第二篇混凝土斜拉橋(第一章)

1、第二篇 混凝土斜拉橋第一章 概述第一節(jié) 概述基本概念o斜拉橋，又稱(chēng)斜張橋，屬組合體系o組成：主梁、拉索、索塔o主梁：軸向力（密索體系）、受彎（稀索體系）o支撐體系：拉索（受拉），起主梁中的彈性支撐作用，顯著減小主梁彎矩，減小截面尺寸，增大跨徑o索塔：受壓斜拉橋的發(fā)展(國(guó)外)o17世紀(jì)o19世紀(jì)20年代，斜拉橋坍塌o20世紀(jì)30年代，Dischinger（德國(guó)），第一座現(xiàn)代斜拉橋STomsund（鋼主梁，1955），瑞典o德國(guó)：主跨260m，（Theoder Heuss），北萊茵河橋（鋼斜拉橋）o早期斜拉橋特點(diǎn)：鋼主梁、稀索斜拉橋的發(fā)展(國(guó)外)o1962年,委內(nèi)瑞拉,馬拉開(kāi)波橋,160+5*23

2、5+160m,第一座現(xiàn)代混凝土斜拉橋,稀索o1998,日本多多羅大橋,890m,鋼斜拉橋(主梁為鋼箱梁)o法國(guó),諾曼底大橋,主跨856m,主跨鋼梁/邊跨混凝土梁斜拉橋的發(fā)展(國(guó)內(nèi))o20世紀(jì)70年代,1975,1976建成兩座混凝土試驗(yàn)橋o1993年,上海楊浦大橋,L=602m,結(jié)合梁斜拉橋o1996,重慶長(zhǎng)江二橋,L=444m,混凝土斜拉橋o在建:蘇通長(zhǎng)江大橋,L=1088m混凝土斜拉橋的發(fā)展階段o稀索:主梁為彈性支承連續(xù)梁o中密索:彈性支承梁&承受較大軸向力o密索:承受強(qiáng)大軸向力,是一個(gè)壓彎構(gòu)件法國(guó)諾曼底大橋Alamillo_Bridgebrotonne_bridge日本多多羅大橋

3、香港昂船洲大橋第二節(jié) 總體布置及結(jié)構(gòu)體系一、總體布置（一）橋跨布置1、雙塔三跨式2、獨(dú)塔雙跨式3、輔助墩及外邊孔（二）索塔高度（三）拉索布置1、拉索在空間的布置型式2、拉索在索面內(nèi)的布置型式3、拉索間距4、拉索傾角（四）主梁布置(一)橋跨布置o雙塔三跨式雙塔三跨式控制因素：邊跨與中跨之比o全橋剛度、拉索的疲勞強(qiáng)度、錨固墩承載能力o為減小跨中撓度，宜選用小于0.5o常用0.250.5，0.4（經(jīng)濟(jì)角度）o當(dāng)跨比小于0.5，邊跨應(yīng)設(shè)置端錨索（邊索）o端錨索作用端錨索作用：平衡兩跨間的索力差，控制塔頂變位1)部分地錨式：如鄖陽(yáng)漢江大橋（L414m）(一)橋跨布置o獨(dú)塔雙跨式獨(dú)塔雙跨式控制因素：邊跨與

4、中跨之比o等跨/不等跨o等跨：不設(shè)端錨索，不能有效約束塔頂位移，在受力、變形等不能發(fā)揮斜拉橋的優(yōu)勢(shì)o不等跨：跨比0.51.0o不對(duì)稱(chēng)布置：通過(guò)壓重、錨固，使邊跨橋墩（臺(tái)）處于受壓狀態(tài)；1)不等跨：通過(guò)端錨索減小塔頂變位(一)橋跨布置o輔助墩輔助墩o依邊孔高度、通航要求、施工安全、全橋剛度及經(jīng)濟(jì)和使用而定o作用：減小塔頂水平位移、主梁跨中撓度、塔根彎矩、邊跨主梁彎矩，增強(qiáng)施工期安全。o受力：a)受拉時(shí)：減小主跨彎矩和撓度；b)受壓時(shí)：減小邊跨主梁彎矩o設(shè)置位置：由跨中撓度影響線確定，同時(shí)考慮索距和施工要求；1)數(shù)量：1根最有效；2根以上不明顯。(一)橋跨布置o外邊孔外邊孔o(hù)方法：將引孔與斜拉橋主

