畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)2-斜拉橋的總體布置

1、2021-12-211橋梁工程橋梁工程斜拉橋組斜拉橋組畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo) v2008P02 關(guān)于斜拉橋的總體布置關(guān)于斜拉橋的總體布置第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思總思路設(shè)計(jì)構(gòu)思總思路第二節(jié)第二節(jié) 布跨決擇布跨決擇第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其連接關(guān)系的決擇構(gòu)件及其連接關(guān)系的決擇第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思的簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思的簡(jiǎn)單示例第五節(jié)第五節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)中的橋跨布置畢業(yè)設(shè)計(jì)中的橋跨布置把握總體的重要性把握總體的重要性了解局部的重要性了解局部的重要性由于斜拉橋的變量很多，且它們又互相關(guān)連，由于斜拉橋的變量很多，且它們又互相關(guān)連，相互制約，不可能單獨(dú)孤立地分別設(shè)計(jì)主梁、相互制約，不可能單獨(dú)孤立地分別設(shè)計(jì)主梁、塔和

2、索，因此，一開始就應(yīng)該總體考慮進(jìn)行塔和索，因此，一開始就應(yīng)該總體考慮進(jìn)行全橋的綜合設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)構(gòu)思必須對(duì)具體橋梁全橋的綜合設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)構(gòu)思必須對(duì)具體橋梁的經(jīng)濟(jì)性、安全性、設(shè)計(jì)、施工、材料、機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、設(shè)計(jì)、施工、材料、機(jī)具、時(shí)間進(jìn)度、空間布置等各方面問題，經(jīng)具、時(shí)間進(jìn)度、空間布置等各方面問題，經(jīng)過深入、綜合分析后才能得出。過深入、綜合分析后才能得出。設(shè)計(jì)構(gòu)思過程設(shè)計(jì)構(gòu)思過程設(shè)計(jì)構(gòu)思是一項(xiàng)極為重要的決策性工作。設(shè)計(jì)構(gòu)思是一項(xiàng)極為重要的決策性工作。為了作好這一工作，首先要全面了解斜拉為了作好這一工作，首先要全面了解斜拉橋結(jié)構(gòu)各組成部分的特點(diǎn)，然后對(duì)影響斜橋結(jié)構(gòu)各組成部分的特點(diǎn)，然后對(duì)影響斜拉橋

3、總體橋型設(shè)計(jì)的各個(gè)變量參數(shù)作拉橋總體橋型設(shè)計(jì)的各個(gè)變量參數(shù)作 深入深入的分析。的分析。第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回顧結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回顧跨越能力大跨越能力大建筑高度小建筑高度小以彎為主的壓彎構(gòu)件以彎為主的壓彎構(gòu)件恒載內(nèi)力可調(diào)整恒載內(nèi)力可調(diào)整施工方法靈活方便施工方法靈活方便主梁在斜拉索支承下，就象多跨彈性支承主梁在斜拉索支承下，就象多跨彈性支承連續(xù)梁那樣工作，使連續(xù)梁那樣工作，使“局部跨度局部跨度”顯著減顯著減小，讓小，讓“整體跨度整體跨度”能顯著提高，主梁高能顯著提高，主梁高度度“相對(duì)相對(duì)”降低。降低。主梁把斜拉索索力的水平分力作為軸力傳主梁把斜拉索索力的水平分力作為軸力傳遞，形成自錨

