懸索橋與斜拉橋的構(gòu)造及設(shè)計計算

懸索橋與與斜拉橋橋的構(gòu)造造及設(shè)計計計算第一章懸懸索橋橋第一節(jié)懸懸索橋橋的構(gòu)造造第二節(jié)懸懸索橋橋的設(shè)計計與計算算簡介第二章斜斜拉橋橋第一節(jié)斜斜拉橋橋的構(gòu)造造第二節(jié)斜斜拉橋橋的設(shè)計計第三節(jié)斜斜拉橋橋計算簡簡介第四節(jié)風(fēng)風(fēng)振問問題第一章懸懸索索橋云南景東東蘭津橋橋，據(jù)史史料記載載，建于于東漢明明帝時期期（公元元60-70年），英英國1741年開始修修鐵索橋橋鐵索橋?yàn)o定橋ThefirstsuspensionbridgeMainspan176mOpentoservice:1826MenaiBridge,England日本明石海峽峽大橋日本明石海峽峽大橋虎門大橋西陵長江大橋橋香港青馬大橋橋第一章懸索索橋懸索橋的特點(diǎn)點(diǎn)是依靠固定定于索塔的主主纜支承梁跨跨(圖4-1-1)，梁似多跨彈彈性支承梁，，梁內(nèi)彎矩與與橋梁的跨度度基本無關(guān)，，而與吊索的的間距有關(guān)。。它適用于大大跨、特大跨跨度橋梁。第一節(jié)懸索索橋的構(gòu)造懸索橋主要由由主纜、加勁勁梁、吊索、、索塔、錨碇碇和鞍座六部部分組成，如如圖4-1-1所示。一、主纜主纜是懸索橋橋的主要承重重構(gòu)件，除承承受自重和吊吊索重外，又又通過吊索承承受加勁梁、、橋面系恒載載及活載。(一)主纜結(jié)構(gòu)懸索橋大都采采用雙面主纜纜，一般是一一側(cè)布置一根根，個別有一一側(cè)用兩根主主纜的設(shè)計。。大多數(shù)懸索索橋主纜由平平行高強(qiáng)鋼絲絲束股合成。。由于架設(shè)方方法的不同，，平行鋼絲束束股分空中紡紡線法(AS法)與預(yù)制鋼絲束束股法(PPWS法或PS法)兩種。主纜外形多按按六角形配置置，一般有尖尖頂型和平頂頂型兩種(圖4-1-2a、b)，以采用尖頂頂形居多。圖圖4-1-2c是預(yù)制鋼絲束束股每束股鋼鋼絲的排列。。(二)主纜防銹目前懸索橋主主纜通常都采采用鍍鋅鋼絲絲。為了進(jìn)一一步增強(qiáng)防銹銹蝕能力，在在主纜索四周周涂以鋅粉膏膏等防銹劑，，再用直徑4mm軟退火的鍍鋅鋅鋼絲纏繞，，然后在上面面再涂油漆，，以形成雙重重防銹蝕措施施。也有用合合成樹脂的塑塑料包纏主纜纜，但實(shí)例不不多。為了完完全防水，主主纜箍處產(chǎn)生生的間隙要填填充密實(shí)材料料，圖4-1-3為鋼絲包纏的的防銹例子。。在錨碇區(qū)主纜纜分散開來，，錨固到錨塊塊，無法用鍍鍍鋅鋼絲纏繞繞，常采用在在錨碇箱內(nèi)吹吹風(fēng)除濕措施施，保持箱內(nèi)內(nèi)空氣干燥。。空中紡線法施施工二、加勁梁(一)加勁梁結(jié)構(gòu)型型式懸索橋加勁梁梁主要有兩種種型式：鋼桁桁梁和扁平鋼鋼箱梁。鋼桁架梁用鋼鋼量較多，適適宜于需要雙雙層橋面的橋橋。鋼桁梁的的橋面板可以以是鋼筋混凝凝土板或鋼橋橋面板。鋼橋橋面板一般與與加勁梁分離離，圖4-1-4為日本因島大大橋加勁梁與與橋面板斷面面圖。圖4-1-5是塞文橋扁平平鋼箱梁的橫橫截面。鋼箱箱梁抗扭剛度度大、構(gòu)造簡簡單、易于制制造、重量輕輕、省鋼、易易于養(yǎng)護(hù)，已已得到了廣泛泛應(yīng)用，但扁扁平鋼箱梁只只適用于單層層橋面。為保證鋼板受受壓穩(wěn)定，頂頂板加勁肋間間距一般為30～40倍鋼板厚，腹腹板、底板加加勁肋間距可可大些。橫隔隔板間距一般般為3～5m。NEXTBACKBACKNEXT個別懸索橋也也有采用混凝凝土箱梁，我我國汕頭海灣灣橋，加勁梁梁采用預(yù)應(yīng)力力混凝土箱梁梁，其斷面形形狀及尺寸見見圖4-1-6所示?；炷镣料淞嚎癸L(fēng)性性能好、自重重大、結(jié)構(gòu)剛剛度大、一般般無需養(yǎng)護(hù)，，但由于混凝凝土梁自重大大，只宜在跨跨度不大(≤500m)的懸索橋中應(yīng)應(yīng)用。