斜拉桥的结构体系及特点
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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。
斜拉桥受力特点及结构体系
哎呀,我的天呐!说起斜拉桥,这可真是个超级厉害的东西!
你想啊,我们平常走的桥,要么就是那种平平的石桥,要么就是弯弯的拱桥。
可斜拉桥就不一样啦!它就像是一个巨大的钢铁巨人,横跨在江河湖海之上。
斜拉桥的受力特点那叫一个神奇!就好像有好多好多的大力士在两边一起用力拉着桥身。
那些又粗又长的钢索,就像是大力士的手臂,紧紧地拉住桥,让桥能够稳稳地站在那里。
我给你打个比方哈,斜拉桥的受力就像是我们拔河的时候,两边的人都在用力拉,而中间的绳子就承担着两边的力量。
斜拉桥的钢索不就是这样嘛,把桥身的重量分散到两边的塔柱上。
再说这结构体系,那也是相当复杂但又超级巧妙的!桥塔高高地立在那里,像不像一个坚强的卫士?它们可是承受着大部分的力量呢!还有那主梁,就是桥的主体部分,就像是一条巨龙的脊背,承载着来来往往的车辆和行人。
有一次,我和小伙伴们一起去看斜拉桥。
“哇,这桥也太酷啦!”小明瞪大了眼睛说。
“就是就是,那些钢索看起来好结实啊!”小红也跟着喊。
“我觉得这桥修起来一定很难,得花好多好多的功夫。
”我忍不住说道。
你说,如果没有斜拉桥这样厉害的设计,我们要过河得多不方便呀!想想看,要是没有它,可能我们就得绕好远好远的路,浪费好多好多的时间。
所以呀,斜拉桥真的是人类智慧的结晶!它不仅让我们的出行更方便,还让我们看到了科技的力量和建筑的魅力。
斜拉桥简直太棒啦,难道不是吗?。
无背索斜拉桥结构体系与受力特点文章介绍了无背索斜拉桥结构体系的分类,分析了每种结构体系下索塔自重与主梁自重所产生的静力效应平衡的问题。
标签:无背索斜拉桥;结构体系;受力特点1 概述无背索斜拉桥是斜拉桥的一种。
其索塔向岸或向边跨方向倾斜,并仅在靠主跨一侧布置斜拉索,另一侧无拉索,故称为无背索斜拉桥。
由于索塔倾斜,给人一种独特的不对称稳定感,因仅在索塔一侧布置斜拉索,又有一种轻盈而又惊险的感觉,高耸的塔身更体现出气势和力度,形成了壮丽的画面。
自从1992年西班牙塞维利亚建成世界上第1座无背索斜拉桥-Alamillo大桥以来,这种造型优美、结构独特的桥梁立即引起世界桥梁界的普遍关注。
2 桥型示意及有关参数说明图1 无背索斜拉桥示意图图1为无背索斜拉桥示意图。
主跨两端可以有边跨或无边跨。
图中各符号含义说明如下。
H-桥面以上索塔的竖向高度,即最外一组斜拉索与塔中心交汇点至桥面的高度;?茁-索塔轴线与水平线之间的夹角,即索塔的水平倾角;?酌-索塔的倾斜角,即索塔轴线与铅垂线之间的夹角;?琢-最外一组斜拉索的水平倾角;a-主梁上相邻两根拉索的间距;b-索塔上相邻两根拉索的间距;LL-拉索区主梁重心至塔梁固结点K的水平距离;LT-主塔重心至塔梁固结点的水平距离;WL-拉索区主梁重量;WT-索塔重量。
3 结构体系按塔、梁刚度比及受力特点,无背索斜拉桥的结构体系可以分为以下两类:(1)刚塔刚梁类。
塔梁刚度相当,为一般斜拉桥的特殊情况,即无背索斜拉桥。
它的力学特征是索塔自重效应完全平衡了主梁竖向荷效应后,主塔在恒载状态下根部只有轴向力而弯矩为0。
这种结构体系应用较早,例如西班牙Alamillo 桥、哈尔滨太阳岛桥。
(2)柔塔刚梁类。
它的力学特征是桥塔自重效应不能完全平衡主梁竖向荷载效应。
由塔、梁、索三者组成的结构依靠自身只能达到部分平衡。
索塔可以成为一个轴心受压构件,而梁只能达到部分平衡,还需依靠主梁的强度和刚度分担一部分荷载效应。
矮塔斜拉桥结构及设计特点【摘要】矮塔斜拉桥由于其具有性能优越、造型美观、经济指标良好等优点,在世界各国得到广泛的应用,发展十分迅速。
本文主要介绍了矮塔斜拉桥设计特点,分析了设计要点及问题,还就矮塔斜拉桥主梁施工的线形控制进行了探讨。
【关键词】矮塔斜拉桥;结构;设计特点引言随着桥梁技术的不断发展,出现了许多新型的桥梁结构。
