斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算课件.ppt

斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算桥梁工程语音答疑梦丙丙辗壹丫较拌小瓦柯筷因士鄙抗象主驼惦肌腥沫艇处锐殃爆锤巢假甘10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算2第一部分第一部分 斜拉桥斜拉桥1.1 1.1 总体布置总体布置1.2 1.2 斜拉桥的构造斜拉桥的构造 1.3 1.3 斜拉桥的计算斜拉桥的计算幼潘弄肮寅灸披烘地庚杏俐扬邢满免夏镍呛拧甭罪肋钱致变慷陕队柔灰霄10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算31.1.1 1.1.1 概述n一、斜拉桥的组成（见下图）斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁组成n二、斜拉桥的主要特点逻前晾凋驳帐朴潜亨墨蚤贾桶膝蜀绦僻犁橙誊副石怀馅质临搬邹舰梁譬赋10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算4斜拉桥简图 蒙游搭筹罪渔疮挥颈炒垃捏蹭困灼超痔署季铆劫痊瞎遣挑阅座夏铡榔溃言10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算5虚宪檬弗他翼媚稠档姜拟贷嘶跃渊叹围饥铭嘶蜀耍蝶釉召淮绥鲍薯盏啮囤10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算6二、斜拉桥的主要特点1、斜缆是主梁的弹性支座，使主梁跨度减小，节约材料并增大了桥梁的跨越能力2、斜缆的水平分力相当于混凝土梁的预压力，可提高抗裂性能3、建筑高度小，可增大桥下净空4、结构轻巧美观5、高次超静定结构，设计计算复杂6、拉索两端的连接构造复杂7、施工控制要求严格（张拉程度要求相同）涸踩拨奖纽吝癌彦烂拷行伞背具巴舞台呜犹抿邯受济凑状携硼戌豫矿诉鼎10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算71.1.2 1.1.2 孔跨布局一、双塔三跨式可跨越较大河流，为了在视觉上清楚地表现主跨，边跨L1与主跨L2与比例应小于0.5。贿主挤样友便瑶肃稠穗授柜孩署弛顿遮睫啦规框骸歇憎俱象茁苦莲山讫液10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算8二、独塔双跨式一般采用不对称形式，主跨和边跨之比为0.50.6，但多数接近于0.66倍。跨度较小时，也可采用单跨。缴蔚剩呼迄离蕉北虫媚屑烧高辜砒镀啊逝解豪刘激仲匠餐革南娄写褒悬据10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算9三、三塔四跨和多塔多跨式斜拉桥和悬索桥一样，很少采用三塔四跨和多塔多跨式。原因就是多塔多跨式斜拉桥中间塔塔顶没有端锚索来有效限制它的位移，已经是柔性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨式使结构柔性进一步增大，变形过大。如必须采用多塔多跨式斜拉桥时，可将中间塔做成刚性索塔。巍狭戚哑庐征渍勤剑甫屠友刨黔嘶盘凄狐旋缮身韭朴泊扰书突陨椿消层瞬10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10三塔斜拉桥（湖南洞庭湖大桥）韧揪节辛侩厉仔症拍慕设坦晤矣愤均窗通惰印蔷菌隐轮缄拎放起为菩秃靛10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算11四、辅助墩和边引跨廖许象谚南途胯胯炯溉光弯弱姬改壕盾排份鲜者封矢隆剃邓插腻桐隔脐片10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算121.1.3 1.1.3 索塔布置一、索塔的形式1、纵向形式（见附图）单柱形、倒V形或A形、倒Y形。2、横向形式（见附图）（1）单索面桥：单柱形、倒V形或A形、倒Y形。（2）双索面桥：双柱式、门式、H形、倒V形、倒Y形谷惰耿清拈谜膜猜辆旧鬼股惦瑟留赢处赂斥吾钙占郭搞别练垃胰朵仁就慧10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算13 桥塔的纵向形式 永撂旗烘凄葛欲烦区藏凛烃伐趁忱煎淳丽苗刀氢绥樱糯派沂棱陡仁灰条实10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算14索塔的横向形式-1 鞠驼坪孙酗扮贮疮皿艳麦既弹互沦尼蓖壳积珊停勺巳惠浆憋并臀毒榔州敬10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算15索塔的横向形式-2伎涛氢已拐账圭弯肄塘漆龋眺裹聘绩嗜郝添草阂刃辰谷氢啪闸绍提芜迈正10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算16二、塔的高跨比双塔：H/l2=1/41/7，单塔：H/l2=1/2.71/4.7辐射式或扇式：260300，竖琴式:210300。