斜拉桥总体布置受力特点及结构体系.ppt

1、斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）一、受力特点一、受力特点 斜拉桥的传力路径 主梁与斜拉索相互作用特点 桥塔与斜拉索相互作用特点 主梁、桥塔和索相互耦合特点斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系斜拉桥总体布置、受力特点及结构体系（按梁、索、塔和墩的不同结合方式）二、结构体系二、结构体系 依据支承体系划分的结构体系类型 依据锚拉体系划分的结构体系类型斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系

2、王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）Christian Menn 设计的建于 1981 年的甘特(Ganter)大桥 部分斜拉桥（矮塔）部分斜拉桥（矮塔）二、斜拉桥的结构体系斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）小田原港（Odawara Blueway)桥,1994 部分斜拉桥（矮塔）部分斜拉桥（矮塔）二、斜拉桥的结构体系1988 年法国工程师J.MathivateExtra-dosed Prestressing Concrete Bridge斜拉桥总体布置、拉索构造与

3、防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）瑞士森尼伯格(Sunniberg)桥，1994,5 跨，140 米 部分斜拉桥（矮塔）部分斜拉桥（矮塔）二、斜拉桥的结构体系斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）部分斜拉桥（矮塔）部分斜拉桥（矮塔）二、斜拉桥的结构体系部分斜拉桥兼有斜拉桥与连续梁或连续刚构桥受力和构造特点，有斜拉索和塔柱类似构造但非索支承结构，有连续梁或连续刚构的构造特点和外部受力图式但有别其受力；斜拉索只分担部分

4、荷载，其余仍由主梁及其内预应力钢束承担，这就是所谓部分斜拉桥名称的来源。部分斜拉桥的塔高约为常规斜拉桥的一半，故也俗称矮塔斜拉桥；福建樟洲战福建樟洲战福建樟洲战福建樟洲战备桥备桥备桥备桥斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）斜拉桥结构示意图及其弯矩示意图矮塔斜拉桥结构示意图及其弯矩示意图三跨连续梁结构示意图及其弯矩示意图斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）塔柱处的主梁高度也约为常规连续梁或连

5、续刚构桥的一半；塔高低、斜拉索倾角小，拉索承担的荷载比例小（约 30）；拉索活载应力幅一般在 50MPa 以下，而常规斜拉桥拉索的活载应力幅在 150MPa 以上，拉索的疲劳问题缓解，钢索的容许应力可提高，造价降低；跨径在 100 250m 的连续梁或刚构桥，若改用部分斜拉桥结构，竞争力将明显提高连续梁、连续刚构（或 T 型刚构）都可派生出部分斜拉桥。部分斜拉桥（矮塔）部分斜拉桥（矮塔）二、斜拉桥的结构体系斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索索鞍拉索索鞍斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉

6、桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）总总体体布布置置桥塔布置跨径布置斜索布置主梁布置一、总体布置一、总体布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）桥塔布置桥塔布置桥塔的高度桥塔的布置一、总体布置一、总体布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程

7、系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）桥塔高度主跨跨径索面形式（辐射式、竖琴式或扇式）拉索的索距拉索的水平倾角双塔：H/l2=0.180.25单塔：H/l2=0.300.45桥塔高度(从桥面以上算起，不包括建筑造型或观光等需要的塔顶高度从桥面以上算起，不包括建筑造型或观光等需要的塔顶高度)桥塔布置：独塔双跨、双塔三跨和多塔多跨，以及一些特殊布置，如：独塔单跨、双塔单跨，无塔单跨以及塔跨混合式。斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）单跨斜拉桥桥塔布置特殊布置形式的斜拉桥斜拉桥总体布置、拉索构造与

8、防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）岩锚代替桥塔双塔单跨斜拉桥桥塔布置特殊布置形式的斜拉桥 桥塔结构形式和布置桥塔结构形式和布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）塔跨混合式桥塔布置特殊布置形式的斜拉桥 桥塔结构形式和布置桥塔结构形式和布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）跨径布置跨径布置双塔三跨1）全桥刚度、

9、拉索疲劳强度、锚墩承载力和施工等；2）边跨 l1/中跨 l2=0.250.53）端锚索独塔双跨边跨 l1/中跨l2=0.51.0斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）多塔多跨式 跨径布置跨径布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）多塔多跨式斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）辅助墩及外边孔

