斜拉橋結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)課件

第二章斜拉橋的構(gòu)造第一節(jié)主梁構(gòu)造第二節(jié)索塔構(gòu)造第三節(jié)拉索構(gòu)造第一篇混凝土斜拉橋精選ppt1第一節(jié)主梁構(gòu)造主梁作用體現(xiàn)三個(gè)方面：1）將結(jié)構(gòu)重力和可變作用傳給拉索；2）承受拉索的軸向壓力，需有足夠的剛度防止壓屈；3）抵抗橫向風(fēng)荷載和地震作用。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt2斜拉橋主梁材料類型分類精選ppt3除少數(shù)在索塔附近梁高變化外，通常采用等高度梁。高跨比h/L

：雙索面1/100～1/150；精選ppt4

單索面1/50～1/100。寬高比B/h

≥8

提高主梁橫向抗風(fēng)穩(wěn)定性。后面將介紹砼主梁常用的截面形式。第二章

斜拉橋的構(gòu)造梁橋精選ppt5混凝土T梁：

h/L=1/8-1/16預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：T型截面：h/L=1/12-1/15箱型截面：h/L=1/15-1/18變截面連續(xù)梁：支點(diǎn)位置，H1/L=1/16-1/18跨中H2/H1=1/1.5-1/2.5連續(xù)剛構(gòu)（箱梁）：支點(diǎn)位置，H1/L=1/16-1/20跨中H2/H1=1/2.5-1/3.5拱橋精選ppt6石拱橋

h=βkL1/3β=4.5-6.0

隨矢跨比減小而增大

k=1.0～1.2（汽-10

～汽-20）鋼筋混凝土板拱：

h/L=1/60-1/70工字型肋拱：肋高

h/L=1/25-1/35箱肋：肋高

h/L=1/50-1/70箱拱：h/L=1/55-1/75拱橋?qū)挾?gt;1/25?L第二章

斜拉橋的構(gòu)造一、實(shí)體梁式和實(shí)體板式主梁實(shí)體梁式主梁：兩個(gè)分離主梁間由混凝土橋面板及橫梁連接，拉索錨固在主梁中心處。精選ppt7第二章

斜拉橋的構(gòu)造實(shí)體板式主梁：純板式和矮梁式截面。矮梁式指主梁位于兩邊，梁高相對(duì)橋?qū)捄苄?，主梁間有橫梁和橋面板相連。邊主梁截面帶有風(fēng)嘴尖角，適應(yīng)抗風(fēng)要求。拉索直接錨固在邊主梁下面。圖a)為希臘Evripos橋，主跨215m，精選高p垮pt

比=1/478，板高45cm8第二章

斜拉橋的構(gòu)造二、箱形截面：抗彎和抗扭剛度大，能適應(yīng)各種斜索布置；可形成單箱式或分離式的雙箱式截面，適應(yīng)不同橋?qū)捫枰?。單箱式截面精選ppt9跨越塞納河的法國(guó)普魯東納橋，跨徑143+320+143m，第一座單索面砼斜拉橋。一個(gè)中央索面與預(yù)制構(gòu)件做成的箱形加勁梁相連結(jié)。第二章

斜拉橋的構(gòu)造法國(guó)普魯東納橋10精選ppt雙索面箱梁常以分離式的兩個(gè)箱體錨固于拉索，兩箱間為整體橋面板，橫截面外側(cè)做成風(fēng)嘴狀，具有良好抗風(fēng)性能。第二章

斜拉橋的構(gòu)造分離式的雙箱精式選p截pt

面11美國(guó)P-K橋（Pasco-Kennewick，主跨299m，1978年）采用三角形雙箱梁，全漂浮體系斜拉橋，主梁僅

2.0m。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt12斜拉橋混凝土主梁的斷面形式分類精選ppt13第二章

