橋梁施工 課件 -7-斜拉橋構(gòu)造與施工

2023/12/12第7章

斜拉橋構(gòu)造與施工2023/12/12一、斜拉橋總體布置二、斜拉橋的構(gòu)造三、橋塔施工技術(shù)四、主梁施工技術(shù)五、拉索施工技術(shù)斜拉橋總體布置12023/12/1232023/12/1241、斜拉橋總體布置排名

橋名

國(guó)家地區(qū)

主跨跨徑/m 主梁 通車(chē)時(shí)間1 常泰過(guò)江通道 中國(guó)江蘇

1176

鋼桁梁

在建2 俄羅斯島大橋 俄羅斯

1104

鋼箱梁

20123 滬通長(zhǎng)江大橋 中國(guó)江蘇

1092

鋼桁梁

20204 蘇通大橋

中國(guó)江蘇

1088

鋼箱梁

20085 昂船洲大橋 中國(guó)香港

1018

混合梁

20096 武漢青山長(zhǎng)江大橋

中國(guó)湖北

938

鋼箱梁

20197 鄂東長(zhǎng)江大橋 中國(guó)湖北

926

混合梁

20108 嘉魚(yú)長(zhǎng)江公路大橋

中國(guó)湖北

920

混合梁

20199 多多羅大橋 日本

890

混合梁

199910 諾曼底大橋 法國(guó)

856

混合梁

1995世界大跨斜拉橋2023/12/1251、斜拉橋總體布置按橋塔數(shù)目可分為獨(dú)塔雙跨式、雙塔三跨式和多塔多跨式。其中雙塔三跨式斜拉橋是一種最常見(jiàn)的孔跨布置方式。孔跨布置2023/12/1261、斜拉橋總體布置獨(dú)塔雙跨式

獨(dú)塔雙跨式是一種較常見(jiàn)的孔跨布置方式，由于它的主孔跨徑一般比雙塔三跨式的主孔跨徑小，適用于跨越中小河流和城市通道。

獨(dú)塔雙跨式斜拉橋的主跨跨徑L2與邊跨跨徑L1之比一般為L(zhǎng)1=（0.5~0.8）L2，但多數(shù)接近L1=0.66L2，兩跨相等時(shí)，由于失去了邊跨及輔助墩對(duì)主跨變形的有效約束作用，因而這種形式較少采用。2023/12/1271、斜拉橋總體布置獨(dú)塔無(wú)背索斜拉橋

圖所示為獨(dú)塔無(wú)背索斜拉橋。與常規(guī)斜拉橋不同，無(wú)背索斜拉橋橋塔僅有單側(cè)索，橋塔結(jié)構(gòu)為在斜拉索索力及自身重力作用下的懸臂梁。為確保主塔處于良好的受力狀態(tài)，無(wú)背索斜拉橋的塔身一般都設(shè)計(jì)成傾斜的，依靠塔身的自重力矩來(lái)平衡斜拉索的傾覆力矩，因此組成了梁塔結(jié)構(gòu)的平衡體系。2023/12/1281、斜拉橋總體布置雙塔三跨斜拉橋

雙塔三跨式斜拉橋是一種最常見(jiàn)的孔跨布置方式。由于它的主跨跨徑可以比較大，一般適用于跨越較大的河流。在這類(lèi)橋型中，邊跨與主跨的比例選取非常重要，從受力上邊主跨之比與其整體剛度、端錨索的應(yīng)力變幅有著很大的關(guān)系。當(dāng)主跨有活載時(shí)邊跨梁端點(diǎn)的端錨索產(chǎn)生正軸力（拉力），而當(dāng)邊跨有活載時(shí)端錨索又產(chǎn)生負(fù)軸力（拉力松減），由此引起較大應(yīng)力幅而產(chǎn)生疲勞問(wèn)題。邊跨較小時(shí)，邊跨主梁的剛度較大，邊跨拉索較短，剛度也就相對(duì)較大，因而此時(shí)邊跨對(duì)索塔的錨固作用就大，主跨的剛度也就相應(yīng)增大。2023/12/1291、斜拉橋總體布置多塔多跨斜拉橋

圖示為三塔四跨斜拉橋。三塔及以上的多塔多跨式斜拉橋剛度較低，根本原因是中間塔的塔頂區(qū)域沒(méi)有端錨索有效地限制塔的水平變位，導(dǎo)致一側(cè)主梁在活載作用下，中間塔和主梁的變形及內(nèi)力過(guò)大，在同等跨徑、同等荷載條件下，雙塔斜拉橋的中跨跨中撓度要比三塔的小許多。2023/12/12101、斜拉橋總體布置多塔多跨斜拉橋

在活載作用下，邊跨梁端附近區(qū)域會(huì)產(chǎn)生很大的正彎矩，并導(dǎo)致梁體轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮縫易受損，在此情況下，可以通過(guò)加長(zhǎng)邊梁以形成引跨或設(shè)置輔助墩的方法予以解決；同時(shí)，設(shè)輔助墩可以減小拉索應(yīng)力變幅，提高主跨剛度，又能緩和端支點(diǎn)負(fù)反力，是大跨度斜拉橋中常用的方法。斜拉橋輔助墩設(shè)置如圖7-5。2023/12/12111、斜拉橋總體布置索面橫向布置一般有三種類(lèi)型：?jiǎn)嗡髅妗㈦p索面及多索面。索面布置1、斜拉橋總體布置12索面縱橋向布置索面縱橋向布置形式有扇形、豎琴形、輻射形、星形等。具體布設(shè)如圖所示。

