懸索橋與斜拉橋?qū)ｎ}講座

1、v第一章懸索橋第一節(jié)懸索橋的構(gòu)造第二節(jié)懸索橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算簡(jiǎn)介v第二章斜拉橋第一節(jié)斜拉橋的構(gòu)造第二節(jié)斜拉橋的設(shè)計(jì)第三節(jié)斜拉橋計(jì)算簡(jiǎn)介第四節(jié)風(fēng)振問(wèn)題 第一章懸第一章懸 索索 橋橋 云南景東云南景東蘭津橋，蘭津橋，據(jù)史料記據(jù)史料記載，建于載，建于東漢明帝東漢明帝時(shí)期（公時(shí)期（公元元60-70年），英年），英國(guó)國(guó)1741年年開始修鐵開始修鐵索橋索橋鐵索橋鐵索橋?yàn)o定橋?yàn)o定橋The first suspension bridgeMain span 176mOpen to service:1826Menai Bridge,England日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋虎門大橋

2、虎門大橋西陵長(zhǎng)江大橋西陵長(zhǎng)江大橋香港青馬大橋香港青馬大橋第一章懸第一章懸 索索 橋橋 懸索橋的特點(diǎn)是依靠固定于索塔的主纜支承梁跨(圖4-1-1)，梁似多跨彈性支承梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無(wú)關(guān)，而與吊索的間距有關(guān)。它適用于大跨、特大跨度橋梁。 第一節(jié)懸索橋的構(gòu)造第一節(jié)懸索橋的構(gòu)造懸索橋主要由主纜、加勁梁、吊索、索塔、錨懸索橋主要由主纜、加勁梁、吊索、索塔、錨碇和鞍座六部分組成，如圖碇和鞍座六部分組成，如圖4-1-1所示。所示。一、主纜一、主纜主纜是懸索橋的主要承重構(gòu)件，除承受自重和主纜是懸索橋的主要承重構(gòu)件，除承受自重和吊索重外，又通過(guò)吊索承受加勁梁、橋面系恒載及吊索重外，又通過(guò)吊索承受加勁

3、梁、橋面系恒載及活載。活載。(一一)主纜結(jié)構(gòu)主纜結(jié)構(gòu)懸索橋大都采用雙面主纜，一般是一側(cè)布置一懸索橋大都采用雙面主纜，一般是一側(cè)布置一根，個(gè)別有一側(cè)用兩根主纜的設(shè)計(jì)。大多數(shù)懸索橋根，個(gè)別有一側(cè)用兩根主纜的設(shè)計(jì)。大多數(shù)懸索橋主纜由平行高強(qiáng)鋼絲束股合成。由于架設(shè)方法的不主纜由平行高強(qiáng)鋼絲束股合成。由于架設(shè)方法的不同，平行鋼絲束股分空中紡線法同，平行鋼絲束股分空中紡線法(AS法法)與預(yù)制鋼與預(yù)制鋼絲束股法絲束股法(PPWS法或法或PS法法)兩種。兩種。主纜外形多按六角形配置，一般有尖頂型和平頂型兩種(圖4-1-2a、b)，以采用尖頂形居多。圖4-1-2c是預(yù)制鋼絲束股每束股鋼絲的排列。( (二二) )

4、主纜防銹主纜防銹目前懸索橋主纜通常都采用鍍鋅鋼絲。為了進(jìn)一步增強(qiáng)防銹蝕能力，在主纜索四周涂以鋅粉膏等防銹劑，再用直徑4mm軟退火的鍍鋅鋼絲纏繞，然后在上面再涂油漆，以形成雙重防銹蝕措施。也有用合成樹脂的塑料包纏主纜，但實(shí)例不多。為了完全防水，主纜箍處產(chǎn)生的間隙要填充密實(shí)材料，圖4-1-3為鋼絲包纏的防銹例子。在錨碇區(qū)主纜分散開來(lái)，錨固到錨塊，無(wú)法用鍍鋅鋼絲纏繞，常采用在錨碇箱內(nèi)吹風(fēng)除濕措施，保持箱內(nèi)空氣干燥。 空空中中紡紡線線法法施施工工二、加勁梁二、加勁梁 (一)加勁梁結(jié)構(gòu)型式懸索橋加勁梁主要有兩種型式：鋼桁梁和扁平鋼箱梁。鋼桁架梁用鋼量較多，適宜于需要雙層橋面的橋。鋼桁梁的橋面板可以是鋼筋