(二)加勁梁的支承承形式加勁梁在塔墩墩上的支承，，分為簡支與與連續(xù)兩種。。簡支形式的的優(yōu)點(diǎn)是：加加勁梁構(gòu)造簡簡單；制造和和架設(shè)時的誤誤差對加勁梁梁無影響；簡簡支的加勁梁梁不需通過橋橋塔，橋塔橫橫向兩塔柱的的距離比連續(xù)續(xù)加勁梁要小小，因此其基基礎(chǔ)尺寸也相相應(yīng)小。連續(xù)續(xù)梁并不省鋼鋼，它的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：梁端轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角小，在索索塔處不產(chǎn)生生折角，有利利車輛行駛；；可以減少加加勁梁的撓度度。三、吊索吊索也稱吊桿桿，它將加勁勁梁恒載和活活載傳遞到主主纜。(一)吊索形式吊索有直吊索索和斜吊索兩兩種(圖4-1-7)。其上端通過過索夾與主纜纜相連，下端端與加勁梁連連接。目前，，大多采用直直吊索。吊索一般用鋼鋼絲繩制作，，也有用鋼絞絞線或用平行行鋼絲束股制制作，少數(shù)小小跨度懸索橋橋也有用剛性性吊桿。圖4-1-8是汕頭海灣橋橋吊索斷面圖圖，由7根φ45mm鋼絲繩組成。。每根鋼絲繩繩由19根3mm鍍鋅鋼絲捻制制而成。(二)吊索與主纜、、加勁梁的連連接吊索與主纜的的連接方式有有鞍掛式和銷銷連接式兩種種，如圖4-1-9所示。兩者都都是通過主纜纜套箍與主纜纜連接。套箍箍由兩個半圓圓筒合成，用用高強(qiáng)度螺栓栓緊固。鞍掛式的特點(diǎn)點(diǎn)是：索夾應(yīng)力不直直接受吊索拉拉力的影響，，結(jié)構(gòu)簡單；；由于主纜傾斜斜角變化，套套箍溝槽要隨隨之變化，鑄鑄造型式多。。NEXTBACK明石海峽大橋橋?yàn)榱伺c加勁梁梁的連接，鋼鋼絲繩兩頭散散開，伸入連連接套筒，澆澆人合金使鋼鋼絲繩兩端形形成錨頭。錨錨頭通過墊圈圈以承壓方式式頂住加勁梁梁。對于桁架架梁，一般是是頂住上弦節(jié)節(jié)點(diǎn)；對于扁扁平鋼箱梁，，一般是頂住住其橫隔板的的加勁肋下端端。圖4-1-10是汕頭海灣橋橋吊索與加勁勁梁連接圖。。四、索塔索塔是支承主主纜的重要構(gòu)構(gòu)件，恒載和和活載大都通通過索塔傳到到塔墩和基礎(chǔ)礎(chǔ)。索塔還承承受作用于塔塔身、加勁梁梁及主纜上的的風(fēng)力。索塔的材料可可以是混凝土土或鋼的。我我國的懸索橋橋都采用混凝凝土塔。索塔型式分順順橋方向與橫橫橋方向。順順橋方向?yàn)橹偷葘捇驈膹乃斚蛩椎滓砸欢ㄆ露榷葦U(kuò)大，塔底底固定(圖4-1-11a)。橫橋方向?yàn)闉榈撞抗潭ǖ牡钠矫骅旒芑蚧騽偧芑蚧旌虾鲜?圖4-1-11b、c、d)?；炷了艘瞬捎闷矫鎰倓偧?。索塔的塔柱斷斷面多數(shù)為箱箱形，鋼塔也也有采用十字字形箱等。NEXTBACKBACK五、錨碇錨碇是主纜的的錨固體，與與索塔一樣是是支承主纜的的重要部分，，它將主纜的的拉力傳遞給給地基。錨碇碇一般由錨碇碇基礎(chǔ)、錨塊塊、主纜的錨錨碇架及固定定裝置、遮棚棚等部分組成成(圖4-1-12a)。當(dāng)主纜需要要改變方向時時，錨碇中還還包括主纜支支架和錨固鞍鞍座。(一)錨塊錨碇的型式可可分為重力式式和隧道式(圖4-1-12)。重力式錨塊塊是最常采用用的型式，依依靠混凝土重重量來抵抗主主纜的拉力。。隧道式錨塊塊用于堅固、、節(jié)理少的基基巖外露的情情況，是把巖巖石鑿隧洞，，其內(nèi)埋入錨錨碇架，然后后填充混凝土土抵抗主纜拉拉力。NEXTBACK(二)主纜的錨碇架架及固定裝置置主纜的錨碇架架及固定裝置置將主纜拉力力分散傳布到到錨塊，通常常由前梁、后后梁、錨桿及及支承并定位位這些構(gòu)件的的支撐結(jié)構(gòu)組組成。在錨碇碇設(shè)計時，要要特別注意錨錨桿的錨固長長度，以防止止錨桿從混凝凝土中拔出。。已設(shè)計的懸懸索橋重力式式錨碇錨固長長度都大于15m，隧道式錨碇碇錨固長度則則都大于40m。(三)主纜支架當(dāng)主纜在錨碇碇處改變方向向時，則需設(shè)設(shè)置主纜支架架(圖4-1-12a)。