第八章_其他橋型-斜拉橋一級建造師

1、2022-5-18李亞東：斜拉橋1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋拱橋拱橋斜拉橋斜拉橋懸索橋懸索橋2022-5-18李亞東：斜拉橋2l概述（發(fā)展與現(xiàn)狀）概述（發(fā)展與現(xiàn)狀）l總體布置總體布置l構(gòu)造特點（梁、索）構(gòu)造特點（梁、索）l計算分析要點計算分析要點l施工方法施工方法l斜拉橋圖片欣賞斜拉橋圖片欣賞2022-5-18李亞東：斜拉橋3l主要組成部分主要組成部分主梁、斜拉索、索塔l按（梁的）材料分類按（梁的）材料分類鋼、混凝土、結(jié)合梁（疊合梁）與混合梁斜拉橋四類l體系受力體系受力多次超靜定結(jié)構(gòu)從索塔上用若干斜向拉索將梁吊起，使主梁在跨內(nèi)增加了若干彈性支點，減少了梁內(nèi)彎矩，降低梁高，提高了梁

2、的跨越能力只有在斜拉索處于拉緊狀態(tài)才能充分發(fā)揮彈性支撐作用l特點特點梁體尺寸較小，受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制少抗風(fēng)穩(wěn)定性比懸索橋好計算復(fù)雜，索與梁或塔的連接構(gòu)造比較復(fù)雜施工控制等技術(shù)要求嚴(yán)格2022-5-18李亞東：斜拉橋41784年，德國Loscher設(shè)計的木斜拉橋1817年，英國的Dryburgh橋，1838重建1817年，英國的Kings Meadow橋2022-5-18李亞東：斜拉橋51868年捷克的Franz Joseph橋1907年法國的Cassagne橋1925年法國的Lezardrieux橋2022-5-18李亞東：斜拉橋6新加坡新加坡Cavenaph橋，橋，1867年年202

3、2-5-18李亞東：斜拉橋7l發(fā)展發(fā)展在20世紀(jì)50年代斜拉橋開始得到很快的發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)有資料統(tǒng)計，全世界已建成各類斜拉橋300余座（幾乎全是公路橋），我國占1/5左右。l趨勢趨勢密索取代稀索預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的興起斜拉橋種類的多樣化l技術(shù)問題技術(shù)問題抗風(fēng)設(shè)計（大跨）抗震設(shè)計斜拉索的使用壽命埃及海船上的斜拉天橋2022-5-18李亞東：斜拉橋82022-5-18李亞東：斜拉橋92022-5-18李亞東：斜拉橋10l結(jié)構(gòu)造型新穎結(jié)構(gòu)造型新穎（直線感和柔細(xì)感）l新材料的應(yīng)用新材料的應(yīng)用（高強鋼絲，特別是斜拉索卷材）l設(shè)計理論和計算技術(shù)的進(jìn)步設(shè)計理論和計算技術(shù)的進(jìn)步l施工技術(shù)的進(jìn)步施工技術(shù)的進(jìn)步l在

4、在400800m跨度內(nèi)具有很強競爭力（經(jīng)濟(jì)效益）跨度內(nèi)具有很強競爭力（經(jīng)濟(jì)效益） 爪哇的竹斜拉橋2022-5-18李亞東：斜拉橋11橋名橋名橋位橋位 國家國家年份年份跨度跨度多多羅Onomichi-Imabari日本1999890諾曼第*Le Havre法國1995856南京二橋南京中國2000628白沙洲* 武漢 中國2000618青州閩江*福州中國1996605楊浦*上海 中國1993602徐浦*上海中國1997590Meiko-ChuoNagoya日本1997590桃夭門大橋* 舟山中國2003580石汕頭中國19985182022-5-18李亞東：斜拉橋12橋名橋名橋位橋位 國家國家年

