0804斜拉桥与悬索桥.ppt

模块编号】MU-07-04MU-07-04Modular Unit-0704 斜斜 拉拉 桥桥 与与 悬悬 索索 桥桥1【模块编号】MU-07-04MU-07-04主主 要要 内内 容容1、斜拉桥的组成与构造类型、斜拉桥的组成与构造类型2、斜拉桥的结构体系、斜拉桥的结构体系3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸、斜拉桥的总体布置与构造尺寸4、斜拉桥内力计算简介、斜拉桥内力计算简介5、部分斜拉桥简介、部分斜拉桥简介6、悬索桥的一般特点、悬索桥的一般特点7、悬索桥的主要结构类型、悬索桥的主要结构类型 8、悬索桥与斜拉桥的比较、悬索桥与斜拉桥的比较9、悬索桥的一般构造、悬索桥的一般构造2【模块编号】MU-07-04MU-07-041、斜拉桥的组成与构造类型、斜拉桥的组成与构造类型1-1、斜拉桥的主要构件：、斜拉桥的主要构件：主梁、拉索、索塔主梁、拉索、索塔3【模块编号】MU-07-04MU-07-041-2、斜拉桥的构类型、斜拉桥的构类型1）根据斜索立面布置形状分类：）根据斜索立面布置形状分类：辐射式、竖琴式、扇式、星式辐射式、竖琴式、扇式、星式4【模块编号】MU-07-04MU-07-041-2、斜拉桥的类型（续、斜拉桥的类型（续1））2）根据斜索位置（索面数量）分类：）根据斜索位置（索面数量）分类：单索面（中间）、单索面（中间）、双索面（两侧）双索面（两侧）◎◎竖直、倾斜索面竖直、倾斜索面5【模块编号】MU-07-04MU-07-041-2、斜拉桥的类型（续、斜拉桥的类型（续2））3）根据塔柱的形状、数量分类）根据塔柱的形状、数量分类独塔、双塔、多塔（极少）独塔、双塔、多塔（极少）独柱独柱双柱双柱门式门式斜腿门式斜腿门式 倒倒V(A)宝石宝石拐脚式拐脚式倒倒Y马马 拉拉 开开 波波 桥桥6【模块编号】MU-07-04MU-07-041-2、斜拉桥的类型（续、斜拉桥的类型（续3））4）根据主梁材料分类：）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7【模块编号】MU-07-04MU-07-042、斜拉桥的结构体系、斜拉桥的结构体系2-1、边界条件、边界条件飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系8【模块编号】MU-07-04MU-07-042-2、稀索体系与密索体系、稀索体系与密索体系•索距的影响索距的影响 ～～ 决定梁高的主要因素决定梁高的主要因素 ～～ 密索梁高较小密索梁高较小～现代斜拉桥均采用密索。

～现代斜拉桥均采用密索9【模块编号】MU-07-04MU-07-042-3、特殊构造措施、特殊构造措施1）锚墩及辅助墩）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；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（力与变位（50%）；）；2）尾索（背索））尾索（背索） ～塔柱与锚墩相连的拉索；～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；～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；～主跨活载增加背索应力，边跨减少；10【模块编号】MU-07-04MU-07-043、斜拉桥的总体布置与构造尺寸、斜拉桥的总体布置与构造尺寸3-1、边跨与主跨比、边跨与主跨比 对于三跨斜拉桥，边跨对于三跨斜拉桥，边跨/主跨主跨≈0.4; 对于二跨斜拉桥，边跨对于二跨斜拉桥，边跨/主跨主跨≈0.6;3-2、梁高、梁高 ◎◎与主梁结构型式、断面型式、索距（纵、横）有关；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一般稀索体系为跨径的1/40~1/70；；• 密索体系梁高为跨径的密索体系梁高为跨径的1/70~1/2003-3、塔柱、塔柱塔柱高度与拉索的倾角有关，塔柱高度与拉索的倾角有关，塔柱高度一般为主梁跨径的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拉索倾角一般保持在30°~60°；；11【模块编号】MU-07-04MU-07-044、斜拉桥内力计算简介、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）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；施工期间一次到位，成桥后微调；2）活载、附加内力计算；）活载、附加内力计算；3）对大跨度抗风、抗震起决定作用；）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；）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；拉索的疲劳及锚固区应力分析；5）应考虑非线性影响）应考虑非线性影响6）拉索使用应力幅度安全系数为）拉索使用应力幅度安全系数为2.512【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】国内主要斜拉桥的分跨布置国内主要斜拉桥的分跨布置13【模块编号】MU-07-04MU-07-04位于日本位于日本Nishi-Seto高速公路上的高速公路上的Tatara桥桥【附】【附】世界第一斜拉桥－多多罗大桥世界第一斜拉桥－多多罗大桥14【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】法国法国Normandy桥桥15【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】南京南京.长江二桥～南汊主桥长江二桥～南汊主桥16【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】南京南京.长江二桥～南汊主桥长江二桥～南汊主桥〖纵向俯视〖纵向俯视〗〗17【模块编号】MU-07-04MU-07-04南京长江二桥～南汊主桥：双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，全长南京长江二桥～南汊主桥：双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，全长1238m。