主纜支架設(shè)設(shè)計，必須適適應(yīng)主纜伸縮縮要求。六、鞍座(一)塔頂鞍座由主纜傳來的的很大的豎直直力通過鞍座座均勻分布到到塔柱頂截面面。鞍座底部部與塔頂箱體體吻合，且兩兩者的內(nèi)部格格狀，加勁肋肋板位置也盡盡可能一致，，以使鞍座上上豎直力直接接傳給塔柱。。鞍座和塔頂頂板用螺栓連連接。鞍座上上設(shè)索槽，安安設(shè)主纜。成成橋狀態(tài)主纜纜對鞍座不發(fā)發(fā)生相對滑動動。圖4-1-13是塞文橋的鞍鞍座構(gòu)造。(二)主纜支架鞍座座主纜支架鞍座座主要功能是是改變主纜方方向，并把主主纜的鋼絲束束股在水平及及豎直方向分分散開來，然然后把這些鋼鋼絲束股引入入各自的錨固固位置。其構(gòu)構(gòu)造類同塔頂頂鞍座。BACK第二節(jié)懸索索橋的設(shè)計與與計算簡介一、主纜、加加勁梁和塔的的力學(xué)特性(一)主纜恒載在主纜拉拉力中占主要要比例，跨度度越大，恒載載力越大，恒恒載比例也越越大。主纜恒恒載拉力及比比例增大，從從而減少活載載引起的豎向向變形。也就就是說，主纜纜依靠懸索橋橋的恒載使其其在活載作用用下的變形減減小，從而提提高懸索橋的的剛度。這說說明為什么懸懸索橋能應(yīng)用用于特大跨度度。(二)加勁梁加勁梁豎直方方向的彎矩和和撓度，隨活活載位置不同同，可能正或或負(fù)(圖4-1-15)。加勁梁剛度度變化時，梁梁彎矩大體上上成比例變化化，梁內(nèi)應(yīng)力力不會減少。。一般1000m級的懸索橋采采用鋼桁架加加勁梁時，由由活荷載和風(fēng)風(fēng)荷載控制加加勁梁設(shè)計，，隨著跨度的的增大，則由由靜的和動的的風(fēng)荷載決定定加勁桁梁設(shè)設(shè)計。對加勁勁梁為鋼箱梁梁的懸索橋，，一般多由風(fēng)風(fēng)動力穩(wěn)定控控制加勁梁的的設(shè)計。(三)索塔索塔建成后，，一般呈垂直直狀態(tài)，塔頂頂兩側(cè)主纜的的水平拉力平平衡，索塔僅僅承受主纜垂垂直分力，為為中心受壓。。由于一般設(shè)設(shè)計的索塔，，主纜對塔頂頂不能作相對對滑動，塔底底為固結(jié)，要要求索塔在順順橋向有一定定的柔性。在在活載作用或或溫度變化時時，索塔頂?shù)牡乃阶兾皇故顾攦蓚?cè)主主纜的水平分分力得到平衡衡。如當(dāng)在主主跨加載時，，主跨主纜拉拉力增加，塔塔向主跨方向向傾斜，同時時邊跨主纜垂垂度隨之減少少，由(4-1-1)式可知邊跨主主纜水平分力力增加，塔頂頂一直變位到到兩側(cè)水平力力得到平衡。。二、懸索橋總總體設(shè)計與計計算要點(diǎn)(一)主跨、邊跨擬擬定擬定主跨或邊邊跨，要綜合合橋址地形、、河床斷面、、地質(zhì)條件、、通航要求等等進(jìn)行分析。。首先要合理理選擇主跨長長，一般說主主跨跨度小比比較經(jīng)濟(jì)，但但如果由此造造成橋塔基礎(chǔ)礎(chǔ)置于深水處處，有可能引引起下部結(jié)構(gòu)構(gòu)工程數(shù)量的的大幅度增加加。邊跨跨長長要考慮錨碇碇設(shè)置位置及及其所處地質(zhì)質(zhì)條件。邊跨一般有兩兩種結(jié)構(gòu)型式式：邊跨主纜纜懸掛吊索吊吊住加勁梁(圖4-1-1)；不懸掛吊索索，即懸索橋橋?yàn)閱慰纭D4-1-17為左側(cè)有吊索索，右側(cè)不掛掛吊索。一般般應(yīng)根據(jù)地形形、水深、地地質(zhì)等條件合合理選擇邊跨跨結(jié)構(gòu)型式。。(二)垂跨比主要指主跨主主纜垂跨比，，邊跨垂度決決定于主跨垂垂度。垂跨比大小影影響懸索橋的的內(nèi)力與剛度度。減小垂跨跨比，主纜拉拉力增大，剛剛度增大，可可減小加勁梁梁的彎矩與變變形及減小塔塔高。減小垂垂跨比也有利利于提高懸索索橋的橫向剛剛度。對懸吊吊結(jié)構(gòu)重量大大的懸索橋，，可取較大的的垂跨比，以以限制主纜拉拉力。對于自自重較小的箱箱梁，可取較較小的垂跨比比，以提高懸懸索橋的整體體剛度。已建建成的大跨度度懸索橋的垂垂跨比為1/9～1/12。(四)加勁梁在加勁梁型式式選定后，主主要擬定梁高高與梁寬。