斜拉桥结构组成及设计.ppt

第二章 斜拉桥的构造
第一节 主梁构造
第二节 索塔构造
第三节 拉索构造
第一篇 混凝土斜拉桥
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第一节 主梁构造
主梁作用体现三个方面：
1）将结构重力和可变作用传给拉索；
2）承受拉索的轴向压力，需有足够的刚度防止横梁。
所有的塔柱、横梁共同参与风力、地震及汽车荷载作用。
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二、混凝土塔构造
塔柱截面分成两类：
矩形
非矩形截面。
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采用实心矩形截面时，拉索穿过塔柱交错锚固于塔轴线两侧。也可把塔柱截面变成H形。
采用空心矩形截面时，拉索锚固箱室中，箱室内壁增设锚固用的锯齿形凸块，或在箱内设置钢横梁来锚固。
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非矩形截面塔柱包括五角形、六角形、八角形等，可采用实心，也可采用空心截面。
空心截面需在每一层拉索锚头处增设水平隔板，作用有二：
1、有利于将索力传递到塔柱全截面上；
2、在施工阶段和养护时可作为工作平台。
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拉索须具备抗疲劳性、耐久性和抗腐蚀性。
拉索包括钢索和两端锚具两部分，钢索承受拉力，锚具传递索力。
一、拉索构造
拉索由高强度钢丝或钢绞线制作。
组成钢索的钢丝、钢绞线要排列整齐、规则；
钢索断面应紧密并易于成型，受力均匀；
钢索的型式便于穿过预埋管道，易于锚固；
钢索易于防护和施工安装等。
第三节 拉索构造
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第二章 斜拉桥的构造
主要采用两种拉索：平行钢丝和平行钢绞线。
1、平行钢丝拉索与冷铸锚
平行钢丝索经涂脂处理后按正六边形平行、捆扎成束后，加缠高强度聚脂包带和热挤高密度聚乙烯塑料（HDPE）护套或染色PE护套，两端安装钢套管和锚具。
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平行钢丝索截面示例
将若干根钢丝平行集拢、同轴同向加以适当扭绞，由此而使各根钢丝相互间形成一种特殊的平行状态，称为半平行钢丝索。
半平行钢丝索实例
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第二章 斜拉桥的构造
平行钢丝拉索的结构分为三个部分。
①锚固部分：分张拉端锚固与固定端锚固；张拉端由锚筒、锚圈、锚垫板、防护罩等组件组成；固定端由锚饼、锚垫板、防护罩组成。
②过渡部分：由钢导管、锚筒过渡延伸钢管、减振器、防水罩等组成；
③中间部分：由高强钢丝、玻璃丝带，PE防护、缠包带等组成。
圆钢丝直径常用5mm、7mm两种，钢丝抗拉标准强度不少于1570MPa。
1-张拉端锚筒；2-锚圈；3-锚垫板；4-过渡钢管；5-拉索；6-平行钢丝；7-固定端锚饼；8-2层玻璃丝带或2层涤纶带；9-热挤PE塑料护套；10-PVE缠包带
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平行钢丝索的锚固采用冷铸墩头锚。
千斤顶通过与锚杯内缘螺纹连接进行张拉，张拉后拧紧锚杯外缘螺母即可传力。
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平行钢丝拉索采用的冷铸锚头
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2. 平行钢绞线拉索
将平行钢丝索中的钢丝换成钢绞线即成为平行钢绞线索。
钢绞线由7根Ф5mm或7mm的钢丝绞制成单股钢束（Ф 15mm），各单股钢束平行排列，形成钢绞线。
单根钢丝标准抗拉强度>1860MPa，国外钢绞线（美国、日本）>2000MPa。
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平行钢绞线斜拉索采用的夹片式群锚
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第二章 斜拉桥的构造
二、拉索的锚固
1. 斜拉索与混凝土梁的锚固
1）顶板设置锚固块
适用于单索面有加劲斜杆的箱梁。
拉索锚固在顶板与斜拉杆交叉点处的锚固块上。
拉索水平分力通过锚固块传给顶板后再到箱梁全截面，垂直分力由一对加劲斜杆承受。
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2）箱梁内设横隔板锚固
用于分离式双箱的混凝土主梁，也适用于单索面多室箱梁。
锚固构造位于箱梁顶板下两个腹板之间，与顶板、腹板固结在一起。
拉索的水平分力由锚固块传递给顶板再扩散到主梁全截面，垂直分力则由锚固块传给左右腹板。
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斜拉索的锚头示例
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3）在箱梁内设斜隔板锚固
在箱梁内设斜向隔板，其斜度与拉索一致。拉索锚固于箱梁底板。
拉索的水平分力通过隔板四周的顶板、腹板和底板传给主梁，垂直分力由斜隔板两侧的腹板以剪力形式传递。
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4）在梁体两侧设锚固块
双索面斜拉桥常用的锚固构造。锚固块放在主梁两侧风嘴形实体块下面，或较厚的倾斜边腹板下面。
拉索的水平分力通过风嘴形实体或斜腹板传递，而垂直分力则需在斜腹板内设置一定数量的竖向预应力筋束来承受。
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5）在梁底设置锚固块
适用于截面较小的实体双主梁或板式梁。
梁中设置与拉索倾角相同的管道，拉索穿过管道后锚固于梁底。
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总结—斜拉索与混凝土梁的锚固方法：
1）顶板设置锚固块
2）箱梁内设横隔板锚固
3）在箱梁内