《斜弯桥设计分析》讲义PPT课件
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桥梁结构设计之斜弯桥计算分析简介
x)
D x tg
Mx
P
x [l l
xz
D(l
TD(1 x)] T [l
l
2kx l
xz
tg
2 )
D(l
2k
x
tg
2
)]ctg
其中：
D
2(1
1
k tg2)
EI k
GI d
2. 内力影响线
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁
• 中间点铰支承连续斜梁
• 竖向荷载作用下两者在剪力和弯矩相差不大， 中间点铰支承时扭矩比全抗扭支承大。
a
3. 根据以上的参数及值，由图表查出修正系
数K，用K乘以正桥的M值即可得到斜梁桥的 弯矩值
4. 用按正桥求得的横梁弯矩乘以系数1/K即可 近似地得到斜梁桥横梁的弯矩(K为中梁和边 梁的平均值)
日本学者通过实验得 出的表格，只与弯扭 刚度比、宽跨比、斜 角有关
五、横向铰接斜梁（板）桥的 实用计算法
1. 横向分配系数的计算公式
1)三根主梁时
kaa
j jZ N1
1， 2
kca
j jZ N1
1 2
kac
kbb
2
j Z N1
，
kba
Z N1
kbc
kab
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(1
2a l
ctg
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(1
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Z IQ ( l )3， j IR
I 2a
I
N1 ( 2 j)Z 2 j
(a+l)/2 的矩形板桥来 计算
Mx 配筋中央垂直于支承 边方向，边缘平行与 板边
第九讲_斜交板桥
第七章 斜弯桥计算分析简介
概述
一、斜弯桥的应用情况
1、高等级公路改变了原来路与桥的关系 2、城市立交的大量建设需要异性桥梁 3、设计手段的发展使设计水平提高 4、国外二十世纪六七十年代到达高峰，国内
八九十年代是研究高潮
漳龙高速公路
弯拱桥
弯连续刚构
天目路立交
南浦大桥东引桥
概述
二、计算方法
x [l l
xz
D(l
TD(1 x)] T [l
l
2kx l
xz
tg
2 )
D(l
2k
x
tg
2
)]ctg
其中：
1
D 2(1 k tg2)
EI k
GI d
2. 内力影响线
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁
• 中间点铰支承连续斜梁
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
第一节 整体斜板桥的受力特点 和构造
• 主要用于小跨度桥梁
– 跨径通常在20米以下
• 全桥一般采用满樘支架整体浇筑
一、影响斜板桥受力的因素
1. 斜交角
两种表示方法
当斜角小于15度时 取斜长按正桥计算
2. 宽跨比b/l
3）由于弹性支承使支点反力减小 X akaa
荷载不作用于计算主梁上时
只有由于横梁分配过来的弹性支承反力对计算 截面产生的影响线
X akaa
• 两跨连续梁，中间支点处的反力
XB
P[k
k (1 k 2 )l1 2l
]
3. 横梁的弯矩影响线
概述
一、斜弯桥的应用情况
1、高等级公路改变了原来路与桥的关系 2、城市立交的大量建设需要异性桥梁 3、设计手段的发展使设计水平提高 4、国外二十世纪六七十年代到达高峰，国内
八九十年代是研究高潮
漳龙高速公路
弯拱桥
弯连续刚构
天目路立交
南浦大桥东引桥
概述
二、计算方法
x [l l
xz
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TD(1 x)] T [l
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2kx l
xz
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D(l
2k
x
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其中：
1
D 2(1 k tg2)
EI k
GI d
2. 内力影响线
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁
• 中间点铰支承连续斜梁
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
第一节 整体斜板桥的受力特点 和构造
• 主要用于小跨度桥梁
– 跨径通常在20米以下
• 全桥一般采用满樘支架整体浇筑
一、影响斜板桥受力的因素
1. 斜交角
两种表示方法
当斜角小于15度时 取斜长按正桥计算
2. 宽跨比b/l
3）由于弹性支承使支点反力减小 X akaa
荷载不作用于计算主梁上时
只有由于横梁分配过来的弹性支承反力对计算 截面产生的影响线
X akaa
• 两跨连续梁，中间支点处的反力
XB
P[k
k (1 k 2 )l1 2l
]
3. 横梁的弯矩影响线
斜交桥分析ppt课件
38
3.11 结合规范PSC设计
4、查看PSC设计结果
39
Thank You !
