第二章吊橋構(gòu)造及設(shè)計(下)

1、索鞍（鞍座）索鞍（鞍座）支承主纜的支承件或配件支承主纜的支承件或配件 類型：類型： 塔頂主索鞍；塔頂主索鞍； 支架副索鞍：支架副索鞍：邊跨靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部，邊跨靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部， 改變主纜在豎平面內(nèi)的傾角。也可不設(shè)。改變主纜在豎平面內(nèi)的傾角。也可不設(shè)。 展束錨固索鞍展束錨固索鞍：多設(shè)置在橋臺上，使構(gòu)成主纜的許多：多設(shè)置在橋臺上，使構(gòu)成主纜的許多 鋼絲束股在水平向及豎直向分散開的支撐鞍座，并導(dǎo)鋼絲束股在水平向及豎直向分散開的支撐鞍座，并導(dǎo) 引各索股入錨固部分。引各索股入錨固部分。 懸索橋各部分構(gòu)造懸索橋各部分構(gòu)造索鞍索鞍 塔頂主索鞍塔頂主索鞍 主要構(gòu)件：主要構(gòu)件：鞍槽、腹

2、板底板和加勁肋板等（腹板傳遞鞍槽壓力，橫肋鞍槽、腹板底板和加勁肋板等（腹板傳遞鞍槽壓力，橫肋 加強）。加強）。 布置形式：布置形式： 兩塊斜腹板：兩塊斜腹板：大部分鞍下應(yīng)力由斜腹板大部分鞍下應(yīng)力由斜腹板直接直接徑塔柱兩側(cè)橫壁板傳給橋塔、徑塔柱兩側(cè)橫壁板傳給橋塔、 單（兩）塊豎腹板單（兩）塊豎腹板：大部分壓力經(jīng)鞍座板：大部分壓力經(jīng)鞍座板間接間接傳遞給塔柱頂板。傳遞給塔柱頂板。 塔頂鞍槽的縱向曲率半徑：塔頂鞍槽的縱向曲率半徑： 縱向圓弧半徑（可為縱向非對稱多段圓?。┎恍∮谥骼|直徑的縱向圓弧半徑（可為縱向非對稱多段圓?。┎恍∮谥骼|直徑的812 倍，入口處鞍槽半徑局部略小以防破壞主纜防腐。倍，入口處鞍

3、槽半徑局部略小以防破壞主纜防腐。 鞍槽的截面形狀鞍槽的截面形狀：配合主纜鋼絲索股的排列形狀。：配合主纜鋼絲索股的排列形狀。 制造方法：制造方法：全鑄、鑄件鞍槽焊接鋼板（鑄焊）全鑄、鑄件鞍槽焊接鋼板（鑄焊）傾向、全焊。傾向、全焊。 懸索橋各部分構(gòu)造懸索橋各部分構(gòu)造索鞍索鞍 散索鞍散索鞍 構(gòu)造形式構(gòu)造形式 為調(diào)節(jié)主纜在各種條件下的長度變化，散索鞍由輥軸、為調(diào)節(jié)主纜在各種條件下的長度變化，散索鞍由輥軸、 搖軸支承，或者作成擺柱構(gòu)件。搖軸支承，或者作成擺柱構(gòu)件。 鞍槽的縱向曲率半徑鞍槽的縱向曲率半徑 入口處鞍槽形狀與塔頂鞍槽相同，出口處略小，滿足轉(zhuǎn)入口處鞍槽形狀與塔頂鞍槽相同，出口處略小，滿足轉(zhuǎn) 向和