10、 跨径布置跨径布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）空间布置形式单索面双索面竖直双索面倾斜双索面斜拉索横向布置斜拉索横向布置抗扭、桥面利用以及美观和维护 拉索布置拉索布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索在平面内的布置型式辐射式竖琴式扇式 拉索布置拉索布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥

11、梁工程（下）拉索倾角（边索）辐射式或扇式：210300竖琴式:260300 拉索布置拉索布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）索面内的其它布置型式索面内的其它布置型式 拉索布置拉索布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索间距拉索间距早期：稀索混凝土达 15m30m钢斜拉桥达 30m50m现代：密索混凝土达 4m12m钢斜拉桥达 8m24m稀索特点：稀索特点：主梁间距大，梁的弯矩及剪力

12、较大，需要较高的梁高；斜索的内力与截面尺寸相对也较大，因此对架设和施工带来较多困难；斜索锚固点的构造细节也较复杂，其附近常需作大规模补强，耗料也多。但稀索结构体系的超静定次数较少。密索特点：密索特点：密索主梁间距短，主梁中的弯矩较小；每索的拉力较小，索截面尺寸小，锚固点构造简单，补强范围也小；悬臂施工所需辅助支撑少，甚至可不要；斜索更换容易。但端锚索（与端支点连接的斜索）刚度较小，边跨主梁可能产生较大的负弯矩。斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）主梁的布置主梁的布置 连续体系连续体系 非连续

13、体系非连续体系 主梁高跨比主梁高跨比斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）Ayunose 日本 连续体系 主梁的布置主梁的布置斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）非连续体系主梁的高跨比梁高的确定为:早期稀索：1/50-1/100密索:1/100-1/150,1/200 斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下

14、）桥梁工程（下）拉索种类与构拉索种类与构造造 每一根拉索都包括索和具大部分。索承受拉力，置在索端的钢锚两钢设钢两具用拉力。索作斜拉索的主体主要有如下几形式：锚来传递钢为种平行筋索钢、索钢丝（平行股索钢丝Parallel-Wire-Strand、平行索钢丝PWC、半平行钢丝索）、索钢绞线（平行索、半平行索）、钢绞线钢绞线封式闭钢缆、股单钢绞缆。二、拉索的种类、构造及防护二、拉索的种类、构造及防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）将 7 丝钢绞线平行排列，布置成六角形截面平行钢筋索：高强钢筋平

15、行布置组成，标准强度不低于1470MPa钢丝索 平行钢丝股索 PWS 平行钢丝索 PWC半平行钢丝索采用高强，其准强度不低于镀锌钢丝标1600MPa，常采用 5 或 7制镀锌钢丝造钢绞线 平行钢绞线索：半平行钢绞线索，标准强度不低于 1860MPa封闭式钢缆单根钢缆施工操作过程繁杂，索中钢筋都有接头，目前很少使用 拉索种类与构拉索种类与构造造斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索种类与构拉索种类与构造造斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同

16、济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）Parallel Parallel Wire Wire CableCable 拉索种类与构拉索种类与构造造斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索端部的锚具拉索端部的锚具热铸锚墩头锚冷铸锚夹片式群锚 锚具的主要构造为：锚杯、锚圈、锚垫块、填充固化料、防漏板及夹片等，为便于穿索、张拉，在锚具的尾部须设置张拉连接器及引出杆连接等附属构造。斜拉桥总体布置、拉索构造与防护斜拉桥总体布置、拉索构造与防护同济大学桥梁工程系 王志强同济大学桥梁工程系 王

17、志强桥梁工程（下）桥梁工程（下）拉索的防护拉索的防护 拉索防分防和拉索防方面护为钢丝护护两个。1、的防钢丝护2、拉索的防（涂料、卷、套管和塑料等）护带缠绕1）拉索外面用多玻璃加涂或脂形成玻璃外防层纤维缠绕并沥青环氧树钢壳护2）拉索外套套管，管注水泥，管拉索用玻璃，加涂，钢内压浆内纤维缠绕沥青套管外涂防漆；钢锈3）拉索套在高密度聚乙套管，管再注水泥空隙；烯内内压浆填满4）拉索套在 PE 管，除在管注水泥外，管外再脂玻璃内内压浆缠绕环氧树纤维形成玻璃外保；钢壳护5）在拉索外面高密度聚乙套管；热挤压烯6）在高密度聚乙套管前，拉索表面行粉或行金涂，或热挤压烯对进铝锌进属喷先用聚包后行酯带缠进热挤压 PE 套管。