加加勁梁高度增增加可提高梁梁的豎向剛度度，但對撓度度變形的直接接影響并不大大，對梁端撓撓角變形的影影響較顯著。。增加加勁梁橫橫向?qū)挾?，可可提高橫向剛剛度及抗扭剛剛度，也增加加梁的恒重，，有利于減小小豎向、橫向向撓曲變形及及抗風(fēng)穩(wěn)定設(shè)設(shè)計。加勁梁重量加加大的不利一一面是：梁重重量增加，主主纜、索塔、、下部結(jié)構(gòu)用用量都會增大大；加勁梁增增高，增加擋擋風(fēng)面積，使使風(fēng)荷載及應(yīng)應(yīng)力加大。(七)索塔塔柱的高度由由主纜主跨垂垂度、主纜與與加勁梁之間間的凈距決定定；主纜與加加勁梁間最小小凈距，要滿滿足能安裝纏纏絲機(jī)，一般般不小于1m。索塔的截面面決定于塔柱柱穩(wěn)定及縱、、橫向強(qiáng)度要要求。索塔剛剛度的變化，，幾乎不影響響塔頂?shù)乃狡阶兾患凹觿艅帕旱膿锨！?八)錨碇體積估算算錨碇可以看作作是一個剛體體，承受主纜纜的拉力，并并將其傳給地地基。主纜作作用于錨碇上上的力可以分分為水平分力力和豎直分力力。錨碇整體體驗(yàn)算同墩臺臺基礎(chǔ)驗(yàn)算。。錨碇在主纜纜的水平分力力作用下不得得產(chǎn)生滑動，，即要設(shè)計一一定的錨碇體體積，它的重重量扣去主纜纜向上的豎直直分力后，產(chǎn)產(chǎn)生的摩阻力力要大于水平平分力，且有有一定的安全全系數(shù)。此外外，錨碇底面面的壓應(yīng)力不不得超過地基基容許應(yīng)力。。三、計算特點(diǎn)點(diǎn)對于懸索橋，，彈性理論分分析將帶來很很大的計算誤誤差，這是因因?yàn)閼宜鳂虼娲嬖诓豢珊雎月缘膸缀畏蔷€線性。幾何非非線性主要表表現(xiàn)在：1.主纜是幾何可可變體。受載載時，主纜幾幾何形狀改變變，影響體系系平衡。在進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析析時，力的平平衡方程應(yīng)依依據(jù)變形后結(jié)結(jié)構(gòu)的幾何位位置來建立。。力與變形關(guān)關(guān)系是非線性性的。2.主纜在恒載作作用下，具有有較大的初拉拉力，使主纜纜保持著一定定的幾何形狀狀。當(dāng)外荷載載作用時，主主纜發(fā)生幾何何形狀改變，，初拉力對外外荷載作用下下產(chǎn)生的位移移會產(chǎn)生附加加抗力，它和和位移有關(guān)，，因此不能采采用恒載與活活載迭加原理理，反映出幾幾何非線性性性質(zhì)。懸索橋計入非非線性影響，，應(yīng)該采用非非線性彈性理理論(撓度理論)進(jìn)行分析。懸懸索橋計入非非線性影響后后，其內(nèi)力比比按彈性理論論計算的小，，且差別很大大。這可以從從下面分析得得出。對比式(4-1-9)和式(4-1-10)，兩式差別是是：-(Hg+Hq)v。雖然v值不大，但是是Hg很大，使(Hg+Hq)v不可忽略。注注意到這是一一個負(fù)值，使使加勁梁正彎彎矩減小。第二章斜拉拉橋斜拉橋?qū)俳M合合體系橋梁，，其特點(diǎn)是依依靠固定于索索塔的斜拉索索支承梁跨(圖4-2-1)。由于斜拉橋具具有施工方便便、橋型美觀觀、用料省、、主梁高度小小、梁底直線線容易滿足通通航和排洪要要求、動力性性能好等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，因此發(fā)展展非常迅速。。斜拉橋跨度度可以達(dá)到千千米，同時可可以應(yīng)用于百百米以下的較較小跨度，應(yīng)應(yīng)用范圍非常常廣闊。AlamilloBridge(Spain1992)MarianBridge(theCzechRepublic)span=123.3m，pylon=75mMarianBridge(theCzechRepublic)BridgeandtowerelevationsSunshineSkywayBridge(USA1987)span=366mChesapeake&DelawareCanalBridge(USA1995)Pylonandmainspanduringconstruction第一節(jié)斜拉拉橋的構(gòu)造斜拉橋主要組組成部分為拉拉索、主梁、、索塔(圖4-2-1)。