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第二章 混凝土斜拉桥的构造Construction of CSCB第一节 拉索Cables of CSCB第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB第三节 索塔Pylons of CSCB第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB第1页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables三、拉索的防护Protection of Cables第2页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB对拉索的要求：具有良好的抗疲劳性、耐久性、抗腐蚀性目前斜拉索的能力：破断索力30000kN，耐疲劳应力幅值200250Mpa，使用寿命超过30年拉索的技术经济指标：强度、刚度、耐疲劳性、耐锈蚀性、施工难易、价格第3页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 1、平行钢筋索由一定数量的高强度粗钢筋平行布置组成，标准强度不低于1470Mpa（图a）所示）第4页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 2、钢丝索（1）平行钢丝股索：一定根数的镀锌钢丝平行捆扎成股）平行钢丝股索：一定根数的镀锌钢丝平行捆扎成股 图图c（2）平行钢丝索：将预应力钢丝平行并拢扎紧，整体入套管）平行钢丝索：将预应力钢丝平行并拢扎紧，整体入套管 b（3）半平行钢丝索）半平行钢丝索:预应力钢丝同向轻度扭绞，包带扎紧灌浆预应力钢丝同向轻度扭绞，包带扎紧灌浆第5页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 3、钢绞线索（1）平行钢绞线索：图）平行钢绞线索：图c）（2）半平行钢绞线索：索中钢绞线轻度扭绞）半平行钢绞线索：索中钢绞线轻度扭绞第6页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 4、封闭式钢缆核心部分是多层圆形钢丝组成的单股钢绞缆（图核心部分是多层圆形钢丝组成的单股钢绞缆（图e e所所示）示）第7页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 5、单股钢铰缆以一根钢丝为缆心，逐层增加钢丝，逐层钢丝的扭绞方向相以一根钢丝为缆心，逐层增加钢丝，逐层钢丝的扭绞方向相反，抵抗张拉扭矩（图反，抵抗张拉扭矩（图d d所示）所示）第8页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables三、拉索的防护Protection of Cables第9页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables锚具是斜拉桥锚具是斜拉桥极其重要的部件极其重要的部件拉索锚具拉索锚具：热铸锚、镦头锚、冷铸锚、：热铸锚、镦头锚、冷铸锚、夹片式锚夹片式锚锚具的组成锚具的组成：锚杯、锚圈、锚垫板、填充：锚杯、锚圈、锚垫板、填充固化料、防漏板及夹片固化料、防漏板及夹片第10页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables1 1、热铸锚热铸锚 在锚杯中灌入低熔点合金，浇注温度在锚杯中灌入低熔点合金，浇注温度仍超过仍超过400400度度第11页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables2 2、镦头锚镦头锚 钢索的每根钢丝在穿过孔板后将末端镦粗钢索的每根钢丝在穿过孔板后将末端镦粗第12页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables3 3、冷铸锚冷铸锚 在锚杯锥形空腔后增设一块钢丝定位板，在锚杯锥形空腔后增设一块钢丝定位板，钢丝穿过定位板上孔眼镦头就位，温度低于钢丝穿过定位板上孔眼镦头就位，温度低于180180第13页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables4 4、夹片式群锚夹片式群锚 是一种后张预应力体系演变而来的拉索锚具型式是一种后张预应力体系演变而来的拉索锚具型式第14页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB一、拉索的种类与构造 Types and Structures of Cables 二、拉索端部的锚具 Anchorages at the End of Cables三、拉索的防护Protection of Cables第15页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB三、拉索的防护 Protection of Cablesu拉索不加防护拉索不加防护锈蚀十分惊人锈蚀十分惊人u拉索防护防止拉索防护防止钢丝的锈蚀钢丝的锈蚀u拉索防护分两类：拉索防护分两类：钢丝防护钢丝防护和和拉索防护拉索防护第16页/共81页第一节 拉索 Cables of CSCB三、拉索的防护 Protection of Cables1、钢丝防护、钢丝防护 镀锌、镀防锈脂、涂防锈底漆镀锌、镀防锈脂、涂防锈底漆2、拉索防护、拉索防护 涂料保护、卷带保护、套管保护、拉索外加塑料缠绕保护层涂料保护、卷带保护、套管保护、拉索外加塑料缠绕保护层3、国内常用的方法、国内常用的方法（1）热挤高密度聚乙烯套管防护（最常用）热挤高密度聚乙烯套管防护（最常用）（2）高密度聚乙烯套管内灌注水泥浆防护）高密度聚乙烯套管内灌注水泥浆防护（3）环氧树脂形成玻璃钢外壳防护）环氧树脂形成玻璃钢外壳防护（4）多层玻璃纤维缠绕，钢套管外防锈漆保护）多层玻璃纤维缠绕，钢套管外防锈漆保护第17页/共81页第二章 混凝土斜拉桥的构造Construction of CSCB第一节 拉索Cables of CSCB第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB第三节 