斜拉橋的構(gòu)造雙索面與單索面的三室箱梁有所不同。雙索面將兩個(gè)中間豎腹板盡量拉大，使中室大于邊室，以取得較大的截面橫向慣性矩；單索面，則將其盡量靠攏，以便將斜索錨固于較小的

中室內(nèi)。精選ppt14第二章

斜拉橋的構(gòu)造挪威Skarnsunddet橋采用三角形箱形截面，主跨530m，三角形箱梁截面不僅抗彎、抗扭剛度大，并且抗風(fēng)，適用于雙索面與單索

面體系。精選ppt15主跨和邊跨主梁設(shè)計(jì)理念是不同的：主跨必須有良好的動(dòng)力特性，自重較輕。邊跨拉索起穩(wěn)定塔的作用，邊跨應(yīng)具有克服上提力功能，

通過邊跨自重設(shè)輔助墩來解決。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt16斜拉橋主梁斷面與索面布置關(guān)系精選ppt17第二節(jié)索塔構(gòu)造索塔通過拉索對(duì)主梁起彈性支承作用。索塔設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。索塔是以受壓為主的壓彎構(gòu)件，索塔趨向于混凝土材料。精選ppt18第二章

斜拉橋的構(gòu)造城市中的斜拉橋，還從造型、景觀及與環(huán)境協(xié)調(diào)等要求來確定索塔的結(jié)構(gòu)型式。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt19一、索塔組成組成索塔的主要構(gòu)件：塔柱，塔柱間的橫梁。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt20橫梁可分為承重橫梁與非承重橫梁。承重橫梁：為設(shè)置主梁支座處、塔柱轉(zhuǎn)折處的橫梁；非承重橫梁：為塔頂橫梁和塔柱無轉(zhuǎn)折的中間橫梁。所有的塔柱、橫梁共同參與風(fēng)力、地震及汽車荷載作用。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt21二、混凝土塔構(gòu)造塔柱截面分成兩類：矩形非矩形截面。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt22采用實(shí)心矩形截面時(shí)，拉索穿過塔柱交錯(cuò)錨固于塔軸線兩側(cè)。也可把塔柱截面變成H形。采用空心矩形截面時(shí)，拉索錨固箱室中，箱室內(nèi)壁增設(shè)錨固用的鋸齒形凸塊，或在箱內(nèi)設(shè)置鋼橫梁來錨固。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt23非矩形截面塔柱包括五角形、六角形、八角形等，可采用實(shí)心，也可采用空心截面?？招慕孛嫘柙诿恳粚永麇^頭處增設(shè)水平隔板，作用有二：1、有利于將索力傳遞到塔柱全截面上；2、在施工階段和養(yǎng)護(hù)時(shí)可作為工作平臺(tái)。精選ppt24拉索須具備抗疲勞性、耐久性和抗腐蝕性。拉索包括鋼索和兩端錨具兩部分，鋼索承受拉力，錨具傳遞索力。一、拉索構(gòu)造拉索由高強(qiáng)度鋼絲或鋼絞線制作。組成鋼索的鋼絲、鋼絞線要排列整齊、規(guī)則；鋼索斷面應(yīng)緊密并易于成型，受力均勻；鋼索的型式便于穿過預(yù)埋管道，易于錨固；鋼索易于防護(hù)和施工安裝等。精選ppt25第三節(jié)拉索構(gòu)造第二章

斜拉橋的構(gòu)造主要采用兩種拉索：平行鋼絲和平行鋼絞線。1、平行鋼絲拉索與冷鑄錨平行鋼絲索經(jīng)涂脂處理后按正六邊形平行、捆扎成束后，加纏高強(qiáng)度聚脂包帶和熱擠高密度聚乙烯塑料（HDPE）護(hù)套或染色PE護(hù)套，兩端安裝鋼套管和錨具。精選ppt26平行鋼絲索截面示例精選ppt27將若干根鋼絲平行集攏、同軸同向加以適當(dāng)扭絞，由此而使各根鋼絲相互間形成一種特殊的平行狀態(tài)，稱為半平行鋼絲索。半平行鋼絲索實(shí)例第二章

