米,共设6 车道。602米长的 主桥犹如一道横跨 浦江的彩虹,在世 界同类型斜拉桥中 雄居第一。
世界上最美的桥
认识不同类型的桥梁结构

斜拉桥的认识

斜拉桥的认识

浅谈斜拉桥认识斜拉桥又称斜张桥,是一种缆索承重结构体系,其上部结构由塔、梁、拉索三种基本构件组成。

由塔柱伸出的斜拉索作为主梁的多点弹性支承,同时斜拉索拉力的水平分力对主梁起着轴向预应力作用,因此斜拉桥是一种桥面体系以主梁受压(密索)或受弯(稀索)为主、支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。

斜拉桥良好的力学性能、建造相对经济、景观优美,已是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。

一、斜拉桥介绍以斜拉桥的主要结构体系来划分,斜拉桥的发展可分成两个阶段:第一阶段,稀索体系;第二阶段,密索体系。

稀索体系的主梁基本上为弹性支承连续梁;密索体系的主梁主要承受强大的轴向力,同时又是一个受弯构件。

斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

斜拉桥是一种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。

这样可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。

斜拉桥是由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱,材料有钢和混凝土的。

斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。

梁按所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

纵观斜拉桥结构体系的发展历史,可以看到,加劲梁朝着更细更柔的方向演变,加劲梁的高跨比不断减小。

唯一的制约来自于空气动力作用,为了使加劲梁获得令人愉悦的外形而同时又要保证最小刚度,加劲梁从最初的重质量块发展到后来的加肋板、箱梁。

虽然也有由桁架构成的加劲梁体系,但这多应用于双层桥面体系。

拉索体系则经历了一个从无到有、从少到多的过程。

现在稀索体系斜拉桥已经很少采用,除非偶尔为了桥梁造型上的求新创异,密索体系以其突出的优势成为了人们心目中默认的斜拉桥体系,也必然将是超千米主跨斜拉桥结构体系的组成之一。

索塔的外形由简单到复杂,稳定性却在不断加强,其最初为门式塔,继而“入"形塔,A形塔,钻石形塔,直至空间塔结构。

第十二章-斜拉桥简介课件

第十二章-斜拉桥简介课件
• 按斜拉索的锚固方式,可分为: 自锚体系、部分地锚体系和地锚体系
• 按塔的高度,可分为: 常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥
第十二章-斜拉桥简介
一、漂浮体系
• 漂浮体系结构特点:塔墩固结,塔梁分离,主梁悬浮
主梁除两端有支承外,其余全部由拉索悬吊,属于 一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。塔 柱和主梁之间设置侧向限位支座。
经推导, α取值45 °。
综合考虑索和塔的共同影响, 对于每座斜拉桥存在一个最 佳高度H,使得索和塔对主 梁的支承刚度达到最大。
端锚索:塔高与索长、倾 角的关系
第十二章-斜拉桥简介
第十二章-斜拉桥简介
1.索面位置
第四节 拉索布置
第十二章-斜拉桥简介
• 单索面 拉索对抗扭不起作用,所以主梁应采用抗扭刚度较大 的截面。优点:桥面视野开阔。
二、索塔
索塔的组成:
第十二章-斜拉桥简介
混凝土索塔的构造
中小跨度
中等跨度
多边形截面索塔比矩形截面的对抗风有利。
第十二章-斜拉桥简介
各种空心截面包括H形截面,一般均在每一层拉索 锚头处增设水平隔板。
① 有利于将索力传递到塔柱全截面上; ② 在施工阶段和养护时可作为工作平台。
第十二章-斜拉桥简介
三、拉索 拉索的构造
跨径200~ 400m ,采用混凝土主梁; 400~ 600m ,采用钢-混凝土组合梁; 大于600m, 采用钢主梁。 400、600m临界区域,综合考虑,做经济比较。
主跨和边跨主梁的设计理念区别: 主跨必须有良好的动力特性,自重较轻; 边跨应具有克服上提力的功能:自重、刚度或设辅助
墩解决。
第十二章-斜拉桥简介
横向挤压力承受,正常情况下镦头不受力,作 为安全储备。 • 由于其要求整体制作、整体运输和整体安装, 使它的使用受到限制。
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四、辅助墩和边引跨
活载往往在边跨梁段 附近区域产生很大的 正弯矩,并导致梁体 转动。解决这个问题, 常用:

