第二篇 混凝土斜拉桥(第二章).ppt

第二章 混凝土斜拉桥构造 2006.06.12 第一节 拉索的种类、构造及防护 拉索基本要求：抗疲劳性能、耐久性、抗腐蚀性 拉索的组成：钢索、锚具 钢索：钢丝（平行或半平行）、钢绞线、高强度钢筋（早期、很少采用） 钢 索 高强钢筋 标准强度不低于1470MPa，由带孔定位板隔离，外套聚乙烯管，内压浆；出厂长度短，需接长。 钢丝索 平行钢丝股索（PWS）：若干钢丝顺直形成六面体钢丝股索，一索由若干钢丝股索组成； 平行钢丝索（PWC）：直接由若干平行钢丝形成索； 半平行钢丝索：由若干平行钢丝并拢，作同心同向轻度扭转2°～4°形成； 钢 索 钢绞线索 平行钢绞线索：若干平行排列的钢绞线布置成正六角形截面 半平行钢绞线索：与平行钢绞线索相同，只是排列后再轻度扭绞而成。 封闭式钢缆：由多层圆形钢丝组成的单股钢绞缆，外逐层绞裹梯形截面的钢丝，形成的一根粗大的钢缆。 单股钢绞缆： 二、拉索端部的锚具 拉索锚具：热铸锚、镦头锚、冷铸锚、夹片式群锚 锚具的组成：锚杯、锚圈、锚垫板、填充 固化料、防漏板及夹片 拉索的风雨振及减震措施 1984年，日本Hikami观察到直径140mm的斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm。Aratsu桥在建造时就时有强烈的索振动，观测到的最大幅值为300mm，大约是直径的二倍。法国的布鲁东桥、泰国的RamaIX桥、日本的名港西大桥报道的拉索振幅甚至大到相邻拉索发生碰撞的程度。国内杨浦大桥尾索在风雨共同作用下也曾发生强烈振动，其最大振幅超过1米。 拉索的风雨振及减震措施 日本研究人员Hikami首先观察到拉索的风雨激振。实际的拉索结构的风雨激振有如下特点： (1)在大、中、小雨状况下皆可能发生拉索的风雨激振，发生大幅振动的风速一般为8-15m/s。 (2)长索发生风雨激振的可能性较大，而靠近塔柱处的短索发生这一振动的可能性较小； (3)一般发生在PE包裹的拉索，拉索直径一般为140mm～200mm； (4)振动常以“拍”的形式出现，频率成分较多，但以基频为主。振幅很大； (5)在一座桥上，常以多根索同时出现风雨激振。 拉索的风雨振及减震措施 目前对拉索的风雨激振的机理已有比较一致的认识:雨水在拉索表面形成雨线，这一雨线改变了拉索原本为圆形的截面。从而使其由稳定的气动外形变为不稳定的气动外形。但这一雨线的形状，它在索表面上的位置，以及这两个重要因素与风速、风向以及拉索振动的幅度之间的藕合关系，是目前尚未解决的问题。 拉索的风雨振及减震措施 斜拉索风雨激振的减振措施分为空气动力学措施和被动控制措施两方面。 空气动力学措施：通过优化斜拉索的外形，使其具有良好的空气静、动力特性，从一定程度上消除某些能使其产生气动不稳定的因素，因此是斜拉索抗风设计中应优先考虑的措施。目前常采用的气动措施有：斜拉索表面附设螺旋肋条、斜拉索表面设置平行肋条、表面带凹坑或凸点的斜拉索。 被动控制措施：安装减振辅助索和减振阻尼器等。其中，磁流变阻尼器具有能够调节输入电压，使每根拉索处于最优阻尼状态下工作，且不受环境温度等的影响等优点，起到了很好的减振效果。 第二节 混凝土斜拉桥设计 一、混凝土主梁的总体布置 （一）主梁的立面布置 结构体系和布置 根据梁、塔、墩、索不同组合以及主梁的支承方式； 拉索的锚固方式。 主梁的边跨与主跨之比 独塔双跨式；0.25～0.5； 双塔三跨式：0.5～1.0 主梁端部处理 边跨端部增大截面； 压重； 设置端锚索（背索）。 主梁高度沿跨长的变化 以等截面型式为主 一、混凝土主梁的总体布置 （二）横截面布置 1、主梁横截面型式 应充分考虑抗风稳定性，特别是风振问题 选用何种截面，应结合拉索布置（单索面、双索面） 2、横断面布置 主要考虑索面布置、施工方法。 二、主要尺寸拟定 1、主梁高度h 从提高主梁横向抗风稳定性分析，主梁全宽B与主梁高度h的比值宜大于等于8。 2、主梁横截面全宽B（梁宽B） 行车道宽度 人行道宽度 拉索布置 横截面布置 抗风稳定性 提高抗风稳定性要求，B/L2（主跨）大于等于1/30。 3、横梁、桥面板尺寸、主梁细部尺寸 按局部荷载作用确定横梁和桥面板尺寸。 三、钢筋（束）的布置 1、斜拉桥砼主梁是受轴力、弯矩和剪力构件，除了配置非预应力钢筋外，还需配置各种受力的预应力钢筋。计算与砼构件相同。 2、拉索与主梁的锚固区段应力状态复杂，在计算基础上，配筋适当加强。 3、纵向预应力筋不必沿主梁通长布置，根据受力分段布置。沿横向中间稀侧边密。 4、横向预应力筋：为克服局部应力、拉索横张力及宽桥面横梁受力，需设置横向预应力筋. 5、预应力度－施加预应力的大小及范围 砼主梁预应力束的配置可据主梁受力情况、经济性原则、施工方法等因素采用不同的预应力度。 四、钢－混凝土结合梁的构造特点