斜拉桥构造

《桥梁施工》第33讲斜拉桥构造项目任务斜拉桥的组成及传力途径；斜拉桥各组成部分的类型及作用。斜拉桥各组成间的连接斜拉桥的结构体系目标１能够识别斜拉桥的组成及传力途径能够掌握斜拉桥各组成类型及适用条件目标２能够掌握各组成连接及结构体系类型目标３为施工做准备能力目标重点和难点思维导图见过下图中的吊桥吗？我国古代的吊桥•斜拉桥源于吊索桥。斜拉桥的演变历史表明，很早以前，人们就掌握了从塔架上悬吊斜拉索来支承梁的知识。思考１.斜拉桥与西潼改线沋河大桥有何区别？（形式上）２.斜拉桥的传力途径是什么？３.简述梁、索、塔主要受什么力？（压、拉、弯）？任务一引入：认识斜拉桥咸阳渭河二号大桥1993年3月动工兴建，1995年11月竣工通车，桥塔高88m，主跨100+100m。西潼改线沋河大桥沋河大桥主桥上部结构为（42+70+42）m预应力混凝土变截面连续箱梁。引桥上部左幅【3*（4*35）+2*(5*35)】米，右幅【5*（4*35）+3*30）】米，预应力混凝土预制箱梁。全桥共有箱梁315片，桩基336根/14661.8米。１.斜拉桥与西潼改线沋河大桥有何区别？（形式上）由塔、梁、组成的组合桥梁结构体系。索塔梁资讯２.斜拉桥的传力途径是什么？３.简述梁、索、塔主要受什么力？（压、拉、弯）？斜拉桥(cable-stayedbridge)3.梁——压、拉、弯为主索——拉为主塔——压、弯为主２.荷载→主梁→拉索→主塔→桥墩→基础→地基1.有塔、有索，且跨径很大。答案解析１.主塔有哪些类型？塔与墩有区别吗？２.主梁按截面划分为哪些类型？与跨径有何关系？３.不同索的布置形式有何特点？任务二：了解并掌握斜拉桥a)b)c)索塔纵向形式索塔横向形式主塔资讯资讯山西太原汾河祥云桥祥云桥在设计上采用了国际上最新理念，创造性地使用三根弯塔柱组成斜拉桥主索塔结构，全高100.5米。三根弯塔柱形成了三维变化的结构组合，仿佛一朵迸发灵感与创新精神的火焰，是对“三晋大地”的一种表象性总结。资讯奥利韦拉大桥（PonteOliveira），全称为奥克塔维奥·弗里亚斯尔·德·奥利韦拉大桥（PonteEstaiadaOctávioFriasdeOliveira），大桥全长1.4公里,主塔总高度138米，它是世界上唯一有两个弯曲X桥面的桥梁，由一座X型混凝土主塔支承。这座拉索大桥桥面弯曲度为60度，是世界上弯曲度最大的拉索桥。巴西圣保罗奥利韦拉大桥资讯子任务１：塔与桥墩有何区别？主塔就是桥墩吗？塔上有索，墩上没有；主塔目的是布索，通过索将梁拉起，而桥墩不能布索，主要将上部荷载传到基础上去。解析梁桥里有几种截面形式？资讯主梁主梁截面1.板式2.肋式3.箱形资讯类型简图特点适用范围板式截面构造最简单，抗风性能好；但抗扭能力较小，截面效率较低。双面密索且宽度不太大的桥肋式（双主梁截面）施工方便。采用悬臂法施工时，为了减轻挂篮的负荷，可以将两个边主梁先行浇筑，然后，在挂索后再浇筑横梁，最后浇筑桥面板砼，使形成整体，共同受力双索面斜拉桥半封闭式双箱梁抗风性能良好，中部无底板，可减轻结构自重双索面斜拉桥单箱单室截面采用斜腹板，可以改善抗风性能，又可减小墩台的宽度，且箱形截面的抗扭刚度也大。单索面或桥中央双索而后斜拉桥混凝土桥面板横梁混凝土主梁主梁类型简图特点适用范围单箱双室截面在单箱的基础上增加一道中腹板，提高了桥面板的刚度。单索面或双索面斜拉桥单箱三室截面桥面全宽可达30～35m，但在悬臂施工时，须将截面分成三榀，先施工中间箱，待挂完拉索后，再完成两侧边箱的施工，呈品形前进，将截面构成整体。单索面斜拉桥准三角三室箱形截面中腹板间距较小，有利于单索面的传力，边腹板倾角更小，对抗风更有利。单索面斜拉桥三角箱形截面三角形截面抗扭刚度大，对抗风最有利。双索面或单索面斜拉桥资讯主梁子任务２：梁的截面形式与跨径有关系吗？梁截面为板时，适用于跨径小的斜拉桥；梁截面为肋板时，适用于跨径较大的斜拉桥；梁截面为箱时，适用于大跨径斜拉桥。解析拉索资讯a)b)c)a）单索面b）竖向双索面c）斜向双索面索面位置平行钢丝拉索聚乙烯护套斜拉索前盖连接筒锚下垫板锚圈锚板后盖张拉端锚杯预留管道彩色PE黑色PE缠绕细钢丝或纤维增强聚脂带高强钢丝种类与构造单索面竖向双索面斜向双索面资讯单索面优点：视觉效果最佳，墩尺寸最小；缺点：拉索不抗扭适用：城市桥、窄桥。竖向双索面优点：索的抗扭能力好缺点：视觉效果次之。