5、混凝土板或鋼橋面板。鋼橋面板一般與加勁梁分離，圖4-1-4為日本因島大橋加勁梁與橋面板斷面圖。圖4-1-5是塞文橋扁平鋼箱梁的橫截面。鋼箱梁抗扭剛度大、構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于制造、重量輕、省鋼、易于養(yǎng)護(hù)，已得到了廣泛應(yīng)用，但扁平鋼箱梁只適用于單層橋面。為保證鋼板受壓穩(wěn)定，頂板加勁肋間距一般為3040倍鋼板厚，腹板、底板加勁肋間距可大些。橫隔板間距一般為35m。 NEXTBACKBACKNEXT個(gè)別懸索橋也有采用混凝土箱梁，我國(guó)汕頭個(gè)別懸索橋也有采用混凝土箱梁，我國(guó)汕頭海灣橋，加勁梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，其斷面海灣橋，加勁梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，其斷面形狀及尺寸見(jiàn)形狀及尺寸見(jiàn)圖圖4-1-6所示?；炷料?/p>

6、梁抗風(fēng)性能所示?；炷料淞嚎癸L(fēng)性能好、自重大、結(jié)構(gòu)剛度大、一般無(wú)需養(yǎng)護(hù)，但由好、自重大、結(jié)構(gòu)剛度大、一般無(wú)需養(yǎng)護(hù)，但由于混凝土梁自重大，只宜在跨度不大于混凝土梁自重大，只宜在跨度不大(500m)的的懸索橋中應(yīng)用。懸索橋中應(yīng)用。 (二二)加勁梁的支承形式加勁梁的支承形式加勁梁在塔墩上的支承，分為簡(jiǎn)支與連續(xù)兩加勁梁在塔墩上的支承，分為簡(jiǎn)支與連續(xù)兩種。簡(jiǎn)支形式的優(yōu)點(diǎn)是：加勁梁構(gòu)造簡(jiǎn)單；制造種。簡(jiǎn)支形式的優(yōu)點(diǎn)是：加勁梁構(gòu)造簡(jiǎn)單；制造和架設(shè)時(shí)的誤差對(duì)加勁梁無(wú)影響；簡(jiǎn)支的加勁梁和架設(shè)時(shí)的誤差對(duì)加勁梁無(wú)影響；簡(jiǎn)支的加勁梁不需通過(guò)橋塔，橋塔橫向兩塔柱的距離比連續(xù)加不需通過(guò)橋塔，橋塔橫向兩塔柱的距離比連續(xù)加勁梁

7、要小，因此其基礎(chǔ)尺寸也相應(yīng)小。連續(xù)梁并勁梁要小，因此其基礎(chǔ)尺寸也相應(yīng)小。連續(xù)梁并不省鋼，它的優(yōu)點(diǎn)是：梁端轉(zhuǎn)角小，在索塔處不不省鋼，它的優(yōu)點(diǎn)是：梁端轉(zhuǎn)角小，在索塔處不產(chǎn)生折角，有利車輛行駛；可以減少加勁梁的撓產(chǎn)生折角，有利車輛行駛；可以減少加勁梁的撓度。度。 三、吊索三、吊索吊索也稱吊桿，它將加勁梁恒載和活載傳遞到主纜。(一一)吊索形式吊索形式吊索有直吊索和斜吊索兩種(圖4-1-7)。其上端通過(guò)索夾與主纜相連，下端與加勁梁連接。目前，大多采用直吊索。吊索一般用鋼絲繩制作，也有用鋼絞線或用平行鋼絲束股制作，少數(shù)小跨度懸索橋也有用剛性吊桿。圖4-1-8是汕頭海灣橋吊索斷面圖，由7根 45mm鋼絲繩組

8、成。每根鋼絲繩由19根3mm鍍鋅鋼絲捻制而成。 ( (二二) )吊索與主纜、加勁梁的連接吊索與主纜、加勁梁的連接吊索與主纜的連接方式有鞍掛式和銷連接式兩種，如圖4-1-9所示。兩者都是通過(guò)主纜套箍與主纜連接。套箍由兩個(gè)半圓筒合成，用高強(qiáng)度螺栓緊固。鞍掛式的特點(diǎn)是：鞍掛式的特點(diǎn)是：索夾應(yīng)力不直接受吊索拉力的影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；索夾應(yīng)力不直接受吊索拉力的影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；由于主纜傾斜角變化，套箍溝槽要隨之變化，鑄造由于主纜傾斜角變化，套箍溝槽要隨之變化，鑄造型式多。型式多。NEXTBACK明石海峽大橋明石海峽大橋?yàn)榱伺c加勁梁的連接，鋼絲繩兩頭散開，伸入連接套筒，澆人合金使鋼絲繩兩端形成錨頭。錨頭通過(guò)墊圈