根據(jù)索距大小，分為稀索體系和密索體系斜拉橋。早期斜拉橋由于多次超靜定結(jié)構(gòu)分析存在困難而多采用稀索，目前已很少采用稀索布置方式。斜拉索的索距和主梁的重量有關(guān)，應(yīng)該根據(jù)主梁的截面等因素綜合確定。當(dāng)橋面為鋼主梁結(jié)構(gòu)或?yàn)榻Y(jié)合梁結(jié)構(gòu)時(shí)，斜拉索標(biāo)準(zhǔn)間距一般取為8~16m，采用混凝土主梁時(shí)取4~10m。1、斜拉橋總體布置13結(jié)構(gòu)體系按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系可劃分為漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固接體系和塔梁墩固接體系。

飄浮體系（圖a）。特點(diǎn)是塔墩固結(jié)，塔梁分離，主梁除梁端有支承設(shè)置外，其余全部用拉索懸吊，是一種在縱向可稍作浮動(dòng)的多跨彈性支撐連續(xù)梁。斜拉索不能對(duì)梁提供有效的橫向支撐的，一般通過(guò)設(shè)置板式或盆式橡膠支座來(lái)來(lái)抵抗風(fēng)力引起的橫向水平位移。1、斜拉橋總體布置14結(jié)構(gòu)體系按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系可劃分為漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固接體系和塔梁墩固接體系。

半漂浮體系（圖b）。特點(diǎn)是塔墩固結(jié)、塔梁分離，需要在主梁下設(shè)置支撐使其成為三跨連續(xù)梁。一般設(shè)置四個(gè)活動(dòng)支座，以避免由于不對(duì)稱約束而導(dǎo)致不均衡變位，半漂浮體系斜拉橋水平位移將由斜拉索制約。1、斜拉橋總體布置15結(jié)構(gòu)體系按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系可劃分為漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固接體系和塔梁墩固接體系。

塔梁固結(jié)體系（圖c）。特點(diǎn)是將塔梁固結(jié)并支承于墩上，為斜拉索提供多點(diǎn)彈性支承。主梁的內(nèi)力與撓度直接同主梁與索塔的彎曲剛度比值有關(guān)。這種體系的主梁一般只在一個(gè)塔柱處設(shè)置固定支座，而其余均為縱向可以活動(dòng)的支座。1、斜拉橋總體布置16結(jié)構(gòu)體系按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系可劃分為漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固接體系和塔梁墩固接體系。

塔梁墩固結(jié)體系（圖d）。特點(diǎn)是在索塔處不需要設(shè)支座，整體剛度大，但是溫度內(nèi)力大。該體系最適用于獨(dú)塔斜拉橋。1、斜拉橋總體布置17結(jié)構(gòu)體系按照塔的高度不同，分為常規(guī)斜拉橋和矮塔部分斜拉橋體系（見(jiàn)圖）。由于塔高降低后拉索水平傾角減小，對(duì)主梁不能提供足夠的支撐剛度，故要求主梁的剛度較大。因拉索只提供部分剛度，“部分斜拉橋”由此得名。其受力性能介于梁式橋和普通斜拉橋之間。斜拉橋的構(gòu)造22023/12/12182023/12/12192、斜拉橋的構(gòu)造主梁的構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。主梁按材料的不同分為鋼梁、混凝土梁、鋼-混組合梁及混合梁。這也是混凝土斜拉橋、鋼斜拉橋、組合梁斜拉橋及混合梁斜拉橋的區(qū)別標(biāo)志。a）整體式箱形截面b）分體式箱形截面c）邊箱梁截面-1d）邊箱梁截面-2

鋼梁一般用在跨度大于500m的斜拉橋上，其價(jià)格昂貴，后期養(yǎng)護(hù)工作量大，抗風(fēng)穩(wěn)定性較差；但跨越能力大，施工速度快，質(zhì)量可靠。常用的鋼主梁截面如右圖所示。2023/12/12202、斜拉橋的構(gòu)造主梁的構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。混凝土梁造價(jià)低、剛度大、抗風(fēng)穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是跨越能力不如鋼梁大，施工速度也不如鋼梁快。一般來(lái)說(shuō)適用于梁式橋的橫截面形式，可用于斜拉橋。只有T形截面由于抗扭剛度小、錨梁彎矩大，一般很少采用?；炷林髁嚎刹捎脤?shí)心板截面、邊箱梁截面（PK梁）、箱形截面、帶斜撐箱形截面和肋板式截面，如右圖所示。a）實(shí)心板截面

b）邊箱梁截面（PK梁）c）箱形截面

d）帶斜撐箱形截面

e）肋板式截面2023/12/12212、斜拉橋的構(gòu)造主梁的構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。組合梁是在鋼主梁上用預(yù)制或現(xiàn)澆混凝土橋面板代替正常的正交異性鋼橋面板。除具有與鋼主梁相同的優(yōu)缺點(diǎn)外，還能節(jié)約鋼材用量且其剛度及抗風(fēng)穩(wěn)定性均優(yōu)于鋼主梁。組合梁主梁截面可采用工字鋼主梁或邊箱梁加小縱梁截面形式，也可采用扁平流線型箱梁以及鋼桁梁截面形式。a)工字鋼主梁截面b)邊箱梁加小縱梁截面c)扁平流線型鋼箱梁截面d)箱形梁截面