We Analyze And Design the Future
40
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
41
使用性能荷载组合勾选E(表示弹性验 算荷载组合）用来进行结构的正截面 压应力、斜截面主压应力验算、受拉 区钢筋的拉应力验算。
35
3.11 结合规范PSC设计
1、定义PSC设计参数
36
3.11 结合规范PSC设计
2、定义PSC设计材料
37
3.11 结合规范PSC设计
3、定义PSC设计位置与计算书内容
平面结构计算软件无 法对其进行精确的分析， 限制了此类结构桥型的运 用。
8
2.1 支座反力
钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处 出现较小的反力，还可能出现翘起。
9
2.2 扭矩分布
结构出现较大扭矩，同时对于边梁靠近支承位置处 ，扭矩最大。
10
2.3 弯矩分布
直桥
斜桥
板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢，随斜角的 增大从跨中向钝角部位移动。
31
3.8 定义施工阶段
32
定义时间依存 材料特性；
材龄的含义， 注意收缩与徐变材 龄不一样；
边界条件中， 变形前与变形后的 区别。
3.9 定义分析控制数据
33
3.10 定义荷载组合
34
பைடு நூலகம்.10 定义荷载组合
承载能力荷载组合用来进行 结构的承载力验算（正截面 抗弯、斜截面抗剪等）。
使用性能荷载组合不勾选E用来进行 结构的截面抗裂验算（对于A类预应 力混凝土构件进行正截面抗裂验算时 ，要考虑在荷载长期效应组合下的验 算，但此时规定的荷载长期效应系指 结构恒载和直接施加于桥上的活荷载 产生的效应组合，不考虑间接施加于 桥上其他作用效应。此时程序在验算 时，会自动屏蔽掉间接荷载效应）。
3.11 结合规范PSC设计
4、查看PSC设计结果
39
Thank You !
We Analyze And Design the Future
40
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
41
使用性能荷载组合勾选E(表示弹性验 算荷载组合）用来进行结构的正截面 压应力、斜截面主压应力验算、受拉 区钢筋的拉应力验算。
35
3.11 结合规范PSC设计
1、定义PSC设计参数
36
3.11 结合规范PSC设计
2、定义PSC设计材料
37
3.11 结合规范PSC设计
3、定义PSC设计位置与计算书内容
平面结构计算软件无 法对其进行精确的分析， 限制了此类结构桥型的运 用。
8
2.1 支座反力
钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处 出现较小的反力，还可能出现翘起。
9
2.2 扭矩分布
结构出现较大扭矩，同时对于边梁靠近支承位置处 ，扭矩最大。
10
2.3 弯矩分布
直桥
斜桥
板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢，随斜角的 增大从跨中向钝角部位移动。
31
3.8 定义施工阶段
32
定义时间依存 材料特性；
材龄的含义， 注意收缩与徐变材 龄不一样；
边界条件中， 变形前与变形后的 区别。
3.9 定义分析控制数据
33
3.10 定义荷载组合
34
பைடு நூலகம்.10 定义荷载组合
承载能力荷载组合用来进行 结构的承载力验算（正截面 抗弯、斜截面抗剪等）。
使用性能荷载组合不勾选E用来进行 结构的截面抗裂验算（对于A类预应 力混凝土构件进行正截面抗裂验算时 ，要考虑在荷载长期效应组合下的验 算，但此时规定的荷载长期效应系指 结构恒载和直接施加于桥上的活荷载 产生的效应组合，不考虑间接施加于 桥上其他作用效应。此时程序在验算 时，会自动屏蔽掉间接荷载效应）。
城市弯坡斜桥梁设计与问题精品PPT课件
施工要求： 1、基坑的开挖必须分层分段，且开挖时间不宜过长，每次分层开挖控制
在3米，分段开挖保证在15-20米 2、基坑必须先支撑后开挖，并把握好支撑的细节，基坑的变形要求在受
控的状态； 3、注意在雨天环境下基坑的及时排水，做到少扰动或不扰动基础土体。 4、利用结构混凝土底板尽快形成封闭环，保证基底的支撑刚度。 5、对于地基差、易液化土体，首先应进行地基加固后方可进行开挖施工。
W LF h R (R h ) Q N F h h R (R h ) Q M F h zR (R h ) Q L F R F z ( z h h z )R ( R h )
• 曲线桥梁设计中常见的预应力配置方法 1) 确定外荷载引起的弯矩、扭矩和剪力； 2) 按照抵抗弯矩的要求计算所需预应力钢筋的数量和线形； 3) 移动抗弯预应力钢筋，尽量抵消外扭矩； 4) 计算剩余扭矩和剩余剪力，必要时配置专门的抗扭和抗剪预 应力筋或普通钢筋； 5) 全桥预应力效应校核。
1）圆心角fo 跨长一定，主梁圆心角的大小就代
表了的曲率，圆心角越大，曲率半径就 越小； 2） 桥梁宽度与曲率半径之比
宽桥的活载扭矩大，从而弯矩也大，宽 桥的恒载也产生扭矩荷载 3）弯扭刚度比
增大抗扭惯矩可以大大减小扭转变形 4） 扇性惯矩
薄壁结构的自由扭转、约束扭转、畸变
三、曲线桥梁的支承布置形式
结构或构件强度破坏 弯、剪、扭——构件强度破坏 形成塑性铰 特征：塑性变形
结构体系倾覆、稳定破坏
结构作为刚体失去平衡
体系倾覆
结构转变为机动体系
失稳破坏
特征：先兆不明显、突然破坏
易关注 易忽视
计算模型： 1、在软土地基中的围护结构，墙顶 的支承刚度如何选取？墙顶部的
支承刚度并不是越强越好。支承刚度的匹配、支承位置是保证整体 稳定、极限平衡的关键。 2、计算图示的确定，特别是被动土压力的计算模式，应根据地基土质， 地下水的补给状况，周边可能的地面超载状况，安全合理的确定。