9、以承壓方式頂住加勁梁。對(duì)于桁架梁，一般是頂住上弦節(jié)點(diǎn)；對(duì)于扁平鋼箱梁，一般是頂住其橫隔板的加勁肋下端。圖4-1-10是汕頭海灣橋吊索與加勁梁連接圖。四、索塔四、索塔索塔是支承主纜的重要構(gòu)件，恒載和活載大都通過(guò)索塔傳到塔墩和基礎(chǔ)。索塔還承受作用于塔身、加勁梁及主纜上的風(fēng)力。索塔的材料可以是混凝土或鋼的。我國(guó)的懸索橋都采用混凝土塔。 索塔型式分順橋方向與橫橋方向。順橋方向?yàn)橹偷葘捇驈乃斚蛩滓砸欢ㄆ露葦U(kuò)大，塔底固定(圖4-1-11a)。橫橋方向?yàn)榈撞抗潭ǖ钠矫骅旒芑騽偧芑蚧旌鲜?圖4-1-11b、c、d)?；炷了瞬捎闷矫鎰偧?。索塔的塔柱斷面多數(shù)為箱形，鋼塔也有采用十字形箱等。 NEXTBA

10、CKBACK五、錨碇五、錨碇錨碇是主纜的錨固體，與索塔一樣是支承主纜的重要部分，它將主纜的拉力傳遞給地基。錨碇一般由錨碇基礎(chǔ)、錨塊、主纜的錨碇架及固定裝置、遮棚等部分組成(圖4-1-12a)。當(dāng)主纜需要改變方向時(shí)，錨碇中還包括主纜支架和錨固鞍座。(一一)錨塊錨塊錨碇的型式可分為重力式和隧道式(圖4-1-12)。重力式錨塊是最常采用的型式，依靠混凝土重量來(lái)抵抗主纜的拉力。隧道式錨塊用于堅(jiān)固、節(jié)理少的基巖外露的情況，是把巖石鑿隧洞，其內(nèi)埋入錨碇架，然后填充混凝土抵抗主纜拉力。 NEXTBACK( (二二) )主纜的錨碇架及固定裝置主纜的錨碇架及固定裝置主纜的錨碇架及固定裝置將主纜拉力分散傳布到錨塊

11、，通常由前梁、后梁、錨桿及支承并定位這些構(gòu)件的支撐結(jié)構(gòu)組成。在錨碇設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意錨桿的錨固長(zhǎng)度，以防止錨桿從混凝土中拔出。已設(shè)計(jì)的懸索橋重力式錨碇錨固長(zhǎng)度都大于15m，隧道式錨碇錨固長(zhǎng)度則都大于40m。( (三三) )主纜支架主纜支架當(dāng)主纜在錨碇處改變方向時(shí)，則需設(shè)置主纜支架(圖4-1-12a)。主纜支架設(shè)計(jì)，必須適應(yīng)主纜伸縮要求。 六、鞍座六、鞍座( (一一) )塔頂鞍座塔頂鞍座由主纜傳來(lái)的很大的豎直力通過(guò)鞍座均勻分布到塔柱頂截面。鞍座底部與塔頂箱體吻合，且兩者的內(nèi)部格狀，加勁肋板位置也盡可能一致，以使鞍座上豎直力直接傳給塔柱。鞍座和塔頂板用螺栓連接。鞍座上設(shè)索槽，安設(shè)主纜。成橋狀態(tài)主纜

12、對(duì)鞍座不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。圖4-1-13是塞文橋的鞍座構(gòu)造。( (二二) )主纜支架鞍座主纜支架鞍座主纜支架鞍座主要功能是改變主纜方向，并把主纜的鋼絲束股在水平及豎直方向分散開來(lái)，然后把這些鋼絲束股引入各自的錨固位置。其構(gòu)造類同塔頂鞍座。BACK第二節(jié)懸索橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算簡(jiǎn)介第二節(jié)懸索橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算簡(jiǎn)介 一、主纜、加勁梁和塔的力學(xué)特性一、主纜、加勁梁和塔的力學(xué)特性(一)主纜恒載在主纜拉力中占主要比例，跨度越大，恒載力越大，恒載比例也越大。主纜恒載拉力及比例增大，從而減少活載引起的豎向變形。也就是說(shuō)，主纜依靠懸索橋的恒載使其在活載作用下的變形減小，從而提高懸索橋的剛度。這說(shuō)明為什么懸索橋能應(yīng)用于特大跨

