0804 斜拉桥与悬索桥.ppt

Modular Unit-0704 斜 拉 桥 与 悬 索 桥 主 要 内 容 1、斜拉桥的组成与构造类型 2、斜拉桥的结构体系 3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸 4、斜拉桥内力计算简介 5、部分斜拉桥简介 6、悬索桥的一般特点 7、悬索桥的主要结构类型 8、悬索桥与斜拉桥的比较 9、悬索桥的一般构造 1、斜拉桥的组成与构造类型 1-1、斜拉桥的主要构件： 主梁、拉索、索塔 1-2、斜拉桥的构类型 1）根据斜索立面布置形状分类： 辐射式、竖琴式、扇式、星式 1-2、斜拉桥的类型（续1） 2）根据斜索位置（索面数量）分类： 单索面（中间）、 双索面（两侧） ◎竖直、倾斜索面 1-2、斜拉桥的类型（续2） 3）根据塔柱的形状、数量分类 独塔、双塔、多塔（极少） 1-2、斜拉桥的类型（续3） 4）根据主梁材料分类： 主梁材料： 预应力混凝土、 组合结构斜拉桥 叠合梁、钢-混凝土、钢管混凝土、 钢斜拉桥 2、斜拉桥的结构体系 2-1、边界条件 飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系 2-2、稀索体系与密索体系 索距的影响 ～ 决定梁高的主要因素 ～ 密索梁高较小 ～现代斜拉桥均采用密索。 2-3、特殊构造措施 1）锚墩及辅助墩 ◎锚墩一般采用柔性墩，上端铰接下端与基础固结，墩顶与主梁共同水平变位，设抗拉措施； ◎辅助墩加强主梁刚度，减少跨中挠度，降低塔柱的内力与变位（50%）； 2）尾索（背索） ～塔柱与锚墩相连的拉索； ～可约束塔顶位移，有利于减少平衡重； ～主跨活载增加背索应力，边跨减少； 3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸 3-1、边跨与主跨比 对于三跨斜拉桥，边跨/主跨≈0.4; 对于二跨斜拉桥，边跨/主跨≈0.6; 3-2、梁高 ◎与主梁结构型式、断面型式、索距（纵、横）有关； 一般稀索体系为跨径的1/40~1/70； 密索体系梁高为跨径的1/70~1/200 3-3、塔柱 塔柱高度与拉索的倾角有关， 塔柱高度一般为主梁跨径的1/4~1/5， 拉索倾角一般保持在30°~60°； 4、斜拉桥内力计算简介 1）恒载计算，索力可反复调整，目前可采用 ： 施工期间一次到位，成桥后微调； 2）活载、附加内力计算； 3）对大跨度抗风、抗震起决定作用； 4）主梁的抗扭刚度要满足，进行稳定分析； 拉索的疲劳及锚固区应力分析； 5）应考虑非线性影响 6）拉索使用应力幅度安全系数为2.5 【附】国内主要斜拉桥的分跨布置 【附】南京.长江二桥～南汊主桥 【附】武汉.白沙洲大桥 【附】福州.青州闽江大桥 【附】汕头.礐石大桥 5、部分部分斜拉桥简介 力学特点及其优点 ◎目前一般采用塔梁固结的结构形式 ◎力学特点更接近连续梁桥 ◎在结构上采用了拉索的形式 故可看作通过索塔的高度将体内预应力筋移出梁体外，使其与梁体形成了一个水平夹角，以拉索的竖向分力对主梁作弹性支承。 ◎从结构体系看 连续梁以主梁受弯为主； 斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主； 而有矮塔的部分斜拉桥拉索布置的区域特点，则使主梁承受以压、弯为主。 ◎部分斜拉桥由于承受部分弯矩也需要配置部分合理的预应力筋（数量少于连续梁），以保证主梁的拉、压应力能满足主梁的安全工作要求。 【属于5】战备大桥立面图（尺寸单位：cm） 6、悬索桥的一般特点 ◎由古老的索桥演变而来； ◎主要承重结构：缆索（含吊杆）、塔、锚碇； ◎缆索几何形状： 由力的平衡条件决定，一般接近抛物线； ◎从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住； ◎桥面和吊杆之间通常设置加劲梁： 同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。 ◎跨越能力无与伦比，是目前跨径超过1000m的唯一桥型。 7、悬索桥的主要结构类型 a· 柔式悬索桥： ～不设加劲梁； ～只在活载与恒载的比值不大时适用——如人行桥或(早期的)主缆很大的。 b· 单跨悬吊 ～仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁 ～如存在边跨，则边跨独立（简支于桥塔）。 c· 三跨悬吊简支体系 ～加劲梁为三跨简支梁。 7、悬索桥的主要结构类型（续） d· 三跨悬吊连续体系 ～加劲梁为三跨连续梁。 e· 自锚式悬索桥： ～与组合体系中的系杆拱相似， ～悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲梁。 f· 缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。 8、悬索桥与斜拉桥的比较 8-1、结构受力方面 ◎悬索桥： 主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力传给锚固体系， 加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用； 采用地锚时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引起的恒载内力较小。 ◎斜拉桥 由斜拉索与主梁共同承受荷载，斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大。 ◎悬索桥只有通过调整垂