桥跨布置为桥跨布置为58.5+246.5+628+246.5+58.5m，两边跨各设一辅助墩，两边跨各设一辅助墩 【附】【附】南京南京.长江二桥～南汊主桥长江二桥～南汊主桥〖施工中〗〖施工中〗18【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】南京南京.长江二桥～南汊主桥长江二桥～南汊主桥〖合拢〗〖合拢〗19【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】武汉武汉.白沙洲大桥白沙洲大桥20【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】福州福州.青州闽江大桥青州闽江大桥全长全长2590m,其中正桥其中正桥1185m主跨605m,主塔高主塔高175m,桥宽桥宽29.5m21【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】上海上海.杨浦大桥杨浦大桥22【模块编号】MU-07-04MU-07-04【附】【附】汕头汕头.礐石大桥礐石大桥23【模块编号】MU-07-04MU-07-045、部分部分斜拉桥简介、部分部分斜拉桥简介力学特点及其优点力学特点及其优点◎◎目前一般采用塔梁固结的结构形式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力学特点更接近连续梁桥◎◎在结构上采用了拉索的形式在结构上采用了拉索的形式•故故可可看看作作通通过过索索塔塔的的高高度度将将体体内内预预应应力力筋筋移移出出梁梁体体外外，，使使其其与与梁梁体体形形成成了了一一个个水水平平夹夹角角，，以以拉拉索索的的竖竖向向分分力力对对主主梁梁作作弹弹性支承。

性支承◎◎从结构体系看从结构体系看•连续梁以主梁受弯为主；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；斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主；•而而有有矮矮塔塔的的部部分分斜斜拉拉桥桥拉拉索索布布置置的的区区域域特特点点，，则则使使主主梁梁承承受受以压、弯为主以压、弯为主◎◎部部分分斜斜拉拉桥桥由由于于承承受受部部分分弯弯矩矩也也需需要要配配置置部部分分合合理理的的预预应应力力筋筋（（数数量量少少于于连连续续梁梁）），，以以保保证证主主梁梁的的拉拉、、压压应应力力能能满满足足主主梁梁的的安安全工作要求全工作要求24【模块编号】MU-07-04MU-07-04【属于【属于5 5】】战备大桥立面图战备大桥立面图（尺寸单位：cm）25【模块编号】MU-07-04MU-07-046、悬索桥的、悬索桥的一般特点一般特点◎◎由古老的索桥演变而来；由古老的索桥演变而来；◎◎主要承重结构：缆索（含吊杆）、塔、锚碇；主要承重结构：缆索（含吊杆）、塔、锚碇；◎◎缆索几何形状：缆索几何形状：由力的平衡条件决定，一般接近抛物线；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；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：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。

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，是目前跨径超过跨越能力无与伦比，是目前跨径超过1000m的唯一的唯一桥型26【模块编号】MU-07-04MU-07-047、悬索桥的主要结构类型、悬索桥的主要结构类型 a· 柔式悬索桥：柔式悬索桥：～不设加劲梁；～不设加劲梁；～～只只在在活活载载与与恒恒载载的的比比值值不不大大时时适适用用——如如人人行行桥桥或或(早期的早期的)主缆很大的主缆很大的b· 单跨悬吊单跨悬吊～～仅仅主主跨跨悬悬吊吊，，并并在在主主跨跨上上设加劲梁设加劲梁～～如如存存在在边边跨跨，，则则边边跨跨独独立立（简支于桥塔）简支于桥塔）c· 三跨悬吊简支体系三跨悬吊简支体系～加劲梁为三跨简支梁～加劲梁为三跨简支梁27【模块编号】MU-07-04MU-07-047、悬索桥的主要结构类型、悬索桥的主要结构类型（续）（续）d· 三跨悬吊连续体系三跨悬吊连续体系～加劲梁为三跨连续梁～加劲梁为三跨连续梁e· 自锚式悬索桥：自锚式悬索桥：～～与与组组合合体体系系中中的的系系杆杆拱拱相似，相似，～～悬悬索索水水平平拉拉力力不不传传给给锚锚碇而传给加劲梁碇而传给加劲梁。