e)鋼桁梁截面2023/12/12222、斜拉橋的構(gòu)造主梁的構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。混合梁斜拉橋是指主梁部分用混凝土梁（通常布置在邊跨，有的還從邊跨延長(zhǎng)至中跨的一部分），部分用鋼梁（通常在中跨或中跨的大部分）。這種橋型特別適合于邊跨與主跨比值較小的情況。預(yù)應(yīng)力混凝土梁與鋼梁的連接位置宜選擇在彎矩和剪力較小的地方。混合梁典型斷面及結(jié)合部構(gòu)造見(jiàn)右圖。a）鋼梁斷面

b）混凝土梁斷面1—端板2—連接鋼束3—剪力鍵4—加勁梁2023/12/12232、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。索塔應(yīng)傳力簡(jiǎn)單明確，適合于拉索的布置。在恒載作用下，索塔應(yīng)盡可能處于軸心受壓狀態(tài)。索塔結(jié)構(gòu)形式、高度、截面尺寸、塔底支承形式，應(yīng)根據(jù)橋位處地質(zhì)、環(huán)境條件、斜拉橋跨徑、橋面寬度、拉索布置，以及建筑造型等因素確定。其主要組成部分有下塔柱、下橫梁、中塔柱、上塔柱、上橫梁等。1—下塔柱2—下橫梁3—中塔柱4—中橫梁5—上橫梁6—上塔柱7—斜拉索8—人孔2023/12/12242、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。索塔的縱向造型和相應(yīng)的受力條件必須同時(shí)滿足縱向穩(wěn)定性和運(yùn)營(yíng)條件下發(fā)揮正常功能的要求。索塔設(shè)計(jì)要考慮到諸如拉索數(shù)目、拉索間距以及局部條件等所有相關(guān)的參數(shù)。從順橋向看，主塔結(jié)構(gòu)形式有單柱式、A字形和倒Y形等。單柱式主塔構(gòu)造簡(jiǎn)單，而A形、倒Y形主塔剛度大，能抵抗較大的彎矩。

a）單柱式

b）A字形

c）倒Y形2023/12/12252、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。從橫橋向看，索塔形式有單柱式、雙柱式、門(mén)形、A形、倒Y形及菱形等。柱式塔構(gòu)造簡(jiǎn)單但承受橫向水平力的能力差。單柱式常用于主梁抗扭剛度較大的單索面斜拉橋。門(mén)式塔系兩根塔柱組成的門(mén)形框架，抵抗橫向水平荷載的能力較強(qiáng)。雙柱及門(mén)式塔一般適用于橋面寬度不大的雙索面斜拉橋。A形和倒Y形主塔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)橫向剛度大，但構(gòu)造、受力復(fù)雜、施工難度大。a）單柱式b）雙柱式c）門(mén)式d）花瓶式