13、度。( (二二) )加勁梁加勁梁加勁梁豎直方向的彎矩和撓度，隨活載位置不同，可能正或負(fù)(圖4-1-15)。加勁梁剛度變化時(shí)，梁彎矩大體上成比例變化，梁內(nèi)應(yīng)力不會(huì)減少。一般1000m級(jí)的懸索橋采用鋼桁架加勁梁時(shí)，由活荷載和風(fēng)荷載控制加勁梁設(shè)計(jì)，隨著跨度的增大，則由靜的和動(dòng)的風(fēng)荷載決定加勁桁梁設(shè)計(jì)。對(duì)加勁梁為鋼箱梁的懸索橋，一般多由風(fēng)動(dòng)力穩(wěn)定控制加勁梁的設(shè)計(jì)。( (三三) )索塔索塔索塔建成后，一般呈垂直狀態(tài)，塔頂兩側(cè)主纜的水平拉力平衡，索塔僅承受主纜垂直分力，為中心受壓。由于一般設(shè)計(jì)的索塔，主纜對(duì)塔頂不能作相對(duì)滑動(dòng)，塔底為固結(jié)，要求索塔在順橋向有一定的柔性。在活載作用或溫度變化時(shí)，索塔頂?shù)乃阶?/p>

14、位使塔頂兩側(cè)主纜的水平分力得到平衡。如當(dāng)在主跨加載時(shí)，主跨主纜拉力增加，塔向主跨方向傾斜，同時(shí)邊跨主纜垂度隨之減少，由(4-1-1)式可知邊跨主纜水平分力增加，塔頂一直變位到兩側(cè)水平力得到平衡。二、懸索橋總體設(shè)計(jì)與計(jì)算要點(diǎn)二、懸索橋總體設(shè)計(jì)與計(jì)算要點(diǎn)(一一)主跨、邊跨擬定主跨、邊跨擬定擬定主跨或邊跨，要綜合橋址地形、河床斷面、地質(zhì)條件、通航要求等進(jìn)行分析。首先要合理選擇主跨長(zhǎng)，一般說(shuō)主跨跨度小比較經(jīng)濟(jì)，但如果由此造成橋塔基礎(chǔ)置于深水處，有可能引起下部結(jié)構(gòu)工程數(shù)量的大幅度增加。邊跨跨長(zhǎng)要考慮錨碇設(shè)置位置及其所處地質(zhì)條件。邊跨一般有兩種結(jié)構(gòu)型式：邊跨主纜懸掛吊索吊住加勁梁(圖4-1-1)；不懸掛吊

15、索，即懸索橋?yàn)閱慰?。圖4-1-17為左側(cè)有吊索，右側(cè)不掛吊索。一般應(yīng)根據(jù)地形、水深、地質(zhì)等條件合理選擇邊跨結(jié)構(gòu)型式。( (二二) )垂跨比垂跨比主要指主跨主纜垂跨比，邊跨垂度決定于主跨垂度。垂跨比大小影響懸索橋的內(nèi)力與剛度。減小垂跨比，主纜拉力增大，剛度增大，可減小加勁梁的彎矩與變形及減小塔高。減小垂跨比也有利于提高懸索橋的橫向剛度。對(duì)懸吊結(jié)構(gòu)重量大的懸索橋，可取較大的垂跨比，以限制主纜拉力。對(duì)于自重較小的箱梁，可取較小的垂跨比，以提高懸索橋的整體剛度。已建成的大跨度懸索橋的垂跨比為1/91/12。( (四四) )加勁梁加勁梁在加勁梁型式選定后，主要擬定梁高與梁寬。加勁梁高度增加可提高梁的豎向

16、剛度，但對(duì)撓度變形的直接影響并不大，對(duì)梁端撓角變形的影響較顯著。增加加勁梁橫向?qū)挾龋商岣邫M向剛度及抗扭剛度，也增加梁的恒重，有利于減小豎向、橫向撓曲變形及抗風(fēng)穩(wěn)定設(shè)計(jì)。加勁梁重量加大的不利一面是：梁重量增加，主纜、索塔、下部結(jié)構(gòu)用量都會(huì)增大；加勁梁增高，增加擋風(fēng)面積，使風(fēng)荷載及應(yīng)力加大。( (七七) )索塔索塔塔柱的高度由主纜主跨垂度、主纜與加勁梁之間的凈距決定；主纜與加勁梁間最小凈距，要滿足能安裝纏絲機(jī)，一般不小于1m。索塔的截面決定于塔柱穩(wěn)定及縱、橫向強(qiáng)度要求。索塔剛度的變化，幾乎不影響塔頂?shù)乃阶兾患凹觿帕旱膿锨? (八八) )錨碇體積估算錨碇體積估算錨碇可以看作是一個(gè)剛體，承受主纜