它們的不同同構(gòu)造、相互互連接形式及及不同材料形形成多種體系系。一、拉索(一)拉索縱向布置置按拉索縱向布布置，可以分分為四種形式式：輻射形、、豎琴形、扇扇形、星形(圖4-2-2)。目前采用最多多的布置形式式為扇形，從從美觀角度考考慮，也有采采用豎琴形的的，很少采用用輻射形與星星形。(二)拉索橫向布置置拉索橫向布置置，通常有兩兩種基本形式式，即雙平面面的和單平面面。雙平面又又分雙垂直平平面與雙斜面面。NEXTBACK拉索布置空間布置形式式單索面雙索面豎直雙索面傾斜雙索面單索面拉索設(shè)設(shè)于行車道中中央，形成車車道分隔帶，，雙索面是常常用的布置形形式，雙索面面提供較強(qiáng)的的結(jié)構(gòu)抗扭剛剛度，不強(qiáng)調(diào)調(diào)主梁采用箱箱形截面。雙雙斜索面可顯顯著提高抗扭扭剛度與抗風(fēng)風(fēng)振性能，適適用于大跨度度斜拉橋。(三)拉索的構(gòu)造及及防護(hù)1．拉索構(gòu)造每根拉索包括括鋼索和兩端端錨具兩部分分。鋼索承受受拉力，設(shè)置置在鋼索兩端端的錨具用來來傳遞拉力。。(1)鋼索(圖4-2-3)鋼索承受拉力力，它是在懸懸索橋主纜類類型基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起來的，，主要有如圖4-2-4所示三種類型型：封閉鋼索索、平行高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲索、平平行鋼絞線索索。平行鋼絲絲或鋼絞線的的抗拉強(qiáng)度和和彈性模量均均大，抗疲勞勞性能較好，，便于制造，，目前大都采采用這兩種鋼鋼索。NEXT將7絲鋼絞線平行排列，布置成六腳形截面鋼絲索

平行鋼絲股索：

平行鋼絲索半平行鋼絲索采用鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于1600MPa，常采用5或7鍍鋅鋼絲制造鋼絞線

平行鋼絞線索：

半平行鋼絞線索封閉式鋼纜單根鋼纜施工操作過程繁雜，索中鋼筋都有接頭，目前很少使用平行鋼筋索：高強(qiáng)鋼筋平行布置組成，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于1470MPa(圖4-2-3)BACKBACK平行鋼絲股索索(2)錨具我國采用的錨錨具主要有冷冷鑄墩頭錨(圖4-2-5)和夾片群錨(圖4-2-6)兩種型式。圖4-2-5圖4-2-6冷鑄墩頭錨用于平行鋼絲絲索，鋼絲由由絲板穿人，，通過錨杯內(nèi)內(nèi)腔后從錨碇碇板的孔眼中中穿出，然后后將鋼絲鐓頭頭。鋼絲的拉拉力通過鐓頭頭傳到錨碇板板上。在錨杯杯空隙中填滿滿由φ1.5～2.0mm的鋼球、鋅粉粉和環(huán)氧樹脂脂組成的混合合物，在室溫溫下澆注，這這種方法稱為為冷鑄，混和和物的作用是是傳遞鋼絲與與錨杯間的力力，減少鐓頭頭疲勞受力。。千斤頂通過過與錨杯內(nèi)緣緣螺紋連接進(jìn)進(jìn)行張拉，張張拉后擰緊錨錨杯外緣螺母母、傳力。夾片群錨用于平行鋼鋼絞線索，，錨具構(gòu)造造基本同預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)梁梁中常用錨錨具。由于于調(diào)索等需需要，錨具具外緣設(shè)螺螺紋，通過過螺母支承承在墊板上上。2.鋼索防銹一般防銹蝕蝕處理方法法是：采用用鍍鋅鋼絲絲或鋼絞線線(由于鍍鋅價價格較高，，也有采用用非鍍鋅鋼鋼絲或鋼絞絞線)；在平行鋼鋼絲索或鋼鋼絞線外涂涂油脂或石石臘等防銹銹脂，外包包加有碳黑黑的熱塑PE護(hù)套，形成成二至三道道防銹蝕措措施。對平平行鋼絲索索在外包PE護(hù)套前，還還要用包帶帶將鋼索扎扎緊。對平平行鋼絞線線索，鋼絞絞線作逐根根防銹處理理，在工廠廠加工。