4、體系結(jié)構(gòu)。遞，形成自錨體系結(jié)構(gòu)。借助斜拉索的預(yù)拉力，可以對(duì)主梁的內(nèi)力借助斜拉索的預(yù)拉力，可以對(duì)主梁的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行調(diào)整。用于大跨度橋梁施工的傳統(tǒng)施工方法，不用于大跨度橋梁施工的傳統(tǒng)施工方法，不僅可用，而且還能借助斜拉索的聯(lián)合作用僅可用，而且還能借助斜拉索的聯(lián)合作用來減輕施工機(jī)具對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。來減輕施工機(jī)具對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回顧結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回顧塔是以壓為主的壓彎構(gòu)件塔是以壓為主的壓彎構(gòu)件斜拉索是受拉構(gòu)件斜拉索是受拉構(gòu)件自重與斜拉索張力的豎向分力自重與斜拉索張力的豎向分力表現(xiàn)為軸力表現(xiàn)為軸力兩側(cè)索力縱向不平衡的水平力兩側(cè)索力縱向不平衡的水平力產(chǎn)生彎矩產(chǎn)生彎矩順

5、橋向的剛度與后錨索的順橋向的剛度與后錨索的關(guān)系很大關(guān)系很大斜拉索是容易振動(dòng)斜拉索是容易振動(dòng)拉力來源于（拉力來源于（1）施工時(shí)的主）施工時(shí)的主動(dòng)張拉動(dòng)張拉拉力來源于（拉力來源于（2）外荷載下的）外荷載下的被動(dòng)受力被動(dòng)受力第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路總體構(gòu)思總體構(gòu)思斜拉橋橋型總體設(shè)計(jì)中，影響因素多，變量參數(shù)也復(fù)雜，交叉組合的方案更是斜拉橋橋型總體設(shè)計(jì)中，影響因素多，變量參數(shù)也復(fù)雜，交叉組合的方案更是千變?nèi)f化。但為了抓住主要矛盾，其總體構(gòu)思時(shí)，首先要考慮如下五個(gè)問題：千變?nèi)f化。但為了抓住主要矛盾，其總體構(gòu)思時(shí)，首先要考慮如下五個(gè)問題：跨度劃分跨度劃分索塔類型和結(jié)構(gòu)型式索塔類型和結(jié)構(gòu)型式主梁類型

6、和結(jié)構(gòu)型式主梁類型和結(jié)構(gòu)型式梁、塔、墩連結(jié)型式梁、塔、墩連結(jié)型式斜拉索布置類型（索面）斜拉索布置類型（索面）塔墩位置塔墩位置主跨大小主跨大小邊跨大小邊跨大小主梁材料主梁材料橋面橋面寬度寬度索面數(shù)量索面數(shù)量主梁截面主梁截面索塔形式索塔形式索塔高度索塔高度索塔截面索塔截面第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路總體構(gòu)思總體構(gòu)思第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路總體構(gòu)思總體構(gòu)思第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)總思路設(shè)計(jì)總思路總體構(gòu)思總體構(gòu)思斜拉橋的跨度劃分是很重要的問題。應(yīng)在全橋經(jīng)濟(jì)和施工方便斜拉橋的跨度劃分是很重要的問題。應(yīng)在全橋經(jīng)濟(jì)和施工方便的前提下，配合以往國(guó)內(nèi)、外已建成斜拉橋的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合加的前提下，配合以往國(guó)

7、內(nèi)、外已建成斜拉橋的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合加以分析比較。一般應(yīng)作如下考慮以分析比較。一般應(yīng)作如下考慮:第二節(jié)第二節(jié) 跨度的決擇跨度的決擇決擇一單塔還是雙塔單塔還是雙塔p應(yīng)盡量選取較短的主跨長(zhǎng)度，并盡量先考慮獨(dú)塔方案，只有在獨(dú)塔方案不能應(yīng)盡量選取較短的主跨長(zhǎng)度，并盡量先考慮獨(dú)塔方案，只有在獨(dú)塔方案不能滿足通航、排洪或流冰等的要求時(shí)，才考慮用雙塔方案。滿足通航、排洪或流冰等的要求時(shí)，才考慮用雙塔方案。決擇二多大的主跨多大的主跨p（1）根據(jù)地形、地質(zhì)、河床水文和通航要求，（）根據(jù)地形、地質(zhì)、河床水文和通航要求，（2)結(jié)合經(jīng)濟(jì)性和適用性原結(jié)合經(jīng)濟(jì)性和適用性原則決定斜拉橋主跨大小。則決定斜拉橋主跨大小。p如無（如

