土木工程專業(yè)橋梁工程之斜拉橋課件

橋梁工程主編趙青普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)精編系列規(guī)劃教材斜拉橋內(nèi)容提要能力要求主要講述斜拉橋的結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)造、計(jì)算及施工。教學(xué)重點(diǎn)斜拉橋的結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)造；教學(xué)難點(diǎn)為斜拉橋的計(jì)算及施工。通過(guò)學(xué)習(xí)，應(yīng)熟悉各種斜拉橋的結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)造，掌握斜拉橋的計(jì)算及施工方法。本節(jié)內(nèi)容一、概述二、總體設(shè)計(jì)三、構(gòu)造四、計(jì)算五、施工六、習(xí)題與思考題爪哇（java）的竹斜拉橋老撾（Laos）的竹斜拉橋一、概述（一）斜拉橋的發(fā)展史斜拉橋的雛形我國(guó)古代的吊橋世界上第一座現(xiàn)代鋼斜拉橋,是1955年德國(guó)DEMAG公司在瑞典修建的斯特倫松德（Stromsund）橋，跨徑74.7+182.6+74.7，梁體為鋼板梁，采用預(yù)應(yīng)力拉索支撐。我國(guó)于1975年在重慶云陽(yáng)建成了第一座試驗(yàn)性斜拉橋。（1）橋面輕型化（2）主塔結(jié)構(gòu)的多樣化（3）多跨(多塔)斜拉橋（4）拉索新型化（5）部分式斜拉橋（6）結(jié)構(gòu)分析合理化（二）斜拉橋的發(fā)展趨勢(shì)（1）抗風(fēng)設(shè)計(jì)（2）抗震設(shè)計(jì)（3）計(jì)算模型（4）幾何非線性問(wèn)題（5）成橋后健康檢測(cè)問(wèn)題（三）發(fā)展面臨的技術(shù)問(wèn)題二、總體設(shè)計(jì)（一）斜拉橋基本構(gòu)成斜拉橋由主梁、索塔、斜拉索三種基本構(gòu)件及基礎(chǔ)等主要部分構(gòu)成，在邊跨內(nèi)可根據(jù)需要設(shè)置輔助墩。（二）斜拉橋結(jié)構(gòu)體系按塔、梁、墩相互結(jié)合方式，分為以下四種：1、漂浮體系塔梁處不設(shè)支座，多設(shè)豎直拉索（零號(hào)索），邊墩上只設(shè)縱向滑動(dòng)支座，斜拉索在豎直面內(nèi)布成輻射形或扇形不能是豎琴形。(1)優(yōu)點(diǎn)：溫度、收縮和徐變次內(nèi)力均較小，減小梁在塔處負(fù)彎矩，主梁各截面受力較均勻；地震時(shí)，全橋可作縱擺動(dòng)，避免共振，達(dá)到抗震消能作用，利于抗震。適于主跨400米以上大跨斜拉橋。(2)缺點(diǎn)：懸臂施工時(shí)，塔梁處主梁需臨時(shí)固結(jié)，合龍后需去除臨時(shí)固結(jié)作體系轉(zhuǎn)換，此時(shí)，主梁會(huì)發(fā)生縱向擺動(dòng)。為防止縱向產(chǎn)生過(guò)大的擺動(dòng)，有必要在斜拉橋塔上的梁底部位設(shè)置高阻尼的主梁水平彈性限位裝置。2、半漂浮體系（支承體系）基本同漂浮體系，但在所有塔梁處設(shè)縱向滑動(dòng)支座，不設(shè)豎直拉索，同漂浮體系是采用最多兩種，塔梁處設(shè)固定支座的支承體系，只用于較小跨徑優(yōu)缺點(diǎn)基本同漂浮體系，但塔梁處負(fù)彎矩較大3、塔梁固結(jié)體系塔梁固結(jié)，墩處設(shè)支座，適用：軟基易不均勻沉降處，在墩上設(shè)可調(diào)節(jié)支座；剛度較大矮塔斜拉橋優(yōu)點(diǎn)：塔根部彎矩小，溫度內(nèi)力小，并且在索塔和主梁中的溫度內(nèi)力極小。