17、的拉力，并將其傳給地基。主纜作用于錨碇上的力可以分為水平分力和豎直分力。錨碇整體驗(yàn)算同墩臺(tái)基礎(chǔ)驗(yàn)算。錨碇在主纜的水平分力作用下不得產(chǎn)生滑動(dòng)，即要設(shè)計(jì)一定的錨碇體積，它的重量扣去主纜向上的豎直分力后，產(chǎn)生的摩阻力要大于水平分力，且有一定的安全系數(shù)。此外，錨碇底面的壓應(yīng)力不得超過(guò)地基容許應(yīng)力。三、計(jì)算特點(diǎn)三、計(jì)算特點(diǎn)對(duì)于懸索橋，彈性理論分析將帶來(lái)很大的計(jì)算誤差，這是因?yàn)閼宜鳂虼嬖诓豢珊雎缘膸缀畏蔷€性。幾何非線性主要表現(xiàn)在： 1.主纜是幾何可變體。受載時(shí)，主纜幾何形狀改變，影響體系平衡。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，力的平衡方程應(yīng)依據(jù)變形后結(jié)構(gòu)的幾何位置來(lái)建立。力與變形關(guān)系是非線性的。2.主纜在恒載作用下，具有

18、較大的初拉力，使主纜保持著一定的幾何形狀。當(dāng)外荷載作用時(shí)，主纜發(fā)生幾何形狀改變，初拉力對(duì)外荷載作用下產(chǎn)生的位移會(huì)產(chǎn)生附加抗力，它和位移有關(guān)，因此不能采用恒載與活載迭加原理，反映出幾何非線性性質(zhì)。懸索橋計(jì)入非線性影響，應(yīng)該采用非線性彈性理論(撓度理論)進(jìn)行分析。懸索橋計(jì)入非線性影響后，其內(nèi)力比按彈性理論計(jì)算的小，且差別很大。這可以從下面分析得出。 對(duì)比式(4-1-9)和式(4-1-10)，兩式差別是：-(Hg+Hq)v。雖然v值不大，但是Hg很大，使(Hg+Hq)v不可忽略。注意到這是一個(gè)負(fù)值，使加勁梁正彎矩減小。第二章斜拉橋第二章斜拉橋 斜拉橋?qū)俳M合體系橋梁，其特點(diǎn)是依靠固定于索塔的斜拉索支承

19、梁跨(圖4-2-1)。由于斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展非常迅速。斜拉橋跨度可以達(dá)到千米，同時(shí)可以應(yīng)用于百米以下的較小跨度，應(yīng)用范圍非常廣闊。Alamillo Bridge (Spain 1992)Marian Bridge (the Czech Republic)span=123.3m，pylon=75mMarian Bridge (the Czech Republic)Bridge and tower elevationsSunshine Skyway Bridge (USA 1987)span=366 mChe

20、sapeake&Delaware Canal Bridge (USA 1995)Pylon and main span during construction第一節(jié)斜拉橋的構(gòu)造第一節(jié)斜拉橋的構(gòu)造 斜拉橋主要組成部分為拉索、主梁、索塔(圖4-2-1)。它們的不同構(gòu)造、相互連接形式及不同材料形成多種體系。 一、拉索一、拉索( (一一) )拉索縱向布置拉索縱向布置按拉索縱向布置，可以分為四種形式：輻射形、豎琴形、扇形、星形(圖4-2-2)。目前采用最多的布置形式為扇形，從美觀角度考慮，也有采用豎琴形的，很少采用輻射形與星形。 ( (二二) )拉索橫向布置拉索橫向布置拉索橫向布置，通常有兩種基

21、本形式，即雙平面的和單平面。雙平面又分雙垂直平面與雙斜面。 NEXTBACK拉索布置拉索布置 空間布置形式空間布置形式單索面單索面雙索面雙索面豎直雙索面豎直雙索面傾斜雙索面傾斜雙索面單索面拉索設(shè)于行車道中央，形成車道分隔帶，雙索面是常用的布置形式，雙索面提供較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)抗扭剛度，不強(qiáng)調(diào)主梁采用箱形截面。雙斜索面可顯著提高抗扭剛度與抗風(fēng)振性能，適用于大跨度斜拉橋。(三三)拉索的構(gòu)造及防護(hù)拉索的構(gòu)造及防護(hù)1拉索構(gòu)造每根拉索包括鋼索和兩端錨具兩部分。鋼索承受拉力，設(shè)置在鋼索兩端的錨具用來(lái)傳遞拉力。(1)鋼索(圖4-2-3) 鋼索承受拉力，它是在懸索橋主纜類型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，主要有如圖4-2-4所示三