适用：最常用斜向双索面优点：有利于抗风、扭振(斜向双索面限制了主梁的横向摆动)缺点：视觉效果最不好。适用：跨海大桥解析子任务３.1：试比较三者区别，试着说出各自形式上的特点。（视觉、抗扭、跨径）拉索c）扇形c)b)a)a）辐射形b）竖琴形索面形状辐射形竖琴形扇形特点：索倾角最大，垂直分力增大，索用量最省(索力由垂直力定)；索集中在塔顶布置，当跨径大时，索较多，塔顶截面增大，不美观；索倾角不同，锚具、垫板的制作和安装复杂。特点：具有以上两种的优点，可灵活布置；抗扭刚度提高，抗风稳定性增强，抗地震稳定性提高。大跨、特大跨斜拉桥的理想选择。特点：索倾角相同—锚具、垫板不复杂；塔中压力逐段向下加大，稳定性提高，索塔连接易处理；水平分力大，两侧索力不等；索倾角小，索用量大。1.辐射形2.竖琴形3.扇形子任务３.1：试比较三种索面形状有何区别？（倾角、索的用量、抗扭能力方面等。）１.索与梁如何连接？２.索与塔如何连接？任务三：掌握索、梁、塔的连接（1）斜拉索与混凝土主梁的锚固在主梁顶板设置锚固构造（锚固块）在箱梁内锚固在梁体两侧设锚固（1）斜拉索与混凝土主梁的锚固（2）拉索与塔的锚固拉索在塔上交叉锚固拉索在塔柱上对称锚固（2）拉索与塔的锚固（2）拉索与塔的锚固【索与梁的连接】在梁的顶板处锚固在箱梁内锚固在梁体两侧锚固解析【索与塔的连接】拉索在塔上交叉锚固；拉索在塔上对称锚固。１.结构体系有几种分类方法？各有哪些类型？２.各结构体系有何特点？任务四：了解结构体系分类二、结构体系梁与塔墩连接漂浮体系半漂浮体系塔梁固结体系刚构体系主梁与塔柱之间横向约束示意图３.结构体系分类按拉索的锚拉体系不同分自锚式斜拉桥地锚式斜拉桥部分地锚式斜拉桥３.结构体系分类二、结构体系解析1.分类方法有两种：梁与塔墩连接方式漂浮体系；半漂浮体系；塔梁固结体系固结体系拉索的锚拉体系自锚式地锚式部分地锚式构造特点：塔墩固结，塔梁分离；主梁两端设有支座，中间无支座，塔、梁之间设置侧向限位支座；优点：塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值；温度、收缩和徐变内力均较小。缺点：悬臂法施工时，塔柱处主梁需临时固结；使用：广泛使用（受力好）漂浮体系梁与塔墩连接方式构造特点：塔墩固结，塔墩上设置竖向支承（一般全设活动支座）优点：在减小纵向漂移和经济方面有一定好处（优点不明显）缺点：塔柱处主梁弯矩很大；温度、收缩、徐变次内力仍较大；措施：采用可调高度的支座或弹簧支承，并在成桥时调整支座反力，以消除大部分收缩、徐变等的不利影响。使用：早期常用半漂浮体系梁与塔墩连接方式构造特点：相当于斜索加强的连续梁；优点：主梁中央段轴向拉力小；塔、梁温度力极小、塔的内力、温度力均最小；缺点：墩顶水平位移较大；需大吨位支座（可能为万吨级）；使用：少用塔梁固结体系梁与塔墩连接方式构造特点：塔、梁、墩固结优点：省大型支座、主梁挠度小、施工稳定性好缺点：主梁固结处弯矩更大；温度弯矩大（固结点、墩脚处）；使用：独塔、地基好、高墩（附加内力小）固结体系梁与塔墩连接方式自锚式地锚式部分地锚式构造特点：索全部锚在梁上；优点：索的水平力由主梁轴力平衡；缺点：锚于主梁端部支点的拉索索力最大，需要较大的截面。构造特点：单跨式斜拉桥只有一个索塔，没有边跨，塔后索采用地锚形式。特点：拉索的水平分力引起梁内轴力由地锚承担。构造特点：边跨与主跨比值很小，索部分锚于主梁，部分锚于地锚特点：索塔两侧不平衡分力直接由边跨主梁传递给桥台（地锚）拉索的锚拉体系自制视频欣赏：见本PPT所在文件夹视频名称：Movie－斜拉桥构造模型制作汇报本节小结【认识斜拉桥】【了解并掌握斜拉桥】•组成：塔、梁、索•传力途径：荷载→主梁→拉索→主塔→桥墩→基础→地基•受力特点：梁——压、拉、弯为主索——拉为主塔——压、弯为主•塔的类型：纵向、横向•梁截面类型：板、肋、箱•索的布置形式：单索面、竖向双索面、斜向双索面•索的形状：辐射形、竖琴形、扇形【索、梁、塔的连接】【结构体系】索与塔的连接：拉索在塔上交叉锚固拉索在塔上对称锚固索与梁的连接在梁的顶板处锚固在箱梁内锚固在梁体两侧锚固梁与塔墩连接方式漂浮体系；半漂浮体系；塔梁固结体系固结体系拉索的锚拉体系自锚式地锚式部分地锚式本节小结1.教材P330，7.1，7.22.斜拉桥的结构体系有哪些，可举例说明。作业卡片谢谢！