最最后對鋼索索還可外涂涂有色漆(樹脂類)或外套PE管，形成又又一道防銹銹蝕措施，，并形成美美麗外觀。。套管按一一定長度分分為兩半制制作，利用用榫頭楔合合成圓筒，，將套管縱縱、橫向接接縫進(jìn)行熱熱焊接成全全長，圓筒筒套管內(nèi)間間隔設(shè)有定定形隔板支支墊。外套套圓筒除防防止鋼索意意外傷害外外，同時有有利于改善善拉索的氣氣動外形。。二、主梁(一)主梁類型主梁材料一一般有鋼和和混凝土兩兩種，這兩兩種材料可可組合成以以下幾種類類型的主梁梁。1.鋼主梁2.混凝土主梁梁3.鋼、混凝土土結(jié)合梁4.鋼、混凝土土混合梁(二)混凝土主梁梁截面型式式常用的混凝凝土主梁截截面型式如如圖4-2-7所示。圖4-2-7圖(4-2-7a)為實(shí)心混凝凝土板梁，，構(gòu)造簡單單，建筑高高度小，比比較輕巧，，抗風(fēng)性能能好，適用用于跨徑在在150m以內(nèi)、橋?qū)拰挷怀^20m的公路橋梁梁。圖(4-2-7b)是我國早期期采用的截截面型式之之一，它由由兩個分離離箱梁組成成，之間設(shè)設(shè)橋面系，，它的特點(diǎn)點(diǎn)是將梁施施工化整為為零，便于于施工。圖(4-2-7c、d)是單箱截面面。單箱截截面抗扭剛剛度大，是是我國早期期采用的截截面型式之之一。圖(4-2-7d)用于單索面面，將中間間腹板改為為斜撐可以以減輕梁體體重量。圖(4-2-7e)為半封閉雙雙三角形或或雙室梯形形箱型截面面，外緣做做成風(fēng)咀狀狀，以減少少迎風(fēng)阻力力，端部加加厚以便錨錨固拉索。。風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證明這種種截面具有有最佳空氣氣動力性能能。圖(4-2-7f)是雙主肋截截面，肋之之間為整體體橋面板，，這種截面面型式簡單單，施工方方便。(三)主梁在塔墩墩上的支承承體系1.支座支承體體系（半漂漂浮體系））支座支承體體系是墩塔塔固結(jié)，主主梁通過支支座支承在在塔墩上。。2.塔梁固結(jié)體體系塔梁固結(jié)體體系是塔梁梁固結(jié)支承承在墩上。。3.剛構(gòu)體系剛構(gòu)體系是是梁、塔、、墩為固結(jié)結(jié)。4.飄浮體系飄浮體系是是塔墩固結(jié)結(jié)，塔墩處處從塔的橫橫梁處設(shè)豎豎直吊索吊吊住主梁。。按梁體與塔塔墩的連接接分漂浮體系半漂浮體系系塔梁固結(jié)體體系剛構(gòu)體系(四)拉索與混凝凝土主梁的的連接拉索與主梁梁的連接是是指主梁上上索錨固構(gòu)構(gòu)造。這是是一個重要要部位，要要保證連接接的可靠性性，要承擔(dān)擔(dān)集中應(yīng)力力并將其分分散到全截截面，要防防止索端銹銹蝕及拉索索產(chǎn)生顫振振應(yīng)力腐蝕蝕，便于拉拉索養(yǎng)護(hù)和和更換。如如需在此端端張拉，則則應(yīng)具備操操作空間。。拉索錨固構(gòu)構(gòu)造分錨固固于主梁內(nèi)內(nèi)與主梁外外。錨于梁梁體內(nèi)，錨錨頭不外露露，比較美美觀。圖4-2-9為錨固于箱箱梁內(nèi)，一一般由于雙雙箱截面(如圖4-7-7b)、單箱三室室單索面，，或單箱多多室雙索面面，錨固塊塊設(shè)在箱室室內(nèi)，上與與頂板相連連，兩側(cè)與與腹板固結(jié)結(jié)，兩側(cè)腹腹板承受很很大局部拉拉應(yīng)力，要要采取設(shè)置置預(yù)應(yīng)力筋筋和鋼筋等等加強(qiáng)措施施。拉索錨于梁梁外，錨固固處構(gòu)造處處理比較簡簡單，對梁梁體受力有有利。圖4-2-10為錨于箱梁梁外，此時時要求設(shè)置置斜向橫隔隔板，對每每對拉索，，橫隔板斜斜度可能不不一致。圖4-2-11是以索面帶帶三角形箱箱(圖4-2-7e)常用的錨固固型式。NEXTBACK三、索塔索塔承受塔塔自重、拉拉索、主梁梁及橋面系系的恒載與與活載。索索塔可以是是鋼結(jié)構(gòu)或或鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)。。我國的斜斜拉橋索塔塔全是混凝凝土的。