1、混凝土斜拉橋總體布置和結(jié)構(gòu)構(gòu)造橋梁工程（下） 斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉橋的總體布置（知識(shí)點(diǎn)4）結(jié)構(gòu)構(gòu)造（拉索構(gòu)造）（知識(shí)點(diǎn)5）斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置（知識(shí)點(diǎn)4） 橋塔布置 跨徑布置 斜拉索布置 主梁的布置橋塔的高度橋塔的布置總體布置橋塔布置斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造橋塔高度：從橋面以上算起，不包括建筑造型或觀光等需要的塔頂高度橋塔布置：獨(dú)塔雙跨、雙塔三跨和多塔多跨，以及一些特殊布置，如：獨(dú)塔單跨、雙塔單跨，無(wú)塔單跨以及塔跨混合式。橋塔高度主跨跨徑索面形式（輻射式、豎琴式或扇式）拉索的索距拉索的水平傾角雙塔：H/l2=0.180.25單塔：H/l2=0.300.45總體布置橋塔

2、布置_橋塔高度斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造單跨斜拉橋總體布置橋塔布置_特殊布置形式的斜拉橋斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造巖錨代替橋塔雙塔單跨斜拉橋總體布置橋塔布置_特殊布置形式斜拉橋斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造塔跨混合式總體布置橋塔布置_特殊布置形式斜拉橋斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置根據(jù)具體情況，斜拉橋可按兩跨、三跨或多跨布置三跨布置時(shí)，中跨為主（通航）跨，邊跨跨徑一般為中跨的0.250.46斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置較小的邊跨對(duì)利用拉索限制塔頂位移、提高主跨剛度有利，也利于降低端錨索活載應(yīng)力幅，較經(jīng)濟(jì)的邊跨與中跨之比大約0.40（也適于多跨斜拉橋的邊跨）特殊條件下可

3、用更小的邊中跨比或邊跨為地錨的方式邊跨較大時(shí)應(yīng)考慮設(shè)輔助墩斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置采用單塔雙跨布置時(shí)，一般也布置成不等跨徑，邊跨為0.51.0倍的主（通航）跨，以提高端錨索的剛度。但目前邊跨大多采用0.80.9倍左右的主跨跨徑斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_多塔斜拉橋多塔斜拉橋 塔柱多于兩個(gè) 的多跨連續(xù)斜 拉橋活載作用下中 間塔將向加載 跨彎曲，加載 跨主梁的彎矩 及撓度大增， 鄰跨主梁上拱斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_多塔斜拉橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是控制中間塔頂活載引起的水平位移、減小主梁跨中的彎矩如何在提高結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)保證主梁在常年溫差下的自由伸縮也是設(shè)計(jì)中的另一個(gè)關(guān)

4、鍵問(wèn)題斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_多塔斜拉橋?yàn)闇p小塔頂水平位移，塔頂可設(shè)置加勁索或中塔頂與邊塔下部間設(shè)置斜向加勁索（香港汀九橋）等斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_多塔斜拉橋香港汀九橋，1998，448+475（m） 斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_多塔斜拉橋希臘Rion-Antirion橋?yàn)樗乃崩瓨颍骺邕_(dá)560m，采用空間四根斜柱組成的上塔柱以提高其剛度斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置端錨索及邊跨輔助墩邊跨最外側(cè)的拉索一般應(yīng)錨固在主梁的邊墩支承截面或附近，常稱(chēng)之為端錨索（或尾索、背索等）端錨索處主梁的豎向位移受限，抗拉剛度比跨內(nèi)拉索大，

5、對(duì)活載作用下的受力起著至關(guān)重要的作用調(diào)整端錨索的索力 可較大影響斜拉橋 的永久受力狀態(tài)總體布置_跨徑布置端錨索及邊跨輔助墩當(dāng)荷載作用在邊跨時(shí)，因有邊墩的支承作用，撓度比荷載在中跨時(shí)小，而端錨索的索力甚至?xí)p小端錨索對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力 及變形起較大作用 的同時(shí)，也承擔(dān)較 大的活載應(yīng)力幅， 疲勞問(wèn)題較突出斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置端錨索及邊跨輔助墩為提高中跨主梁豎向 剛度、減小端錨索的 應(yīng)力幅，大跨度斜拉 橋常在邊跨設(shè)置輔助 墩(backspan pier)拉索錨固在設(shè)輔助墩 截面，起到了錨索的 作用，也降低了端錨 索的應(yīng)力變化幅 斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置端錨索及邊跨