斜拉橋的構(gòu)造平行鋼絲拉索的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分。①錨固部分：分張拉端錨固與固定端錨固；張拉端由錨筒、錨圈、錨墊板、防護(hù)罩等組件組成；固定端由錨餅、錨墊板、防護(hù)罩組成。②過渡部分：由鋼導(dǎo)管、錨筒過渡延伸鋼管、減振器、防水罩等組成；③中間部分：由高強(qiáng)鋼絲、玻璃絲帶，PE防護(hù)、纏包帶等組成。圓鋼絲直徑常用5mm、7mm兩種，鋼絲抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不少于1570MPa。1-張拉端錨筒；2-錨圈；3-錨墊板；4-過渡鋼管；5-拉索；6-平行鋼絲；7-固定端錨餅；8-2層玻璃絲帶或2層滌綸帶；9-熱擠PE塑料護(hù)套；10-PVE纏包帶

精選ppt

28平行鋼絲索的錨固采用冷鑄墩頭錨。千斤頂通過與錨杯內(nèi)緣螺紋連接進(jìn)行張拉，張拉后擰緊錨杯外緣螺母即可傳力。第二章

斜拉橋的構(gòu)造精選ppt29平行鋼絲拉索采用的冷鑄錨頭精選ppt30第二章

斜拉橋的構(gòu)造2.

平行鋼絞線拉索將平行鋼絲索中的鋼絲換成鋼絞線即成為平行鋼絞線索。鋼絞線由7根Ф5mm或7mm的鋼絲絞制成單股鋼束（Ф

15mm），各單股鋼束平行排列，形成鋼絞線。單根鋼絲標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度>1860MPa，國(guó)外鋼絞線（美國(guó)、日本）>2000MPa。精選ppt31平行鋼絞線斜拉索采用的夾片式群錨精選ppt32精選ppt33第二章

斜拉橋的構(gòu)造二、拉索的錨固1.

斜拉索與混凝土梁的錨固1）頂板設(shè)置錨固塊適用于單索面有加勁斜桿的箱梁。拉索錨固在頂板與斜拉桿交叉點(diǎn)處的錨固塊上。拉索水平分力通過錨固塊傳給頂板后再到箱梁全截面，垂直分力由一對(duì)加勁斜桿承受。精選ppt34第二章

斜拉橋的構(gòu)造2）箱梁內(nèi)設(shè)橫隔板錨固用于分離式雙箱的混凝土主梁，也適用于單索面多室箱梁。錨固構(gòu)造位于箱梁頂板下兩個(gè)腹板之間，與頂板、腹板固結(jié)在一起。拉索的水平分力由錨固塊傳遞給頂板再擴(kuò)散到主梁全截面，垂直分力則由錨固塊傳給左右腹板。精選ppt35斜拉索的錨頭示例精選ppt36第二章

斜拉橋的構(gòu)造3）在箱梁內(nèi)設(shè)斜隔板錨固在箱梁內(nèi)設(shè)斜向隔板，其斜度與拉索一致。拉索錨固于箱梁底板。拉索的水平分力通過隔板四周的頂板、腹板和底板傳給主梁，垂直分力由斜隔板兩側(cè)的腹板以剪力形式傳遞。精選ppt37第二章

斜拉橋的構(gòu)造4）在梁體兩側(cè)設(shè)錨固塊雙索面斜拉橋常用的錨固構(gòu)造。錨固塊放在主梁兩側(cè)風(fēng)嘴形實(shí)體塊下面，或較厚的傾斜邊腹板下面。拉索的水平分力通過風(fēng)嘴形實(shí)體或斜腹板傳遞，而垂直分力則需在斜腹板內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的豎向預(yù)應(yīng)力筋束來承受。精選ppt38第二章

斜拉橋的構(gòu)造5）在梁底設(shè)置錨固塊適用于截面較小的實(shí)體雙主梁或板式梁。梁中設(shè)置與拉索傾角相同的管道，拉索穿過管道后錨固于梁底。精選ppt39總結(jié)—斜拉索與混凝土梁的錨固方法：精選ppt40頂板設(shè)置錨固塊箱梁內(nèi)設(shè)橫隔板錨固在箱梁內(nèi)設(shè)斜隔板錨固在梁體兩側(cè)設(shè)錨固塊在梁底設(shè)置錨固塊第二章

斜拉橋的構(gòu)造2.