边引跨
边引跨:形成负弯矩。
辅助墩:减小拉索应 力变幅,缓和端支点 负反力。 辅助墩
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第三节 索塔布置
一、索塔的形式

美学观点 适合拉索布臵 传力简单,恒载作用下, 索塔尽可能处于轴心受压 状态。
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该体系优点:
(1)主跨满载时,塔柱处主梁无负弯矩峰值; (2)主梁可以随塔柱的缩短而下降,所以温度、收 缩和徐变内力均较小。
(3)密索体系主梁各截面的变形和内力变化较平缓,
受力较均匀; (4)地震时允许全梁纵向摆荡,成为长周期运动, 从而抗震消能,因此地震烈度较高地区可考虑选 择这类体系。
(3)抵抗横向风载和地震荷载,并把这些力传给下部结 构。
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主梁设计时的控制因素: (1)拉索间距较大时,采用弯矩控制设计; (2)单索面斜拉桥,采用扭转控制设计; (3)双索面密索体系,主要考虑轴压力和整个 桥的纵向弯曲。 主梁设计时,需考虑一定的安全储备。
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一、漂浮体系
• 漂浮体系结构特点:塔墩固结,塔梁分离,主梁悬浮
主梁除两端有支承外,其余全部由拉索悬吊,属于 一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。塔 柱和主梁之间设臵侧向限位支座。
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斜拉索不能给梁提供有效的横向支承,为了抵抗风力引 起的主梁横向位移,故设之。
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特点:
(1)这种体系的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。 (2)支承体系的主梁一般均设臵活动支座,在横桥 方向亦须在桥台和塔墩处设臵侧向水平约束。 (3)墩顶设臵可调节高度的支座或弹簧支承。
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三、塔梁固结体系
弹性支撑的连续梁,弯矩值得以大大地降低,可
以减小主梁尺寸,减轻结构自重,节省结构材料, 增大桥梁的跨越能力。 • 在主梁承受荷载之前需要对斜拉索进行预张拉。
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• 斜拉桥属于高次超静定结构。 • 现代斜拉桥的发展: 第一阶段:稀索布臵,主梁较高,主梁以受弯为主,
拉索更换不方便;
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三、拉索 拉索的构造
• 拉索构造分为整体安装的拉索和分散安装的拉索。 整体安装:平行钢丝索配冷铸锚。 分散安装:平行钢绞线索配夹片锚。 1.平行钢丝索配冷铸锚。
冷铸锚
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采用镀锌高强钢丝,其标准强度不低于 1600MPa,常采用5或 7镀锌钢丝制造。 由于是在常温下浇铸填料,故称为“冷铸锚” 冷铸锚的锚固力由锚筒的圆锥体和筒内填料的 横向挤压力承受,正常情况下镦头不受力,作 为安全储备。
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特点:
(1)塔较矮; (2)梁的无索区较长,没有端锚索; (3)边主跨之比较大; (4)梁高较大; (5)受力以梁为主,索为辅;
(6)活载作用下斜拉索的应力变幅较小。
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第六节 斜拉桥构造
一 主梁构造
主梁的主要作用: (1)将作用分散传给拉索。 (2)主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压 力。
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五、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: 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。
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六、部分地锚体系
主跨很大,边跨很小时采用。
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七、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。
特点:
优点:
(1)既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求;
(2)结构的整体刚度比较好;主梁挠度小。 缺点: (1)刚度的增大是由梁、塔、墩固结处能抵抗很大的负 弯矩换取来的,因此这种体系的固结处附近区段内主 梁的截面必须加大。 (2)为消除温度应力,需要墩身具有一定柔性,故常 用于高墩。
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• 由于其要求整体制作、整体运输和整体安装, 使它的使用受到限制。
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2.平行钢绞线配夹片锚
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• 按截面形式: 1.实体梁式和板式主梁
适用于双索面斜拉桥,结构简单,施工方便, 空气动力性能合理。
2.箱形截面 现代斜拉桥中经常采用的截面形式,抗弯和抗 扭刚度大,能适应稀索、密索、单索面或双索 面等不同斜索布臵。