e）花瓶式f）A形

g）A形

h）倒Y形

i）寶塔式j(luò)）鉆石式2023/12/12262、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。索塔高度不僅與橋梁的主孔跨徑有關(guān)，也與斜拉索的索面形式、拉索間距以及拉索的水平傾角有關(guān)。根據(jù)計(jì)算分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，雙塔斜拉橋索塔高（橋面以上索塔的高度）與主跨比宜選用0.15~0.25，獨(dú)塔斜拉橋的塔高與主跨比宜選用0.30~0.45，并宜使邊索與水平線夾角控制在220~450左右。歐洲第一座鐵鏈吊橋是英國(guó)的蒂斯河橋，建于1741年，跨徑20米，寬0.63米。塔柱之間的橫梁一般可分為承重橫梁與非承重橫梁。承重橫梁為設(shè)置主梁支座的受彎?rùn)M梁，以及塔柱轉(zhuǎn)折處的壓桿或拉桿橫梁；非承重橫梁為塔頂橫梁和塔柱無(wú)轉(zhuǎn)折的中間橫梁。2023/12/12272、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。索塔的截面形狀及尺寸可根據(jù)斜拉橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定計(jì)算的需要以及建筑造型要求設(shè)計(jì)成等截面或變截面的。主塔截面按照主塔受力大小、拉索錨固區(qū)構(gòu)造位置以及張拉設(shè)備所需空間，采用實(shí)心截面或空心截面。對(duì)于鋼斜拉橋主塔材料可以選用鋼材，也可選用混凝土材料，而對(duì)于混凝土斜拉橋，一般均采用鋼筋混凝土主塔結(jié)構(gòu)。歐洲第一座鐵鏈吊橋是英國(guó)的蒂斯河橋，建于1741年，跨徑20米，寬0.63米。2023/12/12282、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用?；炷了魉?。混凝土塔柱截面基本上都是矩形。采用實(shí)體塔柱時(shí)，斜拉索在塔柱中作交錯(cuò)錨固。因此，塔柱上部的斜拉索錨固區(qū)可在塔軸線兩側(cè)布置斜拉索錨頭的部位各挖一槽口，使截面成為如圖所示的H形。實(shí)心體索塔一般適用于中小跨度的斜拉橋，小跨度時(shí)可采用等截面，中等跨度時(shí)可采用變截面。而較大跨徑斜拉橋一般均采用空心截面。2023/12/12292、斜拉橋的構(gòu)造索塔構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。鋼索塔。橋塔采用鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)例以日本最多。除了日本因鋼材產(chǎn)量較高且因考慮地震因素之外，世界各國(guó)大部分的斜拉橋多采用混凝土塔。這是因?yàn)閷?duì)同等外部尺寸截面的塔，混凝土塔的塔身剛度較鋼塔的要大、造價(jià)較低，也可以更方便地塑造出與全橋景觀協(xié)調(diào)的外形；另外，混凝土塔幾乎不需要保養(yǎng)維修。大多數(shù)鋼塔柱的截面做成矩形空心箱式，箱室四周的各主壁板上均布有豎向加勁肋，箱室內(nèi)上下相隔一定的距離設(shè)有水平橫隔板。2023/12/12302、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。在近代大跨度斜拉橋中，拉索的構(gòu)造基本上分為整體安裝的拉索和分散安裝的拉索兩大類(lèi)。前者的代表為平行鋼絲索配冷鑄錨，后者的代表為平行鋼絞線索配夾片錨。平行鋼絲索配冷鑄錨的拉索，在工廠整體制造。平行鋼絲由?5mm或?7mm高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲（抗拉強(qiáng)度Ryb=1600MPa左右）組成，一般排列成六角形，表層由玻璃絲布包扎定型后用熱擠高密PE（HDPE）塑造成正圓形截面。這種斜索具有厚鍍鋅層（鋅層300g/m）和厚PE層（厚度6mm）的雙重防腐保護(hù)。2023/12/12312、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。平行鋼絞線索配夾片錨。平行鋼絞線索截面組成和夾片錨如圖7-23所示。鋼索線在索中是平行排列的，此種?15mm鋼絞線為后張法體內(nèi)預(yù)應(yīng)力無(wú)粘結(jié)鋼絞線（抗拉強(qiáng)度Ryb=1860MPa），系將鍍鋅鋼絞線表面涂油（或蠟）后外套兩層PE管而成。鋼絞線成盤(pán)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)截取需要長(zhǎng)度后除去兩端部分長(zhǎng)度的套管，逐根安裝、張拉，兩端裸線由夾片錨固定。2023/12/12322、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。斜拉索與主梁的錨固。斜拉索與混凝土主梁的錨固有頂板錨固、箱內(nèi)錨固、斜隔板錨固、梁體兩側(cè)錨固、梁底錨固等形式，如圖所示。a）錨固在頂板上

b）錨固在箱內(nèi)

c）錨固在斜隔板上d）錨固在梁體兩側(cè)

e）錨固在梁底2023/12/12332、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。序號(hào)錨固形式構(gòu)造要點(diǎn)力的傳遞適用范圍1錨固在頂板上以箱梁頂板為基礎(chǔ)，向上、下兩個(gè)方向延伸加厚而成拉索水平分力傳至梁截面，垂直分力由加勁斜桿平衡箱內(nèi)具有加勁斜桿的單索面斜拉橋2錨固在箱內(nèi)錨固塊位于頂板之下和兩個(gè)腹板之間，并與它們固結(jié)在一起垂直分力通過(guò)錨固塊左右的腹板傳遞兩個(gè)分離式單箱的雙索面斜拉橋和帶有中間箱室的單索面斜拉橋3錨固在斜隔上錨頭設(shè)在梁底外面，也可埋入斜隔板預(yù)留的凹槽內(nèi)垂直分力由斜隔板兩側(cè)的腹板以剪力形式傳遞同24錨固在梁體兩側(cè)錨塊設(shè)在梁底——雙主梁或板式截面斜拉橋5錨固在梁底設(shè)在風(fēng)嘴實(shí)體之下或邊腹板之下——雙索面斜拉橋2023/12/12342、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。斜拉索與鋼主梁的錨固有錨箱式、錨拉板式、耳板式等形式。a）錨箱式錨固b）錨拉板式錨固c）耳板式錨固2023/12/12352、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。斜拉索在索塔上的錨固?；炷了魉c斜拉索的錨固宜采用側(cè)壁錨固、鋼錨梁錨固、交叉錨固、鋼錨箱錨固、鞍座式錨固（騎跨式和回轉(zhuǎn)式）等形式。a）側(cè)壁錨固b）側(cè)壁錨固段為單箱截面c）側(cè)壁錨固段為雙箱截面d）鋼箱梁錨固e）交叉錨固f）交叉錨固對(duì)稱布索g）交叉錨固交叉布索2023/12/12362、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。大跨徑斜拉橋的拉索具有很小的剛度和阻尼，拉索往往具有很低的固有頻率和極低的模態(tài)阻尼比，在外部激勵(lì)下極易發(fā)生意想不到的振動(dòng)。目前對(duì)斜拉橋的拉索采取的減振措施主要有以下幾種：

氣動(dòng)控制法。通過(guò)改變拉索的斷面形狀獲得拉索動(dòng)力穩(wěn)定的方法稱為氣動(dòng)控制法。該法是將斜拉索原來(lái)的光滑表面做成帶有螺旋凸紋、條形凸紋、V形凹紋或圓形凹點(diǎn)的非光滑表面，或者在拉索表面設(shè)置齒條和渦槽，這種形式通過(guò)提高斜拉索表面的粗糙度，可以破壞水路和軸向流的形成，從而防渦激共振的產(chǎn)生；拉索表面的凹凸紋還能阻礙下雨時(shí)拉索上緣迎風(fēng)面水線的形成，從而防止雨振的發(fā)生。但其對(duì)塔、梁在外界激勵(lì)下導(dǎo)致索兩端的支座激振（又稱參數(shù)振動(dòng)）無(wú)減振作用，且由于表面粗糙度的增加，會(huì)增大斜拉索對(duì)風(fēng)的阻力。2023/12/12372、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。

