斜拉桥4-1.
第四章 斜拉桥结构的检(康)
第四章斜拉桥结构的检算4.1一般规定4.1.1斜拉桥的检算，应先通过测试获得准确的桥梁几何形态参数与索力的实际大小等（指恒载作用下），从而了解结构的受力、变形状态，作为实桥检算的基础。
4.1.2根据恒载作用下桥梁几何形态参数与索力等的检测结果，计算出各部构件的受力状态作为初始受力状态，然后再进行活载作用下的内力计算。
4.1.3恒载、活载作用下的内力和变形，可选用平面杆系模式，活载的空间效应可用横向分布或偏载系数来表达。
4.1.4在计算空间荷载(风载、地震力、车辆荷载等)作用下的响应时，应选取用空间杆系模式，并注意实际结构与计算模式间的刚度等效性。
4.1.5若要计算全桥构件的应力分布特性，宜选用空间板壳、块体和梁单元的组合模式，但要特别注意不同单元结合面的节点位移协调性。
4.1.6对斜拉桥结构中关键部位（如斜拉索锚固区、塔梁固结区），应进行局部应力有限元分析，将特殊构件从整体结构中取出，细分结构网格，再将整体结构在分离断面处的内力、位移作为被分析子结构的边界条件进行二次分析。
4.1.7必要时，应进行斜拉桥的稳定性检算。
斜拉桥的梁、塔在外荷载作用下，处于压弯状态，随着外荷载增大，梁、塔压力增大到一定值时，斜拉桥可能产生平面内的压弯失稳或平面外的弯、扭失稳。
外荷载作用下的失稳准确分析可以用非线性有限元来计算，而风荷载作用下的横向稳定问题还必须考虑结构变形和风力攻角的函数关系。
4.1.8中等跨径的斜拉桥恒、活载作用下的内力、变形分析以准非线性分析理论为基础；超大跨径斜拉桥应按有限位移理论进行计算。
4.1.9 斜拉桥检算时的内力组合可参照设计规范进行。
4.2检算荷载的确定4.2.1检算荷载一般应按《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-85）的规定取用。
对近期承重有较大变化（汽车与人群、平板车、履带车）的桥梁，可按照交通部颁布的《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的荷载等级进行检算。
4.2.2当桥梁需要临时通过特殊车辆荷载，且其产生的荷载效应大于该桥近期要求达到的标准荷载等级的荷载效应时，可按特殊车辆的载重要求直接进行检算。
斜拉桥施工工艺
4. 上、下横梁施工
• 一般采用全支架施工，支架材料可用大直径钢管支 撑加贝雷架或万能杆件两种形式。 • 一般采用两次浇注一次张拉工艺。
万能杆件支撑横梁施工
横梁第二层砼浇注
桥梁建造
二、钢索塔施工
钢索塔施工两大工序：工厂分节段制作、现场架设
南京三桥钢塔施工实例
桥梁建造
桥梁建造
钢锚箱安装
桥梁建造
桥梁建造
第五章
• 概述
斜拉桥施工
• 索塔施工
• 主梁施工
• 索的施工
桥梁建造
§1 概述
斜拉桥采用斜拉索来支撑主梁，使主梁变成多跨支 撑连续梁，从而降低主梁高度、增大跨度。 斜拉桥属于自锚结构体系，斜拉索对桥跨结构的主 梁产生有利的压力，改善了主梁的受力状态。 主要构造 （1）基础 （2）墩塔 （3）主梁 （4）拉索
（1）通过预埋套管穿过梁身锚于梁底或特制的锚块上； （2）通过套筒借锚固螺栓锚在箱梁内部。
桥梁建造
索头构造
桥梁建造
2.按主梁的建筑材料分类
a．钢斜拉桥； b．混合梁(主钢边砼)斜拉桥； c. 混凝土斜拉桥； d．结合梁斜拉桥；
桥梁建造
3、斜拉桥施工顺序
基础 下塔柱 中塔柱 上塔柱
主梁、拉索
桥梁建造
§2 塔的施工方法
索塔一般由塔座、塔柱、横梁、塔冠组成。 索塔按建筑材料分类：
钢筋混凝土索塔； 钢索塔 ； 预应力混凝土索塔；
桥梁建造
（二）索与塔、梁的联结
拉索与塔、梁连接结构的功能是将斜拉索力可靠地传递给主梁和桥塔。 其结构形式格局斜拉索布置、根数、桥塔与主梁的结构有关。
拉索在桥塔上的联结主要有两种形式：
（1）直接锚固在塔上 （2）塔上设置索鞍，通过索鞍而延伸到桥塔另一侧主梁上锚固
桥梁博士V4工程案例教程01 斜拉桥课件
桥梁博士V4工程案例教程斜拉桥解决方案教程大纲0、工程概况1、软件特点2、总体信息3、结构建模4、钢束设计5、钢筋设计6、施工分析7、运营分析8、结果查询9、计算书0、工程概况桥型布置桥型：混凝土斜拉桥公路等级：公路-Ⅰ级跨径：115m+338m+115m桥面布置：桥梁宽度26.8米（0.45米护栏+11米行车道+3.9米分隔带+11米行车道+ 0.45米护栏）； 桥墩：主墩：墙式墩，墩身横桥向宽度12米，厚度为2米；辅助墩：墙式墩，墩身横桥向宽度10米，厚度为2米；基础：承台桩基础，厚5.0米，基础采用18φ3.0米钻孔灌注桩。