缺點(diǎn)：支反力大，支座復(fù)雜，塔梁處負(fù)彎矩大，主梁跨中撓度大（主梁在墩頂處轉(zhuǎn)角位移導(dǎo)致塔柱傾斜，使塔頂產(chǎn)生較大的水平位移，從而顯著地增大主梁跨中撓度和邊跨負(fù)彎矩），動(dòng)力特性不好，抗風(fēng)、抗震不利4、剛構(gòu)散體系塔梁纖墩固寬結(jié)。優(yōu)點(diǎn)：希不設(shè)支虧座，不避需轉(zhuǎn)換品體系缺點(diǎn)：唱溫度內(nèi)奇力大，當(dāng)。適用裙：獨(dú)塔斜昆拉橋、嘴較柔高芒墩大跨技徑斜拉期橋。二、構(gòu)章造（一）矮布孔1、單暑跨式（1）獨(dú)符塔單雹跨式塔后拉扣索只能白采用地帝錨形式借。梁體內(nèi)卸的水平廳軸力(由斜索技水平分挎力引起)必須由旦相應(yīng)的飛下部結(jié)辰構(gòu)來(lái)承劃受。獨(dú)塔單誤跨式示感例雙塔單刻跨式示例無(wú)塔淚單跨式示礦例在適洗宜的瞎地形勺條件荒下、附單跨蹤蝶式斜灑拉橋榨可以至利用顏山體開(kāi)巖錨昂來(lái)代靈替橋巨塔(無(wú)論是鋼獨(dú)塔或庭雙塔)。宜昌艷夷陵苗大橋香港汀弟九大橋2、多甲跨式獨(dú)塔雙夾跨式、恥雙塔三評(píng)跨式、帽多塔多械跨。中間塔妙無(wú)有效庫(kù)端錨索群支承而罰存在縱招向剛度問(wèn)題斜拉獵橋的名整體蓋剛度徒、端缺錨索畏的應(yīng)像力變隆幅與妹跨徑厲比有僑著很迷大的麗關(guān)系鐘。當(dāng)栗主跨選有活蹲載時(shí)蛋邊跨俘梁端架點(diǎn)的爬端錨盒索產(chǎn)炊生正津軸力蘿（拉悉力）侮，而社當(dāng)邊霧跨有故活載膀時(shí)端趙錨索蒙又產(chǎn)梯生負(fù)密軸力年（拉嗓力松瘋減）技，由押此引咐起較盈大應(yīng)奸力幅易而產(chǎn)漢生疲底勞問(wèn)壘題。對(duì)于肌活載猛比重馬較小進(jìn)的公險(xiǎn)路和泉城市幣橋梁誤，一闖般按朗恒載億平衡雖的原鴿則確博定邊癥主跨笛比（二）邊主跨殿比邊中跨比（1）雙塔答三跨斜梨拉橋邊閘主跨徑歷比宜取0.3喝3～0.5，鋼主兇梁宜取0.3～0.4，組方合梁油宜取0.孔4～0.吼5，混合靈梁宜取0.3～0.畝45，混扛凝土互主梁睛宜取0.4～0.4雪5。特殊支情況，滋可采用鄙更小邊品主跨比敬或地錨晃式斜拉祖橋；（2）獨(dú)塔彎斜拉橋惱雙側(cè)跨喂徑比可水取0.但5～1.閑0。（3）多揚(yáng)塔斜慢拉橋凱跨徑爸比可絹參照差雙塔娛三跨舍斜拉乖橋選幅用（4）而對(duì)全于活載赴比重大所的鐵路結(jié)橋梁，稍邊主跨膽之比宜栗為0.釀20～0.扒25，（5）鋼斜擦拉橋的蹈邊跨應(yīng)慕比相同筒跨徑混鵝凝土斜稀拉橋的谷跨徑小（三慶）斜暗拉索1、斜拉貿(mào)索橫向布置單索面梳、雙答索面高、多宜索面；空間索面肌、平鏈面索面：目錄下頁(yè)上頁(yè)2、斜拉懷索縱向炮布置3、斜釀拉索見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)間距鋼梁錯(cuò)、組風(fēng)合梁暈斜拉數(shù)索標(biāo)瓶準(zhǔn)間咽距宜吸用8～16濟(jì)m。砼梁欺斜拉課索標(biāo)脂準(zhǔn)間獨(dú)距用6～12膜m密索朽體系螞優(yōu)點(diǎn)盒：索距燭小，城主梁垮彎矩貌小；索力較朱小，錨退固點(diǎn)構(gòu)情造簡(jiǎn)單戚；錨固點(diǎn)拍附近應(yīng)設(shè)力流變警化小，押補(bǔ)強(qiáng)范暢圍??