悬索桥与斜拉桥的比较
- 格式:doc
- 大小:21.50 KB
- 文档页数:1
分别从结构构造、力学特性、适用范围、结构内力计算方法以及主要施工工艺五个方面对梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥进行对比分析总结。
一、梁桥以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。
主梁可以是实腹梁或者是桁架梁(空腹梁)。
实腹梁外形简单,制作、安装、维修都较方便,因此广泛用于中、小跨径桥梁。
但实腹梁在材料利用上不够经济。
桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力,可以较好地利用杆件材料强度,但桁架梁的构造复杂、制造费工,多用于较大跨径桥梁。
桁架梁一般用钢材制作,也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作,但用的较少。
过去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,现很少使用。
实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作,也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。
实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。
二、拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。
1.按照主拱圈的静力图式,拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱(图3 拱桥形式示意图)。
(1).三铰拱是静定结构,其整体刚度较低,尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角,致使活载对桥梁的冲击增强,对行车不利。
拱顶铰的构造和维护也较复杂。
因此,三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外,一般不用作主拱圈。
(2).两铰拱取消了拱顶铰,构造较三铰拱简单,结构整体刚度较三铰拱为好,维护也较三铰拱容易,而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小,因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用两铰拱桥。
(3).无铰拱属三次超静定结构,虽然支座沉降等引起的附加内力较大,但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀,且结构的刚度大,构造简单,施工方便,因此无铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。
2.按照主拱圈的构成形式,拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等(图4主拱圈的构成形式示意图)。
①板拱:拱圈横截面呈矩形实体截面,它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差,一般用于圬工拱桥。
斜拉桥和悬索桥的区别斜拉桥和悬索桥的区别在于:斜拉桥的主缆横向布置,悬索桥的主缆竖直布置。
一般说来,斜拉桥跨度小、结构轻巧,而且它可以看作是“吊”起来的;悬索桥则比较笨重,但它形成的强大的横向刚度却使它能够承受巨大的垂直荷载。
另外,由于斜拉桥用的索塔和主梁都是像弹簧一样彼此独立地支撑在各自的基础上的,所以,斜拉桥不仅外观雄伟壮丽,而且内部空间开阔,便于布置管线等设施。
因为这些优点,所以斜拉桥被广泛应用于城市道路交通中。
不过,悬索桥也有它自己的特点。
从历史记录上看,公元前二世纪左右就出现了悬索桥。
当时修建悬索桥是为了军事目的,只要把桥的一端固定住,桥就会稳如泰山,而不必担心会断裂或垮塌。
后来,悬索桥的建造技术逐渐发展,到了19世纪末期,才正式出现了具有完整技术体系的悬索桥。
这种桥利用缆索起重机将桥面吊到高处,再把桥面的重量转移到锚锭上去。
这样做,虽然增加了施工难度,但却减少了许多不安全的因素。
随着科学技术的进步,悬索桥的技术性能已经达到了很高水平。
如今,人类的足迹几乎遍及世界每个角落,而越来越多的人喜欢在大江河流上架设悬索桥。
悬索桥是现代钢铁工业的产物。
第一座真正意义上的悬索桥是1937年建成的美国跨度为1178米的明尼苏达州圣保罗市的金门大桥。
此后不久,德国人首先采用了钢丝绳悬索桥,而后英国人又推出了钢箱形截面悬索桥,这两种桥型一直沿用至今。
日本是亚洲第一个掌握悬索桥制造技术的国家。
该国制造的预应力混凝土悬索桥长1153米,居世界第三位。
这里还需提醒读者注意的是,在悬索桥中有一种半悬索桥。