5、份年份跨度跨度SkarnsundetTrondheim Fjord挪威1991530荊沙長江大橋 湖北中國2002500鄂黃大橋湖北中國2001480大佛寺重慶中國2000450長江二橋重慶中國1996444Barrios de Luna西班牙1983440銅陵大橋安徽中國1995432Helgeland 挪威1991425鄖陽湖北中國1994414Elorn法國19944002022-5-18李亞東：斜拉橋132022-5-18李亞東：斜拉橋14l是國內(nèi)繼武漢、南京、九江、蕪湖長江大橋之后的第五座公鐵兩用長江大橋，也是國內(nèi)最大的公鐵兩用大橋l大橋設(shè)計為主跨480米雙塔雙索面斜拉橋，公路橋面以

6、上塔高123米。正橋長4210.85米，正橋加公路引橋全長9510.85米，其中公鐵合建部分2367.8米。公路6車道、鐵路雙線，橋面全寬27米l工程預(yù)計今年底動工，2006年底竣工，估算工程總投資約62億元。2022-5-18李亞東：斜拉橋15l江蘇省南通市擬建世界上跨徑最大的斜拉橋l位于南通農(nóng)場至蘇州(常熟)徐六涇之間，西距南京約280公里，東距長江入?？诩s100公里。l大橋全長7 600m，其中雙塔斜拉橋主跨1 088m，通航凈高62m，按6車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，橋面設(shè)計車速100公里/小時，引橋120公里/小時，南北接線全長約32.2公里l總投資在60億元左右，今年年底開工建設(shè)，約5年

7、時間建成2022-5-18李亞東：斜拉橋16(c)多塔多跨式1 1、斜拉橋孔跨布置、斜拉橋孔跨布置2022-5-18李亞東：斜拉橋17獨塔單跨式獨塔單跨式塔跨混合式塔跨混合式2022-5-18李亞東：斜拉橋18法國諾曼底橋法國諾曼底橋日本多多羅橋日本多多羅橋2022-5-18李亞東：斜拉橋19l斜拉橋在塔處及墩(含輔助墩)處的支承形式對主梁的受力行為以及結(jié)構(gòu)的使用性能影響較大l根據(jù)主梁支承條件不同，可分為連續(xù)梁和連續(xù)剛架等l連續(xù)梁式斜拉橋：行車順暢，變形縫少，便于采用連續(xù)梁橋的各種施工方法l連續(xù)剛架式便于平衡對稱施工，且抵抗中跨變位的剛度較大2022-5-18李亞東：斜拉橋20輻射形輻射形扇形

8、扇形平行形平行形混合形混合形星形星形a) 雙平行索面雙平行索面b) 雙斜索面雙斜索面c) 單平面單平面d) 曲索面曲索面索距的選擇索距的選擇密索(約68m)，優(yōu)點：主梁中的彎矩??；錨固點的構(gòu)造簡單；伸臂施工時所需輔助支撐較少，每根斜索的截面較小，斜索制造更換較容易 2022-5-18李亞東：斜拉橋21縱向型式縱向型式橫向型式橫向型式橫向型式橫向型式2022-5-18李亞東：斜拉橋22l主梁截面形式與所用材料及索面的布置位置有關(guān)l預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋常用截面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋常用截面 1、主梁截面、主梁截面 板式板式分離式雙箱分離式雙箱閉合箱形閉合箱形半封閉箱形半封閉箱形c)的改進(jìn)式的改進(jìn)式c)的

9、改進(jìn)式的改進(jìn)式雙主梁形雙主梁形倒三角形倒三角形斯卡恩圣特斯卡恩圣特2022-5-18李亞東：斜拉橋23東營黃河大橋東營黃河大橋諾曼底大橋諾曼底大橋多多羅大橋多多羅大橋2022-5-18李亞東：斜拉橋242022-5-18李亞東：斜拉橋25鋼主梁鋼橫梁小縱梁行車軌道梁人行道挑梁預(yù)制橋面板現(xiàn)澆橋面板斜拉索安那西斯橋安那西斯橋南浦大橋南浦大橋2022-5-18李亞東：斜拉橋26l拉索的構(gòu)造拉索的構(gòu)造平行鋼絲股束平行鋼絲股束（Parallel Wire Strand，PWS ）將一定根數(shù)（19，37，61，91，127，）的鍍鋅鋼絲捆扎成股，鋼絲順直無扭轉(zhuǎn)，截面為六角形。圖a，一根平行鋼絞線索平行鋼絞