下下面主要介介紹混凝土土索塔構(gòu)造造。(一)索塔的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式索塔的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式，根根據(jù)拉索布布置、主梁梁跨度、橋橋面寬度等等因素確定定。常用的的索塔形式式在順橋方方向有柱型型、A型和倒Y型等，如圖4-2-12所示。在橫橋方向向，常用的的索塔型式式有單柱式式、雙柱式式、門式、、A型、H型及鉆石型型等，如圖4-2-13所示。塔柱的截面面可以是實(shí)實(shí)心矩形，，當(dāng)尺寸較較大時，可可采用工形形或箱形截截面。塔柱柱截面型式式的選擇，，一般應(yīng)與與拉索在塔塔上錨固型型式相對應(yīng)應(yīng)。NEXTBACK(二)拉索與索塔塔的連接拉索與索塔塔的連接是是指索塔上上索錨固構(gòu)構(gòu)造，這也也是重要部部位，要保保證索錨固固的可靠性性。拉索在塔上上的錨固型型式主要有有三種。1.鞍座型式鞍座構(gòu)造類類似于懸索索橋上鞍座座構(gòu)造(圖4-1-13)，鞍座固定定于塔頂，，拉索在鞍鞍座上連續(xù)續(xù)通過。2.交叉錨固型型式交叉錨固型型式用于矩矩形、工形形截面索塔塔。對工形形截面索塔塔，拉索錨錨固于塔截截面的腹板板上。為了了保證塔柱柱不產(chǎn)生扭扭轉(zhuǎn)，拉索索的合力通通過塔柱軸軸心，每個個索面實(shí)際際由兩個并并列的索面面組成，塔塔柱兩側(cè)的的拉索交叉叉錨固于截截面兩側(cè)的的鋸齒塊上上(圖4-2-14)。NEXT圖4-2-14拉索交叉錨錨固型式BACK3.拉索對稱錨錨固型式這種錨固型型式用于塔塔柱為箱形形截面，拉拉索對稱錨錨固于箱形形截面兩側(cè)側(cè)的橫向腹腹板內(nèi)(圖4-2-15、圖4-2-16)。箱箱形形截截面面的的腹腹板板承承受受拉拉索索水水平平分分力力引引起起的的很很大大拉拉力力、、剪剪切切力力與與彎彎矩矩。。為為克克服服拉拉力力，，一一般般采采用用兩兩種種構(gòu)構(gòu)造造措措施施：：一一種種是是采采用用鋼鋼橫橫梁梁構(gòu)構(gòu)造造(圖4-2-15)。另一一種種構(gòu)構(gòu)造造措措施施是是在在塔塔柱柱箱箱形形截截面面的的縱縱、、橫橫向向均均設(shè)設(shè)置置預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼束束(圖4-2-16)。圖4-2-15拉索索對對稱稱錨錨固固，，鋼鋼橫橫梁梁構(gòu)構(gòu)造造圖4-2-16拉索索對對稱稱錨錨固固，，預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋構(gòu)構(gòu)造造BACK第二二節(jié)節(jié)斜斜拉拉橋橋的的設(shè)設(shè)計計一、、總總體體布布置置(一)斜拉拉橋橋分分跨跨斜拉拉橋橋分分跨跨有有三三種種基基本本形形式式：：對對稱稱或或不不對對稱稱的的雙雙跨跨(圖4-2-17)、三三跨跨(圖4-2-1)和多多跨跨，，相相應(yīng)應(yīng)有有獨(dú)獨(dú)塔塔、、雙雙塔塔和和多多塔塔。。對對稱稱三三跨跨、、雙雙塔塔為為常常見見形形式式。。斜拉拉橋橋跨跨分分主主跨跨與與邊邊跨跨。。雙雙跨跨斜斜拉拉橋橋，，跨跨度度大大的的一一跨跨稱稱主主跨跨，，其其他他稱稱邊邊跨跨。。三三跨跨、、多多跨跨斜斜拉拉橋橋的的兩兩側(cè)側(cè)為為邊邊跨跨，，中中間間跨跨為為主主跨跨。。雙雙塔塔方方案案邊邊跨跨與與主主跨跨之之比比的的變變化化范范圍圍一一般般在在0.35～0.5之間間，，最最大大值值一一般般不不超超過過0.5，以以便便塔塔兩兩側(cè)側(cè)主主梁梁對對稱稱懸懸臂臂施施工工，，跨跨中中合合龍龍。。NEXTBACKBACK(二)主梁梁彎彎矩矩與與撓撓度度的的控控制制斜拉拉橋橋的的主主要要特特點(diǎn)點(diǎn)是是利利用用索索塔塔引引出出斜斜拉拉索索，，拉拉住住跨跨越越兩兩墩墩間間的的主主梁梁，，主主梁梁如如彈彈性性支支承承多多跨跨連連續(xù)續(xù)梁梁，，恒恒載載彎彎矩矩顯顯著著減減小小，，從從而而增增大大了了斜斜拉拉橋橋的的跨跨度度。。