第十章砼斜拉橋1

1、Cable Stayed Concrete Bridges第二篇第二篇 混凝土斜拉橋混凝土斜拉橋Cable Stayed Concrete Bridges (CSCB)第一章第一章 緒論緒論Introduction第二章第二章 混凝土斜拉橋的構(gòu)造混凝土斜拉橋的構(gòu)造Construction of CSCB第三章第三章 混凝土斜拉橋的施工混凝土斜拉橋的施工Erection of CSCB第四章第四章 混凝土斜拉橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算混凝土斜拉橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算 Design and Calculation of CSCB第五章第五章 實(shí)例實(shí)例Examples第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTION第一

2、節(jié) 斜拉橋的發(fā)展Development of Cable-Stayed Bridges 1、斜拉橋的定義2、斜拉橋的組成與特點(diǎn)3、斜拉橋的發(fā)展歷史4、斜拉橋的發(fā)展方向纜索承重橋斜拉橋（Cable-Stayed Bridges ） 懸索橋 (Suspension Bridges) 吊拉組合橋1 1、定義、定義： 由梁、索、塔三類構(gòu)件組成的一種橋面體系以加勁梁受壓（密索）或受彎（稀索）為主，支承體系以斜拉索受拉及橋塔受壓為主的橋梁。斜張橋斜張橋斜拉橋受力特點(diǎn)斜拉橋受力特點(diǎn)d、調(diào)整拉索的拉力可以調(diào)整主梁的內(nèi)力，使主梁的內(nèi)力分布更均勻合理；e、采用懸臂施工不防礙通航；f、高次超靜定的組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3、、設(shè)計(jì)、施工均較復(fù)雜，施工技術(shù)要求高。17001750180018501900195020000500100015002000YearYearmmm m 19601960 Carbo andCarbo and Aramd FibresAramd FibresFirst ProducedFirst Produced 18601860First SteelFirst SteelBridge BuiltBridge Built In ViennaIn Vienna 18101810Iron Wire FirstIron Wire First ProducedProduced 17791779Iron

4、 BridgeIron Bridge BuiltBuilt HigherHigherStrengthStrength SteelSteelSTEELSTEELWrought IronWrought IronTimber and StoneTimber and Stone Development of Structural Materials in relationto the Worlds longest bridge spans第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第一節(jié) 斜拉橋的發(fā)展1、斜拉橋的定義2、斜拉橋的組成與特點(diǎn)3、斜拉橋的發(fā)展歷史4、斜拉橋的發(fā)展

5、方向斜拉橋的發(fā)展1、稀索斜拉橋 萊沃庫(kù)森橋 Leverkuse2、日本多多羅海峽大橋 l890m,1999年建成3、法國(guó)諾曼底大橋L=856m,1994年建成4、日本橫濱港灣橋、日本橫濱港灣橋5、美國(guó)美國(guó)SunshineSkyway Sunshine Skyway Bridge (USA 1987) span=366 m排序橋 名主 跨(m)建 成 年主 梁設(shè) 計(jì) 單 位世 界記 錄1南 京 長(zhǎng) 江 二 橋6282001鋼交 通 部 公 路 規(guī) 劃 設(shè) 計(jì) 院32武 漢 長(zhǎng) 江 三 橋6182001混 合鐵 道 部 大 橋 局 設(shè) 計(jì) 院43青 州 閩 江 大 橋6052001結(jié) 合鐵 道 部

6、 大 橋 局 設(shè) 計(jì) 院54上 海 楊 浦 大 橋6021993結(jié) 合上 海 市 政 設(shè) 計(jì) 院 /同 濟(jì)65上 海 徐 浦 大 橋5901997混 合上 海 市 政 設(shè) 計(jì) 院 /同 濟(jì)76汕 頭 巖 石 大 橋5181999混 合鐵 道 部 大 橋 局 設(shè) 計(jì) 院97湖 北 荊 沙 長(zhǎng) 江 大 橋500(2002)P C湖 北 交 通 設(shè) 計(jì) 院118湖 北 鄂 黃 長(zhǎng) 江 大 橋480(2002)交 通 部 第 二 公 路 設(shè) 計(jì) 院9湛 江 海 灣 大 橋480(2007)方 案 設(shè) 計(jì)10香 港 汀 九 橋4751997結(jié) 合德 國(guó)Schlaich Bergermann11湖 北 軍

