第四章 斜拉桥

第四章第四章 钢斜拉桥钢斜拉桥Steel deck cable stayed bridgeSteel deck cable stayed bridge第一节第一节 概述概述 钢斜拉桥的钢斜拉桥的定义、发展、特点定义、发展、特点第二节第二节 斜拉桥的结构体系与总体布置斜拉桥的结构体系与总体布置 第一节第一节 概述概述一、钢斜拉桥的定义一、钢斜拉桥的定义 斜拉桥斜拉桥又称斜张桥，是又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥由续梁。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索索塔、主梁、斜拉索组成。组成。钢斜拉桥钢斜拉桥主梁结构主梁结构为钢为钢制作的斜拉桥，分为制作的斜拉桥，分为实腹钢梁和钢桁架梁两种。实腹钢梁和钢桁架梁两种。二、钢斜拉桥的发展现状二、钢斜拉桥的发展现状l 20世纪世纪50年代年代 瑞典瑞典 斯特伦松德（斯特伦松德（Stromsund）桥）桥 1955年建成年建成 第一座现代斜拉桥第一座现代斜拉桥 跨径跨径182.6ml 20世纪世纪60年代年代 德国德国 勒沃库森（勒沃库森（Leverkussen）桥、）桥、日本的摩耶桥、尾道桥等日本的摩耶桥、尾道桥等第一座现代斜拉桥第一座现代斜拉桥 Stromsund桥桥l 1975年年 法国法国 圣圣纳泽尔桥纳泽尔桥 主跨为主跨为404ml 1985年年 日本日本 名港西大桥名港西大桥 跨径跨径405m 以以1.0m优势成为世界第一的斜拉桥。优势成为世界第一的斜拉桥。日日本本 名名港港西西大大桥桥l 1994年年 法国诺曼底桥法国诺曼底桥 混合梁混合梁 中跨为钢梁中跨为钢梁 边跨为混凝土梁，主跨径边跨为混凝土梁，主跨径856m，突破，突破800m大关大关 结构细长，造型典雅，被授予结构细长，造型典雅，被授予“20世纪世界最美的桥梁世纪世界最美的桥梁”l 1999年年 日本日本 多多罗大桥（混合梁）多多罗大桥（混合梁）跨径跨径890m 超过诺曼底大桥超过诺曼底大桥34m，成为当时世界上主跨径最大的，成为当时世界上主跨径最大的 斜拉桥，斜拉桥，“20世纪世界最美的桥梁世纪世界最美的桥梁”u 我国斜拉桥的发展我国斜拉桥的发展l 20世纪世纪90年代之前年代之前 东营黄河大桥东营黄河大桥 唯一的钢斜拉桥唯一的钢斜拉桥 主跨主跨288m，中国第一座双钢箱式斜拉公路桥，也是中国第一座双钢箱式斜拉公路桥，也是 横跨黄河最下游的一座桥。横跨黄河最下游的一座桥。l 1998年年 广东汕头礐（广东汕头礐（que）石大桥）石大桥 主跨径主跨径518m l 2001年年 南京长江二桥南京长江二桥 主跨主跨628ml 2006年年 南京长江三桥南京长江三桥 主跨径主跨径646ml 2008年年 苏通长江公路大桥苏通长江公路大桥 跨径跨径1088m 成为世界上跨径成为世界上跨径 最大的斜拉桥最大的斜拉桥u 钢斜拉桥的特点钢斜拉桥的特点 与砼斜拉桥相比，钢主梁斜拉桥具有以下特点：与砼斜拉桥相比，钢主梁斜拉桥具有以下特点：l 设计计算：钢材材质均匀，各方面受力性能较固定，设计计算：钢材材质均匀，各方面受力性能较固定，计算值与实际比较接近；计算值与实际比较接近；l 结构细节：钢结构易于栓焊，细节处理较容易；结构细节：钢结构易于栓焊，细节处理较容易；l 构件制造：可在工厂内精确制造，降低尺寸误差；构件制造：可在工厂内精确制造，降低尺寸误差；l 施工架设：构件重量较轻，施工工期短；施工架设：构件重量较轻，施工工期短；l 运营性能：钢斜拉桥变形与振动大，利于抗震；运营性能：钢斜拉桥变形与振动大，利于抗震；l 养护管理：钢桥后期维护费用高。