在3米，分段开挖保证在15-20米 2、基坑必须先支撑后开挖，并把握好支撑的细节，基坑的变形要求在受
控的状态； 3、注意在雨天环境下基坑的及时排水，做到少扰动或不扰动基础土体。 4、利用结构混凝土底板尽快形成封闭环，保证基底的支撑刚度。 5、对于地基差、易液化土体，首先应进行地基加固后方可进行开挖施工。
W LF h R (R h ) Q N F h h R (R h ) Q M F h zR (R h ) Q L F R F z ( z h h z )R ( R h )
• 曲线桥梁设计中常见的预应力配置方法 1) 确定外荷载引起的弯矩、扭矩和剪力； 2) 按照抵抗弯矩的要求计算所需预应力钢筋的数量和线形； 3) 移动抗弯预应力钢筋，尽量抵消外扭矩； 4) 计算剩余扭矩和剩余剪力，必要时配置专门的抗扭和抗剪预 应力筋或普通钢筋； 5) 全桥预应力效应校核。
1）圆心角fo 跨长一定，主梁圆心角的大小就代
表了的曲率，圆心角越大，曲率半径就 越小； 2） 桥梁宽度与曲率半径之比
宽桥的活载扭矩大，从而弯矩也大，宽 桥的恒载也产生扭矩荷载 3）弯扭刚度比
增大抗扭惯矩可以大大减小扭转变形 4） 扇性惯矩
薄壁结构的自由扭转、约束扭转、畸变
三、曲线桥梁的支承布置形式
结构或构件强度破坏 弯、剪、扭——构件强度破坏 形成塑性铰 特征：塑性变形
结构体系倾覆、稳定破坏
结构作为刚体失去平衡
体系倾覆
结构转变为机动体系
失稳破坏
特征：先兆不明显、突然破坏
易关注 易忽视
计算模型： 1、在软土地基中的围护结构，墙顶 的支承刚度如何选取？墙顶部的
支承刚度并不是越强越好。支承刚度的匹配、支承位置是保证整体 稳定、极限平衡的关键。 2、计算图示的确定，特别是被动土压力的计算模式，应根据地基土质， 地下水的补给状况，周边可能的地面超载状况，安全合理的确定。
斜拉桥概念设计(下) PPT
混凝土索塔
独柱
钢塔
框架
混凝土＋钢在高度方向分 段 横桥方向
桁架
拱形
钢管混凝土等组合结构
应结合桥位基础(地震烈度)、运输、造价、施工速度和景观等综
合确定。
四 斜拉桥各构件设计
第三节 塔结构形式和截面尺寸 一、索塔的结构形式
4.1 桥塔
顺桥方向
确定索塔的纵向形式要结合桥梁纵向的刚度、施工方法等综合考虑。
4.1 桥塔
四 斜拉桥各构件设计 一、索塔的结构形式 横桥方向
索塔在横桥向的布置和索面布置有关 综合考虑景观、面内刚度和施工难易程度
横桥方向
4.1 桥塔
四 斜拉桥各构件设计 桥塔的横向形式
横桥方向 单柱型
4.1 桥塔 单柱型
四 斜拉桥各构件设计 桥塔的横向形式
横桥方向
菱型
倒Y型
4.1 桥塔
四 斜拉桥各构件设计 桥塔的横向形式
大跨度斜拉桥设计 (下)
三四 斜斜拉拉桥桥的各总构体件设设计计
斜拉桥的主要构件：
1）主塔 2）主梁 3）斜拉索 4）斜拉桥的细节设计
四 斜拉桥各构件设计 塔结构形式和截面尺寸
塔的组成
4.1 桥塔
横桥方向
四 斜拉桥各构件设计
4.1 桥塔
塔结构形式和截面尺寸 索塔根据材料类型可以有：
索塔根据结构形式可以有：
拉索与混凝土主梁的锚固构 造 在主梁顶板设置锚固构造（锚固块）
4 斜拉桥
四 斜拉桥各构件设计 在箱梁内锚固
4 斜拉桥
四 斜拉桥各构件设计 在梁体两侧设锚固、
4 斜拉桥
四 斜拉桥各构件设计
拉索与混凝土塔的锚固构 造 拉索在塔上交叉锚固
4 斜拉桥
斜弯桥设计分析简介
l
2kx l
xz
tg
2 )
D(l
2k
x
tg
2
)]ctg
其中：
D
2(1
1
k tg2)
EI k
GI d
2006年5月
13
内力影响线
2006年5月
14
从影响线可以看出：
• 考虑支承斜向后，实际上即使是简支梁也是超 静定结构，竖向荷载除了产生弯矩剪力外，还 产生扭矩
• 随斜角的增大，纵向弯矩减小、而扭矩增大
5
天目路立交
2006年5月
6
南浦大桥东引桥
2006年5月
7
概述
二、避免斜弯桥的做法
以直代曲 双幅错开代斜
2006年5月
8
概述
三、计算方法
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
2006年5月
9
第一节 斜桥的受力特点和构造
• 斜桥主要用于小跨度桥梁
– 斜交格横向连接刚度较弱，但施工简便 – 正交格横向连接刚度高，但横梁位置在每片梁不同，
模板复杂
2006年5月
24
三、斜梁桥的受力特点
1. 整体浇筑斜梁桥虽然为格子形的离散结构， 在梁距不很大、且设一定数量横梁的情况下， 仍然具有与斜板类似的受力特点
– 斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大； 弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用 下比在集中荷载作用下明显；
– 随可视化技术发展，直接用有限元法计算越 来越容易。
• 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项 内力均比全抗扭支承大得多。
2006年5月
27
四、斜板桥的钢筋布置及构造特点
2kx l
xz
tg
2 )
D(l
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其中：
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k tg2)
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2006年5月
13
内力影响线
2006年5月
14
从影响线可以看出：
• 考虑支承斜向后，实际上即使是简支梁也是超 静定结构，竖向荷载除了产生弯矩剪力外，还 产生扭矩
• 随斜角的增大，纵向弯矩减小、而扭矩增大
