斜拉桥构造概述(84页)
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其他斜拉桥:L1=(0.33—0.50)L2;
一般接近于L1=0.4L2 。
国内统计资料显示:
上海杨浦大桥(钢):L2=602m,L1=243m, L1=0.40L2;
武汉长江二桥(混凝土):L2=400m,L1= l80m,L1=0.45L2;
山东东营黄河大桥(钢):L2=288m,L1= 136.5m,L1=0.47L2;
从其力学特性分析,与传统的梁式桥 比较,斜拉桥除斜拉索的水平分力所产生 的轴向力影响外,大体上具有弹性支承连 续梁的性能;和悬索桥相比,作用在斜拉 桥主梁上的荷载通常是由锚固点直接传给 斜拉索的;预应力混凝土斜拉桥更能充分 发挥材料的性能;斜拉桥中,因斜拉索被 张拉成直线形状,不发生大的位移,故斜 拉桥整体刚度要比悬索桥大的多。
广西红水河铁路桥(混凝土):L2=96m,L1= 48m,L1=0.5L2。
解决较大应力幅产生疲劳问题的办法:使边
跨伸出一悬臂端(端支点内移),由此对端支点产 生预压,减小端支点上抬倾向,以减小端锚索的 应力幅。如下图所示的武汉长江二桥就是这样做 的。
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
3.索距的布置 索距的布置,可以分为“稀索”与“密
索”。现代斜拉桥则多为“密索” 密索优点如下: (1)索距小,主梁弯矩小; (2)索力较小,锚因点构造简单; (3)锚固点附近应力流变化小,补强范围小; (4)便于伸臂架设; (5)易于换索。
稀索
密索(法国诺曼底大桥)
(三)梁体布置
1.连续体系 在斜拉桥的全长范围内,梁体布置成连续的形
斜拉桥构造
一、斜拉桥的特点
斜拉桥是由主梁、塔柱和斜拉索三部 分组成的一种组合体系结构。利用由塔柱 伸出的斜拉索为钢筋混凝土主梁的弹性支 承,以代替中间支墩,借以降低主梁的截 面弯矩,减轻自重,显著得增大了跨越能 力。同时,斜拉索拉力的水平分力对主梁 起着轴向预应力作用,可以增强主梁的抗 裂性能,节减了主梁高强钢材的用量。
广东南海西樵桥(混凝土):L2=125m,L1 =110m,L1=0.88L2;
武汉汉水月湖桥(混凝土):L2=232m,L1 =138m,L1=0.59L2 ;
重庆石门嘉陵江桥
武汉汉水月湖桥
3. 三塔四跨式和多塔多跨式 斜拉桥很少采用三塔四跨式或多塔多跨式,
因为中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位。 因此,柔性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨 式将使结构柔性进一步增大,随之而来的是变形 过大。
所示。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。
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:
重庆石门桥(混凝土):L2=230m,L1= 200m,L1=0 .87L2;
3. 主梁的跨高比
主梁的跨高比是指主跨L2与梁高H的比值。现代密 索式斜拉桥主梁的跨高比一般在100—150之间。至于铁 路、公铁两用斜拉桥。特别是主梁为钢桁架梁的,其主梁 的跨高比不足30,如下图的芜湖长江大桥。
(四)索塔布置 1.塔架的形式
单索面斜拉桥和双索面斜拉桥索塔塔架的纵 向布置形式如图所示:
放射形
竖琴形
扇形
PASCO-KENNEWICK(放射形)
竖琴形(西樵山桥)
扇形(海印桥)
根据力学观点,以放射形较优。原因是:(1) 斜索与水平面的平均交角较大,斜索垂直分力对 梁的支承效果较大,而对主梁产生的轴力较小; (2)因斜索的水平分力在塔顶基本平衡,塔的弯矩 较小。但放射形的斜索集中汇交于塔顶,塔顶构 造细节较为复杂。反之,竖琴形由于所有斜索的 倾角相同,锚固点结构可以单一化,塔上锚固点 的间距大,对索塔的受力有利。扇形布置则介于 两者之间,它的斜索垂直分力小于放射形但大于 竖琴形,而水平分力大于放射形小于竖琴形。塔 上锚固点的间距也同样介于放射形和竖琴形之间。
三塔四跨式(洞庭湖大桥)
在必须采用多塔多跨式斜拉桥时,可 将中间做成刚性索塔,或用拉索对中间塔 顶加劲,如香港汀九大桥。