阻尼減振法。阻尼減振法的作用機(jī)理就是通過(guò)安裝阻尼裝置，提高拉索的阻尼比從而抑制拉素的振動(dòng)。它對(duì)渦激共振、尾流馳振、雨振以及由支座激勵(lì)引起的拉索共振和參數(shù)振動(dòng)都能起到較好的抑制作用。根據(jù)與拉索的相互關(guān)系，阻尼裝置又可分為安裝在套管內(nèi)的內(nèi)置式阻尼器（圖7-32）和附著于拉索之上的外置式阻尼器（圖7-33）。采用附加阻尼器方式相對(duì)于目前的技術(shù)理論條件而言比較經(jīng)濟(jì)。2023/12/12382、斜拉橋的構(gòu)造拉索體系構(gòu)造

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。

改變拉索動(dòng)力特性法。采用聯(lián)結(jié)器（索夾）或輔助索將若干根索相互聯(lián)結(jié)起來(lái)。其作用機(jī)理是：將長(zhǎng)索通過(guò)連接的方式轉(zhuǎn)換成為相對(duì)較短的短索，使拉索的振動(dòng)基頻提高，從而抑制索的振動(dòng)。這樣不僅能防止振動(dòng)，也能降低雨振以及單根索振動(dòng)發(fā)生的幾率。但對(duì)通常以高階形式出現(xiàn)的渦激振動(dòng)抑制作用不明顯。另外，輔助索易疲勞斷裂，對(duì)橋梁景觀有一定影響。橋塔施工技術(shù)2023/12/123932023/12/12403、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。根據(jù)斜拉橋的受力特點(diǎn)，索塔要承受巨大的豎向軸力，還要承受部分彎矩。斜拉橋設(shè)計(jì)對(duì)成橋后索塔的幾何尺寸和軸線位置的準(zhǔn)確性要求都很高。混凝土塔柱施工過(guò)程受施工偏差，混凝土收縮、徐變，基礎(chǔ)沉降，風(fēng)荷載，溫度變化等因素影響，其幾何尺寸、平面位置將發(fā)生變化，如控制不當(dāng)，則會(huì)造成缺陷，影響索塔外觀質(zhì)量，并且產(chǎn)生次內(nèi)力。2023/12/12413、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用?；炷了乃谕枰O(shè)置勁性骨架，勁性骨架在工廠分階段加工，在現(xiàn)場(chǎng)分段超前拼接，精確定位。勁性骨架安裝定位后，可供測(cè)量放樣、立模、鋼筋綁扎及斜拉索鋼套管定位使用，也可承受部分施工荷載。勁性骨架在傾斜塔柱中功能作用更大，它的設(shè)計(jì)往往結(jié)合構(gòu)件受力需要設(shè)置。當(dāng)傾斜塔柱為內(nèi)傾或外傾布置時(shí)，應(yīng)考慮在兩塔肢之間每隔一定的高度設(shè)置受壓橫桿（塔柱內(nèi)傾）或受拉橫桿（塔桂外傾）以減小斜塔柱的受力和變形，具體的布置間距應(yīng)根據(jù)塔柱構(gòu)造經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算確定。1—索塔外壁2—?jiǎng)判怨羌?—索塔內(nèi)壁4—承臺(tái)5—下橫梁6—上橫梁2023/12/12423、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。具體做法如下：在塔座混凝土頂面預(yù)埋勁性骨架固定埋件，將加工好的勁性骨架塊件分別焊接在埋件上，并將勁性骨架連接成整體。勁性骨架位于塔柱豎向主鋼筋內(nèi)側(cè)，并稍高于每節(jié)段塔柱的主筋。勁性骨架一般采用∠100×100×10mm角鋼以及∠75×50×6mm角鋼（或其它具有足夠剛度的型鋼）制作。勁性骨架的節(jié)段高度一般根據(jù)塔吊的起重能力、主筋的長(zhǎng)度、塔柱節(jié)段高等進(jìn)行劃分。1—索塔外壁2—?jiǎng)判怨羌?—索塔內(nèi)壁4—承臺(tái)5—下橫梁6—上橫梁2023/12/12433、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。目前大多數(shù)索塔施工起重設(shè)備均采用塔吊輔以人貨兩用電梯。（1）塔吊。斜拉橋索塔施工中，一般均采用附著式自升塔吊，其起重力矩為600~2500kN?m不等。起重力可達(dá)100kN以上，吊裝高度可達(dá)150m以上。實(shí)際施工時(shí)，可綜合索塔構(gòu)造特點(diǎn)、工期要求，塔柱施工方法等因素來(lái)確定應(yīng)選用的塔吊型號(hào)和布置方式，塔吊選擇應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：1）塔吊性能參數(shù)滿足施工要求。2）起重能力和生產(chǎn)效率滿足施工進(jìn)度的要求、匹配合理、功能大小合適。3）適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，便于進(jìn)場(chǎng)、安裝架設(shè)和拆除退場(chǎng)。1—塔吊基座2—塔吊塔身3—塔吊附著4—頂升套架5—旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6—配重7—平衡臂8—塔尖（有些型號(hào)無(wú)此構(gòu)件）9—拉桿（有些型號(hào)無(wú)此構(gòu)件）10—起重臂11—吊鉤12—斜拉橋索塔2023/12/12443、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。