斜拉桥结构组成及设计
52页1、第二章 斜拉桥的构造 第一节 主梁构造 第二节 索塔构造 第三节 拉索构造,第一篇 混凝土斜拉桥,第一节 主梁构造 主梁作用体现三个方面: 1)将结构重力和可变作用传给拉索; 2)承受拉索的轴向压力,需有足够的刚度防止压屈; 3)抵抗横向风荷载和地震作用。,第二章 斜拉桥的构造,斜拉桥主梁材料类型分类,除少数在索塔附近梁高变化外,通常采用等高度梁。 高跨比h/L :双索面1/1001/150;单索面1/501/100。 宽高比B/h 8 提高主梁横向抗风稳定性。 后面将介绍砼主梁常用的截面形式。,第二章 斜拉桥的构造,梁桥 混凝土T梁: h/L=1/8-1/16 预应力混凝土结构:T型截面:h/L=1/12-1/15箱型截面:h/L=1/15-1/18变截面连续梁:支点位置, H1/L=1/16-1/18 跨中H2/H1=1/1.5-1/2.5 连续刚构(箱梁):支点位置, H1/L=1/16-1/20 跨中H2/H1=1/2.5-1/3.5,拱桥 石拱桥 h=k L1/3 =4.5-6.0 随矢跨比减小而增大 k=1.01.2(汽-10 汽-20)钢筋混凝土板拱: h/L=1/60-
2、1/70工字型肋拱:肋高 h/L=1/25-1/35箱肋:肋高 h/L=1/50-1/70箱拱:h/L=1/55-1/75 拱桥宽度1/25L,第二章 斜拉桥的构造,一、实体梁式和实体板式主梁 实体梁式主梁: 两个分离主梁间由混凝土桥面板及横梁连接,拉索锚固在主梁中心处。,第二章 斜拉桥的构造,实体板式主梁:纯板式和矮梁式截面。 矮梁式指主梁位于两边,梁高相对桥宽很小,主梁间有横梁和桥面板相连。 边主梁截面带有风嘴尖角,适应抗风要求。 拉索直接锚固在边主梁下面。,图a)为希腊Evripos桥,主跨215m,高垮比=1/478,板高45cm,第二章 斜拉桥的构造,二、箱形截面: 抗弯和抗扭刚度大,能适应各种斜索布置; 可形成单箱式或分离式的双箱式截面,适应不同桥宽需要。,单箱式截面,跨越塞纳河的法国普鲁东纳桥,跨径143+320+143m,第一座单索面砼斜拉桥。 一个中央索面与预制构件做成的箱形加劲梁相连结。,第二章 斜拉桥的构造,法国普鲁东纳桥,双索面箱梁常以分离式的两个箱体锚固于拉索,两箱间为整体桥面板,横截面外侧做成风嘴状,具有良好抗风性能。,第二章 斜拉桥的构造,分离式的双箱式截
3、面,美国P-K桥(Pasco-Kennewick,主跨299m,1978年)采用三角形双箱梁,全漂浮体系斜拉桥,主梁仅2.0m。,第二章 斜拉桥的构造,斜拉桥混凝土主梁的断面形式分类,第二章 斜拉桥的构造,双索面与单索面的三室箱梁有所不同。 双索面将两个中间竖腹板尽量拉大,使中室大于边室,以取得较大的截面横向惯性矩; 单索面,则将其尽量靠拢,以便将斜索锚固于较小的中室内。,第二章 斜拉桥的构造,挪威Skarnsunddet桥采用三角形箱形截面,主跨530m,三角形箱梁截面不仅抗弯、抗扭刚度大,并且抗风,适用于双索面与单索面体系。,主跨和边跨主梁设计理念是不同的: 主跨必须有良好的动力特性,自重较轻。 边跨拉索起稳定塔的作用,边跨应具有克服上提力功能,通过边跨自重设辅助墩来解决。,第二章 斜拉桥的构造,斜拉桥主梁断面与索面布置关系,第二节 索塔构造 索塔通过拉索对主梁起弹性支承作用。 索塔设计应满足强度、刚度和稳定性要求。 索塔是以受压为主的压弯构件,索塔趋向于混凝土材料。,第二章 斜拉桥的构造,城市中的斜拉桥,还从造型、景观及与环境协调等要求来确定索塔的结构型式。,第二章 斜拉桥的构造
4、,一、索塔组成 组成索塔的主要构件:塔柱,塔柱间的横梁。,第二章 斜拉桥的构造,横梁可分为承重横梁与非承重横梁。 承重横梁:为设置主梁支座处、塔柱转折处的横梁; 非承重横梁:为塔顶横梁和塔柱无转折的中间横梁。 所有的塔柱、横梁共同参与风力、地震及汽车荷载作用。,第二章 斜拉桥的构造,二、混凝土塔构造 塔柱截面分成两类: 矩形 非矩形截面。,第二章 斜拉桥的构造,采用实心矩形截面时,拉索穿过塔柱交错锚固于塔轴线两侧。也可把塔柱截面变成H形。 采用空心矩形截面时,拉索锚固箱室中,箱室内壁增设锚固用的锯齿形凸块,或在箱内设置钢横梁来锚固。,第二章 斜拉桥的构造,非矩形截面塔柱包括五角形、六角形、八角形等,可采用实心,也可采用空心截面。 空心截面需在每一层拉索锚头处增设水平隔板,作用有二: 1、有利于将索力传递到塔柱全截面上; 2、在施工阶段和养护时可作为工作平台。,拉索须具备抗疲劳性、耐久性和抗腐蚀性。 拉索包括钢索和两端锚具两部分,钢索承受拉力,锚具传递索力。,一、拉索构造 拉索由高强度钢丝或钢绞线制作。 组成钢索的钢丝、钢绞线要排列整齐、规则; 钢索断面应紧密并易于成型,受力均匀; 钢索
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