索塔Pylons of CSCB第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB第18页/共81页 第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of Concrete Main Girder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定Sizes of CMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete第19页/共81页一、混凝土主梁的总体布置 Global Arrangement of CMG 主梁的设计必须考虑主梁、索塔、拉索三者之间的因果关系1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder2、主梁的横断面 Cross Section Types of Main Girder第20页/共81页一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of CMG1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder（1）立面布置于结构体系漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚构体系与跨内弹性支承的单跨梁、连续梁、悬臂构体系与跨内弹性支承的单跨梁、连续梁、悬臂梁、梁、T T型刚构、连续刚构等之间选择与搭配型刚构、连续刚构等之间选择与搭配第21页/共81页四种结构体系主梁的弯矩、挠度和轴力比较第22页/共81页一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of CMG1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder（2）主梁的边、主跨度比对于独塔斜拉桥：一般取对于独塔斜拉桥：一般取 0.50-1.00.50-1.0双塔三跨斜拉桥：一般取双塔三跨斜拉桥：一般取 0.25-0.50.25-0.5第23页/共81页一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of CMG1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder（3）主梁端部构造边主跨比小于边主跨比小于0.50.5的双塔三跨式斜拉桥，为平的双塔三跨式斜拉桥，为平衡，宜将背索集中锚固在局部加厚的端部主梁上衡，宜将背索集中锚固在局部加厚的端部主梁上，边跨端横梁压重，边跨端横梁压重第24页/共81页 混凝土主梁端部构造第25页/共81页重庆大佛寺长江大桥混凝土主梁端部构造第26页/共81页重庆李家沱长江大桥混凝土主梁端部构造第27页/共81页一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of CMG1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder（4）主梁高度沿跨长的变化稀索布置：主梁弯矩大密索布置：主梁弯矩小第28页/共81页一、混凝土主梁的总体布置 Global Arrangement of CMG 主梁的设计必须考虑主梁、索塔、拉索三者之间的因果关系1、主梁的立面布置Longitudinal Arrangement of Main Girder2、主梁的横断面 Cross Section Types of Main Girder第29页/共81页2、主梁的横断面 Cross Section Types of Main Girder混凝土斜拉桥截面形式选择需考虑：（1）拉索布置（2）主梁对斜拉桥索力的传递（3）扭矩传递（4）施工方法（5）抗风稳定性问题第30页/共81页Cross Section Types of Main Girder分离式双箱截面形式分离式双箱截面形式实体双主梁截面形式实体双主梁截面形式整体箱形截面整体箱形截面板式边主梁截面形式板式边主梁截面形式第31页/共81页板式梁截面形式板式梁截面形式整体箱形截面整体箱形截面三角形双室箱截面三角形双室箱截面Cross Section Types of Main Girder第32页/共81页 第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of Concrete Main Girder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定Sizes of CMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete第33页/共81页二、混凝土主梁的主要尺寸拟定Sizes of CMG1、主梁的高度梁高与主跨之比梁高与主跨之比 h/L=1/50h/L=1/501/200 1/200 之间之间2、主梁横截面宽度B取决于行车道、人行道宽、拉索布置、横断面布置、取决于行车道、人行道宽、拉索布置、横断面布置、抗风稳定性等。抗风稳定性等。B/L1/30,B/h8B/L1/30,B/h83、横梁与桥面板据桥面局部荷载按常规方法确定横梁及桥面板尺寸据桥面局部荷载按常规方法确定横梁及桥面板尺寸第34页/共81页4、截面验算与调整初步拟定尺寸后，必须根据桥规要求对其强度、刚初步拟定尺寸后，必须根据桥规要求对其强度、刚度和稳定性进行验算，对初拟尺寸进行调整。度和稳定性进行验算，对初拟尺寸进行调整。验算主梁的抗扭刚度确定梁高和主梁细部尺寸验算主梁的抗扭刚度确定梁高和主梁细部尺寸第35页/共81页 第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG1、斜拉桥砼主梁是受轴力、弯矩和剪力构件，除了配置非预应力钢筋外，还需配置各种受力的预应力钢筋。计算与砼构件相同。2、拉索与主梁的锚固区段应力状态复杂，在计算基础上，配筋适当加强。