6、輔助墩輔助墩能有效控制塔頂中跨向水平位移，使主跨主梁活載彎矩和撓度大大減小蘇通、楊浦大橋等大跨徑斜拉橋均設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)輔助墩斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置外伸孔斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置國(guó)內(nèi)一些混凝土斜拉橋的跨徑比斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_跨徑布置國(guó)外一些混凝土斜拉橋的跨徑比斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索是斜拉橋重要的傳力、受力構(gòu)件斜拉索布置方式多樣、構(gòu)造特殊混凝土斜拉橋拉索的造價(jià)約占全橋總造價(jià)的2530斜拉索布置形式包括空間布置形式、平面內(nèi)布置形式和間距布置等。斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置空間索面設(shè)置根據(jù)塔、

7、梁、索之間的連接及支承方式，以及橋面寬度、塔柱和主梁形式，拉索在空間所成的索面有：?jiǎn)嗡髅婧碗p索面雙索面又可分為豎直雙索面和傾斜雙索面斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置空間索面設(shè)置吉林通話(huà)西昌大橋哈爾濱四方臺(tái)松花江大橋遼寧遼河大橋斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置空間索面設(shè)置橋面很寬時(shí)也可以布置成三索面甚至四索面斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置空間索面設(shè)置單索面在美學(xué)和景觀方面都是較好的，但用單索面時(shí)主梁應(yīng)用箱形截面（抗扭要求），且適用跨徑也有限側(cè)面斜向看雙索面時(shí)會(huì)有交錯(cuò)零亂感，但空間布索可協(xié)助主梁抵抗偏載產(chǎn)生的扭矩，故可用于抗扭剛度小的主梁斜拉橋的總體布置

8、和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置空間索面設(shè)置斜向雙索面對(duì)梁體抵 抗風(fēng)致扭振特別有利目前建成的所有跨徑 600 m 以上的斜拉橋 均采用斜雙索面斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式斜拉索的索面形式主要有三種：平行（豎琴）形、輻射形和介于兩者之間的扇形斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式平行形拉索斜角相同，有利塔受力，視覺(jué)效果好塔上錨固點(diǎn)間距大，拉索在梁上、塔上錨固點(diǎn)構(gòu)造基本一致，便于施工拉索傾角小，索支承效果較差，拉索用量大，不適用于漂浮體系適合跨徑不 大的斜拉橋斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式Alamillo Bridg

9、e (Spain 1992)斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式輻射形拉索對(duì)主梁的斜角較大，塔高可適當(dāng)降低索支承效果好，拉索用量小，較適用于漂浮體系視覺(jué)效果不好，塔柱的受力及穩(wěn)定性能有欠缺塔上錨固點(diǎn)受力過(guò)集中，構(gòu)造復(fù)雜、施工不便目前使用已漸減少斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式P-K Bridge (USA 1978) Span=299m斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式扇形拉索的傾角適中，視覺(jué)效果良好兼有輻射形和平行形的優(yōu)點(diǎn)可靈活布置，能與各種結(jié)構(gòu)體系和塔柱造型配合適合跨徑范圍大，大跨徑斜拉橋幾乎均用該索形斜拉橋的總

10、體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置平面內(nèi)索面形式尚有一些特殊的索面形式，有些是為了滿(mǎn)足特殊的受力要求，有些為了建筑景觀的特殊要求斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距斜拉索的索力與索間距成正比；索距越大每根索的索力越大，索的數(shù)量則較少早期拉索布置得比較稀，以體現(xiàn)拉索作為主梁彈性支承的設(shè)計(jì)思想，但同時(shí)也受制于當(dāng)時(shí)的結(jié)構(gòu)分析能力斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距當(dāng)時(shí)，采用鋼主梁時(shí)稀索的間距一般為3050 m，采用混凝土主梁時(shí)約為1530 m，主梁的彎矩和及剪力大，需要較大的梁高斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距稀索布置時(shí)，索力大，主梁