5
天目路立交
2006年5月
6
南浦大桥东引桥
2006年5月
7
概述
二、避免斜弯桥的做法
以直代曲 双幅错开代斜
2006年5月
8
概述
三、计算方法
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
2006年5月
9
第一节 斜桥的受力特点和构造
• 斜桥主要用于小跨度桥梁
– 斜交格横向连接刚度较弱，但施工简便 – 正交格横向连接刚度高，但横梁位置在每片梁不同，
模板复杂
2006年5月
24
三、斜梁桥的受力特点
1. 整体浇筑斜梁桥虽然为格子形的离散结构， 在梁距不很大、且设一定数量横梁的情况下， 仍然具有与斜板类似的受力特点
– 斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大； 弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用 下比在集中荷载作用下明显；
– 随可视化技术发展，直接用有限元法计算越 来越容易。
• 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项 内力均比全抗扭支承大得多。
2006年5月
27
四、斜板桥的钢筋布置及构造特点
同济斜弯桥课件第五讲
第五讲：分析实例和支座布置及平面变形跨径组合：33+100+33同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系弯桥分析实例同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例弯桥分析实例号墩发生向下的位时，结构顶、底板的切向应力云图、结构整体的变形图以及竖向位移云图。
从1cm 的沉降时，结构顶板切向应力变左右；底板切向应。
在发生沉降同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例同济大学桥梁工程系阮欣弯桥分析实例同济大学桥梁工程系阮欣纵向弯曲单，说明改变支承条件是调整结构内本例中对仅弯曲进行了约束，由于弯扭耦合作用支承断面的扭矩却减同济大学桥梁工程系阮欣支座布置同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣、竖向支承布置（续）图中显示了三跨连续弯梁（跨径）在不同支承方式、不、竖向支承布置（续）由于连续弯桥中间支承采用独柱墩不但可以节省工程造价，还可以改善桥下视野，因此在城市立交的匝道中被广泛采用。
置多跨中间独柱墩。
支座布置同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系阮欣支座布置、上海市南浦大桥浦东引桥连续弯箱梁支承布置为了限制横向变形，桥墩台将承受很大的横向水平力，必然增加下部结构的造价，同时主梁也要承担一定的横向弯矩。
也大大降低，而活动端的平面旋转角极小，这对于使用橡胶型伸缩缝不会有困难。
同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣。
斜拉桥ppt课件
2021精选ppt
主跨排前十的斜拉桥
2021精选ppt
孔跨布局
❖ 双塔三跨：主跨跨径较大，适用于跨越较宽 的河流及海面。边主跨之比应考虑全桥的刚 度、拉索的疲劳强度等因素。对于公路桥梁， 合理的边主跨之比为0.4~0.45，铁路桥梁宜 为0.2~0.25.
2021精选ppt
2021精选ppt
2021精选ppt
斜拉桥的施工
❖ 前面所介绍的梁式桥与拱桥的施工方法大体 可归纳为有支架施工法、悬臂施工法、顶推 施工法、转体施工法。虽然这几种方法同样 可以用在斜拉桥的建造上，但是最适宜的方 法是悬臂施工法，其余三种方法一般只能用 在河水较浅或修建在旱地上的中、小跨径斜 拉桥。
2021精选ppt
2021精选ppt
漂浮体系
❖ 特点：塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有 支承外，其余部分全用拉索悬吊，属于一种 在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。
❖ 为了抵抗由风力等引起主梁的横向水平位移， 一般在塔柱与主梁之间设置侧向限位支座。
2021精选ppt
2021精选ppt
❖ 优点： （1）主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值； （2）温度、收缩和徐变次内力均较小； （3）可以吸震消能。 ❖ 缺点：当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，
斜拉桥
❖ 组成：主梁、索塔和斜拉索。 ❖ 主梁：一般采用混凝土结构、钢-混凝土组合
结构或钢结构。 ❖ 索塔：大都采用混凝土结构。 ❖ 斜拉索：采用高强材料（高强钢丝或钢绞线） ❖ 荷载传递路径：斜拉索的两端分别锚固在主
梁和索塔上，将主梁的恒载与车辆荷载传递 至索塔，再通过索塔2021传精选至ppt 地基。
索与梁的锚固形式
❖ 顶板锚固块：以箱梁顶板为基础，向上下两 个方向延伸加厚。拉索水平分力传至梁截面， 垂直分力由加劲肋斜杆平衡。适用：箱内具 有加劲斜杆的单索面斜拉桥。
第八章斜拉桥(分析“斜拉桥”文档)共73张PPT
（1）结构体系比选； （2）跨径划分； （3）主梁的结构形式； （4）主塔的结构形式； （5）拉索的布置； （6）构造细节设计。
➢根据塔梁墩连接形式进行结构体系选定 悬浮体系、半悬浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
可提高抗裂性能。
➢ 4、通过调整索力，对主梁内力进行调整，可以得到最优恒 载内力状态。
➢ 5、可以采用传统施工方法，如悬臂施工等。