工程材料与构造特征材料：①混凝土：主梁C50，主墩C50，基础C40②钢筋：HRB400，HBP300③预应力钢绞线：fpk=1860MPa，公称直径Φs15.2 截面：单箱五室尺寸：梁高3.48m，顶宽26.8m，底宽10m，边腹板厚20~60cm，中腹板厚40~80cm，顶板厚40cm~60cm，底板厚20cm~60cm1、软件特点桥梁博士V4.0在斜拉桥中的特色功能JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则（1）正文：切线模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则（2）条文说明：割线模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计则（2）条文说明：割线模量拉索换算模量在程序中的实现1.根据规范条文说明，可以采用割线模量的算法2.当和midas进行结果对比时，可以采用新荷载后切线模量斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度2.钢梁的非线性温度3.钢梁的体系温差4.拉索温差5.塔柱温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度一半梁宽：13.4m；横坡：2%；悬臂距梁顶面最高点：26.8cm如果采用默认的梯度问题，悬臂处梯度温度应力和实际相差多少？斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：2.钢梁的非线性温度3.钢梁体系温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：4.拉索温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：5.塔柱的温差3.运营阶段荷载的处理斜拉桥中主要考虑的荷载有：1.有车横风（拉索、塔、梁、墩）2.有车纵风（拉索、塔、梁、墩）3.极限横风（拉索、塔、梁、墩）4.极限纵风（拉索、塔、梁、墩）5.汽车制动力6.附属结构荷载7.（1~4）荷载的相反荷载1.索力的控制方法2.索力在桥博中的调整方法5.针对此类桥型的建模工具：（1）建模方法：构件建模法本案例的建模分为：梁+墩+基础，3部分更加贴近桥梁工程专业，避开有限元节点单元的离散模型结构，降低建模难度。
斜拉桥施工特点(表)
（4）对塔吊、支架的安装、使用、拆除阶段的强度、稳定性进行计算和检查
（5）必须避免上部塔体施工对下部塔体表面的污染
8.索塔施工测量：
（1）建立平面控制网，对常用点采取加固、防晒、防风措施
（2）塔底高程测定、塔底轴线和塔根模板轮廓点放样
（3）上、下塔柱和横梁模板各接高轮廓点的放样和标高测定
斜拉桥施工特点
概述
施工要点
总体结构
1.斜拉桥的组成：梁、塔、索
2.结构受力特点：
（1）斜拉桥桥面如同多点弹性支承连续梁
（2）每根钢索如同桥墩
（3）众多钢索斜向集中到一根塔柱上，再集中传到地基上
（4）索承受拉力，塔、梁承受压力，塔的左右水平力自我平衡
3.斜拉桥施工包括：主塔施工、主梁施工、拉索施工
索塔
3)两侧不对称的或设计拉力不同的拉索，按设计规定的索力分级同步张拉，各千斤顶同步之差＜油表读数的最小分格，索力终值误差＜±2%
（5）垫圈：
1)拉索锚固，不宜在锚环和承压板之间加垫
2)需要加垫时，其垫圈材料和强度应符合承压要求，并设成两个密贴带扣的半圈
（6）检测：
1)检测时间：
a)拉索张拉完成后
b)悬臂施工跨中合龙前后
b)干接缝应保持结合面清洁，粘合料应涂刷均匀
5)采用垫片调整梁段拼装线形，每次垫片调整的高程＜2cm
（5）长拉索在安装抗振阻尼支点前，应采用钢索或杆件将一侧拉索（平面索）联结，以抑制和减小拉索的振动
（6）大跨径主梁施工，应缩短双向长悬臂持续时间，尽快使一侧固定，减少风振的不利影响，必要时采取临时抗风措施
4.拉索抗振约束环和减振器安装前，必须确保索管（特别是梁上索管）和锚端的防水、防腐、防污染
斜拉桥施工特点(表)
（4）对塔吊、支架的安装、使用、拆除阶段的强度、稳定性进行计算和检查
（5）必须避免上部塔体施工对下部塔体表面的污染
8.索塔施工测量：
（1）建立平面控制网，对常用点采取加固、防晒、防风措施
（2）塔底高程测定、塔底轴线和塔根模板轮廓点放样
（3）上、下塔柱和横梁模板各接高轮廓点的放样和标高测定
b)也可以采用多段的联线台座，每联＞5段，先预制顺序中的1、3、5梁段，脱模后再在期间浇筑2、4梁段，断面啮合密贴，端面不应随意修补
2)竖曲线调整：
a)在底模上，调整主梁分段形体所受竖曲线的影响
b)拼装中，多段积累的超误差，可用湿接缝调整
3)梁段拼合前应试拼，以便及时调整
4)接缝拼合面：
a)湿接缝拼合面，应进行凿毛和清扫
3.索塔横梁施工：
（1）根据结构、重量、支承高度设置可靠的模板和支承系统
（2）考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差和日照影响，必要时设支承千斤顶调控
（3）体积过大的横梁，可分两次浇筑
4.斜塔柱施工：
（1）必须计算，各施工阶段塔柱的强度和变形
（2）分高度设置横梁，使其线形、应力、倾斜度满足设计要求，保证施工安全
b)缺点：模板高空翻转，操作危险，沿海地区不适用
2)滑模：
a)优点：施工速度快、劳动强度小
b)缺点：技术要求高、施工控制复杂、外观质量差、易污染
c)不适用：倾斜度较大，预留孔道或预埋件多的索塔
3)爬模：
a)兼具滑模和翻模的优点，施工安全、质量可靠、修补方便，大量采用