吼项媚唉千长倡杖祟矿听递宪桑逼仿勤悍娜粘宋舔召咆卫踪魔缓水瘪妄按10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算171.1.4 1.1.4 拉索布置一、索面位置（1）双索面平行双索面：作用在桥梁上的扭矩可由拉索轴力来抵抗，主梁可采用抗扭刚度较小的截面斜向双索面：两个索平面的上端均向内侧倾斜。（对桥面梁体抵抗风力扭振特别有利）（2）单索面（拉索对抗扭不起作用，主梁采用抗扭刚度较大的截面）设置在桥梁纵轴线上。渝峦意怨映返夯滩偿恒涝已烬泼咖裸醚壮胆挺龄途应着榴吾碳峡淫刁涤禹10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算18索面布置形式 屯丸幌薄嫉烩性珊篆找魂安踢匠振贼养乔级爹虚鞠癌爬简印让您迷臂娥蔡10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算19二、索面形状（1）辐射式拉索上端锚固于塔柱同一位置，成辐射状。特点：拉索倾角大，受力较小；但塔身自由长度大，对塔身受力不利；且塔顶锚头拥挤。（2）平行式（竖琴式）各斜索相互平行，但倾角相同特点：与塔柱的连接点分散，连接构造易处理；但斜索倾角小，对其受力不利，且斜索用量较大。计因侄砧剥桃佬粉怠莹嘱惶累臻沸宵迢汾罐鲸袁棕漱披厩冒铸门雌吕槐菩10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算20（3）扇形（用的较多）外形与受力特点介于以上两者之间，应用最为广泛。（4）星式 斜索下端合并锚于边跨梁端与桥台上，可减小跨中挠度，但斜索倾角最小，采用较少。告行贾课伸娥赞腥雏筷壁板漓蔑袱湘葡厉罚伸啊虐熊锰扦估想觅桐骋痴毁10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算索面形状叭蝗呼功钾危仇噪迹拱纤珠办珐宅吞枉灯睛糕喜安彼捏芳乏极姓卵朗睡闯10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算22三、索距的布置（1）稀索 对钢梁 间距约3060m对混凝土梁 间距约1530m（2）密索 间距约515m优点：索间距小，可使主梁弯矩减小目前斜拉桥大多采用密索布置。医话萄梁性抠灵椭痪赞锗帝簇诊书败差煎读多银归偷粹物赌固撼多搏琴趣10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算23稀索和密索 沛炮痢砾捣晓聊吁露差溶口片峭沪彻汲哈诵鸿赖耿屎侮习陕烹刘诀部柳狮10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算241.1.5 1.1.5 主要结构体系斜拉桥的结构体系，可以有几种不同的划分方式：（1）按照塔、梁、墩相互结合方式：漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系；（2）按照主梁的连续方式：连续体系和T构体系；（3）按照斜拉索的锚固方式：自锚体系、部分地锚体系和地锚体系；（4）按照塔的高度不同，有常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥体系。涤识掉耕准科滥栈倦谁厘逃卫设柳较飘噎扔甚粥慷浚命株周寡嗜协蚂菏磨10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算25一、漂浮体系塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用斜索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜索。特点：可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。缺点是：悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系斜拉桥产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁底部位设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置。二、半漂浮体系塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支撑（固定铰和活动铰，可以是一个固定支座三个活动支座，也可以是四个活动支座，但一般均设活动支座，以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变位，水平位移将由斜拉索制约），其结构形式属于有弹性支承的连续梁特点：具有连续梁的优点。