10、線索（Parallel Strand Cable，PSC）將7絲鋼絞線按平行鋼絲股束的排列方法，布置成六角形截面。圖b封閉式鋼索封閉式鋼索 ，中心有一些圓鋼絲，外面則由幾層楔形和Z形的異形鋼絲組成，國內(nèi)沒有工程實例，圖cabc2022-5-18李亞東：斜拉橋27l拉索的構(gòu)造（續(xù)）拉索的構(gòu)造（續(xù)）平行鋼絲束平行鋼絲束（Parallel Wire Cable，PWC）將一束平行的預(yù)應(yīng)力鋼絲放在聚乙烯套管內(nèi)（壓注水泥砂漿等防腐），截面不要求是六角形，使用廣泛，圖a超長節(jié)距索超長節(jié)距索80年代初期開始制造，讓PWS、PWC產(chǎn)生扭角（4），這樣可以纏繞在卷筒上，便于運輸，圖b、c高強粗鋼筋索高強粗鋼筋索

11、國內(nèi)應(yīng)用較少2022-5-18李亞東：斜拉橋28l拉索的防護(hù)拉索的防護(hù)提高拉索的耐久性，增長使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)工作鋼絲的防護(hù)鋼絲的防護(hù)涂防銹底漆，電泳涂漆或鍍鋅鍍鋅，或環(huán)氧涂層環(huán)氧涂層 拉索的防護(hù)拉索的防護(hù)柔性索套柔性索套，半剛性索套半剛性索套和剛性索套剛性索套 l柔性索套：柔性索套：1、封閉索防護(hù)，制作麻煩，費用高；2、平行索用塑料罩套（聚乙烯材料）防護(hù)，1980年前后試用的方法，現(xiàn)已不用；3、平行索采用聚乙烯管，在管內(nèi)壓注水泥漿或樹脂等，需要壓漿設(shè)備；4、平行索熱擠PE套防護(hù)，廣泛采用；5、鋼絞線索內(nèi)用PE套管（對每股鋼絞線），外用聚乙烯硬管l半剛性索套和剛性索套半剛性索套和剛性索套：套管

12、用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼管作成，可以增大剛度，減小撓度，但施工較復(fù)雜，索套迎風(fēng)面積大（對抗風(fēng)不利） 2022-5-18李亞東：斜拉橋292022-5-18李亞東：斜拉橋30l廣州海印大橋廣州海印大橋，中跨175m的三跨雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，1988年建成，PE套管防護(hù)，1995年出現(xiàn)拉索斷落和松弛，對186根索全部更換，耗資2 000萬l濟(jì)南黃河大橋濟(jì)南黃河大橋，中跨220m的五跨雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，1982年建成，鋁管加水泥漿防護(hù)，鋼絲銹蝕嚴(yán)重，1995年對88根索全部更換l犍為岷江大橋犍為岷江大橋，中跨240m的五跨雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，1990年建成，熱擠

13、PE套管防護(hù)，鋼絲銹蝕嚴(yán)重，2000底年對全部根索予以更換，耗資1000余萬l其他拉索防護(hù)加固的橋梁其他拉索防護(hù)加固的橋梁：上海新五橋，廣東九江大橋，紅水河鐵路橋等2022-5-18李亞東：斜拉橋31l功能沿索爬升功能纜索檢測功能纜索清洗功能l上海交大97年試研制2022-5-18李亞東：斜拉橋32DINA（冷鑄鐓頭）錨（冷鑄鐓頭）錨HiAm錨頭錨頭鋼絲鐓頭鋼絲鐓頭2022-5-18李亞東：斜拉橋33VSL SSL(Single Strand Installation) 2000 斜拉索體系2022-5-18李亞東：斜拉橋342022-5-18李亞東：斜拉橋35l高次超靜定結(jié)構(gòu)高次超靜定結(jié)構(gòu)，