矮塔斜拉桥就是近年来出现的一种新型桥梁结构形式。
这种桥型是介于常规斜拉桥与普通梁桥之间的一种组合体系桥梁,使得桥梁的跨径得以延长。
由于其具有优越的结构性能和良好的经济特性,在世界各国得到广泛的应用。
1矮塔斜拉桥设计特点1.1矮塔斜拉桥主梁设计矮塔斜拉桥与常规斜拉桥最大的不同是主塔比较矮,这个特性使得斜拉索与主梁的夹角较小,斜拉索提供的竖向分力仅能抵消梁体所受的部分竖向内力。
客观上主梁以梁的受弯、受压、受剪和斜拉索受拉来共同承担竖向荷载,主梁以压弯为主,此外,主梁还需抵抗活载偏心引起的扭矩。
因此,主梁采用变截面箱梁是非常好的选择,而根据矮塔斜拉桥斜拉索索面布置的不同,常采用单箱单室或单箱多室等截面形式。
1.2矮塔斜拉桥主塔设计矮塔斜拉桥的主塔不仅要承受斜拉索竖向分力引起的轴向压力,而且还要承受由于两侧斜拉索的拉力不同所引起的弯矩,塔的刚度将直接影响全桥的受力特性,塔是矮塔斜拉桥的主要受力构件之一。
矮塔斜拉桥的受力性能取决于主梁、主塔、墩及斜拉索的相对刚度。
矮塔斜拉桥的拉索就像主梁的体外预应力筋,主塔的作用就是增大体外预应力筋的力臂,拉索主要作用是通过初拉力的预应力效应来改善主梁的受力性能;当主梁抗弯刚度较大时,可以通过降低主塔高度给主梁提供较大的轴向分力,从而解决主梁体内预应力的不足。
主塔除承受拉索的竖向轴力分力外,还可以通过优化斜拉索索力来改善其自身的受力性能。
塔高的选择首先与桥梁的主跨跨径有关,其次是斜拉索的索面布置形式、拉索的索距和水平倾角等有关。
在相同跨径的情形下:塔高降低,斜拉索的倾角减小,索力在水平方向的分力增大,主梁轴力增大,主梁最大正、负弯矩的绝对值增大,挠度变大。
—113—《装备维修技术》2021年第3期1 斜拉桥简介斜拉桥结构组成:由塔(索塔)、梁(主梁)、索(斜拉索)三部分组成的组合结构。
斜拉桥的特点:斜拉桥是一种主梁、主塔受压为主,拉索受拉的桥梁。
斜拉桥采用斜拉索来支承主梁,使主梁变成多跨支承连续梁,从而降低主梁高度、增大跨度。
并且斜拉索对桥跨结构的混凝土主梁产生有利的压力,改善了主梁的受力状态。
结构体系:漂浮体系—塔墩固结、塔梁分离;半漂浮体系—塔墩固结、塔梁分离、主梁在塔墩上设置竖向支撑;塔梁固结体系—塔梁固结并支撑在塔墩上刚构体系—塔、墩、梁固结。
索塔按材料分:混凝土索塔、钢塔、钢混凝土塔按结构分:有单柱式、双柱式、门架式、倒Y 形、A 字形、H 形、钻石形、异形(拱形、鹅塔形、V 形)主梁按材料分:混凝土、钢主梁、钢混凝土结(叠)合梁;钢混凝土混合梁;按结构形式分:板式、箱形、双主肋断面斜拉索按材料分:平行钢丝斜拉索、钢绞线斜拉索按索面分:单索面、双索面、三索面按拉索布置分:扇形、竖琴形、星形2 结合梁斜拉桥受力特点(1)钢主梁或组合梁重量较轻.跨越能力强,而混凝土主梁自重大、刚度高,钢材和混凝土两种材料的在横桥和纵桥向的合理使用,充分发挥了各自的优势,加强了对建设条件的适应能力,改善了结构体系的受力性能,大大的优化了工程经济性。
(2)混合体系斜拉桥边跨一般设置多个辅助墩,可大大增加边跨主梁的刚度,减小活荷载作用下边跨挠曲对中跨的影响,进而使中跨主梁的拉索索力变幅减小显著,从而增强了拉索的抗疲劳影响。
同时边跨主梁密布的斜拉索,使混凝土主梁受力更接近于多支点弹性支承连续梁,可进一步减少预应力筋的配置。
(3)斜拉桥主梁存在2处钢-混结合部,钢-混结合部位置的选择需要考虑结构受力、施工及经济性三方面综合决定。
(4)混合体系斜拉桥中跨采用钢梁或组合梁,跨度大,刚度相对较小,施工期间的线型需要予以特别精确的计算:边跨采用混凝土梁,结构刚度大,施工期间各种外界因素对其线型影响小,但对内力影响较大。
斜拉桥结构体系及特点
斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在连续梁中支点处设置矮索塔,其塔高只有斜拉桥索塔高度的一半左右, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。