方案編號(hào)方案介紹優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1先在索塔正面架設(shè)一臺(tái)塔吊，待上橫梁完成以后，再利用此塔吊在上橫梁上面安裝另一臺(tái)塔吊。每臺(tái)塔吊的高度較小。（1）一個(gè)索塔需兩臺(tái)塔吊；（2）轉(zhuǎn)換塔吊影響工期；（3）拆除塔吊較困難。2在索塔的正面且靠近索塔處安裝一臺(tái)塔吊。一次安裝即可完成全部起吊作業(yè)。（1）橋面需預(yù)留孔以便塔身穿過(guò)；（2）需考慮拆除時(shí)的特殊要求。3在索塔的上（下）游方向靠近索塔處安裝一臺(tái)塔吊。一次安裝即可完成全部起吊作業(yè)。（1）橋面不能太寬；（2）需考慮塔吊的基礎(chǔ)設(shè)置。4在索塔的上（下）游方向中塔柱底部處安裝一臺(tái)塔吊。一次安裝即可完成全部起吊作業(yè)，不需要鋼管樁基礎(chǔ)，適合承臺(tái)較小的工況。（1）面不能太寬（2）需考慮塔吊的懸臂基礎(chǔ)設(shè)置。5先在索塔正面架設(shè)一臺(tái)塔吊，待主梁0號(hào)塊完成后，利用此塔吊在0號(hào)塊上安裝另一臺(tái)塔吊?？梢岳靡慌_(tái)較小的塔吊與一臺(tái)較大的塔吊。（1）一個(gè)索塔需兩臺(tái)塔吊；（2）轉(zhuǎn)換影響工期；（3）上橫梁需預(yù)留孔；（4）拆除較困難。2023/12/123、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。人貨兩用電梯。用于斜拉橋索塔施工的人貨兩用電梯一般有直爬和斜爬式兩種，主要由軌道架、轎箱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、安全裝置、電控系統(tǒng)、提升接高系統(tǒng)等幾大部分組成，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、安裝可靠等特點(diǎn)，能極大地方便施工人員的上下及小型機(jī)具與材料的運(yùn)輸。電梯一般布置在順橋向索塔的一側(cè)，并附著在塔柱上。1—承臺(tái)2—下塔柱3—下橫梁4—中塔柱5—上橫梁6—中塔柱橫撐7—主梁8—電梯鋼架9—電梯箱10—標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)11—附著桿12—附著桿預(yù)埋套13—上塔柱2023/12/12463、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。索塔施工的模板按照結(jié)構(gòu)形式不同可分為提升模和滑模。提升模按其吊點(diǎn)不同可分為依靠外部吊點(diǎn)的單節(jié)整體模板逐段提升、多節(jié)模板交替提升（翻轉(zhuǎn)模板）及本身帶爬架的爬升模板（爬模）滑模因只適用于等面的垂直塔柱，有較大的局限性，目前己較少采用，而提升模板因適應(yīng)性強(qiáng)、施工快捷的特點(diǎn)被大量采用。1—已澆索塔2—待澆節(jié)段3—模板4—對(duì)拉螺桿5—鋼架立柱6—橫梁7—手拉葫蘆8—模板提升前位置2023/12/12473、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。翻轉(zhuǎn)模板（交替提升多節(jié)模板）。每套翻轉(zhuǎn)模板由內(nèi)、外模、對(duì)拉螺桿、護(hù)欄及內(nèi)工作平臺(tái)等組成，不必另設(shè)內(nèi)外腳手架。模板分節(jié)高度及分塊大小，應(yīng)根據(jù)起重設(shè)備吊裝能力和塔柱構(gòu)造要求確定。一般情況下，每套模板沿高度方向分為底節(jié)、中節(jié)和頂節(jié)等三個(gè)分節(jié)，每個(gè)分節(jié)高度為1~3m。施工時(shí)先安裝第一層模板，澆筑混凝土，完成第一層基本節(jié)段的施工；再以已澆混凝土為依托，拆除已澆節(jié)段的下兩個(gè)分節(jié)模板，頂節(jié)不拆，向上提升并接于頂節(jié)之上，安裝對(duì)拉螺桿和內(nèi)撐，完成第二層模板安裝。如此由下至上依次交替上升，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的施工高度為止。a）澆筑混凝土，綁扎鋼筋b）模板交替上升1—模板桁架2—工作平臺(tái)3—已澆墩身4—外模板5—腳手架2023/12/12483、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。爬模（自備爬架的提升模板）。爬模系統(tǒng)一般由模板、爬架及提升系統(tǒng)三大部分組成，根據(jù)提升方式不同又可分為倒鏈?zhǔn)謩?dòng)爬模、電動(dòng)爬架拆翻模、液壓爬升模等幾種。爬模系統(tǒng)所配模板一般采用鋼模，且沿豎向?qū)⒛０宸譃?~4節(jié)，模板分節(jié)高度根據(jù)塔柱構(gòu)造特點(diǎn)、混凝土澆筑壓力、爬架本身提升能力等因素確定，一般分節(jié)高度為1.5~4.5m。1—塔吊2—爬模3—電梯4—1號(hào)爬架5—2號(hào)爬架6—3號(hào)爬架7—活動(dòng)腳手架8—臨時(shí)支架2023/12/12493、橋塔施工技術(shù)混凝土索塔施工

