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橋塔用于懸索橋和斜拉橋。 構(gòu)造、作用、截面形式等介紹兩者的橋塔形式。 作用： 支承主纜，分擔(dān)大纜所受的豎向力，在風(fēng)力和地震力作用下，對總體穩(wěn)定提供保證。 英國塞文橋 橫橋向 （1）剛構(gòu)式： 形式：懸索兩個平面，兩根立柱支撐--單層(橫梁)；為使整個橋塔在橫向能承受懸索和橋面系上全部橫向風(fēng)荷載的剛性，在塔定和橋下設(shè)強大的橫系梁--多層橫梁（塔高時）。 特點：單層(橫梁)或多層(橫梁)的門架式，這種形式在外觀上明快簡潔，它既能適應(yīng)鋼橋塔，又能用于混凝土橋塔。 坦卡維爾橋 奧克蘭海灣大橋 葡萄牙里斯本大橋 明 ( 2 )桁架式 形式：在兩根塔柱之間，為增強橋塔橫向剛度，除了有水平的橫梁之外還具有若干組交叉的斜桿，形成桁架式結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：橋塔在橫向采用這種結(jié)構(gòu)形式，無論在塔頂水平變位、用鋼數(shù)量(經(jīng)濟性)及塔架內(nèi)力(功能性)等方面均較有利。在風(fēng)力和地震力引起橋軸垂直方向的塔頂水平位移最小。 缺點：由于交叉斜桿的施工對混凝土橋塔有較大的困難，因而這種形式一般只能適用于鋼橋塔。 日本大橋 美國特拉華紀(jì)念橋 ( 3 )混合式 形式：由以上的剛構(gòu)式與桁架式可以組成混合式出塔架。這種形式一般在橋面以上不設(shè)交叉斜桿， 特點：在景觀上可以保留剛構(gòu)式的明快簡潔，而在橋面以下設(shè)置少量交叉斜桿以改善塔架的功能(內(nèi)力)性和經(jīng)濟(耗鋼)性。由于具有交叉斜桿的關(guān)系，此種形式也只宜用于鋼橋塔。 英國福斯公路大橋
美國麥金納克橋
美國金門大橋 順橋向
(1)剛性塔（矮而胖）：指塔頂水平變位量相對較小的橋塔。 適用：多塔(橋塔數(shù)量為3個或3個以上)，特別中間的橋塔。 作用：通過提高橋塔的縱向剛度來控制其塔頂?shù)目v向變位，從而減小梁內(nèi)的應(yīng)力。 (2)柔性塔（高而細(xì)）：指塔頂水平變位量相對較大的橋塔，也就是相對于剛性塔而言的。
美國塔科馬橋 適用：大跨度三跨(雙塔)形式中，橋塔幾乎全是做成柔性的。一般是塔柱下端作成固接的單柱形式。 (3)擺柱塔 適用：搖柱塔為下端做成鉸接的單柱形式。它一般只用于跨度較小的懸索橋。很少用。
我國鹽邊縣手攀巖大橋 1、橋塔的高度(以橋面以上的橋塔高度為準(zhǔn))來說 懸索橋塔高(1／9～1／11)L，斜拉橋塔高(1／4～1／5)L，L主孔跨度，懸索橋的橋塔高度大致僅為斜拉橋的一半。 2、塔架(橋塔在橋梁橫向的布置形式)的形狀來說 斜拉橋豐富： （1）斜單索面與雙索面、平面索與立體索等。 （2）簡單獨柱式、雙柱式、單層或多層門式構(gòu)架，和較復(fù)雜的H形、A形、倒V形以及倒Y形等塔架。 懸索橋簡單：絕大部分為單層或多層門式構(gòu)架，另有一部分在兩根塔柱之間具有交叉的桁式斜桿，但這種形式僅限于鋼橋塔。 3、構(gòu)造上來說 懸索橋橋塔只需考慮在塔頂上布置主纜的鞍座，而斜拉橋的則必須考慮在塔柱上設(shè)有量多且細(xì)節(jié)復(fù)雜的斜拉索的錨固構(gòu)造。 圬工橋塔、鋼筋混凝土橋塔和鋼橋塔。 1）圬工橋塔由條石或混凝土做成， 石料抗拉強度太低，在跨徑較大的吊橋上已不再采用石橋塔，僅在古老的吊橋中還能看見。 混凝土橋塔為了保證懸索在荷載作用下和溫度變化時產(chǎn)生的合力偏心不超過核心范圍，常把塔柱尺寸設(shè)計得較大。為了節(jié)約材料，往往在兩塔柱中距處僅滿足車道寬，人行道采用外繞形式，我國所建吊橋多數(shù)采用這種處理方法。