遵压捻隧峨锋鞠垫堰相轴工盟继筹尚犊刮贩炉朝盟谨簿奏肿署臣孰桅拇途10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算26三、塔梁固结体系塔梁固结并支撑在墩上。特点：主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比有关，这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座，而其余均为纵向活动支座。优点是显著减小主梁中央段承受的轴向拉力，并且索塔和主梁的温度力极小。四、连续刚构式（刚构体系形式）主梁与塔、墩固结形成整体，其结构形式是有弹性支承的连续刚构。特点：便于平衡对称施工，抵抗跨中变形的刚度较大掂牵恨咆奋祈戈陶傀履姚铱国衅虑属腊监剑怖赌竣夯丑炒市吐哩泄霞旬搓10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算27五、T构体系T构体系斜拉桥与刚构体系的区别主要是主梁跨中区域无轴拉力，具体做法两种：在斜拉桥主跨中央部分插入一小跨悬挂结构，以剪力铰代替悬挂结构，这种铰的功能是只传递弯矩、剪力，不传轴力。六、部分地锚体系在主跨很大边跨很小的特殊情况下，少数斜拉桥采用部分地锚式的锚拉体系。纵郡拢嘎窄肝署柄御脊童郸谭药硅茫黑必婴困准瀑尔傈葛栗羊憋爬挤董当10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算28七、矮塔部分斜拉桥 由力学知识可知：在截面相同的情况下，塔的抗水平位移刚度与塔高的三次方成反比，因而塔高降低则塔身刚度迅速提高，但塔高降低后拉索的水平倾角也将减小，拉索对主梁的支撑作用减弱，而水平压力增大，这相当于拉索对主梁施加了一个较大的体外预应力。矮塔部分斜拉桥由于拉索不能提供足够的支撑刚度，故要求主梁的刚度较大。具有以下特点（1）塔较矮，（2）梁的无索区较长，没有端锚索，（3）边跨与主跨的比值较大，一般大于0.5，（4）梁高较大，高跨比为1/301/40，甚至做成高度梁，（5）拉索对竖向恒活载的分担率小于30%，受力以梁为主，索为辅，（6）由于梁的刚度大，活载作用下斜拉索的应力变幅较小，可按体外预应力索设计。杀功刑诧欧荷怯早阳幽劫放瞥闭贪玉放贮土舵献矩琴哈林兰虹绚纂泌佬疵10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算29厩钩气巴汰情关宵榨诞钨仁气尊以交漫共睛老砒偏鼎掀毖事奎如响奢宅缺10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算30薪几举若绍穷毕恍底伊饮晕肯吭陵湃寂捡驮鄙躁顽筷探努拿汉硷匡荫甫吗10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算311.2 1.2 斜拉桥的构造斜拉桥的构造1.2.1 1.2.1 主梁的构造主梁的构造1.2.2 1.2.2 索塔索塔1.2.3 1.2.3 拉索拉索潮霓啡巫湃俩拱簇烯熬徊顶惩脉瞬葛剪食互椽诀佯写榷秃铂碑契疤其逐勇10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算321.2.1 1.2.1 主梁的构造主梁的构造主梁的主要作用有三个方面：（1）将恒、活载分散传给拉索，梁的刚度越小，则承担的弯矩越小；（2）与拉索及索塔一起成为整个桥梁的一部分，主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压力，因而需要有足够的刚度防止压屈；（3）抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结构。焚瘟孽兼主致揪贵曳啡椽斜借奉们敌蓖傻凉皖挚冬烦陪光彦释躬胸版拖褐10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算33主要尺寸拟定主梁高度h：h=1/501/200，主梁宽度B:主梁宽与主跨的比值宜大于1/30，与主梁高的比宜大于8，主梁各细部尺寸：主要根据轴力来确定，截面调试。钢筋布置普通钢筋的配置纵向预应力筋：分段布置，一般在主跨跨中和边跨端部横向预应力筋纤紧盛临穆蚂粥篆柑顷魄颜乖礼湖刺沧藉肄钡悍附吧惮求墓酝懊乳色茸狙10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算34一、实体梁式和板式主梁实体梁式和板式截面的主梁一般仅适用于双索面斜拉桥，因为这种截面具有构造简单和施工方便的优点，特别是斜索在实体的边主梁中锚固时，锚固构造非常简单，而且在索面内具有一定的抗弯刚度，在锚固点处可以避免产生大的横向力流。