b)斜拉桥索塔施工一般用爬模施工
4.主要施工设备：
2.施工方法：
（1）基本同梁式桥
（2）四种方法：顶推法、平转法、支架法（临时支墩组拼、临时支架现浇）、悬臂法（悬拼、悬浇）
斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料
1 绪论1.1 课题研究背景斜拉桥是一种由塔、梁、索3 种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构体系[1]。
斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主，而其支承体系是以拉索受拉和索塔受压为主。
斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨，这样的结构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有效地提高了主梁的跨越能力。
从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大构件的受力特征看，斜拉桥具有形式多样、造型美观，主梁高度不高、优良的跨越能力等特点；斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超静定结构、应用有限单元法；与其它桥型相比，斜拉桥的特性包括：斜拉桥是跨径250m~600m 的最合适桥型，而斜拉跨径600m~1000m 时，斜拉桥是仅次于悬索桥的合适桥型[2]。
由于斜拉桥的种种优点，斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁的建设当中。
然而，在斜拉桥的运营过程中，由于频繁承载甚至承受超载，加上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏，斜拉桥会产生各种病害。
随着服役年限的增长，桥梁发生病害的部位会越来越多，损坏程度也会越来越严重另一方面，在结构上来说，斜拉桥属于柔性结构，在风力、地震力其他自然及人为的动力影响时容易发生振动，这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。
斜拉索是斜拉桥的核心组成部分，现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索，但钢斜拉索存在很多问题，如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。
其中斜拉索及其锚具的防腐问题尤为显著，由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占到了相当高的比例[4]。
对于已建斜拉桥，在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故，这些问题给人们生活和社会稳定带来极大的安全隐患。
因此，对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作显得尤为必要。
1.2 国内外研究现状1.2.1 斜拉桥病害检测研究现状早在20 世纪50年代开始，人们就开始着手研究桥梁损伤问题，进入70 年代之后，桥梁检测工作已经被运用于桥梁工程，用来评定桥梁的成桥质量。
内容提要：本章介绍我国拱桥发展的概况、拱桥的特点、类型、基本组成
第4章其它类型桥梁构造简介中央电大工学院王圻1．拱桥的特点如何？答：梁式结构在竖向荷载作用下，支承处仅仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载的作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。
由于这个水平推力的存在，拱的弯距将比同跨径的梁的弯距小很多，整个拱主要承受压力。
这样，拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，而且还可以根据拱的这个受力特点，充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料（石料、砖等）来修建。
由圬工材料修建的拱桥称为圬工拱桥。
2．拱桥的主要优、缺点有哪些？答：拱桥的主要优点是：(1)跨越能力较大。
由于拱的截面应力分布远比梁均匀，故能较充分地发挥全截面材料的抗力性能。
(2)能充分做到就地取材。
与钢桥、钢筋混凝土梁桥相比，可节约大量钢材和水泥。
(3)外形美观。
(4)耐久性好，养护、维修费用少。
拱桥的主要缺点是：(1)自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程数量，对地基条件的要求较高。
(2)由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采用较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价。