7、 山 長(zhǎng) 江 大 橋460(2002)P C湖 北 省 交 通 設(shè) 計(jì) 院12重 慶 大 佛 寺 長(zhǎng) 江 大 橋450(2002)P C鐵 道 部 大 橋 局 設(shè) 計(jì) 院13重 慶 長(zhǎng) 江 二 橋4441995P C上 海 市 政 設(shè) 計(jì) 院14銅 陵 長(zhǎng) 江 大 橋4321995P C交 通 部 公 路 規(guī) 劃 設(shè) 計(jì) 院15香 港 汲 水 門 橋4301997鋼 （ 公 鐵 兩 用 ）德 國(guó) Leonhardt16上 海 南 浦 大 橋4231991結(jié) 合上 海 市 政 設(shè) 計(jì) 院 /同 濟(jì)17鄖 陽(yáng) 漢 江 橋4141994P C湖 北 省 交 通 設(shè) 計(jì) 院18潤(rùn) 揚(yáng) 長(zhǎng) 江 大 橋

8、（ 北 叉 ）406(2005)P C江 蘇 省 交 通 規(guī) 劃 設(shè) 計(jì) 院19武 漢 長(zhǎng) 江 二 橋4001995P C鐵 道 部 大 橋 局 設(shè) 計(jì) 院我國(guó)斜拉橋（我國(guó)斜拉橋（19座，座，L400m）排序橋名主 跨(m)建成年設(shè)計(jì)單位1廣東番禺大橋380廣東省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院2廣州鶴洞大橋3601999廣州市政設(shè)計(jì)院3夷陵長(zhǎng)江大橋（三塔）348+348在建湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院4涪陵長(zhǎng)江大橋330四川省公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院5珠海淇澳大橋320交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院6江西鄱陽(yáng)湖口大橋318江西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院7蕪湖長(zhǎng)江大橋3122000鐵道部大橋局設(shè)計(jì)院8岳陽(yáng)洞庭湖大橋（三塔）310+3102000湖南

9、省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院9天津塘沽海河大橋310在建天津市政院/大橋局設(shè)計(jì)院我國(guó)斜拉橋（我國(guó)斜拉橋（9座，座，L=300400m）排序橋名主 跨(m)建成年設(shè)計(jì)單位1天津海河大橋3102002天津市政設(shè)計(jì)院2重慶烏桑溪橋3003寧波招寶山大橋2582001天津市政設(shè)計(jì)院4三仙洲閩江橋2382000鐵道部大橋局設(shè)計(jì)院5武漢江漢三橋2326重慶石門橋2301988上海市政設(shè)計(jì)院7重慶沙溪廟橋1808云南景洪橋180我國(guó)獨(dú)塔斜拉橋（我國(guó)獨(dú)塔斜拉橋（8座，座，150mL400m）潤(rùn)楊大橋潤(rùn)楊大橋舟山跨海工程舟山跨海工程 （19931993）湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大

10、橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋湛江海灣大橋南浦大橋南浦大橋 （19911991）該橋全長(zhǎng)該橋全長(zhǎng)8346米，主橋長(zhǎng)米，主橋長(zhǎng)846米，主橋采用雙塔雙索面鋼與混凝米，主橋采用雙塔雙索面鋼與混凝土結(jié)合梁斜拉橋，主跨跨徑土結(jié)合梁斜拉橋，主跨跨徑423米米楊浦大橋楊浦大橋 (1993)(1993)主橋?yàn)殡p塔空間雙索面鋼主橋?yàn)殡p塔空間雙索面鋼混凝土結(jié)合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)，塔墩固結(jié)，上部結(jié)構(gòu)為縱向懸浮體系混凝土結(jié)合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)，塔墩固結(jié)，上部結(jié)構(gòu)為縱向懸浮體系，主橋全長(zhǎng)，主橋全長(zhǎng)1178米，過渡孔米，過渡孔45+邊孔（邊孔（99+144）+主孔主孔602+邊孔（邊孔（144+99）+45蘇通長(zhǎng)江公路大橋

11、蘇通長(zhǎng)江公路大橋 初步設(shè)計(jì)投標(biāo)工程設(shè)計(jì)方案初步設(shè)計(jì)投標(biāo)工程設(shè)計(jì)方案工程背景及概況工程背景及概況推薦方案推薦方案 倒倒Y Y型塔斜拉橋型塔斜拉橋規(guī)模 項(xiàng)目 長(zhǎng)度（m） 工程方案 北引橋 3085 50米、100米跨徑混凝土連續(xù)梁橋 主航道橋 2044 主跨1088米倒Y型塔斜拉橋 專用航道橋 548 主跨258米混凝土連續(xù)剛構(gòu) 400 100米跨徑混凝土連續(xù)梁橋 南引橋 1615 50米跨徑連續(xù)梁橋 工程總長(zhǎng)度7692米/總建安費(fèi)31.16億/建設(shè)工期52個(gè)月 比較方案一比較方案一 鉆石型塔斜拉橋鉆石型塔斜拉橋 規(guī)模 項(xiàng)目 長(zhǎng)度（m） 工程方案 北引橋 3085 50米、100米跨徑混凝土連續(xù)梁