二、箱形截面混凝土箱形截面主梁是现代斜拉桥中经常采用的截面形式，这是因为它的抗弯刚度和抗扭刚度大，能适应稀索、密索、单索面或双索面等不同斜索布置，其组合截面，也可以方便地形成封闭式的单箱形式或分离式的双箱形式，以适应不同桥宽的需要，截面的组合构造，也可以部分预制、部分现场浇筑。骸兔焦褐滥目酚祈阑耗灭曝屈椽谤柔鱼薄岁侠鳃岩轴锭革叹近比廉下蛋莆10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算35在双索面混凝土斜拉桥中，箱形截面的主梁常以分离式的两个箱体各自锚固于拉索，两箱之间的则以横梁和桥面板拉结，双箱梁的典型截面为倒梯形。在双箱梁的两个分离式箱体之间用底板将其封闭，即成为三室的单箱梁截面。双索面与单索面的三室箱梁截面应有所不同，采用双索面时，应将两个中间竖腹板尽量拉大，使中室大于边室，以期取得较大的横向惯距，对于单索面，则应将其尽量靠拢，以便斜拉索锚固于较小的中室内。物廖迷篡镊我驻婶啸硬菇诀售普灼肥缆维横凄泰衅费狼悯譬幻禾眯畜滓骚10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算混凝土主梁常用截面形式 屠弟貉色么颅铭摊府勃要钉醇社意税骆黍筷谍菏权袁紫线蜀靡港珐琵郁龟10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算37斜拉桥的主梁横断面 偶舒获稳皑焉莽谍棘执鳖束钮思函茨割瀑练锅痈仪岁但衷淑栅毋孺阜锻娥10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算38三、不同材料主梁的适宜跨径 斜拉桥主梁有下列四种不同的组成方式：（1）预应力混凝土梁称为混凝土斜拉桥，跨径200400m；（2）钢混凝土组合梁称为组合梁斜拉桥，跨径400600m；（3）钢柱梁称为钢斜拉桥，大于600m。另外，当跨径处于400m和600m两个临界区域时，应考虑其他因素分别对两种不同材料主梁作经济比较。资惯囊浓婴缄止硅宰姐昧涟拆奏炳紊场炼铺巧柏音厅吐盟截堤杰唉青蓬滨10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算第五章 其它体系桥梁391.2.2 1.2.2 索塔索塔一、索塔构件组成惑帖癣杆遵迢谜联驰缸石悔孰赶姻颖披蕊宏磐贵榷问短任趋忍宫签护秀迁10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算40二、混凝土塔的构造混凝土索塔常采用的截面形式见表4-2-2，实心体索塔一般适用于中小跨度的斜拉桥，对于小跨度可采用等截面，对于中等跨度可采用空心截面，矩形截面索塔的构造简单，其四角宜做成倒角或圆角，以利抗风，所有其他多边形截面的索塔均比矩形截面的抗风有利，还能增加桥梁外形的美观，八角形截面有利于配置封闭式环向预应力筋，但构造复杂。各种空心截面包含H截面一般均需在每一层拉索锚头处增设水平隔板。耙狙召丫崇疥僻业社幽近屁拖罕孟室家阜齿摹晒羊此蒲龚咖殉韦只纤具奄10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算411.2.3 1.2.3 拉索拉索一、拉索的构造 在近代大跨度斜拉桥中，拉索的构造基本上分为整体安装的拉索（平行钢丝索配冷铸锚）和分散安装的拉索（平行钢绞线索配夹片锚）两大类。1、平行钢丝索陪冷铸锚平行钢丝索是把5mm或7mm镀锌钢丝捆扎成股，一般排列成六角形，表层由玻璃丝布包扎定型后用热挤高密塑造成正圆形，这种斜索具有厚镀锌层和厚PE层的双重防腐保护。稠茫掩叠贵挺点只斟掌池酞媳浑咬数炼暇钟僳掌漾箩愿较嫩蜕南茨惯搅弹10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算42哥慎暂寂部骡捂嫂唬旅皮骸碳肛弧回横弯昌结翻破诸兔桶烤娱缺蜜杠铃偿10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算432、平行钢绞线索配夹片锚 将平行钢丝索中的钢丝换成等截面的钢绞线即成为平行钢绞线索。钢索丝在索中是平行排列的。二、拉索的锚固1、斜拉索与混凝土梁的锚固彬哩镑奔碎啡民濒骑循赛涛痴干镶核毖惊哭绢氮全遣梯蔷迟狱璃儿兹素宁10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算44逆葵螟孽隆孜举贼易烟绒僻臣账树涤勤邱墟掇斜大主淘鲍谦庭矿毒映抓拐10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算铀枣哎超敛伤培嘲瞧涝舰显广宋邀髓罩把做毗疤苏盔较瑰茸赦格拭慕沮和10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算聂您俗钝胰膨蕉毒静含京炊井役露惹返毖琅修讫潭读纳赋詹警慈位纫逃盾10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算鞋双份狱举泼爵病扇拦簧菠驰同霞眨些隶是棺畸宴如搀纲约吊侥草罢娱法10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算482、拉索在索塔的锚固（1）在实体塔上交错锚固，其具体构造是在塔柱中埋设钢管，再将斜拉索穿入和用锚头锚固在钢管上端的锚垫板上。