§ 8.2 斜拉桥的构造
主梁
➢ 斜拉桥主梁按材料不同分：
（1）钢梁（钢斜拉桥） （2）混凝土梁（混凝土斜拉桥） （3）结合梁（结合梁斜拉桥） （4）混合梁（混合梁斜拉桥）
风嘴形实体或厚边板传递，垂直分力则需要在斜腹板内设置预应力筋来 抵抗。适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
塔梁索锚固体系
➢斜拉索在梁上的锚固方式
➢5、梁底锚固式 锚固简单，在肋中按斜拉索的倾角设置管道，拉索通过管道
锚固在梁底。适用于双索面斜拉索。
§ 8.3 斜拉桥的设计构思
➢ 斜拉桥设计构思应根据工程的经济性、适用性，同时兼顾美学 效果，内容包括：
• 塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用斜 拉索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜拉索。
• 特点：可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。缺点 是：悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，成桥后解除临时 固结时，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系斜拉桥 产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁底部位设置 高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
15~30m（混凝土斜拉桥） 30~60m（钢斜拉桥）
§ 8.2 斜拉桥的构造
斜拉索
➢2）斜拉索的布置
➢ 索距布置分为稀索和密索两种形式。
➢根据塔梁墩连接形式进行结构体系选定 悬浮体系、半悬浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
可提高抗裂性能。
➢ 4、通过调整索力，对主梁内力进行调整，可以得到最优恒 载内力状态。
➢ 5、可以采用传统施工方法，如悬臂施工等。
§ 8.2 斜拉桥的构造
主梁
➢ 斜拉桥主梁按材料不同分：
（1）钢梁（钢斜拉桥） （2）混凝土梁（混凝土斜拉桥） （3）结合梁（结合梁斜拉桥） （4）混合梁（混合梁斜拉桥）
风嘴形实体或厚边板传递，垂直分力则需要在斜腹板内设置预应力筋来 抵抗。适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
塔梁索锚固体系
➢斜拉索在梁上的锚固方式
➢5、梁底锚固式 锚固简单，在肋中按斜拉索的倾角设置管道，拉索通过管道
锚固在梁底。适用于双索面斜拉索。
§ 8.3 斜拉桥的设计构思
➢ 斜拉桥设计构思应根据工程的经济性、适用性，同时兼顾美学 效果，内容包括：
• 塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用斜 拉索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜拉索。
• 特点：可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。缺点 是：悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，成桥后解除临时 固结时，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系斜拉桥 产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁底部位设置 高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
15~30m（混凝土斜拉桥） 30~60m（钢斜拉桥）
§ 8.2 斜拉桥的构造
斜拉索
➢2）斜拉索的布置
➢ 索距布置分为稀索和密索两种形式。
《斜交板桥》课件
THANKS
感谢观看
复合材料
利用复合材料如碳纤维、玻璃纤维等，增强斜交板桥的结构性光纤等，实现斜交板桥的自适应调 节和智能化监控。
新技术的应用
数值模拟技术
01
利用数值模拟技术进行斜交板桥的结构分析和优化设计，提高
设计效率。
3D打印技术
02
应用3D打印技术制造斜交板桥的预制构件，实现个性化定制和
快速建造。
健康监测技术
03
采用无线传感器网络和大数据分析等健康监测技术，实时监测
斜交板桥的结构状态，为维修保养提供科学依据。
绿色环保设计
节能设计
优化斜交板桥的结构设计，降低能耗和资源消耗，实现节能减排 。
生态保护
在斜交板桥的设计中考虑生态保护，减少对周边环境的破坏和污 染。
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源为斜交板桥供电，实现绿色能源 利用。
景观桥梁
为了满足景观要求，一些 景观桥梁也采用斜交板桥 结构，以增加桥梁的美观 性。
02
斜交板桥的设计与构造
设计原则
结构安全
斜交板桥的设计应确保 结构安全，满足承载能
力和稳定性要求。
经济性
在满足安全性和功能性 的前提下，应尽量降低 斜交板桥的造价，提高
经济性。
耐久性
斜交板桥的设计应考虑 材料的耐久性和防腐性 能，以延长桥梁的使用
寿命。
环保性
设计时应考虑斜交板桥 对环境的影响，尽量减 少对周围生态环境的破
坏。
构造材料
混凝土
混凝土是斜交板桥的主要构造材 料，具有抗压强度高、耐久性好
等优点。
钢材
钢材用于斜交板桥的支撑结构和连 接部位，具有强度高、塑性好等优 点。
斜弯桥计算分析ppt
2020/10/19
六、斜梁格法
基本思路