8、無（1）的限制，可以先確定總斜拉橋長(zhǎng)度，再根據(jù)合理邊中跨比確定主）的限制，可以先確定總斜拉橋長(zhǎng)度，再根據(jù)合理邊中跨比確定主跨跨度?？缈缍?。決擇三多大的邊跨多大的邊跨p采用雙塔三跨時(shí)，邊主跨比約采用雙塔三跨時(shí)，邊主跨比約0.350.5較合理。較合理。p采用獨(dú)塔兩跨時(shí)，邊主跨比約采用獨(dú)塔兩跨時(shí)，邊主跨比約0.51.0較合理。較合理。LcLcLs1Ls1Ls2Ls2第二節(jié)第二節(jié) 跨度的決擇跨度的決擇決擇四是否采用協(xié)作跨是否采用協(xié)作跨p如有引橋，可讓引橋與主跨或邊跨連在一起，使得主梁連續(xù)延長(zhǎng)，協(xié)同受力，如有引橋，可讓引橋與主跨或邊跨連在一起，使得主梁連續(xù)延長(zhǎng)，協(xié)同受力，利用引橋主梁的跨越能力提高斜拉橋

9、的跨越能力。利用引橋主梁的跨越能力提高斜拉橋的跨越能力。是否設(shè)置輔助墩是否設(shè)置輔助墩決擇五p當(dāng)邊跨離地面不高時(shí)，若在邊跨內(nèi)加設(shè)若干輔助墩，將邊跨再分成若干小跨，當(dāng)邊跨離地面不高時(shí)，若在邊跨內(nèi)加設(shè)若干輔助墩，將邊跨再分成若干小跨，則可使橋塔的彎矩大大減小，并能提高整個(gè)橋跨的結(jié)構(gòu)剛度。此外，加設(shè)輔助則可使橋塔的彎矩大大減小，并能提高整個(gè)橋跨的結(jié)構(gòu)剛度。此外，加設(shè)輔助墩，也便于采用頂推法施工。墩，也便于采用頂推法施工。主梁主梁索塔索塔斜拉索斜拉索索梁錨固索梁錨固索塔錨固索塔錨固塔梁關(guān)系塔梁關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁鋼梁鋼梁混凝土梁混凝土梁輕輕柔柔貴貴剛剛重重賤賤強(qiáng)

10、度低強(qiáng)度低強(qiáng)度高強(qiáng)度高造價(jià)低造價(jià)低造價(jià)高造價(jià)高剛度大剛度大自重大自重大自重小自重小剛度小剛度小材料上的決擇混凝土混凝土鋼鋼養(yǎng)護(hù)容易養(yǎng)護(hù)容易養(yǎng)護(hù)困難養(yǎng)護(hù)困難強(qiáng)強(qiáng)弱弱造價(jià)高造價(jià)高抗拉強(qiáng)度低抗拉強(qiáng)度低抗壓強(qiáng)度高抗壓強(qiáng)度高造價(jià)低造價(jià)低拉壓強(qiáng)度高拉壓強(qiáng)度高壓板易失穩(wěn)壓板易失穩(wěn)第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁結(jié)合梁雙塔斜拉橋適宜跨度約結(jié)合梁雙塔斜拉橋適宜跨度約300600米。米?；炷林髁弘p塔斜拉橋適宜跨度約混凝土主梁雙塔斜拉橋適宜跨度約300500米米（采用（采用PC梁）。梁）。鋼箱梁雙塔斜拉橋適宜跨度約鋼箱梁雙塔斜拉橋適宜跨度約4001000米。米。第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系