22、種類型：封閉鋼索、平行高強(qiáng)鋼絲索、平行鋼絞線索。平行鋼絲或鋼絞線的抗拉強(qiáng)度和彈性模量均大，抗疲勞性能較好，便于制造，目前大都采用這兩種鋼索。NEXT將7絲鋼絞線平行排列，布置成六腳形截面鋼絲索 平行鋼絲股索： 平行鋼絲索半平行鋼絲索采用鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于1600MPa，常采用5或 7鍍鋅鋼絲制造鋼絞線 平行鋼絞線索： 半平行鋼絞線索封閉式鋼纜單根鋼纜施工操作過(guò)程繁雜，索中鋼筋都有接頭，目前很少使用平行鋼筋索： 高強(qiáng)鋼筋平行布置組成，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于1470MPa(圖4-2-3)BACKBACKv平行鋼絲股索(2)錨具我國(guó)采用的錨具主要有冷鑄墩頭錨(圖4-2-5)和夾片群錨(圖4-2-

23、6)兩種型式。圖4-2-5圖4-2-6v冷鑄墩頭錨冷鑄墩頭錨用于平行鋼絲索，鋼絲由絲板穿人，通過(guò)錨杯內(nèi)腔后從錨碇板的孔眼中穿出，然后將鋼絲鐓頭。鋼絲的拉力通過(guò)鐓頭傳到錨碇板上。在錨杯空隙中填滿由1.52.0mm的鋼球、鋅粉和環(huán)氧樹脂組成的混合物，在室溫下澆注，這種方法稱為冷鑄，混和物的作用是傳遞鋼絲與錨杯間的力，減少鐓頭疲勞受力。千斤頂通過(guò)與錨杯內(nèi)緣螺紋連接進(jìn)行張拉，張拉后擰緊錨杯外緣螺母、傳力。v夾片群錨夾片群錨用于平行鋼絞線索，錨具構(gòu)造基本同預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中常用錨具。由于調(diào)索等需要，錨具外緣設(shè)螺紋，通過(guò)螺母支承在墊板上。 2.鋼索防銹一般防銹蝕處理方法是：采用鍍鋅鋼絲或鋼絞線(由于鍍鋅

24、價(jià)格較高，也有采用非鍍鋅鋼絲或鋼絞線)；在平行鋼絲索或鋼絞線外涂油脂或石臘等防銹脂，外包加有碳黑的熱塑PE護(hù)套，形成二至三道防銹蝕措施。對(duì)平行鋼絲索在外包PE護(hù)套前，還要用包帶將鋼索扎緊。對(duì)平行鋼絞線索，鋼絞線作逐根防銹處理，在工廠加工。最后對(duì)鋼索還可外涂有色漆(樹脂類)或外套PE管，形成又一道防銹蝕措施，并形成美麗外觀。套管按一定長(zhǎng)度分為兩半制作，利用榫頭楔合成圓筒，將套管縱、橫向接縫進(jìn)行熱焊接成全長(zhǎng)，圓筒套管內(nèi)間隔設(shè)有定形隔板支墊。外套圓筒除防止鋼索意外傷害外，同時(shí)有利于改善拉索的氣動(dòng)外形。 二、主梁二、主梁( (一一) )主梁類型主梁類型主梁材料一般有鋼和混凝土兩種，這兩種材料可組合成以

25、下幾種類型的主梁。1.鋼主梁2.混凝土主梁3.鋼、混凝土結(jié)合梁4.鋼、混凝土混合梁( (二二) )混凝土主梁截面型式混凝土主梁截面型式常用的混凝土主梁截面型式如圖4-2-7所示。 圖 4-2-7v圖(4-2-7a)為實(shí)心混凝土板梁，構(gòu)造簡(jiǎn)單，建筑高度小，比較輕巧，抗風(fēng)性能好，適用于跨徑在150m以內(nèi)、橋?qū)挷怀^(guò)20m的公路橋梁。v圖(4-2-7b)是我國(guó)早期采用的截面型式之一，它由兩個(gè)分離箱梁組成，之間設(shè)橋面系，它的特點(diǎn)是將梁施工化整為零，便于施工。v圖(4-2-7c、d)是單箱截面。單箱截面抗扭剛度大，是我國(guó)早期采用的截面型式之一。 v圖(4-2-7d)用于單索面，將中間腹板改為斜撐可以減輕