(3)上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，而使两岸接线的工程量增大，或使桥面纵坡增大，既增大造价又对行车不利。
3．拱桥基本组成有哪些？各有何作用?答：拱桥的组成，如图4-1所示。
拱桥上部结构是由拱肋或拱圈（以下统称主拱圈）和拱上建筑两大部分组成。
主拱圈是拱桥的主要承重结构。
由于主拱圈是曲线形，车辆无法直接在弧面上行驶，所以，在桥面系与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以使车辆能在平顺的桥面上行驶。
桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上结构或称拱上建筑。
拱桥下部结构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支撑桥垮结构，并与两岸路堤相联结。
4．什么是实腹式拱桥和空腹式拱桥？答：上承式拱桥拱上建筑可做成实腹的或空腹的，相应的称为实腹式拱桥和空腹式拱桥。
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理斜拉桥是一种采用钢索拉拔承载荷载的桥梁结构，是桥梁工程中一种非常常见的结构形式。
其大跨度、美观、安全、经济的特点，使得斜拉桥成为了现代化城市中最具有标志意义的建筑之一。
1.斜拉桥的定义斜拉桥是一种悬臂式桥梁结构，其主跨在一侧支撑，另一侧通过斜拉索将荷载传递到支撑侧。
斜拉索与主梁之间以倾角拉伸，使得主梁受力形成压弯、斜拉索受力形成拉伸，从而达到桥梁结构整体的稳定。
2.斜拉桥的原理（1）力学原理：斜拉桥的传力方式为张索承载，传递的力主要集中在索的上沿，支点处受力的剪力、正弯矩、剪力与正剪力的作用远小于横梁的。
同时，也避免了对斜拉索产生任何的损伤。
（2）优点：斜拉桥主跨悬空，岸塔占用地面较小，有利于提高航道和涉水公路的通行条件。
（3）视觉效果：斜拉桥在结构性上和造型美观上都表现良好，有时候设计师的创意在构造中受较小影响，以达到更好的视觉效果。
3.斜拉桥的结构形式（1）桥面梁：一般采用钢结构桁架梁、钢箱梁桥、钢混合结构。
斜拉桥采用桁架梁结构时，高强度钢材的使用量越来越大，优点是自重可控，安装高效、需要空间小等。
（2）索：斜拉桥使用的索材料一般是钢材，经过拉伸后可以达到较大的抗弯能力。
索一般分成主索和斜拉索两种，其中主索是跨越主桥墩的长索，通过桥墩支撑节点和钢支座进行传力；斜拉索则是连接主索和桥面梁，起到将荷载转移至主梁的作用。
（3）塔：斜拉桥中的塔起到支撑主索、斜拉索的作用，是斜拉桥中非常重要的组成部分。
塔的数量以两个为基本单位，每个塔都有稳固的支撑基础，可以承受相应的荷载。
（4）锚固：索以特制的锚固方式固定在主梁和塔上，固定具有可拆卸性和可调节性，方便调整索的张拉度和锚固位置。
4.斜拉桥的设计原则（1）主跨采用大跨度，力度平衡的设计原则，塔和索的高度要使斜拉力的夹角较大，达到均衡受力。
（2）合理分配斜拉索的长短，使得受拉索、主索、撑杆处于最佳受力状态。
（3）锚固点的布置应使得索材料受力均匀，防止应力集中而产生的材料劣化和疲劳断裂。
第四章斜拉桥
第四章 斜拉桥内容提要：在本章内主要介绍斜拉桥。
内容包括其构造类型和结构体系。
学习的基本要求：1、了解斜拉桥各组成部分（斜索、塔柱、主梁）的构造类型2、了解斜拉桥的四大结构体系斜拉桥——20世纪50年代蓬勃兴起的一种桥梁型式。
斜拉桥是一种用斜拉索悬吊桥面的桥梁。
最早的这种桥梁，其承重索是用藤罗或竹材编制而成。
它们可以说是现代斜拉桥的雏形。
斜拉桥的发展，有着一段十分曲折而漫长的历程。
18世纪下半叶，在西方的法国、德国、英国等国家都曾修建过一些用铁链或钢拉杆建成的斜拉桥。
可是由于当时对桥梁结构的力学理论缺乏认识，拉索材料的强度不足，致使塌桥事故时有发生。
如德国萨尔河桥（1824）在建成第二年，就在一次有246人举行的火炬游行人群聚集桥上时，桥突然坍塌而酿成50 人丧生的严重惨剧。
因此在相当长的一段时间内，斜拉桥这一桥型就销声匿迹了。
直至第二次世界大战后，在重建欧洲的年月中，为了寻求既经济又建造便捷的桥型，使几乎被遗忘的斜拉桥重新被重视起来。
世界上第一座现代公路斜拉桥是1955年在瑞典建成的，主跨为182.6m 的斯特罗姆海峡钢斜拉桥。
近年来斜拉桥在国内外得到了迅速发展，目前已建成跨度最大的是日本国多多罗桥（890m ）。
一、斜拉桥的构造类型预应力混凝土斜拉桥的斜索布置、塔柱型式和主梁截面是多种多样的，现扼要介绍它们的构造类型。
1、 斜索（一） 辐射式：斜索集中塔顶，锚固困难。
（二） 竖琴式：斜索相互平行，倾角相同，外形美观。
（三） 扇式：介于两者之间，采用最多。
2、 塔柱从桥梁行车方向看，塔柱可做成独柱式、双柱式、门式、斜腿门式、倒V 式、宝石式和倒Y 式等多种型式。
3、 主梁斜拉桥主梁的截面形式有板式、箱形截面二、斜拉桥的结构体系斜拉桥的主要组成部分为斜索、塔柱和主梁，这三者可按相互的结合方式组成四种不同的结构体系，即悬浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。