11、截面較大，架設(shè)也較困難，拉索錨固點(diǎn)的構(gòu)造細(xì)節(jié)也較復(fù)雜錨點(diǎn)附近集中投入的鋼材或混凝土數(shù)量較大斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距稀索變密索是斜拉橋近40年中的最大變化采用密索時(shí)，拉索在鋼主 梁上的間距為 8 24 m， 混凝土梁上為412m密索布置已成為大跨徑斜 拉橋的主流斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距密索有以下優(yōu)點(diǎn)：拉索彈性支承距離減小，主梁受力由受彎為主轉(zhuǎn)變?yōu)槠氖軌?，從而可以減小主梁高度索力較小，錨固點(diǎn)的構(gòu)造簡(jiǎn)單主梁錨固點(diǎn)附近的應(yīng)力流變化較小，補(bǔ)強(qiáng)范圍減小可以利用拉索進(jìn)行懸臂施工，減少甚至不要輔助支撐拉索截面、自重較小，有可能在工廠制造，保證質(zhì)

12、量拉索更換較容易斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_斜拉索布置斜拉索間距密索也存在如下缺點(diǎn)：端錨索剛度較小，且應(yīng)力幅較大，同時(shí)活載作用在中跨時(shí)邊跨主梁可能產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩拉索剛度較小，可能會(huì)產(chǎn)生風(fēng)振問(wèn)題為彌補(bǔ)以上缺點(diǎn)，可以減小邊跨，將邊跨拉索集中到近邊墩處，或?qū)⒉糠掷骷袨槎隋^索斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造輻射式或扇式：210300豎琴式:260300總體布置_斜拉索布置斜拉索傾角（邊索）斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造 連續(xù)體系 非連續(xù)體系 主梁高跨比總體布置_主梁的布置斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_主梁的布置主梁連續(xù)體系斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_主梁的布置主梁連續(xù)體系主梁連續(xù)式斜

13、拉橋，主梁整體性強(qiáng)，行車(chē)平穩(wěn)舒適，但年溫差作用下塔柱的彎矩較大三跨斜拉橋的中跨跨中，主梁可能存在一段受拉區(qū)斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_主梁的布置主梁非連續(xù)體系主梁設(shè)置掛孔或剪力鉸能適應(yīng)主梁在年溫差作用下的縱向伸縮變形，但會(huì)影響行車(chē)順暢斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造梁高的確定為:早期稀索：1/50-1/100密索: 1/100-1/150, 1/200 斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造總體布置_主梁的布置主梁的高跨比斜拉索構(gòu)造（知識(shí)點(diǎn)5-1）斜拉索索體的受力部分是鋼束，應(yīng)由高強(qiáng)度鋼筋、鋼絲或鋼絞線(xiàn)按一定的規(guī)律編制而成鋼束必須按要求排列整齊，使每束中的鋼絲或鋼絞線(xiàn)受力均勻鋼束內(nèi)部應(yīng)盡量緊密，并利于防

14、腐能彎卷成盤(pán)、便于運(yùn)輸斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造根據(jù)鋼束的組成材料，斜拉索主要類(lèi)型有：封閉式鋼纜（Locked-Coil Cable）平行鋼筋索（Parallel-Bar Cable）平行鋼絲索（Parallel-Wire Cable）鋼絞線(xiàn)索（Stranded Cable）螺旋鋼絞纜（Spiral Rope）斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造封閉式鋼纜以一根較細(xì)的單股鋼絞纜為纜心，逐層絞裹斷面為梯形的鋼絲，接近外層時(shí)，絞裹斷面為“Z”形的鋼絲。相鄰各層捻向相反絞裹鋼纜結(jié)構(gòu)緊密，截面填充率大，水分不易侵入，故稱(chēng)為封閉式鋼纜鋼絲絞制時(shí)還可在鋼絲上涂防銹 脂，最外層再涂防銹涂料防護(hù)這種

