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李亚东:斜拉桥 第八章 其他桥型 预应力混凝土连续梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥 内 容 概述(发展与现状) 总体布置 构造特点(梁、索) 计算分析要点 施工方法 斜拉桥图片欣赏 一、概述 主要组成部分-主梁、斜拉索、索塔 按(梁的)材料分类-钢、混凝土、结合梁(叠合梁)与混合梁斜拉桥四类 体系受力 多次超静定结构 从索塔上用若干斜向拉索将梁吊起,使主梁在跨内增加了若干弹性支点,减少了梁内弯矩,降低梁高,提高了梁的跨越能力 只有在斜拉索处于拉紧状态才能充分发挥弹性支撑作用 特点 梁体尺寸较小,受桥下净空和桥面标高的限制少 抗风稳定性比悬索桥好 计算复杂,索与梁或塔的连接构造比较复杂 施工控制等技术要求严格 斜拉桥雏形 斜拉桥雏形(续) 1868年捷克的Franz Joseph桥 1907年法国的Cassagne桥 1925年法国的Lezardrieux桥 斜拉桥雏形(续) 斜拉桥的现状 发展-在20世纪50年代斜拉桥开始得到很快的发展。根据现有资料统计,全世界已建成各类斜拉桥300余座(几乎全是公路桥),我国占1/5左右。 趋势 密索取代稀索 预应力混凝土斜拉桥的兴起 斜拉桥种类的多样化 技术问题 抗风设计(大跨) 抗震设计 斜拉索的使用寿命 中外斜拉桥跨度统计 各类斜拉桥的跨度发展 斜拉桥发展的原因和条件 结构造型新颖(直线感和柔细感) 新材料的应用(高强钢丝,特别是斜拉索卷材) 设计理论和计算技术的进步 施工技术的进步 在400~800m跨度内具有很强竞争力(经济效益) 钢斜拉桥跨度排名前10名 混凝土斜拉桥跨度排名前10名 桥例:香港昂船洲大桥设计(1018m,48亿) 武汉天兴洲公铁两用长江大桥 是国内继武汉、南京、九江、芜湖长江大桥之后的第五座公铁两用长江大桥,也是国内最大的公铁两用大桥 大桥设计为主跨480米双塔双索面斜拉桥,公路桥面以上塔高123米。正桥长4210.85米,正桥加公路引桥全长9510.85米,其中公铁合建部分2367.8米。公路6车道、铁路双线,桥面全宽27米 工程预计今年底动工,2006年底竣工,估算工程总投资约62亿元。 江苏南通“万里长江第一桥”-苏通大桥 江苏省南通市拟建世界上跨径最大的斜拉桥 位于南通农场至苏州(常熟)徐六泾之间,西距南京约280公里,东距长江入海口约100公里。 大桥全长7 600m,其中双塔斜拉桥主跨1 088m,通航净高62m,按6车道高速公路标准设计,桥面设计车速100公里/小时,引桥120公里/小时,南北接线全长约32.2公里 总投资在60亿元左右,今年年底开工建设,约5年时间建成 二、斜拉桥的总体布置 斜拉桥孔跨布置(续) 大跨斜拉桥的立面布置实例 2、主梁的支承体系 斜拉桥在塔处及墩(含辅助墩)处的支承形式对主梁的受力行为以及结构的使用性能影响较大 根据主梁支承条件不同,可分为连续梁和连续刚架等 连续梁式斜拉桥:行车顺畅,变形缝少,便于采用连续梁桥的各种施工方法 连续刚架式便于平衡对称施工,且抵抗中跨变位的刚度较大 3、斜拉索的布置 4、索塔的布置 三、斜拉桥的构造特点 主梁截面形式-与所用材料及索面的布置位置有关 预应力混凝土斜拉桥常用截面 钢梁横截面实例 钢梁横截面(正交异性板) 结合梁横截面实例(续) 2、斜拉索的构造及防护 拉索的构造 平行钢丝股束(Parallel Wire Strand,PWS )-将一定根数(19,37,61,91,127,…)的镀锌钢丝捆扎成股,钢丝顺直无扭转,截面为六角形。图a,一根 平行钢绞线索(Parallel Strand Cable,PSC)-将7丝钢绞线按平行钢丝股束的排列方法,布置成六角形截面。图b 封闭式钢索 ,中心有一些圆钢丝,外面则由几层楔形和Z形的异形钢丝组成,国内没有工程实例,图c 斜拉索的构造及防护(续) 拉索的构造(续) 平行钢丝束(Parallel Wire Cable,PWC)-将一束平行的预应力钢丝放在聚乙烯套管内(压注水泥砂浆等防腐),截面不要求是六角形,使用广泛,图a 超长节距索-80年代初期开始制造,让PWS、PWC产生扭角(<4°),这样可以缠绕在卷筒上,便于运输,图b、c 高强粗钢筋索-国内应用较少 斜拉索的构造及防护(续) 拉索的防护-提高拉索的耐久性,增长使用寿命,减少养护工作 钢丝的防护-涂防锈底漆,电泳涂漆或镀锌,或环氧涂层 拉索的防护-柔性索套,半刚性索套和刚性索套 柔性索套:1、封闭索防护,制作麻烦,费用高;2、平行索用塑料罩套(聚乙烯材料)防护,1980年前后试用的方法,现已不用;3、平行索采用聚乙烯管,在管内压注水泥浆或树脂等,需要压浆设备;4、平行索热挤PE套防护,广泛采用;5、钢绞线索内用PE套管(对每股钢绞线),外用聚乙烯硬管
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