它实际上是悬索桥与斜拉桥相结合的产物,既有斜拉桥的刚度,又有悬索桥的柔韧性。
这种桥的跨径比单纯的悬索桥要大得多,其结构非常复杂,它既能充分利用悬索桥的柔韧性,又可以避免斜拉桥的笨重。
在我国的南方,也曾有过不少半悬索桥,例如著名的贵州省坝陵河大桥。
半悬索桥既有索桥的刚劲挺拔,又有拱桥的曲线玲珑,它同时兼备了两者的优势,堪称“桥梁新秀”。
现代桥梁之斜拉桥与悬索桥区别与联系斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式,二者之间又存在着怎样的区别与联系呢?下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析,来解决一些现实中的现象.首先我们来了解一下他们的定义:斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系.其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁.其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料.斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成.悬索桥,又名吊桥(suspension bridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁.其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线.从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形.斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a,b所示.下面对一些现实现象进行定性分析.1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力.因此可以减少桥墩的数量,实现桥梁的大跨度.2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥的钢索是斜着的,以a图C点进行受力分析,为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加,Fc和Fcx将会不断增大,这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力,这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因.因此AC之间的距离不能太大,即斜拉桥的跨度不能太大 .而通过悬索桥的结构简图可以看出,悬索桥的钢索受力是竖直方向的,随着跨度的增加并不会增加钢索的受力.因此悬索桥的跨度可以比斜拉桥更大.3.为什么斜拉桥比悬索桥稳定?由斜拉桥的结构简图可以看出绷紧的钢索与索塔及桥面根据三钢片原则构成了不变体系,而有悬索桥的结构简图不难看出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥面之间构成的是可变体系.因此悬索桥的稳定性不如斜拉桥的稳定性好.4.既然增加索塔可以加大桥面的竖向拉力,减小桥面轴向应力鹤岗索拉力,为什么不把索塔建得很高呢?首先,增加索塔的高度会增加桥梁的用料,从而增加桥梁的经济成本高.其次,由于现实生活中桥面的受力情况特别复杂,无法保证索塔两边桥面受力情况完全相同,这会使得索塔两边钢索所受的拉力不同,如果索塔很长会使得索塔与桥面连接处以及桥墩与地面连接处弯矩过大,容易发生破坏.5.为什么斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面宽很多?斜拉桥的桥面比悬索桥的桥面宽很多是有桥面的材料为混凝土和桥面的受力特点的决定的 .下面截取斜拉桥和悬索桥的桥面的一个横截面来简化力学模型,并对其进行受力分析.假设桥面受大小为q的均布力,斜拉桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d.在斜拉桥的横截面受力图中,桥面横截面受斜向上的钢索拉力,因为斜拉桥的索塔为A型或椡Y型;而在悬索桥的受力图中,桥面横截面只受到竖直向上的拉力,因为悬索桥的索塔为H型.假设斜拉桥和悬索桥桥面长度为l,厚度为2h,则斜拉桥受到的最大拉应力为:米y/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh;悬索桥的最大拉应力为:米y/Iz=0.5ql*l/Iz.由此可见在受力和桥面横截面形状相同的情况下,斜拉桥的最大拉应力比悬索桥小Tt/2lh,又因为桥面材料为混凝土,抗压不抗拉,因此斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面更宽一些.下面,假设桥面受大小为q的均布力(因为桥面主要受到自身的重力,而桥面自身的重力是均布力),而这也是桥面的,设有n根钢索且每根钢索所受的拉力相等为T=ql/(n+2),并且假设桥面只发生小变形,对力学模型进一步简化后.