第八章 斜拉桥

§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
斜拉桥主梁按材料不同分： （1）钢梁（钢斜拉桥） （2）混凝土梁（混凝土斜拉桥） （3）结合梁（结合梁斜拉桥）
（4）混合梁（混ຫໍສະໝຸດ Baidu梁斜拉桥）
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
（1）钢斜拉桥 主跨材料为钢材的斜拉桥。从截面形式分为钢箱 梁、工字梁和钢桁架两种主要形式。 钢箱梁分为单箱单室、双箱单室、多箱多室等。
钢主梁 截面
混凝土梁 截面
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.2 主塔
顺桥向，索塔的布置形式有单柱式、A字形、倒Y形等。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.2 主塔
横桥向，索塔的布置方 式有柱形（单或双柱）、 门形或H形，A形、倒Y 形及菱形等。较柱形来 说，其余形状的主塔横 向刚度更大，但构造及 受力复杂，施工难度较 大。
半悬浮体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（3）塔梁固结体系：塔梁固结，梁墩分离
• 塔梁固结并支撑在墩上。 • 特点：主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比 有关，这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座， 而其余均为纵向活动支座。优点是显著减小主梁中央段承 受的轴向拉力，并且索塔和主梁的温度力极小。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.4 塔梁索锚固体系
3、横隔板锚固式 锚头设置在梁底外面或埋入斜隔板预留的凹槽内，其垂 直分力由斜隔板两侧的腹板以剪力形式传递。适用于双索面 分离双箱或单索面整体箱。 斜拉索在梁上的锚固方式
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.4 塔梁索锚固体系
4、梁体两侧锚固式 锚固块设置在风嘴形实体或者较厚的斜腹板下，斜拉索 斜拉索在梁上的锚固方式
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
钢箱梁斜拉桥 近年来，扁平钢箱梁在大跨径斜拉桥中得到广泛应用。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
钢桁架梁斜拉桥 钢斜拉桥跨径较大， 一般可大于600m。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
（2）混凝土斜 拉桥 主梁采用预 应力混凝土梁的 斜拉桥。截面形 式有板式、箱形 等。跨径布置为 200～400m。
板式 分离式单室 双箱
板式
箱形
半封闭箱 形
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
（2）混凝土斜拉桥 混凝土梁与钢梁相比，主要优点： ■造价低，后期养护比钢桥简单便宜。 ■刚度大、挠度小。 ■抗风稳定性好。 主要缺点： ■跨越能力不如钢梁大，施工速度不如钢梁快。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
冷铸锚： 斜拉索常采用整体安装与分散安装两种形式。 整体安装主要采用平行钢丝配冷铸锚的形式。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
2、锚具——冷铸锚 工作原理：将钢丝束穿入冷铸 锚，钢丝尾镦头后锚定在冷铸锚的 后锚板上，再在锚体内分段常温浇 灌环氧树脂加铁丸等混合填料，使 锚体与钢丝束之间的刚度均匀变化，
（3）结合梁斜拉桥 结合梁，是在钢主梁上用预制混凝土桥面板代替常用的 正交异性钢桥面板。 相对钢主梁：节约钢材、刚度和抗风稳定性更好。 适宜跨径：一般在300～600m。 结合梁一般都采用钢双主梁，只适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
（4）混合梁斜拉桥 混合梁斜拉桥，是指沿着桥纵向主梁截面由两种不同的 材料组成，中跨大部分或全部为钢主梁、边跨部分或全部为 混凝土主梁的组合结构。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
锚具： 斜拉索锚具主要有三种：热铸锚、冷铸镦头锚和 夹片锚具。 热铸锚：将一个内壁为锥形的钢质套筒套在钢索上，将钢 索端部的钢丝散开，在套筒内灌入熔融的低熔点合金，合金 凝固后，散开的钢丝在套筒内形成一个头小尾大的塞子。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.2 主塔