位于英國威爾士的塞文橋（Severn Bridge）是一座主跨988 m的懸索橋，跨越英國最長的河流塞文河，1966年9月8日通車。為了解決大跨度懸索橋的抗風(fēng)問題，塞文橋在設(shè)計時進行了風(fēng)洞試驗研究，并找到了氣動穩(wěn)定性非常優(yōu)越的扁平箱式加勁梁，第一次從傳統(tǒng)形式的鋼桁梁革新為流線型扁平鋼箱梁，這是橋梁技術(shù)史上的一次重大進步。 2 ）鋼筋混凝土橋塔多采用框架式 塔柱截面形式：單室或雙室空心矩形截面，常見D形截面或削角的矩形截面 特點： 1、鋼筋混凝土橋塔的塔柱主要是承壓構(gòu)件，采用混凝土是經(jīng)濟的。 2、近年來釆用了滑模澆注混凝土的施工方法，高塔柱的施工變得非常方便。 3、鋼筋混凝土橋塔外形簡潔美觀，維修養(yǎng)護費用低。 實例：英國 恒比爾河橋上 首次采用了鋼筋混凝土的橋塔，打破了以前特大跨徑吊橋的橋塔全部采用鋼橋塔的慣例。
3）鋼橋塔：剛構(gòu)式或桁架式、混合式 特點：桁架式橋塔在橫向地震力或風(fēng)荷載作用下，塔頂水平變形最小，用鋼量也最小，但考慮與景觀協(xié)調(diào)時，外觀不如剛構(gòu)式橋塔簡潔美觀，可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選用。采用桁架式橋塔為多。 橋塔截面： 早期：鉚接結(jié)構(gòu) 特點：1）鋼板和角鋼聯(lián)結(jié)成多格式的塔柱，尺寸1～1.2m。 2）截面變化由底到頂逐步減少外側(cè)格室的尺寸（取消）。 近年：栓接和焊接技術(shù) 特點：帶有加勁大鋼板組成大格室
鋼橋塔基本特點： 箱形截面形式 鋼箱側(cè)板壁厚大概為25mm-100mm 早期為鉚接，現(xiàn)在多為焊接 為防止側(cè)板的屈曲，需要縱向加勁肋，加勁肋的間距通常為側(cè)板厚的30-40倍 加勁肋之間用橫隔板(bulkheads)連接，其數(shù)量與間距主要考慮屈曲； 施工：一般為在工廠預(yù)制好包含全截面的鋼箱節(jié)段，在現(xiàn)場用焊接或者螺栓拼接
混凝土橋塔基本特點： 箱形截面形式（D形和削角矩形）
截面尺寸相對大 縱向受力鋼筋通常根據(jù)施工條件設(shè)計 有時采用預(yù)應(yīng)力 造價比鋼塔低 塔柱施工以現(xiàn)澆為主，采用滑模、爬模等技術(shù)連續(xù)澆注。
懸索橋主塔承受的主要荷載有:直接作用于塔身的自重、風(fēng)荷、地震荷載、溫變荷載、主纜豎向力。包括順橋向橫載和橫向荷載 荷載效應(yīng)： 1）偏心受壓； 2）塔頂產(chǎn)生順橋向和橫橋向的水平位移，當(dāng)兩根主索受力不一致時，主塔還會受扭。 主塔在縱向荷載作用下的受力特征： 縱向荷載是指順橋向的風(fēng)荷載、地震載，以及加勁梁和主纜傳到主塔的活載等。 在活載作用下，橋塔將發(fā)生水平位移，由于主塔縱向抗推剛度相對較小，塔頂水平位移的大小，主要是由主纜重力剛度的水平分量決定，而與塔的抗彎剛度關(guān)系不大。 活載計算中常忽略塔的彎曲剛度，先基于全橋分析求出作用在塔頂?shù)呢Q向力及塔頂水平位移，再將它作為已知條件計算主塔內(nèi)力。 主塔在橫橋向荷載作用下的受力特征： 1）橫橋向抗彎剛度大，且基本不受主纜彈性約束的影響，結(jié)果是偏于安全。 2）計算采用框架結(jié)構(gòu)分析方法。 3）橋塔的計算模式如右圖，塔頂作用著主纜的豎向分力，主纜傳來的橫向水平力Hc，下橫梁上作用著加勁梁傳來的豎向力Rs和橫向水平力Hs，塔上還受有橫向風(fēng)載w、地震等廣義荷載?