对斜拉桥和悬索桥进行分析,做出斜拉桥与悬索桥的受力图g,剪力图e,弯矩图f.从斜拉桥和悬索桥加钢索和没加钢索的剪力图可以看出:钢索的增加能有效的减小剪力的不断的增加,将剪力变成一种周期性的力.同时可以看出钢索越多剪力图像中的峰值在斜率不变,钢索的只能更加会使图像的周期减小,因此能有效地减小剪力图像中的峰值(F Q=ql/(n+2)),由米(X)= F Q(X)dx得到斜拉桥和悬索桥的弯矩图.同时从斜拉桥和悬索桥的弯矩图中可以看出来其图像也为周期函数图象.同样其图像的峰值与钢索的数量加2后的平方成反比(米=ql*l/(n+2)*(n+2)).由此可见增加钢索的数量不仅可以减小斜拉桥和悬索桥桥面的剪力和弯矩,同时也可以减小每根钢索的拉力.由此可见准确的估计每一段的受力情况,以此来设置钢索中的预应力是十分重要的,对减小桥面中的剪力和弯矩起着决定性的作用.虽然钢索中的预应力设置不当也可以起到阻止弯矩增大作用,但效果将大打折扣.由此可见对斜拉桥和悬索桥进行准确的受力分析是十分重要的.以上只是在理想化的条件下进行的粗糙的理论分析,现实中总是有着这样或那样的不可控条件.首先,桥面不可能受均布力:其次,大跨度的桥梁并非只发生小变形,而是会发生大变形;最后,斜拉桥的桥面存在着弯矩和轴力混合作用的效应.当然还有其他的一些因素对理论分析的影响没有列举出来,我们就先不讨论了.下面我们来分析一下以上三个方面对我们的分析造成的影响.1.由于桥面的受力并非均布力,虽然桥面自身的重力仍是均布力,但两者相加之后,剪力图e中的剪力就不是线性变化的,这会对钢索预应力的估计造成困难.2.由于大跨度桥梁发生的并非小变形,而是会发生大变形.以上的线弹性的分析方法就不再适用了,应该运用几何非线性的分析方法进行分析.几何非线性问题是指大位移问题,几何运动方程为非线性.在绝大多数大位移问题中,结构内部的应变是微小的 .因为应变是微小的,对线性问题一般是根据变形前的位置来建立平衡方程.但对几何非线性问题,由于位移变化产生的二次内力不能忽略,荷载一变形关系为非线性,此时叠加原理不再适用,整个结构的平衡方程应按变形以后的位置来建立.3. 斜拉桥的斜拉索拉力使其它构件处于弯矩和轴向力组合作用下,这些构件即使在材料满足虎克定律的情况下也会呈现非线性特性.构件在轴向力作用下的横向挠度会引起附加弯矩,而弯矩又影响轴向刚度的大小,此时叠加原理不再适用.但如果构件承受着一系列横向荷载和位移的作用,而轴向力假定保持不变,那么这些横向荷载和位移还是可以叠加的.因此,轴向力可以被看作为影响横向刚度的一个参数,一旦该参数对横向的影响确定下来,就可以采用线性分析的方法进行近似计算.有两种方法可以处理这种由压一弯共同作用引起的非线性问题:一是引入稳定函数,得到梁体单元刚度矩阵元素的修正系数,然后用修正系数在迭代中不断地对小位移线弹性刚度矩阵进行修正;或者在计算单元刚度矩阵时考虑几何刚度矩阵的影响.二是从实际的应变出发列出压弯共同作用的总应变方程,通过虚功原理,得到梁体单元的整体刚度矩阵.。
桥梁工程简答题内部编号:(YUUT ・ TBBY ・ MMUT ・ URRUY ・ UOOY ・ DBUYI ・0128)2、斜拉桥与悬索桥比较,斜拉桥主要有哪些优第答:斜拉桥是超静定结构,其稳定性较静定结构的悬索桥耍好,斜拉桥可以连续做成好儿跨,但悬索桥做成儿跨在技术上有难度,斜拉桥的刚度比悬索桥大,所以一般其跨径要比悬索桥大。
17简述梁式桥和拱式桥的受力特点。
答:梁式桥在竖向荷载作用无水平反力的结构,由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,因而与同跨径的其他结构相比,梁桥内产生的弯矩最大。
拱式桥在竖向荷载作用下,桥墩和桥台将承受水平推力。
墩台向拱圈(或拱肋)提供一对水平推力,这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱肋)内有荷载所引起的弯矩。
19、简述斜拉桥和悬索桥的受力特点。
书P8、P9答:斜拉桥:受拉的桥索将主梁多点吊起,并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱,再通过塔柱基础传至地基。
塔柱基本上以受圧为主。
跨度较大的主梁就像一条多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作。
从而使主梁内的弯矩大大减小。
由于同时受到斜拉索水平分力的作用,主梁截面的基本受力特征是偏心受压构件。
斜拉桥属高次超静定结构,主梁所受弯矩大小与斜拉索的初张力密切相关,存在一定最优的索力分布,使主梁在各种状态下的弯矩(或应力)最小。