14、需采用有限元法并借助于電子計算機來進(jìn)行；柔性索視為桿單元，主梁和索塔則作為梁單元l可簡化成平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)，用橫向分布系數(shù)來計入空間影響 l非線性結(jié)構(gòu)非線性結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)變形較大，塔及主梁中有彎矩與軸向壓力的相互影響，以及拉索自重垂度引起的索力與變形間的非線性變化）斜索的非線性影響（Ernst公式 ）：l恒載內(nèi)力計算較為復(fù)雜恒載內(nèi)力計算較為復(fù)雜按施工程序分階段進(jìn)行 拉索拉力的調(diào)整與結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力的關(guān)系（右圖）拉索初始張拉力的確定 l活載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算可采用一般線性結(jié)構(gòu)的分析方法。 030220121ElEEe2022-5-18李亞東：斜拉橋362022-5-18李亞東：斜拉橋37l可采用適合于

15、梁式橋施工的任一合適方法，如支架上拼裝或現(xiàn)澆，懸臂拼裝或澆筑，頂推法和平轉(zhuǎn)法l由于斜拉橋梁體尺寸較小，各節(jié)段間有拉索，索塔還可以用來架設(shè)輔助鋼索，因此對各種無支架施工法更為有利 l各方法的適用跨度支架上拼裝或現(xiàn)澆支架上拼裝或現(xiàn)澆：100m左右頂推法頂推法和平轉(zhuǎn)法平轉(zhuǎn)法：不超過200m懸臂拼裝或澆筑懸臂拼裝或澆筑：可達(dá)近900m2022-5-18李亞東：斜拉橋38l懸臂施工法工序懸臂施工法工序：修建索塔；吊裝或現(xiàn)澆主梁節(jié)段；安裝斜拉索并張拉；兩者交替進(jìn)行直至合龍。l施工控制施工控制：在施工過程中，斜拉索的索力和主梁線形需要根據(jù)實際情況隨時進(jìn)行調(diào)整，且一般需在全橋合龍后對索力進(jìn)行最終調(diào)整。 202

16、2-5-18李亞東：斜拉橋392022-5-18李亞東：斜拉橋402022-5-18李亞東：斜拉橋412022-5-18李亞東：斜拉橋42 牽索式掛籃的特點 效率系數(shù)2022-5-18李亞東：斜拉橋432022-5-18李亞東：斜拉橋44l平行鋼絲索平行鋼絲索：工廠制作，現(xiàn)場整體安裝；若索很長（重），其吊裝施工較為困難。l鋼絞線索鋼絞線索：工廠制作半成品，現(xiàn)場按長度下料安裝并最終形成索；索力控制相對繁瑣費時。 2022-5-18李亞東：斜拉橋452022-5-18李亞東：斜拉橋46l鄂黃長江公路大橋：主橋為55+200+480+200+55m雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力砼漂浮體系斜拉橋， 2002年合龍l

17、巴東長江公路大橋：雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土漂浮體系斜拉橋，主跨388m，2001年開工l荊沙長江公路大橋：大橋共由九個橋段組成，其中北汊通航孔橋為200+500+200mPC斜拉橋，南汊通航孔橋為160+300+97mPC斜拉橋 鄂黃長江公路大橋2022-5-18李亞東：斜拉橋47公鐵兩用，主跨430m，混合梁，鋼絞線，1997年2022-5-18李亞東：斜拉橋48l預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面獨塔斜拉橋，74.7+258+185(102+83)+49.5m，4.6億l1995年開工，98年9月24日懸臂施工到23塊時，梁體（16？底板）突然斷裂，主要原因：設(shè)計l2000年9月修復(fù)后架通2022-5-18

18、李亞東：斜拉橋49結(jié)合梁，鋼絞線索，主跨518m，1998年2022-5-18李亞東：斜拉橋50l三塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，鋼絞線索l主跨348m，梁段預(yù)制拼裝，2001年完工2022-5-18李亞東：斜拉橋51三塔斜拉橋，主跨448m2022-5-18李亞東：斜拉橋52最大跨徑的砼獨塔斜拉橋主跨 283 283m 2022-5-18李亞東：斜拉橋53l馬桑溪大橋：179360179m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，VSL SSI 2000鋼絞線斜拉索體系，2001年底完工l大佛寺大橋：主跨450m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，2001年9月合龍l重慶長江二橋：主跨444m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，1996年建成l王家沱大橋：主跨530m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，待建馬桑溪大橋2022-5-18李亞東：斜拉橋54