；利于珠伸臂廢架設(shè)鴿；易于前換索。4、斜拉鄰索細(xì)節(jié)構(gòu)造（1）斜拉迅索與主床梁、索怪塔不能券固結(jié)，印以便于仔張拉與涂換索（2）斜龍拉索迅索端柱鋼護(hù)陸筒內(nèi)朱應(yīng)設(shè)閱減振配裝置戴，并券采取吳防水憲、防紐奉潮措鍛施（3）橋面格上斜拉援索應(yīng)高粗度不小濾于2m的豎歸向防摸護(hù)，綢以防軟人為青損壞（4）應(yīng)采嶺用平行紋鋼絲或橡鋼絞線秋斜拉索（四）獄主梁1、可采用瞎鋼梁壺、砼晌梁、節(jié)組合政梁、伯混合璃梁鋼梁：濃跨徑大插于600衫m(xù)使用經(jīng)馳濟(jì)砼梁義：跨咐徑為200畝m～400忘m使用經(jīng)散濟(jì)組合葬梁（何結(jié)合忙梁）：唇由兩種不擊同材料攏結(jié)合或餡不同工雜序結(jié)合棚而成的權(quán)梁（鋼鵲梁上加馬設(shè)混凝衛(wèi)土橋面講板的）汪，40慘0m～600隊(duì)m使用經(jīng)付濟(jì)混合梁：多指皂主跨蕩用鋼頸梁，粒次跨領(lǐng)用砼策梁2、主梁昨宜在全冤長(zhǎng)范圍精內(nèi)布置齒成連續(xù)增體系3、主月梁截踩面形撤式（1）砼練主梁殲：a.實(shí)心板桑截面：扒用于跨漸徑200塞m以下b.邊箱聚梁截艱面、興肋板尾式截假面：丹用于汪雙索培面斜得拉橋c.箱形截和面、帶刮斜撐箱糠形截面怒：用于單索面于斜拉橋d.橋面犯很寬稈時(shí)，多用單箱其多室鼻、肋世板式澆、邊殘箱梁浪截面目，必輕要時(shí)眼可在斯中間稱增加等梁肋糞數(shù)流線牽形箱秤形截棍面小邊箱慢板式截肢面（2）鋼吊梁：箱形潛截面紡、分挑離式狂邊箱頑梁截賴面、嫩鋼板睛梁截蒜面分離和式邊佩箱梁廉截面鋼板臉梁截面目錄下頁(yè)上頁(yè)工字剛鋼主纖梁截然面邊鋼塊箱梁攪截面爸：用盒于跨盟徑較爪大（3）組稈合梁理：a.組合厘梁宜例采用淚雙索亞面飄按浮體跑系b.鋼筋砼梨、預(yù)應(yīng)銜力砼橋面板側(cè)厚度宜雄≥25左0m抱m，砼強(qiáng)度茂宜≥C4滾0，預(yù)胃制板煙需存放4～6個(gè)月才能使奪用c.砼板間厚接縫、譽(yù)鋼梁頂粉面剪力券鍵（如誤下圖）登與鋼梁杏頂面應(yīng)緞?dòng)行ЫY(jié)鼠合為一錫體4、主梁訓(xùn)橫向連沙接（1）砼初主梁掀：靠撒加厚柴或施焰加預(yù)逝應(yīng)力手的橫持隔梁戲（板盆）；滑橫隔罷板人澇洞應(yīng)粥加強(qiáng)破角隅墨處配信筋，昌加強(qiáng)幅防裂動(dòng)措施藥；輕提型開(kāi)短口截資面主咬梁橫逼隔板遞間距耽宜6～10稍m，厚度度宜拔≥180拴mm（2）鋼梁節(jié)：鋼梁汁橫隔板夾宜采用殘鋼板梁廈，鋼桁喇架主梁孝橫向連鳳系宜采繪用桁架智斜撐形茫式；橫艘隔板梁課應(yīng)采用信工廠焊宜接，鋼歸板厚宜渾≥10散mm（3）組刑合梁構(gòu)：橫疤向連雪接宜堂采用跪鋼板謎梁，抓鋼板碑厚宜牧≥10使mm5、主梁破縱向連柴接（1）砼主改梁：采鵲用分段懸晴澆時(shí)，分握段處縱寬向預(yù)應(yīng)脅力筋接偏頭不應(yīng)超清過(guò)總數(shù)窯的50%；懸劑拼施眠工時(shí)雁，分踩段端聯(lián)面應(yīng)膚設(shè)計(jì)部成企口施縫形式，棉并預(yù)埋分定位件巖；跨徑難不大時(shí)姐，接縫賺采用膠接增縫，跨徑溫較大時(shí)怎，采用濕接縫（2）鋼壯梁：柄鋼梁束段應(yīng)工廠焊接，縮慧節(jié)段連貓接可采楊用高強(qiáng)嫂螺栓連誦接或焊惜接，頂鞭板應(yīng)采染用焊接幅；縱向終隔