主主梁梁彈彈性性支支承承點(diǎn)點(diǎn)的的撓撓曲曲往往往往控控制制斜斜拉拉橋橋的的設(shè)設(shè)計計。?！稑蛞?guī)規(guī)》規(guī)定定主主梁梁在在汽汽車車荷荷載載(不計計沖沖擊擊力力)作用用下下的的最最大大豎豎向向撓撓度度：：當(dāng)當(dāng)為為混混凝凝土土主主梁梁時時不不應(yīng)應(yīng)大大于于L/500；鋼鋼主主梁梁時時不不應(yīng)應(yīng)大大于于L/400(L為主主跨跨跨跨徑徑)。斜斜拉拉橋橋設(shè)設(shè)計計的的重重要要內(nèi)內(nèi)容容之之一一，，是是如如何何減減少少彈彈性性支支承承點(diǎn)點(diǎn)的的撓撓曲曲。。減少少主主梁梁撓撓曲曲最最常常用用的的構(gòu)構(gòu)造造措措施施是是：：邊邊跨跨內(nèi)內(nèi)增增設(shè)設(shè)輔輔助助墩墩(圖4-2-18)；減減小小邊邊跨跨跨跨長長；；將將背背索索集集中中錨錨于于梁梁端端(圖4-2-19)或減減小小靠靠近近邊邊墩墩處處幾幾根根索索的的索索間間距距。。NEXTBACKBACKNEXT采用用哪哪種種構(gòu)構(gòu)造造措措施施，，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)橋橋址址地地形形，，河河床床斷斷面面等等因因素素而而定定。。邊邊跨跨增增設(shè)設(shè)輔輔助助墩墩是是最最有有效效果果的的措措施施。。輔輔助助墩墩可可約約束束邊邊跨跨梁梁的的上上拱拱或或下下?lián)蠐?，，提提高高邊邊跨跨的的剛剛度度，，有有效效約約束束塔塔頂頂?shù)牡乃狡轿晃灰埔?。。輔輔助助墩墩的的位位置置，，當(dāng)當(dāng)僅僅布布置置一一個個時時，，可可設(shè)設(shè)在在離離塔塔0.55～0.6邊跨跨長長的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)。。如果果地地形形適適宜宜，，可可以以考考慮慮減減小小邊邊跨跨跨跨度度，，以以提提高高邊邊跨跨梁梁剛剛度度，，達(dá)達(dá)到到減減小小跨跨梁梁彎彎矩矩與與下下?lián)蠐匣蚧蛏仙瞎肮?，，減減小小塔塔的的水水平平位位移移及及主主跨跨跨跨中中撓撓度度、、塔塔根根彎彎矩矩的的目目的的。。將背背索索集集中中錨錨于于梁梁端端部部或或減減小小背背索索索索間間距距，，也也是是常常用用的的構(gòu)構(gòu)造造措措施施，，同同時時也也必必然然要要減減小小邊邊跨跨跨跨度度。。圖4-2-19所示示構(gòu)構(gòu)造造措措施施是是使使索索盡盡量量錨錨固固在在梁梁端端部部，，使使邊邊梁梁少少上上拱拱，，拉拉住住索索塔塔，，減減少少塔塔頂頂?shù)牡乃狡轿晃灰埔疲瑥膹亩鴾p減小小主主跨跨梁梁的的彎彎曲曲與與撓撓度度。。在斜斜拉拉橋橋設(shè)設(shè)計計中中要要注注意意如如何何消消除除梁梁端端負(fù)負(fù)反反力力，，措措施施有有：：梁梁端端設(shè)設(shè)平平衡衡重重，，或或梁梁端端伸伸出出牛牛腿腿讓讓引引橋橋跨跨壓壓在在牛牛腿腿上上(圖4-2-19)。而而且且，，不不管管壓壓重重是是否否消消除除了了支支座座負(fù)負(fù)拉拉力力，，設(shè)設(shè)拉拉力力支支座座是是必必要要的的，，以以作作為為意意外外情情況況下下的的保保險險措措施施。。關(guān)于于拉拉索索體體系系、、主主梁梁支支承承體體系系及及梁梁、、塔塔型型式式等等，，可可根根據(jù)據(jù)上上節(jié)節(jié)的的構(gòu)構(gòu)造造介介紹紹，，結(jié)結(jié)合合實(shí)實(shí)際際橋橋址址，，橋橋跨跨參參考考已已建建橋橋例例選選擇擇之之。。二、、主主要要尺尺寸寸擬擬定定(一)主梁梁現(xiàn)代代斜斜拉拉橋橋都都為為密密索索體體系系，，主主梁梁高高度度越