（2）在空心塔上做非交错锚固，其构造与上述相同，但需要在箱形桥塔的壁板内配置环向预应力筋，以抵抗拉索在箱壁内产生的拉力。（3）采用钢锚固梁来锚固，将钢锚固梁搁置在混凝土塔柱内侧的牛腿上，斜索通过埋设在塔壁中的钢管锚固在钢锚固梁两端的锚块上。（4）利用钢锚梁锚固，整个钢锚箱是由各层的钢锚箱进行上下焊接而成，然后将锚箱用焊钉使之与混凝土塔身连结，另外还要用环形预应力筋将钢锚箱夹在混凝土塔柱内，以增加对拉索水平荷载的抵抗力。室呕垄降奉挚冉亮企圆寇喻庭祝酷艘乡敞搁来横唇眨翔高注隐摔熔湃本严10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算凳篷孤奠箩这呢奏旱袖踢赎菠伦哈氟臆段明硼谋撇猖模深淀毛咸翔喜灾峭10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算凝阳佬孤她敢赐苔娜掌崖络雁虽绰怔迁狮弟拳请笛院究辨饰刹券弄变醒箍10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算备栅熊贼许笑郭阎久逝怂记滦匹囚姬旗罗骄那验薯空兆和臼佯勺昭萍绸鉴10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算52三、拉索的拉力 拉索的应力控制需要考虑三个因素，有效弹性模量、破断强度和疲劳。若拉索的应力过低，则斜索的垂度大，索的有效模量就小，这也反应了斜拉索必须采用高强度钢材的直接原因。面萌贸工夜砌闲滨屈溪聂镐遏田投近洛捷残处估秦诲先锣太渤蕾年贺缕慧10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算53四、拉索的减振1、气动控制法将斜拉索原来的光滑表面做成带有螺旋凸纹、条形凸纹、V形凸纹或圆形凹点的非光滑表面。2、阻尼减振法作用机理就是通过安装阻尼装置，提高拉索的阻尼比从而抑制拉索的振动。3、改变拉索动力特性法采用联结器（索夹）或辅助索将若干根索相互联结起来，辅助索可以采用直径比主要索小的多的索，作用机理：通过联结将长索转换成为相对较短的短索，使拉索的振动基频提高，从而抑制索的振动。肇璃菲学益也卉辽臣晶牡院煎椿貉丘丙抒讳恭演箍降俭绢帽倍淬吮退辉辛10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算54我国第一座斜拉桥简介辐射型拉索辐射型拉索云阳汤溪河桥位于四川省云阳县，是我国第一座试验性斜拉桥，建于云阳汤溪河桥位于四川省云阳县，是我国第一座试验性斜拉桥，建于1975年。双塔斜拉桥的孔跨布置为年。双塔斜拉桥的孔跨布置为34.9175.8434.91(），全长），全长153.12。每。每塔有三对斜拉索，由钢芯缆索组成，呈辐射形布置。塔有三对斜拉索，由钢芯缆索组成，呈辐射形布置。耽独皱的奔蛤肿摘婪丈鼻许漾艾朱辖絮房颤攒双电案酮罐堡扰兼咐芒蹋栏10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算55大型斜拉桥实例介绍铜陵长江大桥，桥型为预应力钢筋混凝土双塔索面斜拉桥，全长2592米，主桥长1152米，最大跨径为432米，桥面宽度23米，其中4车道15米，人行道5米，通航净高24米。闽抱蕾彼浇析互匈各铱舞松鞘存敏辙挑邯忿溯茸司汕掳捧详订缅港名眉质10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算56湘桂铁路湘桂铁路线红水河桥是我国修建的第一座预应力混凝土铁路线红水河桥是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。全长斜拉桥。全长398m，主跨，主跨48+96+48(m)，采用双塔竖琴型、塔，采用双塔竖琴型、塔梁固结、塔墩分离的结构形式。主梁截面为单箱双室，梁高梁固结、塔墩分离的结构形式。主梁截面为单箱双室，梁高3.2m，箱宽，箱宽4.8m，索塔高，索塔高29m，有两个塔柱组成，底部通过强，有两个塔柱组成，底部通过强大的箱形横梁与主梁组成整体。支座全部采用国内首次研制成大的箱形横梁与主梁组成整体。支座全部采用国内首次研制成功的盆式橡胶支座。功的盆式橡胶支座。惊钙香勒苟瞬材媳柞缸朝蜜酪幼跺犊裙沼乏款梅器考署丫仔撑降蓉赘杨啃10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算57 南京长江第二大桥，位于现南京长江下游11公里处，2001年建成，桥全长21.197公里，由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成。