第36页/共81页三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG3、纵向预应力筋不必沿主梁通长布置，根据受力分段布置。沿横向中间稀侧边密。4、横向预应力筋：为克服局部应力、拉索横张力及宽桥面横梁受力，需设置横向预应力筋第37页/共81页三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG5、预应力度施加预应力的大小及范围砼主梁预应力束的配置可据主梁受力情况、经济性原则、施工方法等因素采用不同的预应力度。第38页/共81页 第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of Concrete Main Girder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定Sizes of CMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete第39页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete主梁由钢和混凝土两种材料组成，通常主梁由钢和混凝土两种材料组成，通常纵梁及横梁纵梁及横梁是钢材，是钢材，桥面是砼桥面是砼第40页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete结合梁斜拉桥叠合梁斜拉桥主梁由钢和混凝土两种材料组成，通常纵梁及横梁是钢材，桥面是砼结合梁斜拉桥比钢斜拉桥经济与砼斜拉桥比，下部结构恒载减小应力降低钢梁制作、桥面预制，拼装简便，施工迅速第41页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（1）结合梁结构体系（2）边跨设置辅助墩及过渡孔问题（3）结合梁的节段布置（4）结合梁的横断面布置（5）混凝土桥面板第42页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（1）结合梁结构体系体系与跨径关系大，一般是塔墩固结、塔梁分离的漂浮体系，因桥面易开裂国内建成的400米以上结合梁斜拉桥都采用密索漂浮体系第43页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（2）边跨设置辅助墩及过渡孔问题设置辅助墩可提高斜拉桥总体刚度、减少索塔弯矩、跨中挠设置辅助墩可提高斜拉桥总体刚度、减少索塔弯矩、跨中挠度、增强施工期抗风稳定性、减少边跨主梁尾端负弯矩度、增强施工期抗风稳定性、减少边跨主梁尾端负弯矩1 1设辅助墩设辅助墩2 2不设辅助墩不设辅助墩1 1设辅助墩设辅助墩2 2不设辅助墩不设辅助墩第44页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（3）结合梁主梁节段布置l主梁节段长度应配合密索的索距布置l节段长度以能布置12根拉索、24根横梁为宜第45页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（4）结合梁横断面布置l结合梁斜拉桥常采用双索面布置配双钢主梁l钢主梁截面根据跨径、桥宽、荷载等级等定l断面常采用开口实腹工字形、箱形等第46页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete1、总体布置（5）混凝土桥面板l桥面板必须与钢主梁一起受力，共同变形l桥面板厚度根据荷载及结合梁总应力确定l桥面板施工方法：预制或现浇第47页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete2、混凝土桥面板与钢主梁的联结（1）保证结合梁协调工作（2）抗剪栓钉的作用，考虑焊接疲劳问题第48页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete3、拉索在结合梁上的锚固构造（1）拉索直接锚固在钢主梁上使桥面系获得较大的抗扭刚度（2）拉索与开口工字形钢主梁的锚固结构l锚固于钢主梁顶面l锚固于钢主梁腹板l锚固区域受力复杂，重视索力传递过程第49页/共81页3、拉索在结合梁上的锚固构造第50页/共81页四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete3、拉索在结合梁上的锚固构造（3）采用拉索锚固梁l锚固梁直接承受拉索的集中锚固力，锚固梁将锚固力传递到钢主梁及结合梁全截面l锚固梁于钢主梁腹板连接采用摩擦型高强螺栓连接，受力性能稳定，耐疲劳第51页/共81页 第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB一、混凝土主梁的总体布置Global Arrangement of Concrete Main Girder二、混凝土主梁的主要尺寸拟定Sizes of CMG三、混凝土主梁钢筋(束)布置Reinforced Bar(Rope)Arrangement of CMG四、钢砼结合梁的构造特点Structural Characteristics of Girder in Combination with Steel and Concrete第52页/共81页第二章 混凝土斜拉桥的构造Construction of CSCB第一节 拉索Cables of CSCB第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB第三节 索塔Pylons of CSCB第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB第53页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB一、索塔的结构形式Types of Pylons in CSCB二、索塔的组成Structures of Pylons in CSCB三、索塔的截面尺寸Sizes of Sections of Pylons in CSCB第54页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB一、索塔的结构形式Types of Pylons in CSCB1、索塔必须满足强度、刚度及稳定性要求2、索塔的美学效果要求 