4、散索。向和散索。 鞍槽的截面形狀鞍槽的截面形狀 配合主纜鋼絲索股的排列形狀。配合主纜鋼絲索股的排列形狀。 懸索橋各部分構(gòu)造懸索橋各部分構(gòu)造索鞍索鞍 香港青馬橋主索鞍香港青馬橋主索鞍 虎門主索鞍虎門主索鞍 江陰主索鞍江陰主索鞍 展束錨固索鞍展束錨固索鞍 （散索鞍）（散索鞍） 四、懸索橋的設(shè)計 懸索橋 國際著名建筑美學(xué)專家國際著名建筑美學(xué)專家jensen poul ovejensen poul ove認為：美的可感知性認為：美的可感知性 和結(jié)構(gòu)的實在性之間具有強烈關(guān)系，最有效地挖掘材料強度和材料和結(jié)構(gòu)的實在性之間具有強烈關(guān)系，最有效地挖掘材料強度和材料 特殊屬性的結(jié)構(gòu)形式是最美的。主要構(gòu)件為受拉或

5、承壓的結(jié)構(gòu)通常特殊屬性的結(jié)構(gòu)形式是最美的。主要構(gòu)件為受拉或承壓的結(jié)構(gòu)通常 比受彎結(jié)構(gòu)更容易感知比受彎結(jié)構(gòu)更容易感知，懸掛結(jié)構(gòu)的美學(xué)潛能是十分優(yōu)越的。懸掛結(jié)構(gòu)的美學(xué)潛能是十分優(yōu)越的。 具有柔梁和懸掛系統(tǒng)的大跨度橋梁具有內(nèi)在美，給設(shè)計者提供具有柔梁和懸掛系統(tǒng)的大跨度橋梁具有內(nèi)在美，給設(shè)計者提供 了一個創(chuàng)造真正偉大設(shè)計的機會。但是，是否能夠成功依賴于設(shè)計了一個創(chuàng)造真正偉大設(shè)計的機會。但是，是否能夠成功依賴于設(shè)計 者的意愿和能力。有意識地和一致地設(shè)計所有構(gòu)件，不但要滿足指者的意愿和能力。有意識地和一致地設(shè)計所有構(gòu)件，不但要滿足指 定功能，而且在視覺上相互補充而形成一個整體。定功能，而且在視覺上相互補充

6、而形成一個整體。 懸索橋的美學(xué)比例懸索橋的美學(xué)比例 （1）邊跨跨經(jīng)應(yīng)小于主跨跨經(jīng)的一半?？蛇_）邊跨跨經(jīng)應(yīng)小于主跨跨經(jīng)的一半。可達0.210.31 （2）橋下空間應(yīng)呈扁平，橋面越高，跨經(jīng)越大）橋下空間應(yīng)呈扁平，橋面越高，跨經(jīng)越大 （3）加勁梁易扁平，使空氣動力性能好而外形纖巧）加勁梁易扁平，使空氣動力性能好而外形纖巧 （4）錨碇安全而不過于龐大）錨碇安全而不過于龐大 （5）橋塔結(jié)構(gòu)簡潔而不失雄偉）橋塔結(jié)構(gòu)簡潔而不失雄偉 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計 懸索橋的總體設(shè)計懸索橋的總體設(shè)計 l 適用范圍適用范圍 1000米以上幾乎是唯一可選橋型；米以上幾乎是唯一可選橋型；30010

7、00米之間采米之間采 用砼加勁梁也可與斜拉橋競爭。用砼加勁梁也可與斜拉橋競爭。 l 與其它大跨度橋梁的比較選擇與其它大跨度橋梁的比較選擇 拱橋：拱橋：主拱是壓彎構(gòu)件，過大的軸力和彎距會使其失穩(wěn)，主拱是壓彎構(gòu)件，過大的軸力和彎距會使其失穩(wěn)， 材料強度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工材料強度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工 抗風難?？癸L難。 斜拉橋：斜拉橋：受壓彎的加勁梁在跨度很大時恒載壓力巨大，截受壓彎的加勁梁在跨度很大時恒載壓力巨大，截 面尺寸勢必加大；跨度較大時剛度較好；施工抗風難。面尺寸勢必加大；跨度較大時剛度較好；施工抗風難。 結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 l跨度比跨度比