三塔四跨式(香港汀九大桥)
多塔多跨式(Millau Viaduct)
(二)斜索布置
1.索面布置 索面布置一般有3种类型,即单索面、
竖向双索面和斜向双索面。
单索面
双索面
斜向双索面
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。
二、斜拉桥的总体布置
(一)孔跨布置 1. 双塔三跨式 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。
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;
单索面(钱江三桥)
从力学角度来看,采用单索面时,拉索对抗扭不起 作用。因此,主梁应采用抗扭刚度较大的截面。采用双索 面时,作用于桥梁上的扭矩可由拉索的轴力来抵抗,主梁 可采用较小抗扭刚度的截面。至于斜向双索面,它对桥面 梁体抵抗风力扭振特别有利。
斜向双索面(海口世纪大桥)
2.索面形状
索面形状主要有3种基本类型,即放射 形、扇形和竖琴形。
Leabharlann Baidu
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性,巧妙地将索
与梁结合起来。因此,斜拉桥这一桥式属于梁式 桥与悬索桥之间的大跨度桥梁,它可有效的用于 100—600m之间的跨度。
根据以上特点,预应力混凝土斜拉桥 具有下列显著的优越性:
1.跨越能力大; 2.具有良好的结构刚度和抗风稳定性; 3.依靠斜拉索的应力调整,能设计的很经 济;
式,如图:
连续的梁体(湖北荆州长江大桥)
在某些场合下,由于结构受力的需要, 还可将梁体的连续延伸至斜拉桥以外部分, 即斜拉桥的梁体还与其边跨或主跨以外部 分的引桥跨或其他跨的梁体相连。
梁体连续的延伸(日本 Ayunose Bridge)
斜拉与连续混合(招宝山桥)
2.非连续体系
一是在斜拉桥主跨中央部分插入一小跨简支 结构。二是以“剪力铰”代替简支结构,这种剪 力铰的功能是只传轴力、剪力,不传弯矩。
倒Y形(济南黄河桥)
图中的 (a)为单柱形,(b)为双柱形,(c)为门形, (d)为H形,(f)为斜腿门式,(h)为A形,(i)为倒V形, (j)为倒Y形;(k)为宝石式 。
一般接近于L1=0.4L2 。
国内统计资料显示:
上海杨浦大桥(钢):L2=602m,L1=243m, L1=0.40L2;
武汉长江二桥(混凝土):L2=400m,L1= l80m,L1=0.45L2;
山东东营黄河大桥(钢):L2=288m,L1= 136.5m,L1=0.47L2;
从其力学特性分析,与传统的梁式桥 比较,斜拉桥除斜拉索的水平分力所产生 的轴向力影响外,大体上具有弹性支承连 续梁的性能;和悬索桥相比,作用在斜拉 桥主梁上的荷载通常是由锚固点直接传给 斜拉索的;预应力混凝土斜拉桥更能充分 发挥材料的性能;斜拉桥中,因斜拉索被 张拉成直线形状,不发生大的位移,故斜 拉桥整体刚度要比悬索桥大的多。
广西红水河铁路桥(混凝土):L2=96m,L1= 48m,L1=0.5L2。
解决较大应力幅产生疲劳问题的办法:使边
跨伸出一悬臂端(端支点内移),由此对端支点产 生预压,减小端支点上抬倾向,以减小端锚索的 应力幅。如下图所示的武汉长江二桥就是这样做 的。
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
3.索距的布置 索距的布置,可以分为“稀索”与“密
索”。现代斜拉桥则多为“密索” 密索优点如下: (1)索距小,主梁弯矩小; (2)索力较小,锚因点构造简单; (3)锚固点附近应力流变化小,补强范围小; (4)便于伸臂架设; (5)易于换索。
稀索
密索(法国诺曼底大桥)
(三)梁体布置
1.连续体系 在斜拉桥的全长范围内,梁体布置成连续的形
斜拉桥构造
一、斜拉桥的特点
斜拉桥是由主梁、塔柱和斜拉索三部 分组成的一种组合体系结构。利用由塔柱 伸出的斜拉索为钢筋混凝土主梁的弹性支 承,以代替中间支墩,借以降低主梁的截 面弯矩,减轻自重,显著得增大了跨越能 力。同时,斜拉索拉力的水平分力对主梁 起着轴向预应力作用,可以增强主梁的抗 裂性能,节减了主梁高强钢材的用量。
广东南海西樵桥(混凝土):L2=125m,L1 =110m,L1=0.88L2;