1、 悬浮体系（漂浮体系）塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端外全部用缆索吊起而在纵向可稍作浮动的一种体系。
斜拉桥设计规范
路桥隧道管理养护专业网www.rbt mm.co m中华人民共和国行业标准公路斜拉桥设计规范(试行）Design Specifications of Highway Cable StayedBridge(on trial)JTJ 027—96主编部门：交通部重庆公路科学研究所批准部门：中华人民共和国交通部试行日期：1996年12月1日l 总则1.0.1 为了使公路斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、钢斜拉桥的设计，为现行公路桥涵设计规范的补充。
除本规范明确规定外，应遵照现行有关公路桥涵设计规范要求执行。
1.0.3 斜拉桥总体方案，应与环境协调并综合考虑经济与安全、设计与施工、材料与机具、营运与管理，以及桥位处地质、水文、气象、地震等因素确定结构体系。
1.0.4 桥宽应满足交通发展的要求，并应符合《公路工程技术标准》 (JTJ 01 —88)(1995 年版 ) 的规定。
1.0.5 设计主梁、索塔与拉索时，宜进行多方案比较² ．1.0.6 所选方案除进行静力分析外，应重视动力分析，结构体系应满足强度、刚度、稳定性要求，并有较好的抗震性能，混凝土斜拉桥宜注意减小收缩徐变影响。
2 术语2.0.1 混凝土斜拉桥：主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土的斜拉桥。
2.0.2 钢斜拉桥：主梁及桥面系均为钢结构的斜拉桥。
2.0.3 结合梁斜拉桥：主梁为钢结构，桥面系为混凝土结构，主梁与桥面系结合在一起共同受力的斜拉桥。
2.0.4 拉索：承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件。
2.0.5 索塔：用以锚固拉索，并将其索力直接传递给下部结构的受力构件。
2.0.6 主梁：主要由拉索支承，直接承受荷载的结构构件。
2.0.7 辅助墩：为改善主跨的受力状态，在边跨内设置的既能承受压力又能承受拉力的墩。
2.0.8 初拉力：安装拉索时，给拉索施加的张拉力。
第4讲 桥塔
Humber桥塔立面
设置中横梁，使得 塔柱在横桥向风荷载 作用下的弯矩显著 减小。
Messina 桥塔柱 设计方案
汕头海湾桥桥塔立面
丰都长江大桥 桥塔立面
润阳桥桥塔布置
五.主塔静力分析特点
1 受力特点
悬索桥主塔承受的主要荷载有:
直接作用于塔身的自重、风荷、地震荷载、温变荷载、主缆竖向 力。包括顺桥向横载和横向荷载 荷载效应： 1）偏心受压； 2）塔顶产生顺桥向和横桥向的水平位移，当两根主索受力不一致时， 主塔还会受扭。
(qh )cr
7. EI 837
h2
h为主塔高度 在成桥状态下，必须考虑主缆对塔顺桥向失稳的约束作用。 在计算中偏安全地将塔自重荷载移到塔顶作为集中荷载，与主缆 竖向分力共同作用下，令其合力为P，计算得到的临界失稳荷载为：
2 EI Pcr (0 .699h )2
此式与一端简支，一端固定的压杆临界荷载相一致。 如果考虑砼徐变、收缩及塔施工初始缺陷的不利因素影响， 上述临界荷载将降低，因此应适当增大安全系数。
单格室
Bosporus Bridge
多格室
常用截面形式
日本悬索桥塔柱形式
单格室与多格室比较
Bosporus Bridge
塔身沿高度方向变截面
金门大桥塔柱截面沿高度的变化
塔柱节段间连接
底节与桥墩的连接
拉杆形
嵌入形（剪切形）
2、混凝土桥塔
基本特点： 箱形截面形式（D形和削角矩形） 截面尺寸相对大 纵向受力钢筋通常根据施工条件设计 有时采用预应力 造价比钢塔低 塔柱施工以现浇为主，采用滑模、爬模 等技术连续浇注，
纵向载作用下桥塔 的计算模式
桥塔形
3 主塔在横桥向荷载作用下的 受力特征
斜拉桥
42
1 主梁的构造
主梁的作用：
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，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。
主梁的型式：
1、实体梁、板式；2、箱型截面梁；3、叠合梁；4、钢桁梁
斜拉桥多数是自锚体系。只有在主跨很大边跨很小时，少 数斜拉桥才采用部分地锚体系。
图1-11 西班牙卢纳桥
40
（6）矮塔/部分斜拉桥体系
按塔高分类：常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥 矮塔部分斜拉桥受力性能介于梁式桥和斜拉桥之间。
图1-12 矮塔部分斜拉桥
41
二 斜拉桥的构造
1 主梁的构造
2 索塔
3 拉索
45
单索面箱形截面主梁
（a）法国布鲁东纳（Brotonne）桥
（b）美国日照（Sunshine Skyway）桥
单箱单室： 采用斜腹板，可以改善抗风性能，又可减小墩台的宽度，且箱形截面的抗 扭刚度也大。