– 将桥面比拟成由纵梁与横梁组成的梁格， – 全桥只有一根与主梁垂直的横梁， – 不考虑主梁与横梁的抗扭刚度
2020/10/19
1. 横向分配系数的计算公式
1)三根主梁时
2020/10/19
求解思路
取中间横梁为脱 离体，用力法 求解
2020/10/19
• 正交横梁斜梁桥的横向分布性能比斜交 横梁斜梁桥好，并且横向刚度越大，横 向分布性能越好；
• 在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯 矩不对称，弯矩峰值向钝角方向靠拢， 边梁尤其明显；
• 横梁和桥面的刚度越大，斜交的影响就 越大，斜桥的特征就越明显。
2020/10/19
二、斜梁桥常用计算方法
• 结构力学单梁计算+横向分布理论 • 计算正桥内力 斜桥修正系数
– 为承担很大的支反力，应在钝角底面平行 于角平分线方向上设置附加钢筋
2020/10/19
2020/10/19
• 斜板桥在运营过程中，在平面内有向锐 角方向转动的趋势，如果板的支座没有 充分锚固住，应加强锐角处桥台顶部的 耳墙，使它免遭挤裂。
2020/10/19
第二节 整体式斜板桥的计 算
• 计算方法根据对各向同性斜板的分析而 获得
3. 跨中剪力计算
跨中截面剪力有所增大，但是不控制设计。 可以近似地按正桥计算后，乘以系数：
2020/10/19
2020/10/19
4. 设计计算时的其它要点
– 斜梁中最大弯矩向钝角方向偏移，在跨中 梁两侧各l/8范围内均按最大弯矩考虑
– 对于小跨径斜桥，其它截面弯矩仍可按二 次抛物线内插
– 剪力包络图可近似地采取支点值与跨中值 的直线连接图形
同济斜弯桥课件第四讲
第四讲：平面弯桥的设计计算
曲梁微段静力平衡方程曲梁几何方程J内力应变关系J符拉索夫方程
同济大学桥梁工程系阮欣
同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系阮欣同济大学桥梁工程系
同济大学桥梁工程系阮欣•简支超静定曲梁的计算
同济大学桥梁工程系阮欣
同济大学桥梁工程系阮欣抗扭支承，则力法方程具有类似于直桥的三弯矩方程的形式。
弯桥横向分布计算之——
同济大学桥梁工程系阮欣1、适用条件及基本假设
主梁挠度
同济大学桥梁工程系阮欣
1、适用条件及基本假设
化规律，可利用横向分布转化为平面问题。
1、适用条件及基本假设
1、适用条件及基本假设
同济大学桥梁工程系2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
同济大学桥梁工程系2、思路及计算方法
P e ⋅2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
2、思路及计算方法
和100的
、、曲线
i A i B i C 同济大学桥梁工程系阮欣
按薄顶板的形心轴计算；2-3、3-4、6-7、7-8按厚板的形心轴
可以近似取为相应抗弯惯矩的两倍。
同济大学桥梁工程系阮欣
横隔板时，横隔板位置处一般也应设置横向构件。
扭转中心扭转中心弯扭耦合。
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以直代曲 双幅错开代斜
8
概述
三、计算方法
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
9
第一节 斜桥的受力特点和构造
• 斜桥主要用于小跨度桥梁
– 跨径通常在20米以下
• 全桥一般采用满樘支架整体浇筑 • 也有装配式斜梁桥
10
一、斜桥受力的空间性
1. 简支单斜梁内力
• 随斜角的增大，纵向弯矩减小、而扭矩增大
15
2、斜桥受力的空间性
1）斜交角
两种表示方法 当斜角小于15度时 取斜长按正桥计算
16
2）宽跨比b/l
宽桥对斜支承敏感 窄桥斜支承只影响支承局部
3）支承形式
支承个数 支承方向 是否弹性支承
17
二、斜板桥的受力特点
1. 纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b 的矩形板小，并随斜交角的增大而减小
• 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项 内力均比全抗扭支承大得多。
27
四、斜板桥的钢筋布置及构造特点
1. 桥梁宽度较大时，纵向钢筋，板中央垂 直于支承边布置，边缘平行于自由边布 置；横向钢筋平行于支承边布置。
28
29
2. 窄斜板桥。纵向钢 筋平行于自由边布 置；横向钢筋，跨 中垂直于自由边布 置，两端平行于支 承边布置
斜弯桥设计分析简介
概述
一、斜弯桥的应用情况
1、高等级公路改变了原来路与桥的关系 2、城市立交的大量建设需要异性桥梁 3、设计手段的发展使设计水平提高 4、国外二十世纪六七十年代到达高峰，国内
八九十年代是研究高潮
2
漳龙高速公路
3
弯拱桥
4
弯连续刚构
5
天目路立交
6
南浦大桥东引桥
7
概述
二、避免斜弯桥的做法
6. 横向弯矩比正板大得多
21
7. 支承边上的反力很不均匀，钝角角隅处 的反力可能比正板大数倍，而锐角处的 反力却有所减小，甚至出现负反力
22
8. 斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大 的扭矩
23
三、斜梁桥的受力特点
• 斜梁桥是由多根纵梁及横梁组成的斜格子梁桥 • 横梁与纵梁可以斜交，也可以正交
1）l1.3b， 50°时 作为宽度 b，计算跨径 l 的矩形板
桥来计 Mx 配筋平行于板边方向 My配筋平行于支承边方向
39
2）l=1.3b~0.7b时
– 75°时 作为宽度 b，计算跨径 a 的矩
形板桥来计算 Mx 配筋中央垂直于支承边方
向，边缘平行与板边 My配筋平行于支承边方向
40
– 75° > 50°时 作为宽度 b，计算跨径(a+l)/2
37
第二节 斜桥的简化计算
