鄭重聲明：斜拉橋與懸索橋PPT為陳從春等主編《大跨度橋梁》配套課件，版權屬于彭大文老師和陳從春老師，授權交通出版社供購買本教材的師生使用，任何人不得傳播或用于商業(yè)目的。第一章總體布置與結構體系第一節(jié)概述第二節(jié)總體布置第三節(jié)索塔布置第四節(jié)拉索布置第五節(jié)主要結構體系第一篇斜拉橋與懸索橋第一節(jié)概述斜拉橋三大組成部分:主梁、索塔、斜拉索。

斜拉橋的受力體系

斜拉橋中主梁的受力特點

斜拉橋中塔和索的受力特點現代斜拉橋發(fā)展三個階段：第一階段：稀索布置，主梁較高，受彎為主，拉索不易更換；第二階段：中密索布置，主梁較矮，可更換拉索；第三階段：密索布置，梁高減小，采用梁板式開口截面。

混凝土斜拉橋最大跨徑可達700m；鋼斜拉橋最大跨徑可達1300m；結合梁斜拉橋最大跨徑可達1000m。混凝土斜拉橋經濟合理跨徑200m～500m。

混凝土斜拉橋－荊州長江大橋500m第二節(jié)總體布置

主要解決索塔、跨徑、拉索及主梁布置；塔高與跨徑間的關系等。

一、索塔布置根據橋位、地形、跨徑需要，可選用獨塔、雙塔或多塔布置。

第一章總體布置與結構體系第一章總體布置與結構體系二、跨徑布置典型為雙塔三跨式和獨塔雙跨式；特殊也可獨塔單跨及多塔多跨。

1．雙塔三三跨式主孔跨徑徑大，適適用于跨跨越較大大河流。。邊跨相等等的對稱稱或邊跨跨不等的的非對稱稱。邊跨與主主跨之比比與整體體剛度、、端錨索索的應力力變幅有有很大關關系。第一章總總體布布置與結結構體系系主跨汽車車作用時時，會增增加端錨錨索應力力，邊跨跨汽車荷荷載作用用時，會會減少端端錨索應應力。拉索的疲疲勞強度度是邊、、中跨允允許比值值的判斷斷標準。。邊中跨比比為0.5時，可對對稱懸臂臂施工至至跨中合合攏；一般邊中中跨比<0.5，邊跨設設置端錨錨索，使使中跨有有一段懸懸臂施工工是在有有后錨的的情況下下進行。。第一章總總體布布置與結結構體系系邊跨小時時，邊跨跨拉索短短，剛度度相對大大，邊跨跨對索塔塔的錨固固作用大大，主跨跨剛度相相應增大大。合理的邊主跨之之比在0.40附近，鋼鋼斜拉橋橋的邊跨跨比相同同跨徑混混凝土斜斜拉橋小小。第一章總總體布布置與結結構體系系雙塔三跨跨式斜拉拉橋布置置的邊跨跨/中跨比考考慮2．獨塔雙雙跨式可以兩跨跨相等的的對稱或或兩跨不不等的非非對稱布布置。不對稱布布置時，，邊跨與與主跨比比例為0.5～0.8，多數接接近0.66；兩跨相等等時，由由于失去去了邊跨跨及輔助助墩對主主跨變形形的有效效約束作作用，較較少采用用。第一章總總體布布置與結結構體系系3.三塔四跨跨式和多多塔多跨跨式斜拉橋很很少采用用三塔四四跨式或或多塔多多跨式。。因為中中間塔塔塔頂沒有有端錨索索來限制制變位。。必須采用用時，①可將中間間塔做成成剛性索索塔（如如委內瑞瑞拉的馬馬拉開波波橋）；；第一章總總體布布置與結結構體系系②用長拉索索將中間間塔頂分分別錨固固在邊塔塔的塔頂頂或塔底底加勁（（如香港港汀九橋橋）；③加粗尾索索并在錨錨固尾索索的梁段段上壓重重，增加加索的剛剛度（如如湖南洞洞庭湖大大橋）。。多塔斜拉拉橋中橋橋塔示例例4．輔助墩墩及外邊邊孔邊孔設置置輔助墩墩，根據據邊孔高高度、通通航、施施工安全全等具體體情況而而定。當邊孔設設在岸上上或淺灘灘，在邊邊孔設置置輔助墩墩，可以以改善結結構的受受力狀態(tài)態(tài)。輔助墩受受壓時，，減少了了邊孔主主梁彎矩矩；受拉拉時則減減少了中中跨主梁梁的彎矩矩和撓度度。第一章總總體布布置與結結構體系系第三節(jié)索索塔布布置一、索塔塔的形式式單索面和和雙索面面斜拉橋橋索塔的的縱、橫橫向布置置形式：：索塔沿橋縱向向布置：：有獨柱式式、A字型、倒倒Y型等。單柱式主主塔構造簡單單；A型和倒Y型順橋向剛剛度大，，有利于于承受索索塔兩側側斜拉索索的不平平衡拉力力；A型還可減減小擱置置在塔上上主梁的的負彎矩矩。第一章總總體布布置與結結構體系系第一章總總體布布置與結結構體系系索塔橫橋向布布置：獨柱型、、雙柱型型、門型型或H型、A型、寶石石型或倒倒Y型等。斜拉橋塔塔形示例例第一章總總體布布置與結結構體系系二、塔的的高跨比比索塔高度度從橋面面以上算算起。主跨徑相相同情況況下，索索塔高度度低，拉拉索水平平傾角小小，拉索索垂直分分力對主主梁支承承作用就就小；反反之，索索塔高度度愈大，，拉索水水平傾角角愈大，，拉索對對主梁支支承效果果也愈大大。