12、橋 主航道橋 2044 主跨1088米鉆石型塔斜拉橋 專用航道橋 548 主跨258米混凝土連續(xù)剛構(gòu) 400 100米跨徑混凝土連續(xù)梁橋 南引橋 1615 50米跨徑連續(xù)梁橋 工程總長(zhǎng)度7692米/總建安費(fèi)30.52億/建設(shè)工期52個(gè)月 比較方案二比較方案二 三跨懸索橋三跨懸索橋 規(guī)模 項(xiàng)目 長(zhǎng)度（m ） 工程方案 北引橋 2 8 8 5 5 0米、1 0 0米跨徑混凝土連續(xù)梁橋 主航道橋 2 4 1 6 主跨1 5 1 0米三跨懸索橋 專用航道橋 5 4 8 主跨2 5 8米混凝土連續(xù)剛構(gòu) 2 0 0 1 0 0米跨徑混凝土連續(xù)梁橋 南引橋 1 6 6 5 5 0米跨徑連續(xù)梁橋 工程總長(zhǎng)度7

13、 7 1 4米/總建安費(fèi)3 8 . 0 9億/ 建設(shè)工期5 9個(gè)月 主航道橋推薦方案主航道橋推薦方案倒倒Y Y型斜拉橋型斜拉橋主航道橋推薦方案主航道橋推薦方案倒倒Y Y型斜拉橋型斜拉橋主航道橋推薦方案主航道橋推薦方案倒倒Y Y型斜拉橋型斜拉橋主航道橋比較方案主航道橋比較方案11鉆石型斜拉橋鉆石型斜拉橋主航道橋比較方案一主航道橋比較方案一主航道橋比較方案一主航道橋比較方案一主航道橋比較方案二主航道橋比較方案二主航道橋比較方案二主航道橋比較方案二國(guó)外斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的情況國(guó)外斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的情況New River BridgeNew River BridgeOver the Mississippi

14、River in St LouisOver the Mississippi River in St LouisThe Wining Concept for the New River Bridge in St. LouisB=68m，L=610m，three planes of cable，Tower H=133mNew River BridgeNew River BridgeOver the Mississippi River in St LouisOver the Mississippi River in St LouisNew River BridgeNew River BridgeOv

15、er the Mississippi River in St LouisOver the Mississippi River in St LouisNew River Bridge New River Bridge 方案三方案三Over the Mississippi River in St LouisOver the Mississippi River in St LouisVihantasalmi Bridges (Finland)(21+42+42+42+21 m)La Porta dEuropa Bascule Bridge (Spain)109 m，Rotation 75La Por

16、ta dEuropa Bascule Bridge（開啟狀態(tài)）（開啟狀態(tài)）Kiel Horn Footbridgespan=25.6m，width=5mKiel Horn Footbridgefolding of the bridgeKiel Horn Footbridgefolding of the bridgeKiel Horn Footbridgefolding of the bridgeBridge Over Brasilias Paranoa LakeAyunose Bridge （Japan 1990）峽谷深峽谷深140m，寬，寬300m，總長(zhǎng)，總長(zhǎng)390m，主跨，主跨200mSu

17、nniberg Bridges (Swiss) (140 m)Sunniberg Bridges (Swiss)Elevation，plan view，cross sectionSunniberg Bridges (Swiss)Sunniberg Bridges (Swiss)Oresund BridgeOresund BridgeThe main bridge，a harp cable-stayed bridge with two side spansOresund BridgeApproach BridgeMain BridgeAlamillo Bridge (Spain 1992)Mar

18、ian Bridge (the Czech Republic)span=123.3m，pylon=75mMarian Bridge (the Czech Republic)Bridge and tower elevationsChesapeake&Delaware Canal Bridge (USA 1995)Pylon and main span during constructionPoole Harbour Crossing (UK)Poole Harbour Crossing (UK)Ting Kou BridgeBridge Over The Lerez RiverBridge Ov

19、er The Lerez RiverThe New Footbridge in The Royal Victoria DocksOhio River Bridge Louisville, KentuckyStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeStonecut

20、ters bridgeStonecutters bridgeStonecutters bridgeSan Francisco-Oakland Bay bridgeFootBridgesRion Antirion Bridge286+560+560+560+286 m第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第一節(jié) 斜拉橋的發(fā)展1、斜拉橋的定義2、斜拉橋的組成與特點(diǎn)3、斜拉橋的發(fā)展歷史4、斜拉橋的發(fā)展方向第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第一節(jié) 斜拉橋的發(fā)展4、斜拉橋的發(fā)展方向國(guó)內(nèi)外著名橋梁專家分析：l砼斜拉橋最大跨度700米；