5、梁連續(xù)o作用：減小端錨索應(yīng)力集中；緩和端支點(diǎn)的負(fù)反力；減小主梁和索塔的內(nèi)力、位移，增強(qiáng)全橋剛度；o效果：不如端錨索；o注意事項(xiàng)：在地震地區(qū)，應(yīng)慎重考慮。（二）索塔高度o從橋面算起，不包括建筑造型或觀光需要的塔頂高度o與下列因素有關(guān)1）主跨跨徑o索面型式（輻射式、豎琴式、扇式）o拉索間距2)拉索傾角（二）索塔高度o拉索傾角與拉索垂直分量、塔高、材料用量的關(guān)系拉索傾角小，塔低，拉索垂直分力小，對(duì)主梁彈性支承作用小，增加拉索用量；拉索傾角大，塔高，拉索垂直分力大，對(duì)主梁彈性支承作用大，拉索用量小，但拉索和塔的用量增加；（二）索塔高度o雙塔三跨式：H/L20.180.25o獨(dú)塔兩跨式：H/L20.30

6、0.45o通常：宜選用高值，降低拉索用量，減少跨中撓度，增強(qiáng)全橋剛度o特大跨：選用較高值，同時(shí)加強(qiáng)端錨索，增強(qiáng)全橋剛度（三）拉索布置1、拉索在空間的布置型式o空間：?jiǎn)嗡髅?，雙索面o雙索面：豎直、傾斜（三）拉索布置o優(yōu)點(diǎn)單索面：簡(jiǎn)潔、有序雙索面：能夠提供抗扭剛度，對(duì)主梁剛度要求不高；傾斜雙索面：還具有良好的抗風(fēng)穩(wěn)定性（適用于特大跨）o缺點(diǎn)單索面：不起抗扭作用，要求主梁有強(qiáng)大的抗扭剛度；需要占用橋面寬度；雙索面：無(wú)序（三）拉索布置2、拉索在索面內(nèi)的布置型式o輻射式o豎琴式o扇式（三）拉索布置3、拉索間距o指索面內(nèi)相鄰兩根拉索的間距o稀索布置：索力易調(diào)整，但彎矩剪力較大o密索布置：主梁受壓為主，梁高

7、減小，利于抗風(fēng)抗震，便于懸臂施工及更換，但拉索剛度較小，易產(chǎn)生風(fēng)振問(wèn)題，需增大邊錨索剛度o砼主梁索距：412米o(hù)鋼主梁索距：824米（三）拉索布置4、拉索傾角o拉索與梁軸線之間的夾角o拉索傾角增大，索力減小，但塔高和索長(zhǎng)增加o研究表明：拉索傾角小于45較經(jīng)濟(jì)o邊索傾角宜控制在2545范圍內(nèi)o豎琴形布置：2630o輻射形或扇形布置：2130，25多見(jiàn)（四）主梁布置o連續(xù)體系、非連續(xù)體系o連續(xù)體系：塔梁固結(jié)、梁墩分離；墩塔固結(jié)、塔梁分離；塔梁墩固結(jié)（四）主梁布置o非連續(xù)體系：三跨式斜拉橋，跨中設(shè)掛梁或鉸二、結(jié)構(gòu)體系1、墩塔固結(jié)，塔梁分離漂浮體系多點(diǎn)彈性支承的單跨梁滿載時(shí)墩柱處主梁不出現(xiàn)負(fù)彎矩峰值各

8、截面變形、應(yīng)力變化小，應(yīng)力均勻溫度、收縮、徐變內(nèi)力較小懸臂施工時(shí)需臨時(shí)固結(jié)（類(lèi)似于連續(xù)梁橋）橫向約束能力差，需設(shè)置橡膠支座（用于抗風(fēng)、提高振動(dòng)頻率）二、結(jié)構(gòu)體系2、墩塔固結(jié)，塔梁分離，墩塔處主梁下設(shè)置豎向支承半漂浮體系主梁為跨內(nèi)有多點(diǎn)彈性支承的連續(xù)梁或懸臂梁（即主梁做成連續(xù)體系或非連續(xù)體系）滿載時(shí)墩柱處主梁出現(xiàn)負(fù)彎矩峰值溫度、收縮、徐變內(nèi)力較大二、結(jié)構(gòu)體系3、墩梁固結(jié)、塔墩分離塔梁固結(jié)體系主梁是一根連續(xù)梁或懸臂梁可采用一般橋墩塔柱、主梁溫度應(yīng)力極小顯著減小主梁中央段的軸向拉力需要強(qiáng)大的支座中跨滿載時(shí)，塔頂水平位移增大中跨撓度，邊跨負(fù)彎矩適用于中小跨橋梁二、結(jié)構(gòu)體系4、梁、塔、墩固結(jié)剛構(gòu)體系結(jié)構(gòu)剛度大，主梁、塔柱變形小無(wú)需大噸位支座動(dòng)力性能差固結(jié)處有極大的負(fù)彎矩適合于獨(dú)塔斜拉橋（二）按拉索的錨拉體系不同而形成的結(jié)構(gòu)體系o自錨式斜拉橋自錨式斜拉橋全部拉索錨固在主梁上或延伸孔上；拉索的水平分力由主梁的軸力平衡；設(shè)置在端支點(diǎn)處的端錨索（邊索、背索）受力最大；適用于絕大多數(shù)斜拉橋。o地錨式斜拉橋