悬索桥:在桥面系竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,缆索锚于悬索桥两端的锚碇结构中,为了承受巨大的缆索拉力,锚碇结构需做的很大(重力式锚碇),或者依靠天然完整的岩体來承受水平拉力(隧道式锚碇),缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分离,因而悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构21、梁式桥桥墩按其构造可分为哪儿类介绍两种类型的特点实体桥墩、空心桥墩、柱式排架桥墩、柔性墩、框架墩空心桥墩:减少垢工体积,节约材料,减轻自重,减少软弱地基的负荷框架墩:采用由构件组成的平面框架代替墩身,以支承上部结构33、桥梁由哪儿部分组成,并简述各部分的作用答:有五人件和五小件组成。
斜拉桥与悬索桥之比较令狐采学斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式,二者之间又存在着怎样的区别与联系呢?下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析,来解决一些现实中的现象。
首先我们来了解一下他们的定义:斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
悬索桥,又名吊桥(suspension bridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。
其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。
从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。
斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a,b所示。
下面对一些现实现象进行定性分析。
1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力。
因此可以减少桥墩的数量,实现桥梁的大跨度。
2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥的钢索是斜着的,以a图C点进行受力分析,为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加,Fc和Fcx将会不断增大,这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力,这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因。
因此AC之间的距离不能太大,即斜拉桥的跨度不能太大。
而通过悬索桥的结构简图可以看出,悬索桥的钢索受力是竖直方向的,随着跨度的增加并不会增加钢索的受力。
因此悬索桥的跨度可以比斜拉桥更大。
3.为什么斜拉桥比悬索桥稳定?由斜拉桥的结构简图可以看出绷紧的钢索与索塔及桥面根据三钢片原则构成了不变体系,而有悬索桥的结构简图不难看出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥面之间构成的是可变体系。
第四篇斜拉桥与悬索桥第一章斜拉桥教学目的:1、掌握斜拉桥桥型的构造及力学特点。
2、了解斜拉桥的设计简介。
教学内容:1、斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。
2、斜拉桥常见的孔跨布置方式和立面上的布置方式。
3、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。
4、斜拉桥的设计简介。
重点:1、斜拉桥构造特点。
2、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。
难点:斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。
思考题及习题:1.斜拉桥的主要受力特点是什么?2.斜拉桥主梁常采用哪些截面,各有何特点?第一章斜拉桥1、组成:主梁——混凝土、钢—混凝土组合、钢索塔——钢筋混凝土斜拉索——高强材料(高强钢丝或钢绞线)2、荷载传递路径:主梁——多跨弹性支承的连续梁。
斜拉索对主梁的多点弹性支承作用,只有在拉索始终处于拉紧状态时才能得到充分发挥。
因此在主梁承受荷载之前对斜拉索要进行预张拉。
预张拉力——主梁一个初始支承力——调整主梁初始内力,并提高斜拉索的刚度。
斜拉索水平分力对主梁预压,——增强主梁的抗裂性能,节约高强钢材的用量3、斜拉桥与悬索桥的区别:结构刚度大小主梁承受轴力——可以对主梁内力进行调整刚度可改变4、索力调整——主梁受力均匀——经济、安全——工序繁琐5、拉索的防护、新型锚具的工艺和耐疲劳问题(一)孔跨布置:双塔三跨式最常见,主跨跨径较大,适用较大河流主跨作用活载时,塔向中跨侧发生水平倾斜,此时边跨刚度将显著减小塔的倾斜量,从而提高了中跨的刚度。
有效办法:加粗端锚索或增加边跨辅助墩。
独塔双跨式常见:主跨跨径比双塔三跨式主跨跨径要小,适用中小河流和城市道路当边跨较大时,一般需在边跨范围内布置辅助墩,以提高主跨刚度三塔四跨式和多塔多跨式非常少原因:中间塔没有端锚索来有效地限制它的变位,可将中间塔做成刚性塔(例如A形塔),或用拉索对中间塔顶加劲,或增加主梁梁高、采用矮塔部分斜拉桥体系(二)构造1、斜拉索抗拉强度高、弹性模量大且抗疲劳性能好的钢平行高强钢丝束、平行钢绞线束斜拉索造价约占全桥造价的25%一30%。