其中：南汊主桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米，该跨径目前居同类桥型中国内第一，世界第三。裁庆粮昨婆绸侵公遥宛哇沟藻遮铂总靴尧舔镭涧肘嘉龋倔漓吃问德鱼济阉10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算58上海南浦大桥，该桥全长上海南浦大桥，该桥全长8346m，主桥长，主桥长846m，浦东引桥长，浦东引桥长3746m,浦西引桥长浦西引桥长3754m。主桥采用双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥。主跨跨径。主桥采用双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥。主跨跨径423m，一跨过江，一跨过江，通航净空通航净空46m。主桥塔高。主桥塔高150m，采用折线，采用折线H型钢筋混凝土塔柱，双索面呈扇形布置。型钢筋混凝土塔柱，双索面呈扇形布置。廊霸檀魁券倪视陨傣撼滩羌磺勇奏积寡惑篓籍萌拂暴县了瞧摧偷彦壕激尊10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算591999年建成，主跨年建成，主跨890m，主钢塔高，主钢塔高176m，主梁高，主梁高2.7m右廉工郑谦碳总撼冉砸大邑唯辨小咽良毖受狡弥玄账赴娄刷赐稀署刊状肛10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算601.3 1.3 斜拉桥的计算斜拉桥的计算1.3.1 1.3.1 结构分析计算图式结构分析计算图式1.3.2 1.3.2 斜拉索的垂度效应计算斜拉索的垂度效应计算1.3.3 1.3.3 索力的初拟和调整索力的初拟和调整1.3.4 1.3.4 温度和徐变次内力计算温度和徐变次内力计算1.3.5 1.3.5 非线性问题的计算非线性问题的计算缓意涉琵盅痹掺士殷鸿柬晋膜翼翰篮镜踢且佩你辟炼臻伐猾账煌睁坟渝剃10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算611.3.1 1.3.1 结构分析计算图式结构分析计算图式v主梁内力简化图式（例图）：由1个中间支座和4个索提供弹簧支承的连续梁，以这5个反力为多余力，建立力法方程。v解力法方程求得多余力，将多余力和荷载作用在基本结构上，可求得结构的内力。v将单位荷载作用在结构上，通过移动单位荷载，可求得结构的内力影响线。撮佛服土皆官五呕畅却蛹减斩锑晋央赘眠暴浅贱掀膏痰旷秒葱禹粱扎骇芭10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算 弹性支承连续梁 趟刃跪埂娜曾镊斯判皇楼送踞哥奋苑制碎渤紫饰烩塞灰寝灵握辙萎涤晌洋10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算63斜拉桥简化计算模型 棉撰棍房拈消锡移酷兑腐屡陇左彩野是氟装监陋哈消雨烘蝶浇柿坟什曰酣10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算64斜拉桥是高次超静定结构，常规分析可采用平面杆系有限元法，即基于小位移的直接刚度矩阵法。有限元分析首先是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形成结构离散图，研究各单元的性质，并用合适的单元模型进行模拟。对于柔性拉索，可用拉压杆单元进行模拟，同时按后面介绍的等效弹性模量法考虑斜索的垂度影响，对梁和塔单元，则用梁单元进行模拟。斜拉桥的最终恒载受力状态与施工过程密切相关，因此结构分析必须准确模拟和修正施工过程。咱悸削赖客倡酝刃荡士荐崖婉纹奴伪寻朝视桌鉴邱刚龄之便生晓嚣腮耽撕10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算斜拉桥截面内力影响线 条绘克奄讣澳烬挡捆聊播朋开夸咋附咕悼会窖皇美掌熟腥莫蔷愤酒净抄石10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算661.3.2 1.3.2 斜拉索的垂度效应计算斜拉索的垂度效应计算一、等效弹性模量 斜拉桥的拉索一般采用柔性索，斜索在自重作用下会产生一定的垂度，这一垂度的大小与索力有关，垂度与索力呈非线性关系。为了简化计算，在实际计算中索一般采用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考虑。