f· 缆缆索索中中段段同同加加劲劲桁桁架架的的上弦合为一体上弦合为一体28【模块编号】MU-07-04MU-07-048、悬索桥与斜拉桥的比较、悬索桥与斜拉桥的比较8-1、结构受力方面、结构受力方面◎◎悬索桥：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，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；加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用；采采用用地地锚锚时时，，加加劲劲梁梁中中不不受受轴轴向向力力作作用用，，由由加加劲劲梁梁自自重重引引起的恒载内力较小起的恒载内力较小◎◎斜拉桥斜拉桥由由斜斜拉拉索索与与主主梁梁共共同同承承受受荷荷载载，，斜斜拉拉索索的的纵纵桥桥向向水水平平分分力力在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大◎◎悬悬索索桥桥只只有有通通过过调调整整垂垂跨跨比比才才能能改改变变主主缆缆的的恒恒载载内内力力，，而而斜斜拉拉桥桥可可直直接接通通过过张张拉拉斜斜拉拉索索就就能能调调整整索索、、梁的恒载内力梁的恒载内力29【模块编号】MU-07-04MU-07-048、悬索桥与斜拉桥的比较、悬索桥与斜拉桥的比较（续（续1））8-2、材料方面、材料方面◎◎（大跨度）悬索桥（大跨度）悬索桥加劲梁多采用自重较轻的钢材。

加劲梁多采用自重较轻的钢材◎◎斜拉桥斜拉桥主梁材料可以是钢、混凝土或钢－混凝土结合主梁材料可以是钢、混凝土或钢－混凝土结合8-3、刚度方面、刚度方面◎◎悬索桥：悬索桥：竖竖向向刚刚度度较较小小，，且且基基本本由由主主缆缆提提供供；；调调整整其其竖竖向向刚刚度度的的方法主要靠调整主缆的恒载拉力方法主要靠调整主缆的恒载拉力◎◎斜拉桥：斜拉桥：～～竖竖向向刚刚度度由由斜斜拉拉索索与与主主梁梁共共同同提提供供，，相相对对于于悬悬索索桥桥而而言，刚度可以较大；言，刚度可以较大；～～斜斜拉拉桥桥的的主主梁梁刚刚度度对对结结构构刚刚度度的的影影响响较较大大；；改改变变斜斜拉拉桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度30【模块编号】MU-07-04MU-07-048、悬索桥与斜拉桥的比较、悬索桥与斜拉桥的比较（续（续2））8-4、施工方面、施工方面◎◎悬索桥：悬索桥：～～施施工工顺顺序序是是锚锚碇碇、、桥桥塔塔、、主主缆缆、、吊吊索索、、加加劲劲梁梁，，施工需要的机械、技术和工艺相对较简单；施工需要的机械、技术和工艺相对较简单；～～结结构构的的线线形形主主要要取取决决于于主主缆缆线线型型和和吊吊杆杆长长度度，，因而施工控制相对比较简单。

因而施工控制相对比较简单◎◎斜拉桥斜拉桥～～在在施施工工中中将将发发生生多多次次的的结结构构体体系系转转换换，，必必须须严严格格控控制制结结构构的的线线形形和和拉拉索索索索力力，，施施工工控控制制较较复复杂、技术难度相对较大杂、技术难度相对较大31【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造◎◎扁平钢箱加劲梁扁平钢箱加劲梁32【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造（续（续1））a)a)重力式重力式b)b)隧洞式隧洞式◎◎锚碇形式锚碇形式33【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造（续（续2））a)a)刚性支架刚性支架c) c) 摇杆支架摇杆支架b) b) 柔性支架柔性支架◎◎主缆支架主缆支架34【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造（续（续3））◎◎吊杆与主缆及加劲梁的连接、索夹吊杆与主缆及加劲梁的连接、索夹35【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造（续（续4））◎◎塔顶鞍座塔顶鞍座36【模块编号】MU-07-04MU-07-049、悬索桥的构造、悬索桥的构造（续（续5））◎◎散索鞍散索鞍37。