斜拉桥与悬索桥之比较斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式,二者之间又存在着怎样的区别与联系呢?下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析,来解决一些现实中的现象。
首先我们来了解一下他们的定义:斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
悬索桥,又名吊桥(suspen sionbridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。
其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。
从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。
斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a,b所示。
下面对一些现实现象进行定性分析。
1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力。
因此可以减少桥墩的数量,实现桥梁的大跨度。
2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥的钢索是斜着的,以a图C点进行受力分析,为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加,Fc和Fcx将会不断增大,这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力,这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因。
因此AC之间的距离不能太大,即斜拉桥的跨度不能太大。
而通过悬索桥的结构简图可以看出,悬索桥的钢索受力是竖直方向的,随着跨度的增加并不会增加钢索的受力。
斜拉桥与悬索桥的优缺点比较来源:道路瞭望如有侵权请联系删除概念与定义斜拉桥,又称斜张桥,是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁,拉索的存在可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻结构重量,从而节省材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
悬索桥,又称吊桥,是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。
从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。
由于主要承重构件是悬索,且主要承受拉力,一般用抗拉强度高的钢材(钢丝、钢绞线、钢缆等)制作。
悬索桥可以充分利用材料的强度,具有用料省、自重轻的特点,在各种体系桥梁中的跨越能力最大。
悬索桥由索塔、主缆(大缆)、吊杆、锚碇、加劲梁组成。
优缺点比较从结构构造来说:斜拉桥是超静定结构,其稳定性较静定结构的悬索桥要好;斜拉桥可以做成连续多跨,但悬索桥做成多跨在技术上还有难度(目前世界最大三塔双跨悬索桥是中国的泰州长江大桥,单跨1080m);悬索桥必须有锚碇,如果所在河流较宽,而单跨达不到一跨跨越的跨度,则锚碇就要放置在河中,会严重影响水流,威胁到航运,同时建设难度及成本也会增加(因此苏通大桥宁可选择斜拉桥)。
从结构受力来说:跨度越大时悬索桥的受力比斜拉桥更加合理,所以能做到更大跨度(规划的墨西拿海峡桥已经做到3300米);斜拉桥跨度过大时,为使拉索受力不至于过大,就必须加高桥塔高度,而桥塔高度又不可能无限加高;斜拉桥拉索会对主梁有水平方向的作用力,加大了主梁强度要求,悬索桥就没这一情况。
从经济方面说:在这方面,世界桥梁界没有一个统一的认识,传统观念认为跨径500m以上时,采用悬索桥较斜拉桥经济合理。
在2011年国际桥协第35届年会上,丹麦I.Hauge先生认为在1 200m 以下的跨度斜拉桥占优,超过1200m的跨度,斜拉桥将受到塔高和长索的限制,锚碇条件有利的悬索桥将会占优。
中班科学活动:《悬索桥和斜拉桥》哎呀,今天我们要来聊聊一个特别有趣的话题,那就是悬索桥和斜拉桥。
你们知道吗?这两种桥可是咱们生活中最常见的哦!让我们来聊聊悬索桥吧。
悬索桥,顾名思义,就是那种横跨在两个地方之间的桥,它的主要支撑结构是由一根根粗大的钢缆组成的。
这些钢缆就像一根根大绳子一样,把整座桥紧紧地挂在了空中。
你们说,这种桥是不是看起来就很神奇呢?悬索桥的建造可不容易哦!首先要找到一个合适的地点,然后在两座山峰之间搭建起一座桥墩。
就要开始铺设钢缆了。