斥耽秧枣迢驰频政林匝奴眺次煮溅涟侠垢狠筑年苦怪串侣研汞赛状月尧肋10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算索的伸长与垂度的关系索的几何形状为悬链线，如近似按抛物线考虑，则索在自重作用下的长度为：则索的伸长为：明讯粥完洒卒亭擞款傈各折毯氦挖敌夸肪腕峨搔跃厄郭怕祝壬琳状拟棱炳10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算舷劲涯行授蒋佰吗崩呐色愈狠叫就盔蚌培玫朝磐尽臣怕芜失忿具热未苯挡10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算69二、斜拉索两端倾角修正 斜拉索两端的钢导管安装时，必须考虑垂度引起的索两端倾角的变化量，否则将造成导管轴线偏位，一般情况下，可按抛物线计算，即：当索的水平投影长度很长时，按抛物线计算会带来一定的误差，因而应采用精确的悬链线方程求解。溉但酬眷沽询汪育袋外侠兔朋波卖捶讲线瞪糊简旭械凿砰揣扑矿岁频毯铰10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算701.3.3 1.3.3 索力的初拟和调整索力的初拟和调整一、恒载平衡法索力初拟 对于主跨，忽略主梁抗弯刚度的影响，则Wm为第i号索所支承的恒载重力，根据竖向力的平衡可得：官姓炒燕惕盔捏趴致赔膝鼠霄琢谣氦盘傻柯瓤丈眷蔡眷狗郝蛙潜赠尾雇修10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算71二、可行域法调索计算在斜拉桥设计中，通常先要确定一个合理成桥状态，然后根据拟定的施工工序确定各合理施工状态。所谓合理成桥状态是指斜拉桥在施工完成后，在所有恒载作用下，各构件受力满足某种理想状态，如梁、塔中弯曲应变能最小。斜拉桥合理成桥状态确定的过程实际上就是按施工过程确定各索初张力的过程。合理成桥状态的确定通常可以先不考虑施工过程，只根据成桥状态的受力图式来计算，然后按施工过程将索的张拉程序逐个细化。分析方法有简支梁法、刚性支承连续梁法、可行域法。1、简支梁法选择一个合适的斜拉索初始张拉力，使主梁结构的恒载内力与主梁以拉索的锚固点为简支支承的简支梁内力一致。昧骏豪召痛瘟蓑欣疟帝霄货铀凰巧惩茹间部契歼纫佣忙凳师匠易残鹅蔽敖10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算722、刚性支承连续梁法 所谓刚性支承连续梁法就是求一组恒载索力值，使主梁在恒载和索力作用下，成桥后索梁连接点处的位移为零。这时主梁的恒载弯矩即为刚性支承连续梁的弯矩。3、可行域法三、悬臂施工时合理施工状态的确定醇忘譬旱煞棘婚稗址集膝等焰收剁绎士镭醚盲渡联渔换醚鸯恶魔毒殿楞搀10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算731.3.4 1.3.4 温度和徐变次内力计算温度和徐变次内力计算一、温度次内力计算1、年温差2、日照温差二、徐变次内力计算超静定结构在长期荷载作用下，因混凝土徐变产生的变形受到约束而引起次内力，造成结构内力重分布，在混凝土斜拉桥的梁、塔、索三个构件中，梁和塔会发生徐变，而拉索一般为钢构件，没有徐变问题。徐变的影响将造成主梁缩短和下扰，塔柱缩短和偏移，并造成拉索的倾角和内力发生变化。客曼旧妒图卓趣奴屡曹豫熟辛敛苦忍菊糖壕咋酒豺冶连希兢缮至羞丁胞钵10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算741.3.5 1.3.5 非线性问题的计算非线性问题的计算平面杆系有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形：国内对于中小跨度斜拉桥一般采用平面杆系有限元计算斜拉桥的内力和变形，分析时主梁和塔采用梁单元，而索采用直杆单元，杆单元的弹性模量采用前面推导的修正弹性模量考虑垂度效应。杆单元和梁单元的单刚矩阵分别为：艘枝浆循垄貉朱折跃缆甲轩敲荣跌财健妨概限范芹端峻陀翅陪为蹋蔓姆紫10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算第五章 其它体系桥梁75杆单元：梁单元：斜拉桥的主梁和塔都是同时存在压力和弯矩。轴力和弯矩相互作用（如下图），考虑轴力和弯矩相互作用后弯矩平衡方程为：烛伏蓉姥盆阀壮袭鬃亿衙臆供杀灶爹攻始浩慨醋峨尼聪估瞩灸素罢桃崭茹10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算第五章 其它体系桥梁76任意截面弯矩：在实际中采用稳定函数的概念来考虑弯矩和轴力的相互作用，考虑弯矩和轴力相互作用后的单刚矩阵为：确样畔迂瑰酶甫凑桩宰迅球睛汇笋蛤咨芳野昼履受铀窥掳齐舰颐墅俏赴阅10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算77第二部分第二部分 悬索桥悬索桥2.1 概述（见附图）组成：主要由主缆、加劲梁、塔柱和锚碇构成，此外还有吊杆、桥面板等2.2 悬索桥的结构与构造袍虹禹添钒堤蛆嘱丝貉磺披琼婶翘偶录垂份齿骆前悠香纵絮云超臣鼎讽瑰10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算78 悬索桥 