索塔的高高度應由由經濟比比較來確確定。第一章總總體布布置與結結構體系系雙塔三跨跨式宜取取0.18～0.25；獨塔雙雙跨式宜宜選用0.30～0.45。單以提高高塔高來來取得全全橋剛度度是不經經濟的，，應加強強端錨索索及采用用地錨方方式，此此時，高高跨比宜宜選用低低值。第四節(jié)拉拉索布布置拉索采用用抗拉強度度高、抗疲勞性性能好和彈性模量量大的高強鋼鋼絲及鋼鋼絞線等等制作。。一、索面面位置第一章總總體布布置與結結構體系系豎直雙索索面單索面斜向雙索索面索面在空空間可布布置成單索面和雙索面；；雙索面又又分為豎直雙索索面和傾斜雙索索面。單索面要求主梁梁采用抗抗扭剛度度較大截截面。采用雙索面，扭矩可可由拉索索軸力來來抵抗。。斜向雙索索面對抵抗風風力扭振振有利。傾斜雙索索面采用用倒Y型、A型塔。第一章總總體布布置與結結構體系系單索面與與雙索面面布置的的對比第一章總總體布布置與結結構體系系二、索面面形狀拉索在索索面內布布置三種基本本類型：輻射形、豎琴形和扇形。第一章總總體布布置與結結構體系系1.輻射形：拉索與與水平交交角大，，垂直分分力對主主梁支承承效果好好，與豎豎琴形相相比，可可節(jié)省鋼鋼材15～20％。拉索集中中錨固在在塔頂，，構造復復雜，局局部應力力集中，，施工和和養(yǎng)護困困難。拉索傾角角不等，，錨具、、墊板的的制作、、安裝較較復雜。。2.豎琴形：：拉索所有有傾角相相同，索索與塔、、主梁的的連接構構造簡單單。外觀觀簡潔美美觀，無無視覺交交叉感。。缺點：拉拉索傾角角小，用用量多。。3.扇形：兼有輻射射形和豎豎琴形優(yōu)優(yōu)點，獲獲得廣泛泛應用。。但對索索在塔和和主梁上上的錨固固位置、、構造要要求及施施工工藝藝要求較較高。第一章總總體布布置與結結構體系系斜拉索的的索形對對比拉索布置置的三種種基本類型型三、索距距布置索距：索面內相相鄰兩根根拉索的的間距。。早期斜拉拉橋為“稀索”，現代斜拉拉橋為“密索”。第一章總總體布布置與結結構體系系稀索向密密索的發(fā)發(fā)展密索優(yōu)點：1）索距小小，主梁梁彎矩小小；2）索力小小，錨固固點構造造簡單；；3）錨固點點應力流流變化小小，補強強范圍小小；4）利于懸懸臂架設設；5）易于換換索；6）斷面輕輕柔，美美感度提提高。混凝土主主梁索距距宜4m～12m；鋼主梁梁索距宜宜8m～24m。第一章總總體布布置與結結構體系系1．飄浮體體系漂浮體系系特點：塔墩固結結、塔梁梁分離。除兩端支支承外，，其余全全部用拉拉索懸吊吊，在縱縱向可稍稍作浮動動的多跨跨彈性支支承連續(xù)續(xù)梁。第五節(jié)主主要結結構體系系一、四種種不同的的結構體體系第一章總總體布布置與結結構體系系優(yōu)點：主跨滿載載時，塔塔柱處主主梁無負負彎矩峰峰值；主主梁變形形和內力力變化平平緩，受受力均勻勻；地震震時全梁梁縱向擺擺蕩，起起抗震消消能作用用。缺點：采用懸臂臂施工時時，塔柱柱處主梁梁需臨時時固結。第一章總總體布布置與結結構體系系2.半飄浮體體系特點：塔墩固結結，主梁在塔塔墩上設設置豎向向支承，主梁成成連續(xù)體體系或非非連續(xù)體體系。墩頂設置置可用來來調節(jié)高高度的支支座，經經濟、美美觀上都都優(yōu)于飄浮浮體系。。第一章總總體布布置與結結構體系系3．塔梁固固結體系系塔梁固結結并支承承在墩上上，但塔塔墩分離離。主梁梁相當于于頂面用用拉索加加強的一一根連續(xù)續(xù)梁或懸懸臂梁。。缺點：①中孔滿載載使塔頂頂產生較較大水平平位移，，增大主主梁跨中中撓度和和邊跨負負彎矩；；②需設置大大噸位支支座。第一章總總體布布置與結結構體系系4.剛構體系系塔、梁、、墩相互互固結，形成跨跨內具有有多點彈彈性支承承的剛構構。優(yōu)點：結構整體體剛度好好，主梁梁撓度小小。缺點：固結處負負彎矩大大；為了了消除溫溫度應力力，要求求墩身具具有一定定柔性，，常用于于高墩場場合。第一章總總體布布置與結結構體系系二、按索索的錨拉拉體系不不同而形形成三種種結構體體系1．自錨式式斜拉橋橋拉索分散散錨固在在主梁上上。水平平分力由由主梁軸軸力平衡衡。端支點處處拉索索索力最大大，對控控制塔頂頂變位起起重要作作用，被被稱為端錨索或邊索（背背索）。第一章總總體布布置與結結構體系系2．地錨式式斜拉橋橋單跨式斜斜拉橋全全橋只需需一個索索塔。拉拉索水平平分力由由相應的的地錨來來承擔。。第一章總總體布布置與結結構體系系3．部分地地錨式斜