这个过程可是非常考验技术的哦!因为如果钢缆铺设得不够牢固,那么整座桥就会摇摇欲坠。
工程师们可是要费尽心思才能把这座桥建好的。
现在我们来说说斜拉桥吧。
斜拉桥,顾名思义,就是那种倾斜着修建的桥。
它的支撑结构主要是由一系列的斜向钢缆组成的。
这些钢缆就像一根根细长的手指一样,把整座桥牢牢地固定在了地面上。
你们说,这种桥是不是看起来就很稳重呢?斜拉桥的建造也是非常复杂的哦!首先要找到一个合适的地点,然后在两座山峰之间搭建起一座桥墩。
就要开始铺设斜向钢缆了。
这个过程同样也是非常考验技术的哦!因为如果钢缆铺设得不够牢固,那么整座桥就会摇摇欲坠。
工程师们可是要费尽心思才能把这座桥建好的。
悬索桥和斜拉桥有什么区别呢?其实,它们的区别主要就在于支撑结构的不同。
悬索桥是用一根根粗大的钢缆来支撑的,而斜拉桥则是用一系列的斜向钢缆来支撑的。
这两种桥梁各有各的特点,但是它们都是为了帮助我们更好地连接起两岸而存在的。
悬索桥和斜拉桥虽然看起来很不一样,但是它们都是我们生活中非常重要的一部分。
它们不仅帮助我们方便地出行,还让我们的生活变得更加美好。
让我们一起感谢那些为我们建设这些桥梁的人们吧!。
悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较悬索桥(suspension bridge)是利用主缆及吊索作为加劲梁的悬挂体系,将荷载作用经桥塔、锚碇传递到地基的桥梁。
悬索桥主要由缆索系统、塔墩、加劲梁及附属结构四大部分组成。
地锚式悬索桥中锚碇、桥塔和主缆是主要的承载结构,吊索与加劲梁则主要起传递直接作用其上的荷载的作用;自锚式悬索桥中锚碇、桥塔、主缆、加劲梁都是主要的承载结构。
斜拉-悬索协作体系桥(cable-stayed-suspension bridge)是在悬索桥上增加斜拉索,或者在斜拉桥上增加主缆,故斜拉-悬索协作体系桥也是主要由缆索系统、桥塔、加劲梁及附属结构四大部分组成。
其中锚碇、桥塔、主缆、斜拉索、主梁是主要的承载结构。
日本明石海峡桥纽约布鲁克林桥一、悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的优缺点悬索桥的优点:(1)受力非常合理:悬索桥的主要受力构件为缆索,缆索主要受拉,次弯矩非常小,应力在截面上分布比较均匀;桥塔以受压为主,弯矩也较小;加劲梁只作为桥面来传递荷载,不是主受力构件,就静力来说,梁高与跨度无关而只与吊索间距有关。
(2)跨越能力大:在大跨度悬索桥中,缆索的恒载拉力远大于活载值,因此一般疲劳的影响较小。
(3)桥型优美;悬索桥加劲梁的梁高比同跨度的梁桥的梁高小得多,所以建筑高度较小,具有优美的曲线,外形比较美观,在城市中采用此种桥式将为城市增加风景点。
如美国旧金山的金门大桥。
(4)抗震能力强:悬索桥是轻而柔的桥梁,刚度较小,在地震作用下,受地震惯性力较小,往往位移大而内力小,消能能力强,因此抗震能力强。
(5)施工方便:悬索桥施工时是先架设好桥塔,然后利用桥塔架设牵引索和施工猫道等,利用猫道来架设主缆,然后再架设加劲梁和桥面系,施工方便;在交通不便的山区,修建悬索桥较为有利;在交通方便的江河湖海和城市外,悬索桥除了开始架设先导索外,不会中断交通。
悬索桥的缺点:(1)荷载作用下变形较大:由于缆索是柔性结构,当活载作用时,会改变几何形状,会引起桥跨结构较大的变形。
斜拉桥与悬索桥受力性能分析摘要:近些年来我国经济和科学技术处于高速发展时期,社会水平得到大幅度提升,于道路交通方面的需求也不断增加,因此桥梁建设无论是规模还是数量都得到持续增长。
桥梁不仅作为道路交通中的基础建筑而存在,而且是城市经济发展水平的直接表现形式。
近些年来桥梁跨度不断增大,比如斜拉桥和悬索桥,都是对钢材预应力性能进行充分应用的大跨度桥梁。
本文以实际案例为依据探究斜拉桥和悬索桥的受力性能。
关键词:斜拉桥;悬索桥;受力性能交通工程中的基础建筑当属桥梁,其根本作用是连接河流两岸甚至海峡两岸。
此外跨越障碍的目的也得以达成。
桥梁的诞生和发展促使交通便利程度的不断提升,并且可一定程度推动地方经济的发展。
当前阶段桥梁的建设更是完美融合经济学、美学以及力学的各类观点,逐渐成为可代表地区经济水平的基础建筑。
随着我国经济的不断发展,对于桥梁建设方面的要求随之提升,桥梁跨度不断增加。
近些年预应力结构在桥梁结构的应用十分瞩目,也就是现阶段的高强度预应力拉索,从而推动了斜拉桥与悬索桥的快速发展,下面本文就斜拉桥与悬索桥的受力性能展开分析。
一、斜拉桥受力特点分析斜拉桥对拉索进行利用,并通过拉索将落于桥面的荷载力向桥塔传递。
承弯的梁体、承压的塔以及受拉的索是桥梁结构的主要组成部分。
由于此种桥梁结构受拉索数量较多,因此降低了支墩数量,进而对量内的弯矩进行降低,其自重也相对较低,建筑材料得到节省。
广东省肇庆市阅江大桥起点位于肇庆端州区古塔路与端州路交叉路口,主要沿古塔路高架,跨越西江,在南岸高要乌榕村与世纪大道(S272)衔接。
通过受力特点对斜拉桥受力结构进行分析,可得出结果桥梁结构中的众多斜拉索将斜拉桥主跨承重大梁的承载力进行分担,并最终落至桥梁两侧桥塔位置,由此可以得出拉索于桥塔两侧分布的作用。