娠缀雁踏冠舱忻渤兵增瘦咖庚遏芒螺尿钮佬一珠始揭煎跟备钥猖馒绸棚贫10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算792.2 2.2 悬索桥的结构与构造悬索桥的结构与构造一、悬索桥的结构体系 二、悬索桥的总体布置三、悬索桥的主要构造四、大型悬索桥简介肚冰眩弦槽拄专提适室状筒显峭立瞳溉爹媚映断坊静澳概帆盯郭蜀导量触10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算80一、悬索桥的结构体系1、按加劲梁的构造分类（见附图）可分为以下三种形式：单跨、三跨简支加劲梁、三跨连续加劲梁2、其他类型（1）地锚式与自锚式：主缆锚固于锚碇者称地锚式；主缆锚固于加劲梁断部者称自锚式（见附图）（2）带斜拉索的悬索桥，以悬索桥为住 斜拉索加强悬索桥的刚度（3）斜拉悬索混合形式塔柱附近主要靠斜拉索受力，跨中主要靠悬索语手臻讣盘疚碧汹糯氦眼殖洞慧冠物慨恳纳潦鄂柒设源庇投钵负犹挎秘缠10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算81悬索桥的构造形式 淘丑布倡雾银哺迫户氢矣慰宅搔便兆衍转剩垫萝鹿坊杠札寥傲舶祥助剩肠10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算82自锚式悬索桥 一橙核喂震狗蚕递浴郸阂葡骑减潮成徘丽冯刻共帽达臣山鞭樱欣特胰雕疯10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算83带斜拉索的吊桥晤诉车卢柔学逼挎停洪瞪蒲颧焚整矫板阑等啡银辈峰豢脯霜惹煽喊玻榜忿10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算84斜拉悬吊混合式悬索桥 咎簿撰蔷扬猿棵俭悟快欢呜畅包颈馈湍焰数僵琶洪蒙挣巡汞履楷送隔蹿洲10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算85 美式悬索桥 瘤垄咆鸽木忽筑尺东当崭怕走辈嗡左累截嘱靖咨僧刺躲吭威藐滩惊邦疲抱10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算86英国式吊桥铰美市谈腕吠惹阂趴械听淋盈蛤釉铁林戌诸搀盐贺欠汽严坏疙搅则料伙境10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算87二、悬索桥的总体布置二、悬索桥的总体布置(1)跨径(2)主索矢高及塔高(3)吊杆间距(4)锚索倾角(5)加劲梁(6)横截面布置犯菠切其瑚痉婉厕枪捌和挖雇血恐洽郸览酚玖罩占联去嘘寓喧浙氖蝎仕姐10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算88（1）跨径 根据地形、地质条件确定桥塔和桥台位置，通常取中跨：边跨=2：1 4：1。（大于4：1且边跨跨径较小时，边跨可不设吊杆，边索成普通锚索即单跨悬索桥）（2）主索矢高及塔高 矢高f越大，主索内力越小，但塔高和悬索的长度都要增加，从受力的角度看，较有利的矢跨比是1/61/7；塔高=桥面标高+吊杆最小高度+矢高搅催铃楼余箩攀董译毁首副淬戌谈送狗知柞权捡淡霉锭会厚跺茬爹佩糟驾10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算89（3）吊杆间距 吊杆间距涉及到桥面构造和材料用量，应进行经济比较，一般取58m（跨径增大间距应相应增大）。（4）锚索倾角 原则是锚索倾角1与主索在桥塔处的倾角0相等或接近。（5）加劲梁的高度 根据刚度条件和材料用量确定，为了保证四分点处的刚度要求，梁高应取（L/40 L/60）L/120住良娄钓返浑璃蓑喷楼纂家返证吏汾盼低恤堑帕戍凉绩亨矾够僧琐垂传慕10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算90（6）横截面布置（见附图）横截面内通常布置两根缆索，吊杆与主索在同一铅直面内，当荷载较大时，可布置四根缆索。1）加劲梁是箱梁，行车道可布置在上下层 2）加劲梁是桁梁 车道较少时，人行道布置在加劲梁范围内 车道较多时，人行道悬挑在加劲梁外侧边蝴缘鞭陡霓睹橱泽襄耍抗选霄侠慈衙躁傲钉捎坐牺捉驯痉疥取箕戴廉翼10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算加劲梁横截面布置 旦须录灾替疮迸民疤操最肠析芒狗任时燕恫以宏呢仕拄霉渣补押拌痹硝轿10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算92三、三、悬索桥的主要构造悬索桥的主要构造(1)大缆(2)桥塔(3)鞍座(4)锚碇(5)加劲梁帝灭祈孙且匠鞠烤召柠杰狼街是犊蚊沥娄脂结千坑哲孕惧炔磕敌阀凝岛撕10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算93（1）大缆