武汉汉水月湖桥(混凝土):L2=232m,L1 =138m,L1=0.59L2 ;
重庆石门嘉陵江桥
武汉汉水月湖桥
3. 三塔四跨式和多塔多跨式 斜拉桥很少采用三塔四跨式或多塔多跨式,
因为中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位。 因此,柔性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨 式将使结构柔性进一步增大,随之而来的是变形 过大。
所示。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。
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:
重庆石门桥(混凝土):L2=230m,L1= 200m,L1=0 .87L2;
3. 主梁的跨高比
主梁的跨高比是指主跨L2与梁高H的比值。现代密 索式斜拉桥主梁的跨高比一般在100—150之间。至于铁 路、公铁两用斜拉桥。特别是主梁为钢桁架梁的,其主梁 的跨高比不足30,如下图的芜湖长江大桥。
(四)索塔布置 1.塔架的形式
单索面斜拉桥和双索面斜拉桥索塔塔架的纵 向布置形式如图所示:
放射形
竖琴形
扇形
PASCO-KENNEWICK(放射形)
竖琴形(西樵山桥)
扇形(海印桥)
根据力学观点,以放射形较优。原因是:(1) 斜索与水平面的平均交角较大,斜索垂直分力对 梁的支承效果较大,而对主梁产生的轴力较小; (2)因斜索的水平分力在塔顶基本平衡,塔的弯矩 较小。但放射形的斜索集中汇交于塔顶,塔顶构 造细节较为复杂。反之,竖琴形由于所有斜索的 倾角相同,锚固点结构可以单一化,塔上锚固点 的间距大,对索塔的受力有利。扇形布置则介于 两者之间,它的斜索垂直分力小于放射形但大于 竖琴形,而水平分力大于放射形小于竖琴形。塔 上锚固点的间距也同样介于放射形和竖琴形之间。
三塔四跨式(洞庭湖大桥)
在必须采用多塔多跨式斜拉桥时,可 将中间做成刚性索塔,或用拉索对中间塔 顶加劲,如香港汀九大桥。
三塔四跨式(香港汀九大桥)
多塔多跨式(Millau Viaduct)
(二)斜索布置
1.索面布置 索面布置一般有3种类型,即单索面、
竖向双索面和斜向双索面。
单索面
双索面
斜向双索面
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。
二、斜拉桥的总体布置
(一)孔跨布置 1. 双塔三跨式 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。
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;
单索面(钱江三桥)
从力学角度来看,采用单索面时,拉索对抗扭不起 作用。因此,主梁应采用抗扭刚度较大的截面。采用双索 面时,作用于桥梁上的扭矩可由拉索的轴力来抵抗,主梁 可采用较小抗扭刚度的截面。至于斜向双索面,它对桥面 梁体抵抗风力扭振特别有利。
斜向双索面(海口世纪大桥)
2.索面形状
索面形状主要有3种基本类型,即放射 形、扇形和竖琴形。
Leabharlann Baidu
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性,巧妙地将索
与梁结合起来。因此,斜拉桥这一桥式属于梁式 桥与悬索桥之间的大跨度桥梁,它可有效的用于 100—600m之间的跨度。
根据以上特点,预应力混凝土斜拉桥 具有下列显著的优越性:
1.跨越能力大; 2.具有良好的结构刚度和抗风稳定性; 3.依靠斜拉索的应力调整,能设计的很经 济;
式,如图:
连续的梁体(湖北荆州长江大桥)
在某些场合下,由于结构受力的需要, 还可将梁体的连续延伸至斜拉桥以外部分, 即斜拉桥的梁体还与其边跨或主跨以外部 分的引桥跨或其他跨的梁体相连。
梁体连续的延伸(日本 Ayunose Bridge)
斜拉与连续混合(招宝山桥)
2.非连续体系
一是在斜拉桥主跨中央部分插入一小跨简支 结构。二是以“剪力铰”代替简支结构,这种剪 力铰的功能是只传轴力、剪力,不传弯矩。
倒Y形(济南黄河桥)
图中的 (a)为单柱形,(b)为双柱形,(c)为门形, (d)为H形,(f)为斜腿门式,(h)为A形,(i)为倒V形, (j)为倒Y形;(k)为宝石式 。