板宜脹設(shè)橋面擾車道分緞界線位怒置（3）組合才梁：節(jié)斯段長(zhǎng)度竊以能布巡壽置1～2斜拉晴索或2～4橫梁挽為宜立；鋼盜梁節(jié)轎段應(yīng)晨采用泥工廠壩焊接爆，節(jié)遲段連貫接可巴采用然高強(qiáng)蠟螺栓好連接貼或焊記接（4）混合愛(ài)梁：不害同材料港梁連接族處，宜亭設(shè)在彎矩最兔小處，可飼布在杏主跨珠或邊聚跨內(nèi)澤，連愛(ài)接處吊應(yīng)設(shè)橫隔板；兩段富梁的重心宰高度宜設(shè)聾置一慈致；傍縱向忘連接按可采紫用施慢加預(yù)勸應(yīng)力盆或抗仍剪栓值釘連拜接，范通過(guò)緩逐漸純變高座加勁癥肋緩簽解兩姨種梁天體剛平度的把突變6、主逆梁高胃跨比賊：（1）雙塔證三跨斜穿拉橋主霸梁高跨細(xì)比：1）砼梁鬼宜取1/1盲00～1/2嫁202）組符合梁評(píng)宜取1/1蠻25～1/籌20烈03）鋼突主梁移宜取1/斧18郊0～1/3治30(2)獨(dú)塔斜張拉橋主梁怨高跨錄比變亭化較女大，澇受索鐘面數(shù)修、截沿面形眼式影娃響大我，一丑般低桌于雙寒塔三蛛跨斜筋拉橋單柱草式（馬等截凝面）單柱少式（安向下喬加寬雕）單柱純式（酸向上盈加寬箭）A形式倒Y形式（五）勒索塔1、索塔形式(1)縱向形式單柱式雙柱式花瓶式A式倒Y式門式A式倒Y式寶塔式鉆石柱式(2剩)橫向介布置目錄下頁(yè)上頁(yè)2、索植塔細(xì)洞部構(gòu)貧造（1）砼索塔（德鋼筋砼車、預(yù)應(yīng)電力砼）1）豎前向受娃力筋沃直徑賄宜≥20艱mm；面快積配挪筋率牲應(yīng)≥1%2）箍杠筋直熊徑應(yīng)盤≥12鑄mm；間距忽應(yīng)≤豎嘆向受力棍筋直徑10倍，辦且≤200才mm3)橫截面耳形式如自下：（2）鋼索促塔1）截藥面形憶式：需矩形軍空心執(zhí)箱截菠面、允帶T、十掛字形恨空心忠箱形妄式2）箱襖室四洋周主熱壁板拍應(yīng)設(shè)退置豎敢向加貫勁肋(二者板觸厚宜≥20m件m)、橫向燥隔板，暈橫隔板淡間距宜泥≤4m3、索塔高跨比雙塔、盲多塔斜怠拉橋橋石面以上很索塔的槍高度與宵主跨跨蜜徑比宜丸為1/4～1/6；獨(dú)塔蚊斜拉橋甲塔高通儀過(guò)外索虧控制，膏橋面以域上的高久度與跨匯徑之比礦宜為1/漠2.腫7～1/抬3.暫7，外索漲的水平寶傾角不忙宜小于22軍°。已建興成的妻大跨竭度斜搶拉橋眼，橋等面以陜上塔替高與宣中跨近跨徑誓之比臺(tái)位于1/蘭4～1/逗7之間概，多步為0.扭25左右。錨固夕在頂桃板上用于箱鏟內(nèi)采用管加勁斜桑桿的單思索面橋（六幻玉）錨呈固系搭統(tǒng)1、斜峰拉索摩與砼塔梁錨單固b)、c）用逼于兩起個(gè)分甩離單朋箱雙按索面里橋錨固在悉箱內(nèi)錨固顫在斜紐奉隔板孤上錨固饒?jiān)诹禾狍w兩桐側(cè)用于朽雙索彈面橋錨固在掠梁底用于截俊面高度蛙小的雙洲主梁或嶺板式梁2、斜驕拉索儀與鋼泥梁錨固（1）錨女箱式該式藝錨固棍斜拉命索錨沙固在風(fēng)錨固帶梁上想，錨威固梁放與主層梁通災(zāi)過(guò)高訪強(qiáng)螺債栓或啞焊接連接a)耳板菊式錨駛固該式枝錨固衰在主蠅梁的帶腹板泥上伸話出一體塊節(jié)喘點(diǎn)板番，斜乎拉索高通過(guò)恭鉸與坊節(jié)點(diǎn)巡壽板連跑接b)錨管式近錨固該式錨墻固在主憤梁的腹沈板上安勇裝一鋼陜管，斜芝拉索錨亂固于鋼碗管側(cè)壁張錨固橫截案面交叉完錨固鋼橫此梁錨地固交叉菌布索對(duì)稱威布索3、斜誤拉索編與砼薪索塔償錨固d)鋼錨箱顆錨固鞍座支倦承式鞍座膝錨固械式4、斜拉黎索與根鋼索丹塔錨采固錨固梁蜜式支承柳板式（七）場(chǎng)附屬構(gòu)求造1、橋面午鋪裝（1）鋼梁華橋面：