26、梁體重量。v圖(4-2-7e)為半封閉雙三角形或雙室梯形箱型截面，外緣做成風(fēng)咀狀，以減少迎風(fēng)阻力，端部加厚以便錨固拉索。風(fēng)洞試驗(yàn)證明這種截面具有最佳空氣動(dòng)力性能。v圖(4-2-7f)是雙主肋截面，肋之間為整體橋面板，這種截面型式簡(jiǎn)單，施工方便。 ( (三三) )主梁在塔墩上的支承體系主梁在塔墩上的支承體系1.支座支承體系（半漂浮體系）支座支承體系是墩塔固結(jié)，主梁通過(guò)支座支承在塔墩上。2.塔梁固結(jié)體系塔梁固結(jié)體系是塔梁固結(jié)支承在墩上。3.剛構(gòu)體系剛構(gòu)體系是梁、塔、墩為固結(jié)。4.飄浮體系飄浮體系是塔墩固結(jié)，塔墩處從塔的橫梁處設(shè)豎直吊索吊住主梁。 按梁體與塔墩的連接分按梁體與塔墩的連接分漂浮體系半漂

27、浮體系塔梁固結(jié)體系剛構(gòu)體系( (四四) )拉索與混凝土主梁的連接拉索與混凝土主梁的連接拉索與主梁的連接是指主梁上索錨固構(gòu)造。這是一個(gè)重要部位，要保證連接的可靠性，要承擔(dān)集中應(yīng)力并將其分散到全截面，要防止索端銹蝕及拉索產(chǎn)生顫振應(yīng)力腐蝕，便于拉索養(yǎng)護(hù)和更換。如需在此端張拉，則應(yīng)具備操作空間。拉索錨固構(gòu)造分錨固于主梁內(nèi)與主梁外。錨于梁體內(nèi)，錨頭不外露，比較美觀。圖4-2-9為錨固于箱梁內(nèi)，一般由于雙箱截面(如圖4-7-7b)、單箱三室單索面，或單箱多室雙索面，錨固塊設(shè)在箱室內(nèi)，上與頂板相連，兩側(cè)與腹板固結(jié)，兩側(cè)腹板承受很大局部拉應(yīng)力，要采取設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋和鋼筋等加強(qiáng)措施。拉索錨于梁外，錨固處構(gòu)造處理比

28、較簡(jiǎn)單，對(duì)梁體受力有利。圖4-2-10為錨于箱梁外，此時(shí)要求設(shè)置斜向橫隔板，對(duì)每對(duì)拉索，橫隔板斜度可能不一致。圖4-2-11是以索面帶三角形箱(圖4-2-7e)常用的錨固型式。NEXTBACK三、索塔三、索塔索塔承受塔自重、拉索、主梁及橋面系的恒載與活載。索塔可以是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。我國(guó)的斜拉橋索塔全是混凝土的。下面主要介紹混凝土索塔構(gòu)造。(一一)索塔的結(jié)構(gòu)型式索塔的結(jié)構(gòu)型式索塔的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)拉索布置、主梁跨度、橋面寬度等因素確定。常用的索塔形式在順橋方向有柱型、A型和倒Y型等，如圖4-2-12所示。在橫橋方向，常用的索塔型式有單柱式、雙柱式、門式、A型、H型及鉆石型等，如圖4-2-1

29、3所示。塔柱的截面可以是實(shí)心矩形，當(dāng)尺寸較大時(shí)，可采用工形或箱形截面。塔柱截面型式的選擇，一般應(yīng)與拉索在塔上錨固型式相對(duì)應(yīng)。NEXTBACK( (二二) )拉索與索塔的連接拉索與索塔的連接拉索與索塔的連接是指索塔上索錨固構(gòu)造，這也是重要部位，要保證索錨固的可靠性。拉索在塔上的錨固型式主要有三種。1.鞍座型式鞍座構(gòu)造類似于懸索橋上鞍座構(gòu)造(圖4-1-13)，鞍座固定于塔頂，拉索在鞍座上連續(xù)通過(guò)。 2.交叉錨固型式 交叉錨固型式用于矩形、工形截面索塔。對(duì)工形截面索塔，拉索錨固于塔截面的腹板上。為了保證塔柱不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，拉索的合力通過(guò)塔柱軸心，每個(gè)索面實(shí)際由兩個(gè)并列的索面組成，塔柱兩側(cè)的拉索交叉錨固于

30、截面兩側(cè)的鋸齒塊上(圖4-2-14)。NEXT圖4-2-14拉索交叉錨固型式BACK3.拉索對(duì)稱錨固型式這種錨固型式用于塔柱為箱形截面，拉索對(duì)稱錨固于箱形截面兩側(cè)的橫向腹板內(nèi)(圖4-2-15、圖4-2-16)。箱形截面的腹板承受拉索水平分力引起的很大拉力、剪切力與彎矩。為克服拉力，一般采用兩種構(gòu)造措施：一種是采用鋼橫梁構(gòu)造(圖4-2-15)。另一種構(gòu)造措施是在塔柱箱形截面的縱、橫向均設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束(圖4-2-16) 。圖4-2-15拉索對(duì)稱錨固，鋼橫梁構(gòu)造圖4-2-16拉索對(duì)稱錨固，預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)造BACK第二節(jié)斜拉橋的設(shè)計(jì)第二節(jié)斜拉橋的設(shè)計(jì) 一、總體布置一、總體布置(一一)斜拉橋分跨斜拉橋分跨斜