21、l鋼斜拉橋最大跨度1300米；l鋼砼結(jié)合梁斜拉橋最大跨度可達(dá) 1000米l經(jīng)濟(jì)跨度200500米第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第一節(jié) 斜拉橋的發(fā)展4、斜拉橋的發(fā)展方向(1)橋面系統(tǒng)鋪裝層、砼主梁、疊合梁橋面、鋼主梁大力研究多種不同材料共同協(xié)調(diào)力學(xué)行為(2)塔的發(fā)展方向大跨度斜拉橋多為倒Y型或鉆石型使梁體獲得較高的扭轉(zhuǎn)自振頻率及臨界顫振風(fēng)速第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第一節(jié) 斜拉橋的發(fā)展4、斜拉橋的發(fā)展方向(3)索的發(fā)展方向l 隨著跨度增大，拉索剛度降低，考慮用輔助索l 對(duì)拉索強(qiáng)度和張拉力提出新要求l 索的防護(hù)

22、及減小風(fēng)雨振的措施(4)結(jié)構(gòu)分析必須考慮結(jié)構(gòu)初始內(nèi)力進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析第一章第一章 緒論緒論INTRUDOCTIONINTRUDOCTION第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置Structure Types and Global Arrangements of Cable-Stayed Bridges 一、結(jié)構(gòu)體系二、斜拉橋的總體布置第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置一、結(jié)構(gòu)體系1、按索、塔、梁、墩不同組合的結(jié)構(gòu)體系（1）塔墩固結(jié)、塔梁分離漂浮體系（2）塔墩固結(jié)、塔梁分離，豎向支承 半漂浮體系（3）塔梁固結(jié)、塔墩分離塔梁固結(jié)體系（4）梁、索、塔相互固結(jié)剛構(gòu)體系1、按索、塔、梁、墩不同組合的結(jié)構(gòu)體系漂浮

23、體系 半漂浮體系塔梁固結(jié)體系 剛構(gòu)體系1、按索、塔、梁、墩不同組合的結(jié)構(gòu)體系主梁與塔之間的橫向約束第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置Structure Types and Global Arrangements of Cable-Stayed Bridges一、結(jié)構(gòu)體系2、按拉索錨拉體系不同的三種結(jié)構(gòu)體系（1）自錨式斜拉橋：拉索錨固在主梁上（2）地錨式斜拉橋：拉索錨固在地球上（3）部分地錨式斜拉橋2、按拉索錨拉體系不同的三種結(jié)構(gòu)體系2、按拉索錨拉體系不同的三種結(jié)構(gòu)體系2、按拉索錨拉體系不同的三種結(jié)構(gòu)體系2、按拉索錨拉體系不同的三種結(jié)構(gòu)體系第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置一、結(jié)構(gòu)體系3、錨拉體

24、系與主梁軸力的關(guān)系第一章第一章 緒論緒論 INTRUDOCTION第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置Structure Types and Global Arrangements of Cable-Stayed Bridges一、結(jié)構(gòu)體系二、斜拉橋的總體布置第二節(jié) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系與總體布置Structure Types and Global Arrangements of Cable-Stayed Bridges二、斜拉橋的總體布置1、索塔布置 Design of Towers2、跨徑布置 Design of Spans3、索塔高度 Height of Pylons4、拉索布置 Design

25、 of Cables5、主梁布置 Design of Main Girder二、斜拉橋的總體布置1、索塔布置斜拉橋跨越能力大，可減少深水基礎(chǔ)，常見有獨(dú)塔布置方案、雙塔布置方案，也可采用多塔布置方案2、跨徑布置（1）雙塔三跨式（最常見的布置）邊跨與中跨的跨徑比應(yīng)考慮全橋剛度、拉索疲勞強(qiáng)度、錨固墩承載力等，可取0.25-0.5當(dāng)邊主跨比小于0.5時(shí)，邊跨應(yīng)設(shè)置端錨索（邊索）以平衡兩跨間索力差，控制塔頂位移2、跨徑布置（2）獨(dú)塔雙跨式常采用不對(duì)稱布置跨徑，因用端錨索減少塔頂變位比增大索塔剛度更有效，跨徑比0.5-1.02、跨徑布置（3）輔助墩及外邊孔根據(jù)邊孔高度、全橋剛度、通航要求及施工安全等決定是否設(shè)置輔助墩