桥塔的组成 主要分为两 部分：塔柱 与横梁。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.2 主塔
混凝土桥塔 的截面形式 混凝土塔 的截面形式主 要有实心体截 面、H形截面 和箱形截面形 式等。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
1）斜拉索的构造 （1）锚固段：即锚具。（2）过渡段：包括锚垫板、导索管 和减振装置等。（3）中间段：即索体，防护完整钢丝束。
斜拉桥设计构思应根据工程的经济性、适用性，同时兼顾 美学效果，内容包括：
（1）结构体系比选；
（2）跨径划分； （3）主梁的结构形式；
（4）主塔的结构形式；
（5）拉索的布置； （6）构造细节设计。 根据塔梁墩连接形式进行结构体系选定 悬浮体系、半悬浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
§ 8.3 斜拉桥的设计构思
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
2）斜拉索的布置 索距布置分为稀索和密索两种形式。 • 早期：稀索
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
15~30m（混凝土斜拉桥） 30~60m（钢斜拉桥）
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
2）斜拉索的布置 索距布置分为稀索和密索两种形式。 • 现代：密索 4~12m（混凝土斜拉桥） 8~24m（钢斜拉桥） 上 海 南 浦 大 桥
（1）自锚式斜拉桥
• 自锚式斜拉桥的拉索全部锚固在主梁和塔柱上，绝大多 数斜拉桥均采用自锚体系。
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——按斜拉索的锚固方式
（2）地锚式斜拉桥
• 地锚式斜拉桥是将边跨的拉索全部锚固在河岸的地锚或 山岩上的斜拉桥。
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
斜拉桥的组成
斜拉桥也叫斜拉吊桥，主梁除了有桥墩支承外，还有斜 拉索预先给主梁一定的拉力，车辆通过时，桥梁的受力就大 大减小。因此，经过调整斜拉索中的预拉力，可使桥梁受力 均匀合理。
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.1 斜拉桥的受力特点
连续梁桥、斜拉桥受 力比较 斜拉索作为梁跨的弹 性中间支承，以降低 梁跨的截面弯矩、减 轻梁重、提高梁的跨 越能力。 斜拉索的弹性支承作 用对恒载最有效，车 辆荷载次之，风荷载 最差。
大跨度桥梁设计
第8章
斜 拉桥
本章的主要内容
8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系 8.2 斜拉桥的构造
8.3 斜拉桥的设计构思
8.4 斜拉桥的计算
8.5 斜拉桥施工简介
8.6 工程实例
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
斜拉桥的组成
斜拉桥组成：上部结构主要由主梁、桥塔和斜拉索组成。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
2）斜拉索的布置 斜拉索纵向布置形式主要有： （1）辐射形。拉索集中锚固于索塔顶部，拉索与主梁夹角大， 竖向支承力大，节省拉索用钢量，锚固区应力集中。 （2）竖琴形。斜拉索平行排列，外形美观，竖向支承力小。 （3）扇形。斜拉索布置介于辐射形和竖琴形之间，结合两者 优点，应用广泛。 （4）不对称形。一般用于独塔斜拉桥。
悬浮体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（2）半悬浮体系（或支承体系）
• 塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支撑（固定铰和活动 铰，可以是一个固定支座三个活动支座，也可以是四个 活动支座，但一般均设活动支座，以避免由于不对称约 束而导致不均衡温度变位，水平位移将由斜拉索制约）， 其结构形式属于有弹性支承的连续梁。 • 特点：具有连续梁的优点。
辐射形
竖琴形
扇形
不对称形
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
2）斜拉索的布置 索的其他布置形式：
拉索倾角（边索）
辐射式或扇式：210~300 竖琴式:260~380
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
索面布置： • 空间布置形式 单索面 竖直双索面 抗风稳定性好 双索面 倾斜双索面 抵抗风力扭振有 利，适合特大跨径 2）斜拉索的布置
斜拉桥结构体系分类不同，设计时应根 据具体情况选择。