主梁承受荷载及主梁自重的力均是垂直向下,借助桥塔两侧的拉索对其进行平衡。
二、悬索桥受力特点分析日常见到的吊桥即为悬索桥,桥面借助拉索的力量悬挂于桥塔上,拉锁采用锚固的方式在两岸桥梁部分进行固定,吊杆、主缆、塔桥以及锚碇构成整体结构。
斜拉桥与悬索桥计算理论简析斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型,随着桥梁建造向大跨径方向发展,它们越来越成为人们研究的热点。
通过大跨径桥梁理论的学习,我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。
在本文中,我想从一个设计者的角度,在概念层次上,对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结,以加深自己对这些计算理论的理解。
一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪,在最近的五十年间,斜拉桥有了飞速的发展,成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。
有理由相信,在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区,有可能修建超过1200米的斜拉桥。
斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系,一般表现为柔性的受力特性。
(一)、斜拉桥的静力设计过程1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。
本阶段的主要任务是凭借设计者的经验,参考别的斜拉桥的设计,结合自己的分析计算,来完成结构的总体布置,初拟构件尺寸。
根据此设计文件,设计者或甲方(有些地方领导说了算)进行方案比选。
2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。
主要任务是:通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。
3、施工图设计阶段此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算,确保结构安全。
主要计算内容有:构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。
(二)、斜拉桥的计算模式1、平面杆系加横分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数,以求获得理想的结构布置。
还可用于技术设计阶段,仅仅计算恒载作用下的内力。
2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷载(风载、地震荷载以及局部温差等)作用下的静力响应分析。
此模式按照主梁可分为三种:“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。
悬索桥与斜拉桥的比较(补充)
(1)结构受力方面
悬索桥:
主要靠主缆承受荷载,并通过主缆将拉力传给锚固体系,
加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用;
采用地锚时,加劲梁中不受轴向力作用,由加劲梁自重引起的恒载内力较小。
斜拉桥:
由斜拉索与主梁共同承受荷载,斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力,恒载内力所占比重很大。
悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力,
而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。
(2)材料方面
◎(大跨度)悬索桥:加劲梁多采用自重较轻的钢材。
◎斜拉桥:主梁材料可以是钢、混凝土或钢-混凝土结合。
(3)刚度方面
☐悬索桥:竖向刚度较小,且基本由主缆提供;调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。
☐斜拉桥:竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供,相对于悬索桥而言,刚度可以较大;斜拉桥的主梁刚度对结构刚度的影响较大;改变斜拉桥的结构布置形式,可调整其竖向刚度。
(4)施工方面
◎悬索桥:
~施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁,施工需要的机械、技术和工艺相对较简单;
~结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度,因而施工控制相对比较简单。
◎斜拉桥
~在施工中将发生多次的结构体系转换,必须严格控制结构的线形和拉索索力,施工控制较复杂、技术难度相对较大。
_。