养护管理：钢桥后期维护费用高。第二节第二节 斜拉桥的结构体系与总体布置斜拉桥的结构体系与总体布置 斜拉桥由梁、索、塔组成，三者可以有不同的变化并相斜拉桥由梁、索、塔组成，三者可以有不同的变化并相互组合，组成多种体系。互组合，组成多种体系。u 一、斜拉桥的结构体系一、斜拉桥的结构体系 跨径布置：独塔双跨式、双塔三跨式、多塔多跨式等跨径布置：独塔双跨式、双塔三跨式、多塔多跨式等 （a）独塔双跨式）独塔双跨式（b）双塔三跨式）双塔三跨式（c）多塔多跨式）多塔多跨式 空间布置形式：单索面、双索面（竖、斜向双索面）、多索面空间布置形式：单索面、双索面（竖、斜向双索面）、多索面（a）单索面）单索面（b）双向双索面）双向双索面（c）斜向双索面）斜向双索面 索面形状：放射形、扇形、竖琴形索面形状：放射形、扇形、竖琴形 （a）放射形）放射形 （b）竖琴性）竖琴性 （c）扇形）扇形三者差异：放射形节约材料，但构造复杂；竖琴形耗材较多，三者差异：放射形节约材料，但构造复杂；竖琴形耗材较多，但锚固简单；扇形用材与构造适中，外形美观，最为但锚固简单；扇形用材与构造适中，外形美观，最为 常用。常用。拉索间距拉索间距l 早期：稀索早期：稀索（1530m）混凝土斜拉桥）混凝土斜拉桥（3060m）钢斜拉桥）钢斜拉桥l 现代：密索现代：密索（412m）混凝土斜拉桥）混凝土斜拉桥（824m）钢斜拉桥）钢斜拉桥 主塔主塔l 桥塔在桥塔在顺桥向顺桥向有有单柱型、单柱型、A形、倒形、倒Y形形等。等。单柱型桥塔构造简单，轻盈美观，施工方便，较为常用；单柱型桥塔构造简单，轻盈美观，施工方便，较为常用；A形、形、倒倒Y形刚度大，受力性能好，但是施工复杂，一般采用不多。形刚度大，受力性能好，但是施工复杂，一般采用不多。l 桥塔在横桥向的形式有：单柱形、双柱形、门形、桥塔在横桥向的形式有：单柱形、双柱形、门形、H形形 A形、倒形、倒V形、倒形、倒Y形、钻石形等形、钻石形等p 桥塔主要承受轴力，同时受弯。桥塔主要承受轴力，同时受弯。p 大多数为砼桥塔，一般为空心截面。大多数为砼桥塔，一般为空心截面。桥塔在横桥向的结构形式桥塔在横桥向的结构形式u 二、斜拉桥的总体布置二、斜拉桥的总体布置 立面布置：边、中跨比例、索塔高度等；立面布置：边、中跨比例、索塔高度等；平面布置：直线布置、斜线布置；平面布置：直线布置、斜线布置；横向布置：桥塔形式、桥面宽度、索面等；横向布置：桥塔形式、桥面宽度、索面等；纵向索距：稀索、密索；纵向索距：稀索、密索；主梁截面形式和高度：闭口、开口截面，主梁截面形式和高度：闭口、开口截面，高度与跨径的关系。高度与跨径的关系。u 三、钢斜拉桥的构造特点三、钢斜拉桥的构造特点 主梁的截面形式及构造特点主梁的截面形式及构造特点l 钢斜拉桥主梁的类型有：钢斜拉桥主梁的类型有：实腹钢梁和钢桁梁，实腹钢梁和钢桁梁，是以是以 承受压力和弯矩为主的承受压力和弯矩为主的偏心受压结构偏心受压结构；l 实腹钢梁实腹钢梁构造简单，制造、架设及养护方便；构造简单，制造、架设及养护方便；l 钢桁梁钢桁梁适应于双层桥面斜拉桥。适应于双层桥面斜拉桥。主梁的各种截面形式主梁的各种截面形式