8、 l垂跨比垂跨比 l寬跨比寬跨比 l高跨比高跨比 l加勁梁的支承體系加勁梁的支承體系 l主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié)主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié) 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計 跨度比跨度比（邊跨與中跨之比）（邊跨與中跨之比） l一般取值自由度較小，為一般取值自由度較小，為0.30.5。 l單位橋長用鋼量隨跨度比的減小而增大；單位橋長用鋼量隨跨度比的減小而增大； 結(jié)構(gòu)的豎向變形及豎向撓角隨跨度比的減小而減小。結(jié)構(gòu)的豎向變形及豎向撓角隨跨度比的減小而減小。 l大跨懸索橋多小邊跨來增加剛度的同時又使用鋼量較大跨懸索橋多小邊跨來增加剛度的同時又使用鋼量較 省，跨度比在省，跨度比在0.20.4之間。之間。 懸索橋的設(shè)計

9、懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 messinamessina海峽大橋立面圖海峽大橋立面圖 messinamessina海峽大橋海峽大橋最終方案選用主跨為最終方案選用主跨為3300m3300m的懸索橋，本土側(cè)和的懸索橋，本土側(cè)和 西西里島側(cè)的邊跨分別為西西里島側(cè)的邊跨分別為810m810m和和960m960m，共長，共長5070m5070m。除主跨全長用豎。除主跨全長用豎 直吊索懸吊加勁梁之外，兩個邊跨都是在橋塔附近較短的局部區(qū)段內(nèi)直吊索懸吊加勁梁之外，兩個邊跨都是在橋塔附近較短的局部區(qū)段內(nèi) 設(shè)有豎向吊索，在西西里島側(cè)由于地形較高設(shè)有若干短跨小墩。設(shè)有豎向吊索，在西西里島側(cè)由于地形較高設(shè)有

10、若干短跨小墩。 跨度布置實例跨度布置實例： 垂跨比垂跨比 （主纜矢跨比）（主纜矢跨比） l（f/l）一般取值范圍為）一般取值范圍為1/91/12。 l垂跨比對垂跨比對主纜拉力主纜拉力影響較大，垂跨比越小主纜拉力越大，從影響較大，垂跨比越小主纜拉力越大，從 而所需主纜截面面積越大，增加單位橋長用鋼量。而所需主纜截面面積越大，增加單位橋長用鋼量。 l鋼橋塔的用鋼量隨垂跨比的增加而增加。鋼橋塔時，鋼橋塔的用鋼量隨垂跨比的增加而增加。鋼橋塔時，總用鋼總用鋼 量量隨著垂跨比的加大而略有降低；混凝土塔時，大跨徑的總隨著垂跨比的加大而略有降低；混凝土塔時，大跨徑的總 用鋼量隨著垂跨比的增加而略有增加。用鋼量

11、隨著垂跨比的增加而略有增加。 l垂跨比越小，懸索橋的垂跨比越小，懸索橋的整體剛度整體剛度越大。越大。 l對對振動特性振動特性的影響：垂跨比增大時：豎向撓振固有頻率降低，的影響：垂跨比增大時：豎向撓振固有頻率降低， 扭振固有頻率增大。扭振固有頻率增大。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 高跨比高跨比（加勁梁高與主孔跨度之比）（加勁梁高與主孔跨度之比） l懸索橋加勁梁在恒載作用下除了承受與吊索節(jié)間長度有關(guān)的懸索橋加勁梁在恒載作用下除了承受與吊索節(jié)間長度有關(guān)的 撓曲應(yīng)力外，一般處于無應(yīng)力狀態(tài)，所以撓曲應(yīng)力外，一般處于無應(yīng)力狀態(tài)，所以加勁梁高度與主孔加勁梁高度與主孔 跨度基本沒有關(guān)系跨