四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米，寬2.8米，至今仍在使用。爬模施工前須先施工一段爬模安裝錨固段，俗稱爬模起始段。待起始段施工完成后拼裝爬模系統(tǒng)，依次循環(huán)進(jìn)行索塔的爬模施工。根據(jù)爬模的施工特點(diǎn)，無(wú)論采用何種提升方式，相對(duì)其它施工方法均有施工速度快、安全可靠、對(duì)起重設(shè)備要求不高的特點(diǎn)。但此法對(duì)折線形索塔適應(yīng)性較差，故一般在直線形索塔施工中應(yīng)用較為廣泛。1—塔吊2—爬模3—電梯4—1號(hào)爬架5—2號(hào)爬架6—3號(hào)爬架7—活動(dòng)腳手架8—臨時(shí)支架2023/12/12503、橋塔施工技術(shù)鋼索塔施工鋼索塔一般采用預(yù)制拼裝的方法施工。具有價(jià)格昂貴，成橋后對(duì)維護(hù)保養(yǎng)要求高，施工過(guò)程中對(duì)起重設(shè)備能力及施工精度要求高等特點(diǎn)。鋼索塔施工一般包括工廠分段預(yù)制加工和現(xiàn)場(chǎng)吊拼安裝兩個(gè)大的施工階段。在制定施工方案時(shí)，應(yīng)對(duì)水平運(yùn)輸就位、垂直運(yùn)輸、起重設(shè)備吊裝高度、起吊噸位大小等施工因素進(jìn)行充分的考慮。如日本東神戶大橋的鋼索塔100m以下鋼塔架采用履帶吊或浮吊拼裝，100m以上則用塔吊吊裝拼裝。2023/12/12513、橋塔施工技術(shù)鋼索塔施工方案主要優(yōu)、缺點(diǎn)塔吊方案主要優(yōu)點(diǎn)：（1）成熟產(chǎn)品，經(jīng)適當(dāng)修改即可投入使用；（2）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，適用性強(qiáng)；（3）施工速度快，效率高，安全可靠性好；（4）作用半徑大，覆蓋面廣，可滿足所有鋼塔柱施工中所有作業(yè)要求。主要缺點(diǎn)：（1）一次性投入大，資金回收期較長(zhǎng)；（2）需要強(qiáng)大的基礎(chǔ)。履帶吊或浮吊方案主要優(yōu)點(diǎn)：（1）吊裝重量大，安全性能高；（2）不需要現(xiàn)場(chǎng)安裝與拆除，快捷，靈活；（3）成熟產(chǎn)品，可快速投入使用。主要缺點(diǎn)：受索塔高度限制。42023/12/1252主梁施工技術(shù)53斜拉橋主梁的懸臂澆筑均采用掛籃施工，其施工程序與一般預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁基本相同。但由于斜拉橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，超靜定次數(shù)高，斜拉索位置及各部位尺寸要求精確，難免結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生變化。因此，斜拉橋主梁的懸澆工藝又有其自身的特點(diǎn)。斜拉橋與一般梁橋相比，主梁高跨比很小，梁體十分纖柔，抗彎能力差，當(dāng)進(jìn)行懸臂饒筑施工時(shí)，如果仍采用傳統(tǒng)的掛籃，由于掛籃自重大，梁塔和拉索將由施工內(nèi)力控制設(shè)計(jì)，則很不經(jīng)濟(jì)。所以在施工時(shí)可利用斜拉橋結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)，采用在澆筑過(guò)程中多次張拉斜拉索的方法，以減輕掛籃荷載，從而減小了掛籃的自重，改善了梁的受力狀況。4、主梁施工技術(shù)懸臂澆筑法54

斜拉橋主梁施工采用的掛籃形式主要有兩種：

后錨點(diǎn)掛籃。在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過(guò)程中，掛籃結(jié)構(gòu)和索塔結(jié)構(gòu)無(wú)直接關(guān)系，掛籃的定位和一個(gè)節(jié)段的混凝士澆筑過(guò)程不需調(diào)索。但掛籃需承受全部施工荷載，使?jié)仓?jié)段長(zhǎng)度受到限制，且主梁在施工過(guò)程中為懸臂受力，要求有較大的剛度。4、主梁施工技術(shù)懸臂澆筑法55

前支點(diǎn)掛籃。也稱牽索式掛籃，是將掛籃后端錨固在已澆筑梁段上，并將待澆段的斜拉索錨固在掛籃前端，它能充分發(fā)揮斜拉索的效用，由斜拉索和已澆筑梁段共同承擔(dān)待澆節(jié)段的混凝土重力。待澆梁段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，拆除斜拉索與掛籃的連接，使節(jié)段重力轉(zhuǎn)換到斜拉索上，再前移掛籃。前支點(diǎn)掛籃的優(yōu)越性在于它使普通掛籃中懸臂受力變成簡(jiǎn)支梁受力，使節(jié)段懸澆長(zhǎng)度及承重能力均大大提高，加快了施工進(jìn)度。不足之處在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過(guò)程中需要分階段多次調(diào)索、施工工藝復(fù)雜，掛籃與斜拉索之間的套管定位難度較大。4、主梁施工技術(shù)懸臂澆筑法56