15、早期的斜拉索使用例子很少 （挪威530m的Skarnsundet橋）斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造平行鋼筋索由若干根高強(qiáng)度鋼筋平行分布組合而成。鋼筋在金屬管道內(nèi)由聚乙烯板定位，索力調(diào)整后管內(nèi)灌防腐材料必須在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)過(guò)程中制作， 操作過(guò)程復(fù)雜，鋼筋接頭較 多，影響疲勞強(qiáng)度早期英國(guó)使用較多，其它國(guó) 家很少使用斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造平行鋼絲索由若干根鋼絲平行并攏、扎緊而成采用5或7高強(qiáng)度鋼絲或鍍鋅鋼絲，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大于1600MPa平行布置的鋼絲束需 現(xiàn)場(chǎng)制作，彎曲剛度 較大，架設(shè)困難，易 引起彎曲次應(yīng)力，現(xiàn) 已不采用斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造斜拉索的鋼束構(gòu)造將鋼絲平

16、行并攏后同心同向輕度扭絞約為 24，再用包帶扎緊，最外層直接熱擠 單層或雙層聚乙烯護(hù)套（同電 纜）防護(hù)，成為半平行鋼絲索這種斜拉索彎曲性能好，可以 盤(pán)繞，具備長(zhǎng)途運(yùn)輸條件，宜 在工廠機(jī)械化生產(chǎn)，質(zhì)量易保 證，逐步取代了純平行鋼絲索它是目前使用最多的斜拉索斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造鋼絞線(xiàn)索由多根鋼絞線(xiàn)按規(guī)則排列而成，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到1860MPa鋼絞線(xiàn)索可以平行成束，也可扭絞一定的角度成為半平行鋼絞線(xiàn)索這種斜拉索已逐步得到推廣使用斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造鋼絞線(xiàn)索可在工廠制作，將多股鋼絞線(xiàn)并攏后再以一定角度的扭轉(zhuǎn)，使其便于盤(pán)繞，外面熱擠單

17、層或雙層聚乙烯護(hù)套防護(hù)（同 半平行鋼絲索不用于超長(zhǎng)、大噸位情況斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造平行鋼絞線(xiàn)索一般在現(xiàn)場(chǎng)制作，配用夾片錨具，鋼絞線(xiàn)逐根穿入套管、單根張拉安裝起吊重量小、張拉力也小，可采用小千斤頂，因此平行鋼絞線(xiàn)索較適合超長(zhǎng)拉索斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造單股鋼絞纜以一根鋼絲為纜心，逐層增加鋼絲，同一層鋼絲直徑相同，但相鄰層鋼絲的扭絞反向，以抵抗張拉時(shí)的扭矩，最后形成一根單股鋼絞纜采用鍍鋅鋼絲制作，最外 層加涂防銹涂料單股鋼絞纜只能在工廠生 產(chǎn)，柔性好、可成盤(pán)運(yùn)輸 至現(xiàn)場(chǎng)安裝，但用于混凝 土斜拉橋的拉索很少斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造斜拉索的防護(hù)構(gòu)造高強(qiáng)度鋼材在長(zhǎng)期高應(yīng)力及應(yīng)力變化狀態(tài)下工作，良好的防護(hù)是保證其使用壽命的關(guān)鍵拉索的防護(hù)可分為鋼材防腐和索體保護(hù)兩個(gè)方面鋼材本身應(yīng)不含有腐蝕成份，并有足夠的抗拉強(qiáng)度和良好的耐候性能斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造斜拉索的防護(hù)構(gòu)造鋼材防腐鋼絲鍍鋅是傳統(tǒng)的防腐方法，但傳統(tǒng)的電鍍方法將使高強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度降低鋼絲防腐也可采用鍍鋅鋁、鍍防銹脂、涂防銹底漆等，目前還有涂覆環(huán)氧樹(shù)脂 層等先進(jìn)的防腐方法斜拉橋的總體布置和拉索構(gòu)造斜拉索構(gòu)造斜拉索的防護(hù)構(gòu)造索體防護(hù)_早期方法鋼絲束外纏繞多層玻璃纖維并加涂瀝青或環(huán)氧樹(shù)脂（使用過(guò)程中防護(hù)層易破裂、油脂外漏）鋼絲束外套鋼、 鋁或高密度聚乙 烯管，管內(nèi)壓注 水