11、的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁截面上的決擇鋼主梁鋼主梁型型雙雙主主梁梁獨(dú)獨(dú)立立單單箱箱截截面面分分離離雙雙箱箱截截面面鋼鋼桁桁架架混凝土主梁混凝土主梁板、箱板、箱板梁板梁箱梁箱梁板、箱、桁板、箱、桁箱梁箱梁板梁板梁桁梁桁梁獨(dú)獨(dú)立立單單箱箱截截面面分分離離雙雙箱箱截截面面型型雙雙主主梁梁?jiǎn)嗡髅孢m用單索面適用雙索面適用雙索面適用雙索面適用雙索面適用雙索面適用雙索面適用主梁高度主梁高度 一般根據(jù)施工要一般根據(jù)施工要求確定，與施工方法求確定，與施工方法有關(guān)，擬定時(shí)可參考有關(guān)，擬定時(shí)可參

12、考已建成橋資料。已建成橋資料。第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇主梁主梁主梁寬度主梁寬度 根據(jù)橋面車道情根據(jù)橋面車道情況布置，考慮拉索保護(hù)況布置，考慮拉索保護(hù)區(qū)寬度。區(qū)寬度。W Wh h第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇索塔索塔單索面還單索面還是雙索面是雙索面造型是要點(diǎn)單索面單索面雙索面雙索面單雙均可單雙均可造型是要點(diǎn)對(duì)大跨度橋的適用性降低對(duì)大跨度橋的適用性降低對(duì)單索面的適用性提高對(duì)單索面的適用性提高第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇索塔索塔橋塔有效高度橋塔有效高度( (橋面以上塔高橋面以上塔高)H1)H1：p三跨：塔高三跨：塔高/ /主跨主跨

13、=1/4=1/41/71/7，p兩跨橋兩跨橋 ：塔高：塔高/ /主跨主跨 1/2.7 1/2.7 1/4.71/4.7p塔高，對(duì)主梁結(jié)構(gòu)受力有利，索力小。塔高，對(duì)主梁結(jié)構(gòu)受力有利，索力小。p一般控制最外索與水平線的夾角不小于一般控制最外索與水平線的夾角不小于2525。橋面以下塔高橋面以下塔高H2:H2:p根據(jù)通航條件、接線條件、河床斷面確定根據(jù)通航條件、接線條件、河床斷面確定橋塔總高橋塔總高H HH1+H2H1+H2LcLcH1H1H2H2第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇斜拉索斜拉索半平行鋼絲斜拉索半平行鋼絲斜拉索（冷鑄鐓頭錨）（冷鑄鐓頭錨）平行鋼絞線斜拉索平行鋼絞線斜拉索（

14、配夾片式群錨）（配夾片式群錨）極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度彈性模量彈性模量松弛性能松弛性能防腐性能防腐性能運(yùn)輸安裝難易運(yùn)輸安裝難易張拉難易性張拉難易性略低（略低（1670MPa）略高（略高（1860MPa）略高（略高（2.0105MPa）略低（略低（1.95105MPa）抗疲勞性能抗疲勞性能更換難易性更換難易性不易松弛不易松弛低或動(dòng)應(yīng)力下夾片易松弛低或動(dòng)應(yīng)力下夾片易松弛錨頭抗疲勞性能強(qiáng)錨頭抗疲勞性能強(qiáng)錨頭抗疲勞性能略弱錨頭抗疲勞性能略弱PE可能老化開裂可能老化開裂夾片處鋼絲可能易銹蝕夾片處鋼絲可能易銹蝕長(zhǎng)大索運(yùn)輸、吊裝困難長(zhǎng)大索運(yùn)輸、吊裝困難運(yùn)輸安裝容易，但工序多運(yùn)輸安裝容易，但工序多整體大噸位張拉困難整

