斜拉桥施工技术之斜拉索图文并茂
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斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成,用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上,斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力,这就使得桥梁的跨越能力大大增强。
斜拉桥示意图斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。
它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。
斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。
按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。
用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起,并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱,再通过塔柱基础传至地基。
这样,跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作,从而可使主梁尺寸大大减小,结构自重显著减轻,既节省了结构材料,又大幅度地增大桥梁的跨越能力。
此外,与悬索桥相比,斜拉桥的结构刚度大,即在荷载作用下的结构变形小得多,且其抵抗风振的能力也比悬索桥好,这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。
斜索在立面上也可布置成不同型式。
各种索形在构造上和力学上各有特点,在外形美观上也各具特色。
常用的索形布置为竖琴形(图一)和扇形(图二)两种。
另一种是辐射形布置(图三)因其塔顶锚固结构复杂而较少采用图一竖琴形斜拉桥图二扇形斜拉桥图三放射形斜拉桥斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
桥的主要承重并非它上面的汽车或者火车,而是它本身,也即我们看的的路面。
现在我们就分析这个:我们以一个索塔来分析。
索塔两侧是对称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。
现在假设索塔两侧只有两根斜拉索,左右对称各一条,这两根斜拉索受到主梁的重力作用,对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力,根据受力分析,左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力;同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力;由于这两个力是对称的,所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了,最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力,这样,力又传给索塔下面的桥墩了。
斜拉桥施工技术第一节认识斜拉桥斜拉桥是由主梁、拉索和索塔三种构件组成的,见图8.1.1。
图8.1.1 斜拉桥的组成斜拉桥是一种桥面体系以主梁承受轴向力(密索体系)或承受弯矩(稀索体系)为主,支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主的桥梁。
拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承,使主梁跨径显著减小,从而大大减少了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力,使桥梁的跨越能力显著增大。
与悬索桥相比,斜拉桥不需要笨重的锚固装置,抗风性能又优于悬索桥。
通过调整拉索的预拉力可以调整主梁的内力,使主梁的内力分布更均匀合理。
一、总体布置斜拉桥的总体布置主要解决塔索布置、跨径布置、拉索及主梁的关系、塔高与跨径关系。
1. 孔跨布置现代斜拉桥最典型的跨径布置(图8.1.2)有两种:双塔三跨式和单塔双跨式。
特殊情况下也可以布置成独塔单跨式、双塔单跨式及多塔多跨式。
双塔三跨式是斜拉桥最常见的一种布置方式。
主跨跨径根据通航要求、水文、地形、地质和施工条件确定。
考虑简化设计、方便施工,边跨常设计成相等的对称布置,也可采用不对称布置,边跨和中跨经济跨径之比通常为0.4。
另外,应考虑全桥的刚度、拉索的疲劳度、锚固墩承载能力多种因素。
如:主跨有荷载会增加端锚索的应力,而边跨上有活载时,端锚索应力会减少。
拉索的疲劳强度是边跨与主跨跨径允许比值的判断标准。
当跨径比为0.5 时,可对称悬臂施工到跨中进行合龙;小于0.5 时,一段悬臂是在后锚的情况下施工的。
独塔双跨式是另一种常见的斜拉桥孔跨布置方式之一,通常可采用两跨对称布置或两跨不对称布置。
两跨对称布置,由于一般没有端锚索,不能有效约束塔顶位移,故在受力和变形方面不能充分发挥斜拉桥的优势,而如果用增大桥塔的刚度来减少塔顶变位则不经济。
采用两跨不对称布置则可设置端锚索控制桥塔顶的位移,受力比较合理,采用不对称布置时,要注意悬臂端部的压重和锚固。
图8.1.2 斜拉桥的跨径布置当斜拉桥的边孔设在岸上或浅滩上,边孔高度不大或不影响通航时,在边孔设置辅助墩,可以改善结构的受力状态。
土木工程知识点-斜拉桥施工工艺斜拉桥:由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成(图9 斜拉桥形式示意图)。
斜拉桥的缆索张拉成直线形,整个结构为几何不变体,其刚度比悬索桥大。
主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。
斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。
1977年法国建成的布鲁东纳桥,跨径达320米,是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥;1975年法国建成的卢瓦尔河钢斜拉桥,主跨径为404米。
斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式,索的布置也有不同的放射形式,塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。
斜拉桥日文称斜张桥,德文称斜索桥,英文称拉索桥(Cable Stayed Bridge)。
将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。
与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。
斜拉桥这种结构型式古已有之。
但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。
直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。
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转体斜拉桥斜拉索主要施工方法1.1施工准备1.1.1成品索的检验斜拉索出厂前按设计要求,对斜拉索有关性能进行检验。
斜拉索到达现场后,查验并索取每根成品索的质量保证书(质量保证书含本批交货的数量、质量及各种检验结果);如果进行了非常规试验,需提供检验报告。
1.1.2索导管的处理斜拉索锚头外径与索套管的内径相差很小,挂索时极易产生位置偏差,从而造成锚头外螺牙和斜拉索PE保护套的损伤,因此斜拉索挂设前应对塔、梁端的索套管进行全面的检查,对索套管内的焊渣、毛刺等进行打平磨光。
1.2 斜拉索上桥和桥面水平运输根据斜拉索安装计划,斜拉索制造厂将验收后待交付的斜拉索陆路运输运至适当位置。
斜拉索采用汽车吊提升上桥面置于卧式放索机上,吊装时为了避免对斜拉索外包PE的伤害,采用大直径纤维绳、或直接使用10t软吊带进行吊装。
1.3 斜拉索的塔端挂设及桥面展开7~8#索长度比较短,塔端挂设完成后斜拉索已基本展开,直接采用塔吊提升剩余斜拉索即可完成桥面展开。
1~6#索稍长,需采用以下步骤进行桥面展索。
1)7~8#索的塔端挂设方法(硬牵引)具体步骤:具体步骤:第一步:塔吊提升锚头,同时转动放索机,放松斜拉索,当塔吊将塔端锚头提升一定高度后,缓慢落钩将塔端锚头置于锚头小车上。
第二步:在塔端锚头处安装内衬套和张拉杆以及在合适位置安装索夹,连接塔吊。
第三步:塔内下放牵引绳,将其与张拉端头连接。
第四步:塔内牵引绳与塔吊做到同步起吊,塔吊提供主动力,同时与塔内牵引绳协助调整张拉杆及斜拉索前端角度,塔内进行临时锚固,将螺母至少拧上三牙以上,塔吊松钩,拆除连接夹具。
2)1~6#索的塔端挂设及桥面展开(软牵引)具体步骤如下:第一步:塔吊提升锚头,同时转动放索机,放松斜拉索,当塔吊将塔端锚头提升一定高度后,缓慢落钩将塔端锚头置于锚头小车上。
第二步:在塔端锚头处安装软牵引装置以及在合适位置安装索夹,连接塔吊。
第三步:塔内下放牵引绳,将其与张拉端头连接。