46
单箱三室：
30100
1.5% 1.5%
300
4900
2650
15000
2650
4900
宽达30-35m，悬臂施工时， 须将截面分成三榀，先施 工中间箱，待挂完拉索后， 再完成两侧边箱的施工， 呈品字形前进，将截面构 成整体。
12
海参崴俄罗斯岛跨海大桥（L=1104,2012）成为全世界第三座跨度超过千米的 13 斜拉桥，全球主跨最长的斜拉桥。
（ 286+560+560+560+286m ,2003年）
各类型桥梁各部位名称图解
钢锚固梁对称锚固
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❖ 三、拉索的防护 Protection of Cables ❖ 1、钢丝防护 ❖ 镀锌、镀防锈脂、涂防锈底漆 ❖ 2、拉索防护 ❖ 涂料保护、卷带保护、套管保护、拉索外加塑料缠绕保
护层 ❖ 3、国内常用的方法 ❖ （1）热挤高密度聚乙烯套管防护（最常用） ❖ （2）高密度聚乙烯套管内灌注水泥浆防护 ❖ （3）环氧树脂形成玻璃钢外壳防护 ❖ （4）多层玻璃纤维缠绕，钢套管外防锈漆保护
销铰式（双股）
吊索与索夹的连结方式
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6. 加劲梁
（1）作用：提供桥面系并防止桥面发生过大的挠 曲和扭曲变形。
（2）材料：多为钢结构 （3）形式： ❖ 钢桁梁（早期多用，美） ❖ 扁平钢箱梁（今多用，英） ❖ 钢板梁（早期个别中小跨径，今不用） （4）加劲梁桥面构件：钢筋砼桥面板（早期），
❖ 两跨悬索桥：只有一岸边跨地面较高或线路有平 面曲线进入
❖ 三跨悬索桥联袂布置：
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3 桥塔
（1）作用：支承主缆，分担大缆所受的竖向力， 在风力和地震力作用下，对总体稳定提供保证。
（2）形式：横桥向：按桥塔外形分，一般有刚构 式、桁架式和混合式三种结构形式；顺桥向：按 力学性质可分刚性塔、柔性塔和摇柱塔三种结构 形式。
各类型桥梁各部位名称图解
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桥梁的基本组成
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梁式桥
梁式桥的组成
上部结构通过 支上座部与结墩台连接
构
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简支梁 桥
锚 梁
伸臂梁 桥
悬
挂
臂
梁
连续桁架梁 桥。支承在 三个支点以 上的桥梁。
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v 简支板桥与简支梁桥的构造
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板❖ 建桥筑高度小；简单、制作、施工方便可工厂生产
PRBP4用户手册
钢筋混凝土及预应力混凝土桥程序PRBP4用户手册程序原创单位：铁道部大桥工程局电算站1991年8月15日程序原创作者：林国雄，徐恭义，张晓燕，高宗余，张惠群本版修改单位：中南大学，铁道部专业设计院本版修改作者：盛兴旺2003.8月1. 应用环境与约定1.1 坐标系统1. 整体坐标系顺桥方向定义为横轴x，竖向定义为y轴（正轴向上），坐标服从右手螺旋法则，坐标原点由用户定义。
结构必须位于第一象限以内。
结构重力方向向下，程序自动处理正负号，用户只需要填容重。
二期恒载等外荷载：用户需要描述方向，顺正轴方向为正。
2. 局部坐标系通过单元的节点及坐标描述，从I端节点的重心指向j端节点重心为正x轴，坐标原点设在I端重心处，坐标服从右手螺旋法则。
3. 预应力钢筋描述的局部坐标系由用户定义，整体坐标系同前。
1.3 单位系统本程序可任选如下两套系统，各系统的单位约定为：1.4 约定1．顶板升温约定：该工况温度为顶板升温5度，“顶板”范围计算机不能识辨，程序依据截面变宽信息按如下约定进行识辨，从倒数第二个变宽点往下寻找第一个截面宽度突变和两个变宽点的高度相同的点，其等效节点力的计算在CUST中，而在TEMPER中按非线性温度场计算的变形和曲率无用，因为在CUST中它采用了简化方法计算，参见范书。
2．输出位移规定：输出的节点位移系整体坐标系下，正负号约定：水平位移u——顺整体坐标系中水平轴x的正向为正；竖向位移w——顺整体坐标系中竖向轴y的正向为正；转角位移CEAT——顺时针转为正。
3．输出单元内力规定：输出的单元内力约定为单元局部坐标系，作用截面为用户描述的单元端截面（可以是斜截面，与杆单元的垂直截面不同），轴力垂直于该截面，剪力平行该截面，正负号约定：轴力：I端，局部坐标系中，顺正x’方向（从I端指向J端）为正；J端，逆正x’方向（从J端指向I端）为正;剪力：I端，局部坐标系中，顺正y’方向为正；J端，逆正y’方向为正;弯矩：下翼缘拉为正，从I端指向J端的下方为下翼缘，即局部坐标系中，I端，顺时针为正，J 端，逆时针为正。