具体见表4-2-1
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主梁的主要组合方式(材料决定):
(1)预应力混凝土梁,称混凝土斜拉桥
(2)钢-混凝土组合梁,称组合梁斜拉桥 (3) 钢主梁,称钢斜拉桥 (4)主跨为钢主梁或钢-混凝土组合梁,边跨 为混凝土梁,称为混合式斜拉桥。
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各种材料主梁的经济跨径: • 研究认为(Svensson): 跨径200~ 400m ,采用混凝土主梁; 400~ 600m ,采用钢-混凝土组合梁; 大于600m, 采用钢主梁。 400、600m临界区域,综合考虑,做经济比较。 主跨和边跨主梁的设计理念区别: 主跨必须有良好的动力特性,自重较轻; 边跨应具有克服上提力的功能:自重、刚度或设辅助 墩解决。
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二、独塔双跨式
主孔跨径一般比双塔三跨式跨径小,适用于跨越中小河 流和城市河道。

边主跨之比为(0.5~0.8),但大多数为0.66。边跨大, 考虑拉索应力疲劳,中间设桥墩改善。

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2014-622桥梁工程三、三塔四跨式和多塔多跨式
很少采用
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二、索塔
索塔的组成:
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混凝土索塔的构造
中小跨度
中等跨度

多边形截面索塔比矩形截面的对抗风有利。
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各种空心截面包括H形截面,一般均在每一层拉索 锚头处增设水平隔板。 ① 有利于将索力传递到塔柱全截面上; ② 在施工阶段和养护时可作为工作平台。
缺点:倾角小,索的总拉力大时,钢索用量多。
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• 扇形 斜拉索不互相平行,兼有上述两种布臵方式的优点。 故广泛采用。
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3.索距的布臵
• 早期为稀索:超静定次数少 • 现代斜拉桥多为密索:超静定次数高,必须利用计算 机计算。 密索有如下优点: (1)索距小,主梁弯矩小; (2)索力较小,锚固构造简单; (3)锚固点附近应力流变化小,补强范围小; (4)利于悬臂架设; (5) 易于换索
• 塔梁固结并支承在墩上,斜拉索为弹性支承,相当于 梁顶面用斜索加强的一根连续梁,主梁的内力与挠曲 直接与主梁和索塔的弯曲刚度有关。 • 支座布臵:只在一个塔柱处设臵固定支座,其余皆为 纵向可以活动支座。
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特点:
• 优点:减小了塔墩弯矩和主梁中央段的轴向拉力。
• 缺点(1)中孔满载时,主梁在墩顶处转角位移导致塔 柱倾斜,显著增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩;
桥梁工程概论
主讲人:杨果岳
第十章 斜拉桥简介
• • • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概述 孔跨布局 索塔布臵 拉索布臵 主要结构体系 斜拉桥构造
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第一节 概述
• 是指用锚在塔上的若干斜索吊住梁跨结构的 桥,也叫斜张桥。主要由主梁、索塔和斜拉 索三大部分组成。
第二阶段:中密索布臵,主梁较矮,主梁承受较大轴 力和弯矩; 第三阶段:密索布臵,主梁更矮。
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稀索布臵
密索布臵
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第二节 孔跨布局
一、双塔三跨式

主跨跨径大,一般适用于跨越较大的河流。 跨径分割比:边主跨之比应小于0.5.
• 主跨经济性跨径:400m~500m。超长斜拉桥1000m。
sin 2 cos 值最大,拉索的支
承刚度最大, α 为55°最大; tanα越小,塔的支承刚度越 大。
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普通索:塔高与索长、倾 角的关系
对于端锚索,当中跨布载时,水平力F作用下,塔顶水 平位移为:
F H EA sin cos 2
α为35°时,Δ最小,端锚索 提供的支承刚度最大 经推导, α取值45 °。 综合考虑索和塔的共同影响, 对于每座斜拉桥存在一个最 佳高度H,使得索和塔对主 梁的支承刚度达到最大。
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第五节 主要结构体系
• 按索塔、梁、墩相互结合方式,可分为: 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,可分为:
连续体系和T构体系
• 按斜拉索的锚固方式,可分为: 自锚体系、部分地锚体系和地锚体系 • 按塔的高度,可分为: 常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥
(2)上部结构重力和活载反力都需由支座传给 桥墩,这就需要设臵很大吨位的支座。在大跨径斜拉 桥中,这种结构体系可能要设臵上万吨级的支座,支 座的设计制造及日后的养护,更换均较困难。
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