15、體大噸位張拉困難可小噸位單根張拉鋼絞線可小噸位單根張拉鋼絞線相對(duì)困難相對(duì)困難相對(duì)容易相對(duì)容易各有千秋第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇索塔與主梁關(guān)系索塔與主梁關(guān)系除斜拉索外除斜拉索外塔和梁有無塔和梁有無直接聯(lián)系直接聯(lián)系無無有有有有塔對(duì)梁有豎向塔對(duì)梁有豎向約束；無水平約束；無水平約束約束塔對(duì)梁有豎向塔對(duì)梁有豎向約束、水平約約束、水平約束、轉(zhuǎn)動(dòng)約束束、轉(zhuǎn)動(dòng)約束塔和墩有無塔和墩有無固結(jié)關(guān)系固結(jié)關(guān)系無無暫不論及塔梁暫不論及塔梁橫向聯(lián)系關(guān)系橫向聯(lián)系關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇索塔與主梁關(guān)系索塔與主梁關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇斜拉索的錨

16、固關(guān)系斜拉索的錨固關(guān)系鋼主梁鋼主梁錨錨箱箱式式錨錨管管式式耳耳板板式式錨錨拉拉板板式式混凝土主梁混凝土主梁頂頂板板錨錨固固塊塊梁內(nèi)還是梁外梁內(nèi)還是梁外梁外梁外梁內(nèi)梁內(nèi)梁內(nèi)還是梁外梁內(nèi)還是梁外梁外梁外梁內(nèi)梁內(nèi)第三節(jié)第三節(jié) 構(gòu)件及其關(guān)系的決擇構(gòu)件及其關(guān)系的決擇斜拉索的錨固關(guān)系斜拉索的錨固關(guān)系空心還是實(shí)心塔柱空心還是實(shí)心塔柱實(shí)心實(shí)心空心空心塔外的交錯(cuò)錨塔外的交錯(cuò)錨固方式研究固方式研究塔內(nèi)的錨固方塔內(nèi)的錨固方式選擇式選擇混混凝凝土土錨錨塊塊鋼鋼錨錨梁梁鋼鋼錨錨箱箱鋼塔柱鋼塔柱混凝土塔柱混凝土塔柱鋼鋼錨錨梁梁鋼鋼錨錨箱箱鉸鉸接接式式鞍鞍座座式式選擇選擇第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例第四節(jié)

17、第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例單塔還是雙塔？單塔還是雙塔？塔放什么地方？塔放什么地方？完成的橋跨分跨示意完成的橋跨分跨示意（主跨（主跨120米，邊跨米，邊跨85米，邊中跨比約米，邊中跨比約0.7）第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例1.主梁用什么材料類型？主梁用什么材料類型？主要根據(jù)主跨的示意跨度確定。也依據(jù)主要根據(jù)主跨的示意跨度確定。也依據(jù)施工、材料供應(yīng)、管理養(yǎng)護(hù)條件確定。施工、材料供應(yīng)、管理養(yǎng)護(hù)條件確定。2.主梁用什么截面形式？主梁用什么截面形式？主要根據(jù)索面數(shù)量和橋面寬度確定主要根據(jù)索面數(shù)量和橋面寬度確定設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求6 6車道汽車車道汽車橋面至少橋面至少6 63.

18、5=213.5=21米米橋面較寬，宜用雙橋面較寬，宜用雙索面形式。索面形式。還需考慮隔離帶、拉索保護(hù)還需考慮隔離帶、拉索保護(hù)寬度、檢修道等寬度。寬度、檢修道等寬度。確定最終橋?qū)挻_定最終橋?qū)?6.526.5米。米。選擇合適的截面形式選擇合適的截面形式第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例0.75m檢修便道檢修便道1m拉索錨固區(qū)拉索錨固區(qū)0.5m防撞護(hù)欄防撞護(hù)欄33.5m車道車道1.0m中央中央分割帶分割帶33.5m車道車道0.5m防撞護(hù)欄防撞護(hù)欄1m拉索錨固區(qū)拉索錨固區(qū)0.75m檢修便道，橋檢修便道，橋面全寬面全寬26.5m橋面寬度確定示意橋面寬度確定示意第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單示例結(jié)合梁梁體截面布置的考慮示例結(jié)合梁梁體截面布置的