31、拉橋分跨有三種基本形式：對(duì)稱或不對(duì)稱的雙跨(圖4-2-17)、三跨(圖4-2-1)和多跨，相應(yīng)有獨(dú)塔、雙塔和多塔。對(duì)稱三跨、雙塔為常見(jiàn)形式。斜拉橋跨分主跨與邊跨。雙跨斜拉橋，跨度大的一跨稱主跨，其他稱邊跨。三跨、多跨斜拉橋的兩側(cè)為邊跨，中間跨為主跨。雙塔方案邊跨與主跨之比的變化范圍一般在0.350.5之間，最大值一般不超過(guò)0.5，以便塔兩側(cè)主梁對(duì)稱懸臂施工，跨中合龍。NEXTBACKBACK ( (二二) )主梁彎矩與撓度的控制主梁彎矩與撓度的控制斜拉橋的主要特點(diǎn)是利用索塔引出斜拉索，拉住跨越兩墩間的主梁，主梁如彈性支承多跨連續(xù)梁，恒載彎矩顯著減小，從而增大了斜拉橋的跨度。主梁彈性支承點(diǎn)的撓曲

32、往往控制斜拉橋的設(shè)計(jì)。橋規(guī)規(guī)定主梁在汽車荷載(不計(jì)沖擊力)作用下的最大豎向撓度：當(dāng)為混凝土主梁時(shí)不應(yīng)大于L/500；鋼主梁時(shí)不應(yīng)大于L/400(L為主跨跨徑)。斜拉橋設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，是如何減少?gòu)椥灾С悬c(diǎn)的撓曲。減少主梁撓曲最常用的構(gòu)造措施是：邊跨內(nèi)增設(shè)輔助墩(圖4-2-18)；減小邊跨跨長(zhǎng)；將背索集中錨于梁端(圖4-2-19)或減小靠近邊墩處幾根索的索間距。 NEXTBACKBACKNEXT采用哪種構(gòu)造措施，應(yīng)根據(jù)橋址地形，河床斷面等因素而定。邊跨增設(shè)輔助墩是最有效果的措施。輔助墩可約束邊跨梁的上拱或下?lián)?，提高邊跨的剛度，有效約束塔頂?shù)乃轿灰?。輔助墩的位置，當(dāng)僅布置一個(gè)時(shí)，可設(shè)在離塔0.

33、550.6邊跨長(zhǎng)的范圍內(nèi)。如果地形適宜，可以考慮減小邊跨跨度，以提高邊跨梁剛度，達(dá)到減小跨梁彎矩與下?lián)匣蛏瞎?，減小塔的水平位移及主跨跨中撓度、塔根彎矩的目的。將背索集中錨于梁端部或減小背索索間距，也是常用的構(gòu)造措施，同時(shí)也必然要減小邊跨跨度。圖4-2-19所示構(gòu)造措施是使索盡量錨固在梁端部，使邊梁少上拱，拉住索塔，減少塔頂?shù)乃轿灰?，從而減小主跨梁的彎曲與撓度。 在斜拉橋設(shè)計(jì)中要注意如何消除梁端負(fù)反力，措施有：梁端設(shè)平衡重，或梁端伸出牛腿讓引橋跨壓在牛腿上(圖4-2-19)。而且，不管壓重是否消除了支座負(fù)拉力，設(shè)拉力支座是必要的，以作為意外情況下的保險(xiǎn)措施。關(guān)于拉索體系、主梁支承體系及梁、塔型式等，可根據(jù)上節(jié)的構(gòu)造介紹，結(jié)合實(shí)際橋址，橋跨參考已建橋例選擇之。 二、主要尺寸擬定二、主要尺寸擬定( (一一) )主梁主梁現(xiàn)代斜拉橋都為密索體系，主梁高度越來(lái)越小，向著桁式體系轉(zhuǎn)化。密索體系梁高一般為跨徑的1/701/200，或?yàn)楣?jié)段長(zhǎng)的1/151/18。對(duì)于單索面，要適當(dāng)加大梁高，取高跨比的上限，以提高梁的抗扭剛度。除梁高設(shè)計(jì)外，對(duì)于大跨度斜拉橋，要考慮寬跨比，以保證橋的橫向剛度及抗風(fēng)穩(wěn)定性。橋規(guī)要求寬跨比不宜小于1/30。( (二二) )拉索拉索1.索間距混凝土主梁上索間距一般取為6