拉索在索塔上的錨固拉索錨固部位的構(gòu)造與拉索的布置、根數(shù)和形狀、塔形和構(gòu)造及拉索的牽引和張拉等多種因素有關(guān)。1）在實(shí)體塔上交錯(cuò)錨固塔柱中埋設(shè)鋼管，兩側(cè)拉索交叉穿過預(yù)埋鋼管后錨固在鋼管上端的鋼板上。利用塔壁上的鋸齒形凹槽或凸形牛腿來錨固拉索。精選ppt41第二章

斜拉橋的構(gòu)造力。2）空心塔上非交錯(cuò)錨固構(gòu)造與上述的相同，但需在橋塔壁板內(nèi)配置環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋，抵抗拉索在箱壁內(nèi)產(chǎn)生的拉精選ppt42第二章

斜拉橋的構(gòu)造3）采用鋼錨固梁來錨固鋼錨固梁擱置在塔柱內(nèi)側(cè)牛腿上，斜索錨固在鋼錨固梁的錨塊上。鋼錨固梁實(shí)現(xiàn)拉索在空心塔上的對(duì)稱錨固，使塔柱在錨固區(qū)段受力明確，內(nèi)力減少。精選ppt43第二章

斜拉橋的構(gòu)造4）利用鋼錨箱錨固鋼錨箱由各層的鋼錨箱上下焊接而成，然后將錨箱用焊釘與混凝土塔身連結(jié)。精選ppt44第二章

斜拉橋的構(gòu)造三、拉索的應(yīng)力拉索的應(yīng)力控制考慮三個(gè)因素：設(shè)計(jì)彈性模量、破斷強(qiáng)度和抗疲勞。斜索的設(shè)計(jì)彈性模量（換算彈性模量）可按恩斯特公式計(jì)算：式中：E索的彈性模量，r

索的容重，l

索的水平投影長(zhǎng)度。精選ppt45第二章

斜拉橋的構(gòu)造公式表明，選用高強(qiáng)度材料，提高拉索工作應(yīng)力，采用輕而有效的拉索防護(hù)手段，減少容重，有利于提高拉索剛度，降低非線性影響?？刂菩彼鞯淖钚?yīng)力是十分必要的。拉索應(yīng)具有足夠抗疲勞能力，拉索抗疲勞能力與鋼材和錨具有關(guān)，目前成品拉索應(yīng)力變幅為220～250MPa。精選ppt46四、拉索的減振拉索的振動(dòng)容易導(dǎo)致拉索根部出現(xiàn)反復(fù)撓曲，產(chǎn)生附加撓曲應(yīng)力，加速鋼絲疲勞和外包破損。目前拉索的減振主要有以下幾種措施：（1）氣動(dòng)控制法（2）阻尼減振法（3）改變拉索動(dòng)力特性法精選ppt47第二章

斜拉橋的構(gòu)造（1）氣動(dòng)控制法

將斜拉索原來的光滑表面做成帶有螺旋凸紋、條形凸紋、V形凹紋或圓形凹點(diǎn)的非光滑表面。氣流經(jīng)過拉索時(shí)在表面邊界層形成湍流，從而防止渦激共振的產(chǎn)生；拉索表面的凹凸紋還能阻礙下雨時(shí)拉索上、下緣迎風(fēng)面水線的形成，從而防止雨振的發(fā)生。精選ppt48第二章

斜拉橋的構(gòu)造（2）阻尼減振法通過安裝阻尼裝置，