斜拉桥与悬索桥PPT课件
边墩（或桥台） 边墩（或桥台）
边墩（或桥台）
(a)双塔（三跨式）
(b)独塔（双跨式）
可编辑
3
可编辑
4
二、斜拉桥的主要特点
1、斜缆是主梁的弹性支座，使主梁跨度减小，节 约材料并增大了桥梁的跨越能力
2、斜缆的水平分力相当于混凝土梁的预压力，可 提高抗裂性能
3、建筑高度小，可增大桥下净空 4、结构轻巧美观 5、高次超静定结构，设计计算复杂 6、拉索两端的连接构造复杂 7、施工控制要求严格（张拉程度要求相同）
可编辑
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（3）扇形（用的较多）
外形与受力特点介于以上两者之间，应 用最为广泛。
（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。
可编辑
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索面形状
第五章 其它体系桥梁
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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。
可编辑
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稀索和密索
(a) 稀索
（b） 密索
可编辑
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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
较大的截面） 设置在桥梁纵轴线上。
可编辑
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索面布置形式
(a)
(b)
(c)
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二、索面形状
斜拉桥结构成桥调索专题课件
2、常用调索方法？
1）弹性支撑连续梁法； 2）零位移法； 3）最小弯曲能法（最小弯矩法）； 4）影响矩阵法；
3、零位移法演示
如何利用civil导出影响矩阵？
双塔三跨结构零位移调索
옳은 일을 올바르게 !! 같은 목표, 같은 방법, 같은 마음
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小弯曲能法演示
（1）调整拉索轴向刚度—放大104-105次； （2）减小主梁主塔抗弯—缩小104-105次； tips：
1）第二种方法效果更好些，得到索力更均匀； 2）刚度减小不能无穷小，容易出现计算不稳定；
操作演示
斜拉桥实例-操作演示
边中跨比较小结构4最小弯曲能法演示1调整拉索轴向刚度放大10tips
Civil索专题—斜拉桥成桥调索专题
主讲人： 钱 江
1、什么是合理成桥状态？
关键点：塔直梁平
如何描述？
（1）塔要直—主塔尽量承受轴向压力； （2）梁要平—主梁尽量弯矩比较均匀； （3）索力均匀—短索索力小，长索索力大； （4）支座反力—支座不能出现负反力；
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跨度不大时可按规范结合弹性稳定分析方法进行验算
超大跨径时应按实际受力情况进行第二类稳定分析
《桥梁工程》（下）_LGP版
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结构计算
——概述
动力方面
斜拉桥具有较强的受力耦合性，扭转与弯曲振型常密 切耦合在一起，动力分析最好采用空间模型
地震较频繁的地区初步设计阶段就需考虑地震作用， 飘浮体系斜拉桥的塔底弯矩有时会控制设计
《桥梁工程》（下）
混凝土斜拉桥 —结构计算（1）
PTJ 结构计算
——概述
G 计算内容 斜拉桥是高次超静定、大跨度的柔索支承结构，计算 L比其它桥型复杂，手算方法很难胜任
现代斜拉桥的发展也得益于计算机技术的发展
斜拉桥结构计算分析包含的内容大致为静力分析、稳 定性分析和动力分析三大类，即：
软件应具备处理上述工况的功能，通过前处理把上述 工况变为计算模型的改变、体系转换、作用施加等等
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结构计算
——静力分析
基本要素_几何非线性
结构受力的平衡建立在变形后的几何形状上
受力较小或结构刚度很大时，几何形状改变可以忽略
大跨径斜拉桥、线刚度小，结构变形大，几何形状改 变不能忽略
——概述
《桥梁工程》（下）_LGP版
PTJ 结构计算 G 静力方面
济南黄河
L大桥设计
——概述
考虑的静
力因素及
主梁内力
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结构计算
——概述
静力方面
通过一些方法确定了桥梁最优成桥状态后，可将该状 态看成一种理想状态，再去定出施工阶段的控制状态