懸臂拼裝法進(jìn)行斜拉橋主梁施工時(shí)，其拼裝方法根據(jù)吊裝所用設(shè)備不同可分為懸臂吊機(jī)、纜索吊機(jī)、大型浮吊等拼裝法。圖a）是雙塔斜拉橋在采用懸臂拼裝法施工時(shí)直到全橋合龍之前的全貌，b）示出其中一座索塔從兩側(cè)逐節(jié)擴(kuò)展的過(guò)程，它的大體步驟圖中說(shuō)明已給出。4、主梁施工技術(shù)懸臂拼裝法57

相對(duì)于一般梁橋，斜拉橋主梁的高度較小，有些自重較大的吊機(jī)難以滿足施工荷載的要求，因此在選用懸拼起吊設(shè)備時(shí)需遵循自重輕、穩(wěn)定性好的原則。三角形吊機(jī)便是一種適用于斜拉橋主梁懸拼施工的簡(jiǎn)便可靠的施工機(jī)械。4、主梁施工技術(shù)懸臂拼裝法a）側(cè)面

b）正面58

對(duì)于中小跨徑斜拉橋，當(dāng)構(gòu)件重量不大時(shí)，也可采用纜索吊裝，并可利用完成的索塔作安裝塔架，利用纜索吊機(jī)進(jìn)行主梁拼裝。

根據(jù)所在河流水深等水文條件，適合于用大型浮吊安裝的斜拉橋，可根據(jù)梁段重、水深以及梁段下河條件來(lái)選擇大噸位浮吊懸拼主梁。浮吊和纜索吊的最大優(yōu)點(diǎn)是吊機(jī)不在梁上，施工荷載小，機(jī)動(dòng)性好，速度快；但缺點(diǎn)是專(zhuān)用性強(qiáng)，成本較高。4、主梁施工技術(shù)懸臂拼裝法52023/12/1259拉索施工技術(shù)605、拉索施工技術(shù)索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度冷鑄錨的無(wú)應(yīng)力下料長(zhǎng)度計(jì)算公式

式中

——初拉力作用下拉索垂度修正值，規(guī)范中此值是以拋物線法簡(jiǎn)化求出的，表示索的曲線長(zhǎng)度與其弦長(zhǎng)之差；

——初拉力作用下拉索的彈性伸長(zhǎng)修正值，即拉索伸長(zhǎng)量△S；

、

、

、

——由于構(gòu)造引起的修正量，其總值用

標(biāo)識(shí)，各分項(xiàng)值可按圖7-47計(jì)算，其中

及

取決于該形錨具的最終設(shè)定位置，以冷鑄錨為例，張拉端錨具的最終位置可設(shè)定螺母定位于錨杯的前1/3處，固定端可設(shè)定螺母定位于錨杯的正中，為錨固板厚度，為鋼絲直徑，根據(jù)錨具制作廠商家提供的錨具構(gòu)造尺寸，就可推算出構(gòu)造所需的拉索長(zhǎng)度。5、拉索施工技術(shù)索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度5、拉索施工技術(shù)拉索安裝起吊設(shè)備1.塔頂門(mén)架對(duì)于長(zhǎng)、重索，一般在塔頂設(shè)計(jì)門(mén)架，提供斜拉索起吊的受力支點(diǎn)。設(shè)計(jì)門(mén)架系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到斜拉索的重量、拉索的牽引力大小、風(fēng)阻力等因素。由于塔頂工作空間有限，為操作方便、安全，在塔頂門(mén)架周邊安裝工作平臺(tái)及安全防護(hù)欄桿，懸掛安全網(wǎng)，防止高空墜落等事故發(fā)生。2.卷?yè)P(yáng)機(jī)及鋼絲繩卷?yè)P(yáng)機(jī)為斜拉索起吊、牽引的重要?jiǎng)恿υO(shè)備。根據(jù)施工內(nèi)容的不同，可分為：塔外主起吊卷?yè)P(yáng)機(jī)塔內(nèi)牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)、梁端牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)和輔助牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩，一般采用多股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。3.塔吊短索施工時(shí)一般利用塔柱施工時(shí)的塔吊，輔助斜拉索起吊。5、拉索施工技術(shù)拉索的塔部安裝一般情況下，可根據(jù)斜拉索張拉方式確定拉索的安裝順序，拉索張拉端位于塔部時(shí)可先安裝梁部拉索錨固端，后安裝塔部拉索錨固端；反之，先安裝塔部，后安裝梁部。安裝斜拉索前應(yīng)計(jì)算出克服索自重所需的拖曳力，以便選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)、吊機(jī)及滑輪組配置方式。塔部安裝張拉端時(shí)，先要計(jì)算出各施工階段的索力，然后選擇適當(dāng)?shù)臓恳ぞ吆桶惭b方法進(jìn)行拉索安裝。由理論分析可知，當(dāng)矢跨比小于0.15時(shí)，可以用拋物線代替懸鏈線來(lái)計(jì)算曲線長(zhǎng)度。5、拉索施工技術(shù)拉索的塔部安裝

索的垂度公式：

水平力：

式中fm—計(jì)算垂度值；