优美造型与环境协调的斜拉桥成为城市标志建筑，成为人们精神文化享受的艺术品3、索塔的结构形式顺桥向有单柱形、A形、Y形横桥向有：第55页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB一、索塔的结构形式Types of Pylons in CSCB3、索塔的结构形式顺桥向有单柱形、A形、Y形横桥向有：第56页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB二、索塔的组成Structures of Pylons in CSCB塔墩固结体塔墩固结体系的索塔由系的索塔由l基础基础l承台承台l横梁横梁l塔柱塔柱l塔顶建筑塔顶建筑组成组成第57页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB三、索塔的截面尺寸Sizes of Sections of Pylons in CSCB1、塔柱截面类型：矩形截面矩形截面形式矩形截面形式第58页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB三、索塔的截面尺寸Sizes of Sections of Pylons in CSCB1、塔柱截面类型：非矩形截面非矩形截面形式非矩形截面形式第59页/共81页 第三节 索塔的类型与构造Types of Pylons of CSCB三、索塔的截面尺寸Sizes of Sections of Pylons in CSCB2、塔柱截面尺寸根据塔柱受力、拉索锚固区构造位置以及张拉设备所需空间等确定3、横梁与塔柱的连接一般采用矩形实心截面、T形截面、工字形实体截面、空心截面，注意与塔柱截面相配合第60页/共81页第二章 混凝土斜拉桥的构造Construction of CSCB第一节 拉索Cables of CSCB第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB第三节 索塔Pylons of CSCB第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB第61页/共81页第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables1、拉索与主梁的锚固2、拉索与索塔的锚固锚固是关键第62页/共81页第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables1、拉索与主梁的锚固（1）主梁顶板设置锚固构造第63页/共81页第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables1、拉索与主梁的锚固（2）箱梁内设置锚固构造第64页/共81页第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables1、拉索与主梁的锚固（3）主梁底设置锚固构造第65页/共81页第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables2、拉索与索塔的锚固（1）拉索在塔柱上交叉锚固第66页/共81页2、拉索与索塔的锚固（2）拉索在塔柱上对称锚固空心塔柱内侧对称锚固第67页/共81页2、拉索与索塔的锚固（2）拉索在塔柱上对称锚固钢锚固梁对称锚固第68页/共81页2、拉索与索塔的锚固（2）拉索在塔柱上对称锚固利用钢锚箱对称锚固第69页/共81页第二章 混凝土斜拉桥的构造Construction of CSCB第一节 拉索Cables of CSCB第二节 混凝土主梁Main Girder of CSCB第三节 索塔Pylons of CSCB第四节 拉索锚固结构Anchoring Structures of Cables第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB第70页/共81页第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB1、索塔的支承体系2、主梁的支承体系支承形式对全桥的内力影响很大第71页/共81页第五节 斜拉桥的支承Support of CSCB1、索塔的支承体系由由墩、塔、梁三部分墩、塔、梁三部分组合成四种支承体系：组合成四种支承体系：（1 1）塔墩固结、塔梁分离）塔墩固结、塔梁分离 （2 2）塔梁固结、墩梁分离）塔梁固结、墩梁分离（3 3）塔墩铰结、墩梁分离）塔墩铰结、墩梁分离 （4 4）墩、塔、梁固结）墩、塔、梁固结第72页/共81页2、主梁的支承体系（1 1）竖向支承）竖向支承 缆索、墩、塔、辅助墩缆索、墩、塔、辅助墩（2 2）横向支承）横向支承 梁端和塔部位梁端和塔部位（3 3）顺桥向支承）顺桥向支承 地震力、温度力和制动力地震力、温度力和制动力独塔双跨的纵向支承独塔双跨的纵向支承独塔双跨的纵向支承双塔三跨的纵向支承双塔三跨的纵向支承第73页/共81页湛江海湾大桥第74页/共81页南浦大桥（1991）该桥全长该桥全长8346米，主桥长米，主桥长846米，主桥采用双塔双索面钢与混凝米，主桥采用双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥，主跨跨径土结合梁斜拉桥，主跨跨径423米米第75页/共81页杨浦大桥(1993)主桥为双塔空间双索面钢主桥为双塔空间双索面钢混凝土结合梁斜拉桥结构，塔墩固结，上部结构为纵向悬浮体系，混凝土结合梁斜拉桥结构，塔墩固结，上部结构为纵向悬浮体系，主桥全长主桥全长1178米，过渡孔米，过渡孔45+边孔（边孔（99+144）+主孔主孔602+边孔（边孔（144+99）+45第76页/共81页Oresund Bridge第77页/共81页Oresund BridgeApproach BridgeMain Bridge第78页/共81页Chesapeake&Delaware Canal Bridge(USA 1995)Pylon and main span during construction第79页/共81页Stonecutters bridge第80页/共81页感谢您的观看。第81页/共81页