• 一、斜板简化计算
– 实用计算——图表法
• 用上述方法进行参数分析，统计结果列成图标供 设计人员查找。
– 随可视化技术发展，直接用有限元法计算越 来越容易。
38
1、斜板桥的粗略计算
Olsen根据有限元参数化分析统计结果，提出的将斜桥转化 成正桥的简化方法，我国2004版公路桥梁中推荐的方法。
– 斜交格横向连接刚度较弱，但施工简便 – 正交格横向连接刚度高，但横梁位置在每片梁不同，
模板复杂
24
三、斜梁桥的受力特点
1. 整体浇筑斜梁桥虽然为格子形的离散结构， 在梁距不很大、且设一定数量横梁的情况下， 仍然具有与斜板类似的受力特点
– 斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大； 弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用 下比在集中荷载作用下明显；
18
2. 荷载有向支承 边的最短距离 传递分配的趋 势
19
3. 纵向最大弯矩的位置，随斜角的增大从 跨中向钝角部位移动
20
4. 除了斜跨径方向的主弯矩外，在钝角 部位的角平分线垂直方向上，将产生 接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩
5. 钝角由于巨大的反力，在底面有将角 向上翻起的变形趋势，因此，产生顺 角平分线方向的正弯矩
Qx Tx M
P x T ctg
ll
P (l x) D x tg
l
x
P
x [l l
xz
D(l
TD(1 x)] T [l
l
2kx l
xz
tg
2 )
D(l
2k
x
tg
2
)]ctg
其中：
D
2(1
1
k tg2)
EI k
GI d
13
内力影响线
14
从影响线可以看出：
• 考虑支承斜向后，实际上即使是简支梁也是超 静定结构，竖向荷载除了产生弯矩剪力外，还 产生扭矩
• 橡胶支座
33
五、斜桥的变形与支座布置
• 2、水平支承活动方向
– 固定点为圆心的放射方向
正确的活动方向
错误的活动方向
34
五、斜桥的变形与支座布置
• 3、平面内的转动
– 斜板桥在运营过程中，在平面内有向锐角 方向转动的趋势
– 应加强锐角处桥台顶部的耳墙，使它免遭 挤裂。
35
斜桥平面转动的原因
汽车制动转动力
常年温差转动力
36
第二节 斜桥的简化计算
• 一、斜板简化计算
– 斜交板挠曲微分方程至今无法通过解析法求 解，只能通过数值法求解。
– 求解方法有三类：
• 差分法（1950年代） • 有限元法（1960年代有限元法出现后） • 模型试验法（通过锡箔模型实测斜板的变形，反
推应力分布，日本学者1950年代）
11
0 x P (l
x
l l
T ctg
l
x) D x tg
x) (xz Dx)
T[1 D(1 2kx
l
T l
[l
xz
D(l
tg 2 )]
2kx tg
2
)]
ctg
其中：
D
2(1
1
k tg2)
EI k
GI d
12
x xz l 时：
– 在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯矩不对称， 弯矩峰值向钝角方向靠拢，边梁尤其明显。
25
2. 装配式斜梁桥
– 一期恒载受力接近于正桥 – 梁端必须考虑斜交的影响 – 二期恒载受力有明显斜桥特点
26
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁 • 中间点铰支承连续斜梁
• 竖向荷载作用下两者在剪力和弯矩相差不大， 中间点铰支承时扭矩比全抗扭支承大。
30
3. 局部加强钢筋
– 在距自由边一倍板厚的范围内设置加强箍 筋，抵抗板边扭矩
– 为承担很大的支反力，应在钝角底面平行 于角平分线方向上设置附加钢筋
– 为承担钝角顶面垂直与角平分线方向的负 弯矩，钝角顶面应布置垂直于角平分线方 向的钢筋
31
32
五、斜桥的变形与支座布置
• 1、竖向支承
– 要考虑支反力的不均匀性 – 防止支座脱空与超载 – 弹性支承可以大大减小反力不均匀性
8
概述
三、计算方法
1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断
9
第一节 斜桥的受力特点和构造
• 斜桥主要用于小跨度桥梁
– 跨径通常在20米以下
• 全桥一般采用满樘支架整体浇筑 • 也有装配式斜梁桥
10
一、斜桥受力的空间性
1. 简支单斜梁内力
• 随斜角的增大，纵向弯矩减小、而扭矩增大
15
2、斜桥受力的空间性
1）斜交角
两种表示方法 当斜角小于15度时 取斜长按正桥计算
16
2）宽跨比b/l
宽桥对斜支承敏感 窄桥斜支承只影响支承局部
3）支承形式
支承个数 支承方向 是否弹性支承
17
二、斜板桥的受力特点
1. 纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b 的矩形板小，并随斜交角的增大而减小
• 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项 内力均比全抗扭支承大得多。
27
四、斜板桥的钢筋布置及构造特点
1. 桥梁宽度较大时，纵向钢筋，板中央垂 直于支承边布置，边缘平行于自由边布 置；横向钢筋平行于支承边布置。
28
29
2. 窄斜板桥。纵向钢 筋平行于自由边布 置；横向钢筋，跨 中垂直于自由边布 置，两端平行于支 承边布置
斜弯桥设计分析简介
概述
一、斜弯桥的应用情况
1、高等级公路改变了原来路与桥的关系 2、城市立交的大量建设需要异性桥梁 3、设计手段的发展使设计水平提高 4、国外二十世纪六七十年代到达高峰，国内
八九十年代是研究高潮
2
漳龙高速公路
3
弯拱桥
4
弯连续刚构
5
天目路立交
6
南浦大桥东引桥
7
概述
二、避免斜弯桥的做法
6. 横向弯矩比正板大得多
21