(y)和主塔自重。 主塔在橫橋向荷載作用下的組合 ：縱橫向荷載作用下的內(nèi)力需組合，但豎向荷載引起的軸向力不能重復(fù)迭加。 主塔的穩(wěn)定性：必須進行主塔自立狀態(tài)和成橋狀態(tài)下的穩(wěn)定性驗算。 掛索前主塔可看成是一單端固定受自重作用的變截面柱。可將變截面柱問題等效成等截面柱問題來計算。令等效荷載集度為q，等效剛度為EI， 根據(jù)Euler穩(wěn)定理論，易得：
h為主塔高度 在成橋狀態(tài)下，必須考慮主纜對塔順橋向失穩(wěn)的約束作用。在計算中偏安全地將塔自重荷載移到塔頂作為集中荷載，與主纜豎向分力共同作用下，令其合力為P，計算得到的臨界失穩(wěn)荷載為：
此式與一端簡支，一端固定的壓桿臨界荷載相一致。 如果考慮砼徐變、收縮及塔施工初始缺陷的不利因素影響，上述臨界荷載將降低，因此應(yīng)適當(dāng)增大安全系數(shù)。
橋塔設(shè)計流程圖
中國橋塔大觀：
南京長江三橋主橋采用主跨648米的雙塔鋼箱梁斜拉設(shè)計，橋塔采用鋼結(jié)構(gòu)，為國內(nèi)第一座鋼塔斜拉橋。
鉆石形橋塔
常泰長江大橋
西村港跨海大橋主橋采用108.9+238+108.9=455.8米跨徑的雙塔景觀斜拉橋，橋?qū)?7米，橋塔高度79米。
鄭東新區(qū)鼎形斜拉橋
【————國內(nèi)乃至全球的第一座“鼎”形橋塔斜拉橋！————】
中砂大橋“海豚橋塔”
溫州首座公軌合建大橋永寧大橋 永寧大橋兩側(cè)計劃建設(shè)的一對橋頭堡，其高40來米，計劃在上面設(shè)置觀景平臺，設(shè)計全橋夜景燈光。
南陽市白河大橋
金山大橋
白居寺長江大橋 主橋設(shè)計為跨度660米的雙塔斜拉橋，橋梁總寬40米。項目于2018年9月開工，計劃在2022年5月建成通車。總投資約43.6億元。
郭家沱大橋是目前國內(nèi)，最大跨度的公軌兩用懸索橋，上跑汽車，為雙向8車道，下層預(yù)留軌道8號線過江通道，全長1404米。
天鵝橋。修建時間：2017年9月23日竣工通車
鹽坪壩長江大橋-“江魚”拱形橋塔
嘉悅大橋 昭華湘江特大橋 位于長株潭核心區(qū)域為湘潭北門戶地標(biāo)建筑，是G320湘潭繞城線的控制性工程，主橋為主跨為228米的獨塔自錨式懸索橋，引橋為現(xiàn)澆箱梁和預(yù)制T梁，橋梁全長1329米，寬39.5米，雙向六車道，項目總投資5.8億元。
港珠海岸大橋
九州航道橋
青州航道橋
青州航道橋主橋全長1150米，為雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋。  鑲嵌在大橋兩座主塔上的兩個“中國結(jié)” ，不僅是港珠澳大橋上最醒目的景觀，而且是世界橋梁史上第一個以鋼結(jié)構(gòu)制作的主塔上橫梁?！爸袊Y(jié)”的設(shè)計、制造，前后花費了約6年。設(shè)計團隊從多種方案中選定了結(jié)形撐，并融入文化元素，將其最初的直角、直線造型“曲線化” ，實現(xiàn)了功能和景觀的統(tǒng)一，與港珠澳大橋的東西人工島形成“珠聯(lián)璧合”的總體造型理念。 …… 橋梁橋塔設(shè)計盡展橋梁的造型之美，需要橋梁設(shè)計師大開腦洞，拓展創(chuàng)新！加油吧^_* 本文來源網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪 |
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