斜拉桥根据纵向斜缆布置有辐射、扇形、竖琴形 (1) 辐射形: 1、辐射形
这种布置方法是将全部拉索汇集到塔顶,使各根拉索都具有可能的最大倾角。由于索力主要由垂直力的需要而定,因此拉索拉力较小;而且辐射索使结构形成几何不变体系,对变形及内力分布都有利。这种做法的缺点是:有较多数量的拉索汇集到塔顶,将使锚头拥挤,构造处理较困难;塔身从顶到底都受到最大压力,自由长度较大,塔身刚度要保证压曲稳定的要求。另外,拉索倾角不一,也使锚具垫座的制作与安装稍显复杂。例如:
湛江海湾大桥主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥,运用辐射式斜拉桥结构原理,斜拉桥主跨为480米,钢砼混合箱梁结构,斜拉桥边跨跨度为120米+60米。该桥水深达20m,基础深达104m、塔高达150m,技术难度大,工程非常艰巨,是我省继虎门大桥之后建设的最大规模的桥梁工程。桥位所处的麻斜海湾水面宽约2.5公里,最大水深20米。通航净宽400米,净高48米,主跨480米,桥宽6车道.可以通航标准为5万吨级货轮。斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。
还有就是世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置.该桥由107.7+440.0+106.9米3跨组成,边跨和桥台固结,主跨无索区设一个剪力铰。为了避开50米水深和不良地质条件,采用了很大的中跨;又因主梁采用悬臂浇筑法(见混凝土桥架设)施工,采用了长36.23米,重2.5万吨起平衡作用的重力式桥台,其上也锚固部分缆索,并配置了预应力钢筋,形成三向预应力混凝土结构。主梁高度仅2.5米,跨高比为176;桥宽22.5米,宽高比为9;主梁采用流线形的单箱三室封闭式截面,但在中跨的中部因轴向压力较小,为减轻自重,采用了半封闭式的箱形截面。塔墩在基础顶面以上高达102.5米,立面上呈柱型,横桥向采用斜腿门型塔柱,有两道横撑,具有较好的抗风稳定性。80%高度的塔墩采用提升式模板施工。缆索布置采用折中型,由根数不同的直径15.2毫米钢绞线组成,钢绞线则由7根钢丝组成。缆索外套聚乙烯管,内注水泥砂浆防锈。缆索索距为8.16米,采用BL(Barrios de Luna)型锚具,具有耐疲劳、可以现场制造的优点。为了加大中跨的刚度,位于边跨桥台平衡重部分的斜缆索,按45°倾斜角布置。该桥为预应力混凝土斜张桥,比钢斜张桥经济。主梁采用悬臂浇筑法施工,平均每周可浇筑两
个
节段,合8.16米。.
2、平行形(竖琴形)
这种形式中各拉索彼此平行,因此各索倾角相同。各对拉索分别连接在索塔的不同高度上,索与塔的连接构造易于处理;由于倾角相同,各索的锚固设备构造相同,塔中压力逐段向下加大,有利于塔的稳定性。但是这种形式索的用钢量大;由于各对索拉力的差别,将在塔身各段产生较大的弯矩;由于是几何可变体系,对内力及变形的分布较不利,不过可以用边跨内设置辅助墩的办法来加以改善。例如:
跨径居世界第一的竖琴式斜拉桥日前在湖南长沙建成。
这座横跨浏阳河、贯通长沙市二环线的桥梁名为“洪山大桥”。为将其建成长沙市的标志性建筑,湖南大学桥梁工程系主任、桥梁设计专家、博士生导师邵旭东教授率领课题组经过反复论证,将其成功地设计为竖琴式斜拉桥。
竖琴式斜拉桥又称无背索的斜塔斜拉桥,它是凭单边的拉索和桥塔的重量以及适度的倾斜来实现桥的平衡的。“洪山大桥”外观雄伟,造型优美,填补了中国桥梁设计领域的一项空白。
据了解,此前世界上已建成的竖琴式斜拉桥仅有三座,分别坐落在西班牙、韩国和捷克,其中跨径最大的为二百米。而长沙“洪山大桥”跨径为二百零六米,属世界第一。
3、扇形
扇形是介于辐射形和平行形之间的形式,一般在塔上和梁上分别按等间距布置,兼顾了以上两种形式的优点而减少其缺点,因此有较多的斜拉桥采用这种形式。例如:
三县洲闽江大桥主桥设计成独塔单索面,倒Y型塔高125米,扇形索布置;北汊一跨过江,
跨径238米;南汊利用地形,结合实际多跨布置,斜拉桥部分长179米,梁桥部分长160米。大桥设计与周围环境协调,巍巍桥塔耸立洲上,将与两岸建筑斗艳,与南岸风光争辉。
(2) 香港汀九桥
汀九桥是世界上第一座多跨连续斜拉桥,该桥三桥五塔,主跨为(475m+448m)的结合梁,
桥面为双向3车道车行道,由两块桥面板组成,中间设置5.5m宽的伸缩缝。桥塔为独柱型,三索面成扇形布置。
制作人:杨喻翔
岩土091班
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