按照该控制状态进行施工，成桥后理论上就可能达到 上述定义的理想状态
者只与结构体系、构件截面及材料等性能有关
大跨度斜拉桥主梁自重大，永久作用（恒载）索力也 大，汽车人群（活载）索力约占总索力的20％，但主 梁及塔柱的汽车人群（活载）弯矩远超过永久作用
汽车人群（活载）挠度是体现斜拉桥刚度的主要指标
《桥梁工程》（下）_LGP版
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结构计算
静力方面
济南黄河 大桥设计 考虑的静 力因素及 主梁内力
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PTJ 结构计算
——静力分析
G 基本要素_混凝土收缩徐变效应 混凝土从凝结开始伴随着体积缩小，即产生收缩。混 L凝土收缩与受力无关
混凝土受力后会立即发生弹性变形，但在应力不变的 情况态下，变形还将随时间继续发展，即发生徐变
混凝土收缩徐变除引起结构变形外，还将引起附加 （次）内力
A
《桥梁工程》（下）_LGP版
PTJ 结构计算
——静力分析
风作用也是超大跨径斜拉桥控制设计的主要因素之一
《桥梁工程》（下）_LGP版
PTJ 结构计算
——概述
G 结构计算模型的选取 目前，斜拉桥已可能采用基于块体或板壳单元的有限 L元分析软件，进行受力全过程模拟和受力性能分析
但限于技术普及程度、计算机性能的限制等问题，必 须进行适当简化
斜拉桥设计时，普遍使用平面杆系有限元分析软件进 行整体静力计算，稳定及动力计算则大多采用空间杆 系有限元分析软件
混凝土收缩因与受力无关计算较简单
混凝土徐变应随施工过程和时间延续分阶段计算
《桥梁工程》（下）_LGP版
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结构计算
——静力分析
几何非线性影响的计入_斜拉索几何非线性
斜拉索的几何非线性，通常可利用Ernst公式转换为对 拉索弹性模量的修正，该修正系数表示为
1
G2
1
cos5 Ee 12H 3
每个新加荷载均作用在几何形状不同的结构上，内力、 变形与荷载呈非线性关系
由于几何形状改变导致的非线性效应称为几何非线性
《桥梁工程》（下）_LGP版
PTJ 结构计算
——静力分析
G 基本要素_几何非线性 L 斜拉桥的几何非线性主要体现的
折减作用
《桥梁工程》（下）_LGP版
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结构计算
——静力分析
计算模型
单元划分要点
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PTJ 结构计算
——静力分析
G 基本要素_施工工况 L 斜拉桥主要施工工况包括：
结构构件的安装
临时构件的拆除
斜拉索的张拉与索力调整
施加各种集中或均布力
预应力筋张拉等过程
严格说材料（尤其是混凝土材料）是非线性弹性的， 即弹性模量随应力的变化而变化，且通常弹性模量随 应力增加而减小
但斜拉桥属于大位移小应变的受力状态，除非进行超 载和极限承载力计算，通常可不考虑材料非线性影响
在需要考虑材料非线性时，应采用试验获得的材料应
力应变曲线，由非线性有限元分析软件计算
但由于设计参数偏差、施工误差等原因，成桥后不可 能达到上述理想状态，经施工调整后最终只能达到一 种合理状态
斜拉桥构件局部计算内容主要是横梁及桥面板的计算
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PTJ 结构计算
——概述
G 稳定方面 斜拉桥的主梁及塔柱都是偏心受压构件，必须考虑成 L桥后和施工阶段的稳定性
斜拉桥设计的首要问题是确定一组最优索力，使成桥 后的结构永久作用（恒载）下受力达到最优状态
达到最优状态时，主梁和塔柱的永久作用（恒载）弯
矩很小，索力分布合理，线形达到设计要求
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PTJ 结构计算
——概述
G 静力方面 斜拉桥在汽车人群（活载）下的受力性能与永久作用 L（恒载）下有很大区别，后者可通过索力调整，但前
斜拉桥分析静稳力定分性析分析局整部体分分析析 动力分析抗抗震风分分析析
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结构计算
——概述
静力方面
斜拉桥内部高次超静定，在结构体系、尺寸、材料、 重力确定后，受力状态很大程度取决于拉索的张拉力
单根索力大小及各根索力之间的分配，可以组成无穷 多组索力方案，每组方案对应一种受力状态
主梁、塔柱的P－Δ效应（变形导致的偏心距增大效应）
前者使拉索刚度减小，后者使梁、塔的弯矩增大
混凝土斜拉桥跨径一般在500m以下，主要应考虑斜 拉索垂度的影响
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结构计算
——静力分析
基本要素_材料非线性
桥梁结构在正常使用阶段计算时，通常假定材料是线 性弹性的，即应力与应变呈线性正比关系