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（1）悬浮体系（或飘浮体系）：塔墩固结，塔梁分离 • 塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用 斜拉索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜拉索。 • 特点：可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。 缺点是：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，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体 系斜拉桥产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁 底部位设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
8.3.2 跨径布置
斜拉桥的跨径布置与分孔，需要考虑桥位处的地形、地
水平力通过风嘴形实体或厚边板传递，垂直分力则需要在斜
腹板内设置预应力筋来抵抗。适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.4 塔梁索锚固体系
5、梁底锚固式 锚固简单，在肋中按斜拉索的倾角设置管道，拉索通过 管道锚固在梁底。适用于双索面斜拉索。 斜拉索在梁上的锚固方式
§ 8.3 斜拉桥的设计构思
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.1 斜拉桥的受力特点
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类
按斜拉桥的结构体系，分类方式有：
（1）按照塔、梁、墩连接条件：悬浮体系、半悬浮体系、 塔梁固结体系和刚构体系； （2）按照斜拉索的锚固方式：自锚体系、部分地锚体系和 地锚体系； （3）按照主梁的连续方式：连续体系和T构体系； （4）按照塔的高度不同，有普通斜拉桥和矮塔斜拉桥体系。 （5）按照桥塔的数量分类：独塔、双塔和多塔斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
拉索是斜拉桥的重要受力构件。常用的类型有：
钢材:
抗拉强度高,弹性模量大、抗疲劳性能好
(a) 平行粗钢筋束 (b) 平行（半平行）钢丝束（镀锌钢丝7mm） (c) 平行（半平行） 钢铰线束 （钢铰线） (d) 单股钢铰缆 （各层镀锌钢丝绕芯丝扭转而成） (e) 封闭式钢缆 （Z形镀芯钢丝组成封闭索）
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.4 塔梁索锚固体系
1、顶板锚固式 斜拉索直接锚固在截面中部箱梁顶板上，并与一对斜撑 连接，斜撑作为受拉杆件将索力传递到整个截面，用于箱内 具有加劲斜杆的单索面斜拉桥。 斜拉索在梁上的锚固方式
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.4 塔梁索锚固体系
2、箱内锚块 式 锚固块位于顶板之下与两个腹板之间，垂直分力通过锚 固块左右的腹板传递。适用于双索面分离双箱或单索面整体 箱。 斜拉索在梁上的锚固方式
8.1.2 斜拉桥的分类——按斜拉索的锚固方式
（3）部分地锚式斜拉桥 • 部分地锚式斜拉桥是将边跨部分斜拉索锚固在主梁上、 另一部分锚固桥台上的斜拉桥。 • 桥台要求大，一般会做重力式桥台，由桥台重力平衡拉 索索力。 特殊地形才会建设。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.1 主梁
斜拉桥主梁是以承受压力和弯矩为主的偏心受压构 件，具有以下特点： 1、跨越能力大。斜拉索是主梁的弹性支座，使主梁跨度 减小，节约材料并增大了桥梁的跨越能力 2、建筑高度小。斜拉桥主梁均等高，可增大桥下净空。 3、主梁为压弯构件，斜拉索的水平分力相当于混凝土梁 的预压力，可提高抗裂性能。 4、通过调整索力，对主梁内力进行调整，可以得到最优 恒载内力状态。 5、可以采用传统施工方法，如悬臂施工等。
塔梁固结体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（4）刚构体系：塔、梁、墩固结
• 主梁与塔、墩固结形成整体，其结构形式是有弹性支承 的连续刚构。 • 特点：便于平衡对称施工，抵抗跨中变形的刚度较大
刚构体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
8.1.2 斜拉桥的分类——按斜拉索的锚固方式
最后将冷铸锚头放入加热炉中养生，
加热温度为150度，由于这种锚是在 常温下浇铸填料，因此称为冷铸锚。
§ 8.2 斜拉桥的构造
8.2.3 斜拉索
夹片式锚： 分散安装主要采用钢绞线配夹片式锚的形式。
夹片式锚是由带锥孔的锚板和夹片组成，张拉时，每个锥孔
穿进一根钢绞线，张拉后各自用夹片将孔中的钢绞线抱夹锚 固，各锥孔成立一个独立的锚固单元。