10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算.ppt

10月：斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算
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第一部分 斜拉桥
§ 总体布置
§ 斜拉桥的构造
§ 斜拉桥的计算
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§ 概述
一、斜拉桥的组成（见下图）
斜拉桥由斜分地锚体系
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。
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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，，（4）梁高较大，高跨比为1/30～1/40，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。
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§ 斜拉桥的构造
§ 主梁的构造
§ 索塔
§ 拉索
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§ 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。
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主要尺寸拟定
主梁高度h：h=1/50～1/200，
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
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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。
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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。
混凝土主梁常用截面形式
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斜拉桥的主梁横断面
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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200～400m；（2）钢—混凝土组合梁称为组合梁斜拉桥，跨径400～600m；（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。
第五章 其它体系桥梁
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§ 索塔
一、索塔构件组成
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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。
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§ 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φ5mm或φ7mm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。
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2、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