10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算

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1、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2第一部分斜拉桥§1.1总体布置§1.2斜拉桥的构造§1.3斜拉桥的计算3§1.1.1概述一、斜拉桥的组成（见下图）斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁组成二、斜拉桥的主要特点4斜拉桥简图56二、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）7§1.1.2孔跨布局一、

2、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。8二、独塔双跨式一般采用不对称形式，主跨和边跨之比为0.5～0.6，但多数接近于0.66倍。跨度较小时，也可采用单跨。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。10三塔斜拉桥（湖南洞庭湖大桥）11四、辅助墩和边引跨12§1.1.3索塔

3、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13桥塔的纵向形式14索塔的横向形式-115索塔的横向形式-216二、塔的高跨比双塔：H/l2=1/4～1/7，单塔：H/l2=1/2.7～1/4.7辐射式或扇式：260~300，竖琴式:210~300。17§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

4、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。18索面布置形式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。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

5、倾角最小，采用较少。索面形状22三、索距的布置（1）稀索对钢梁间距约30～60m对混凝土梁间距约15～30m（2）密索间距约5～15m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。23稀索和密索24§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。25一、漂浮体系塔墩固结，塔

6、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

7、连续梁特点：具有连续梁的优点。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

8、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