7. 支承边上的反力很不均匀，钝角角隅处 的反力可能比正板大数倍，而锐角处的 反力却有所减小，甚至出现负反力
22
8. 斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大 的扭矩
23
三、斜梁桥的受力特点
• 斜梁桥是由多根纵梁及横梁组成的斜格子梁桥 • 横梁与纵梁可以斜交，也可以正交
1）l1.3b， 50°时 作为宽度 b，计算跨径 l 的矩形板
桥来计 Mx 配筋平行于板边方向 My配筋平行于支承边方向
39
2）l=1.3b~0.7b时
– 75°时 作为宽度 b，计算跨径 a 的矩
形板桥来计算 Mx 配筋中央垂直于支承边方
向，边缘平行与板边 My配筋平行于支承边方向
40
– 75° > 50°时 作为宽度 b，计算跨径(a+l)/2
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第二节 斜桥的简化计算
• 一、斜板简化计算
– 实用计算——图表法
• 用上述方法进行参数分析，统计结果列成图标供 设计人员查找。
– 随可视化技术发展，直接用有限元法计算越 来越容易。
38
1、斜板桥的粗略计算
Olsen根据有限元参数化分析统计结果，提出的将斜桥转化 成正桥的简化方法，我国2004版公路桥梁中推荐的方法。
– 斜交格横向连接刚度较弱，但施工简便 – 正交格横向连接刚度高，但横梁位置在每片梁不同，
模板复杂
24
三、斜梁桥的受力特点
1. 整体浇筑斜梁桥虽然为格子形的离散结构， 在梁距不很大、且设一定数量横梁的情况下， 仍然具有与斜板类似的受力特点
– 斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大； 弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用 下比在集中荷载作用下明显；
18
2. 荷载有向支承 边的最短距离 传递分配的趋 势
19
3. 纵向最大弯矩的位置，随斜角的增大从 跨中向钝角部位移动
20
4. 除了斜跨径方向的主弯矩外，在钝角 部位的角平分线垂直方向上，将产生 接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩
5. 钝角由于巨大的反力，在底面有将角 向上翻起的变形趋势，因此，产生顺 角平分线方向的正弯矩
Qx Tx M
P x T ctg
ll
P (l x) D x tg
l
x
P
x [l l
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TD(1 x)] T [l
l
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2 )
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x
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2
)]ctg
其中：
D
2(1
1
k tg2)
EI k
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13
内力影响线
14
从影响线可以看出：
• 考虑支承斜向后，实际上即使是简支梁也是超 静定结构，竖向荷载除了产生弯矩剪力外，还 产生扭矩
• 橡胶支座
33
五、斜桥的变形与支座布置
• 2、水平支承活动方向
– 固定点为圆心的放射方向
正确的活动方向
错误的活动方向
34
五、斜桥的变形与支座布置
• 3、平面内的转动
– 斜板桥在运营过程中，在平面内有向锐角 方向转动的趋势
– 应加强锐角处桥台顶部的耳墙，使它免遭 挤裂。
35
斜桥平面转动的原因
汽车制动转动力
常年温差转动力
36
第二节 斜桥的简化计算
• 一、斜板简化计算
– 斜交板挠曲微分方程至今无法通过解析法求 解，只能通过数值法求解。
– 求解方法有三类：
• 差分法（1950年代） • 有限元法（1960年代有限元法出现后） • 模型试验法（通过锡箔模型实测斜板的变形，反
推应力分布，日本学者1950年代）
11
0 x P (l
x
l l
T ctg
l
x) D x tg
x) (xz Dx)
T[1 D(1 2kx
l
T l
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其中：
D
2(1
1
k tg2)
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GI d
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x xz l 时：
– 在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯矩不对称， 弯矩峰值向钝角方向靠拢，边梁尤其明显。
25
2. 装配式斜梁桥
– 一期恒载受力接近于正桥 – 梁端必须考虑斜交的影响 – 二期恒载受力有明显斜桥特点
26
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁 • 中间点铰支承连续斜梁
• 竖向荷载作用下两者在剪力和弯矩相差不大， 中间点铰支承时扭矩比全抗扭支承大。
30
3. 局部加强钢筋
– 在距自由边一倍板厚的范围内设置加强箍 筋，抵抗板边扭矩
– 为承担很大的支反力，应在钝角底面平行 于角平分线方向上设置附加钢筋
– 为承担钝角顶面垂直与角平分线方向的负 弯矩，钝角顶面应布置垂直于角平分线方 向的钢筋
31
32
五、斜桥的变形与支座布置
• 1、竖向支承
– 要考虑支反力的不均匀性 – 防止支座脱空与超载 – 弹性支承可以大大减小反力不均匀性