部分斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应,斜拉索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。
斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。
斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系,影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、塔、墩之间的结合方式,不同的结合方式产生不同的结构体系。
根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部分斜拉桥结构体系划分为三种型式: (1)塔梁固结体系;(2)支承体系; (3) 刚构体系, 见图1 所示。
(4)半漂浮体系,见图2所示。
(1)塔梁固结体系及特点
塔梁固结、塔墩分离、梁底设支座支承在桥墩上,斜拉索为弹性支承,这是一种完全的主梁具有弹性支承的连续梁结构。
这种体系必须有一个固定支座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定,而其他支座可纵向活动。
这种体系的主要优点是取消了承受很大弯矩的梁下塔柱部分,代之以一般桥墩,中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这种体系影响较小, 几乎可以略去。
这种体系结构整体刚度小, 当中跨满载时,由于主梁在墩顶处的转角位移导致塔柱倾斜,使塔顶产生较大的水平位移, 因而显著增大了主梁的跨中挠度。
上部结构重力和活载反力需经支座传递到桥墩, 因此需设置大吨位支座。
我国的漳州战备桥、小西湖黄河大桥、离石高架桥; 日本的蟹泽桥、士狩大桥、木曾川桥、揖斐川桥、新唐柜大桥均采用这种体系。
已建部分斜拉桥采用这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部分斜拉桥的概念含义。
塔梁固结体系的特点:塔、墩内力最小,温变内力也小,主梁边跨负弯矩较大。
(2)支承体系及特点
塔墩固结、塔梁分离, 主梁在塔墩上设置竖向支承, 支座均为活动支座,这种体系接近主梁具有弹性支承的连续梁结构。
支承体系与梁塔固结体系主梁受力性能基本相同, 塔墩底部承受较大的弯矩。
我国芜湖长江大桥采用的是支承体系, 该体系在部分斜拉桥结构中较少采用。
支承体系的特点:支承体系悬臂施工中不需要额外设置临时支点,施工较方便。
(3)刚构体系及特点
梁塔墩三向互为固结, 这是一种完全的主梁具有弹性支承的连续刚构结构。
这种体系的优点是结构刚度大,主梁和塔柱的挠度及变形均较小, 不需要支座,施工时也不需临时固结措施,最适合采用悬臂法施工。
缺点是固结处主梁负弯矩大,温度变化对这种体系影响敏感, 梁下桥墩高度不宜过小。
刚构体系动力性能差, 体系用于地震区及风荷载较大的地区时,应认真进行动力分析研究。
日本的都田川桥、又喜纳木桥和我国的同安银湖大桥都是单塔双跨部分斜拉桥, 均采用刚构体系;日本的屋代南桥、屋代北桥、冲原桥、小田原港桥、保津桥、新名西桥等都是双塔三跨部分斜拉桥,也都采用刚构体系。
刚构体系是部分斜拉桥采用较多的结构形式。
刚构体系特点:免除大型支座设置,满足悬臂施工的稳定性要求,结构整体刚度大,主梁挠度小;但主梁固结处弯矩大。
(4)半漂浮体系及特点
半漂浮体系在塔墩处可以是一个固定支座,三个活动支座;也可以是四个活动支座。
一般均设活动支座,以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变位;也可以不设支座而在全飘浮体系设置。
号索的基础上,在塔和主梁间设置纵向阻尼器、弹性索等纵向限位装置。
半漂浮体系的特点:受力较匀称、有足够刚度、抗风抗震性能好、主梁可采用等截面以简化施工。
图2 结构体系。