12、度基本沒有關(guān)系。減小加勁梁豎向變形的有效辦法是減小。減小加勁梁豎向變形的有效辦法是減小 跨度比而不是增大加勁梁高度。跨度比而不是增大加勁梁高度。 l一般而言，桁架式加勁梁的高度為一般而言，桁架式加勁梁的高度為814米，箱型加勁梁高米，箱型加勁梁高 度為度為2.54.5米。米。 l已建桁架式加勁梁懸索橋的高跨比大致在已建桁架式加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/1801/70； 箱型加勁梁懸索橋的高跨比大致在箱型加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/4001/300 ； 問題：問題：扁平鋼箱梁扁平鋼箱梁的流線型設(shè)計有利于風動穩(wěn)定，但高度太小會導(dǎo)致加的流線型設(shè)計有利于風動穩(wěn)定，但高度太小會導(dǎo)致加 勁梁抗扭剛度削

13、弱太多，容易導(dǎo)致渦振和抖振發(fā)生而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞。因勁梁抗扭剛度削弱太多，容易導(dǎo)致渦振和抖振發(fā)生而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞。因 此，一般控制高寬比在此，一般控制高寬比在1/71/11。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 寬跨比寬跨比 l一般中小跨度橋梁：（一般中小跨度橋梁：（b/l）一般取值范圍為大于等于）一般取值范圍為大于等于1/20。 但是大跨度懸索橋的寬跨比尚無合理而科學(xué)的標準。但是大跨度懸索橋的寬跨比尚無合理而科學(xué)的標準。 l一般而言，寬跨比越大，梁體越寬，梁體橫向撓曲剛度越大，一般而言，寬跨比越大，梁體越寬，梁體橫向撓曲剛度越大， 可以非常有效地減小邊跨梁體的橫向最大撓角以及主跨梁體

14、可以非常有效地減小邊跨梁體的橫向最大撓角以及主跨梁體 的橫向最大撓角（對主跨梁體的橫向最大撓度減小不是很顯的橫向最大撓角（對主跨梁體的橫向最大撓度減小不是很顯 著）。著）。 l已建大跨度懸索橋的寬跨比大致在已建大跨度懸索橋的寬跨比大致在1/401/60。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 加勁梁的支承體系加勁梁的支承體系：（塔墩處是否連續(xù)）（塔墩處是否連續(xù)） l簡支（雙鉸）體系：適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由簡支（雙鉸）體系：適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由 于邊跨主纜的垂度較小對荷載變形有利，架設(shè)主纜時索鞍于邊跨主纜的垂度較

15、小對荷載變形有利，架設(shè)主纜時索鞍 預(yù)偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱預(yù)偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱 向位移不受限制。不太適合鐵路橋。向位移不受限制。不太適合鐵路橋。 1385米江陰大橋。米江陰大橋。 l連續(xù)體系：加勁梁撓度（豎向及橫向）、梁端角變位及伸連續(xù)體系：加勁梁撓度（豎向及橫向）、梁端角變位及伸 縮量較小。但是，主塔支點處產(chǎn)生較大彎距；梁穿過塔，縮量較小。但是，主塔支點處產(chǎn)生較大彎距；梁穿過塔， 使塔柱間橫向間距大，基礎(chǔ)尺寸也相應(yīng)加大；制造、架設(shè)使塔柱間橫向間距大，基礎(chǔ)尺寸也相應(yīng)加大；制造、架設(shè) 誤差以及基礎(chǔ)的不均勻沉降對加勁梁應(yīng)力影響較大。誤差以及基

16、礎(chǔ)的不均勻沉降對加勁梁應(yīng)力影響較大。 l單跨懸索橋中的一些特殊布置：單跨懸索橋加勁梁在兩個單跨懸索橋中的一些特殊布置：單跨懸索橋加勁梁在兩個 非懸吊的邊跨內(nèi)各帶有連續(xù)伸出段?？捎行p小變形。非懸吊的邊跨內(nèi)各帶有連續(xù)伸出段?？捎行p小變形。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié)及其它主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié)及其它： l傳統(tǒng)做法：主纜只通過吊索與加勁梁聯(lián)結(jié)。傳統(tǒng)做法：主纜只通過吊索與加勁梁聯(lián)結(jié)。 l特殊做法：主跨中點將主纜與加勁梁直接固結(jié)。優(yōu)點：可特殊做法：主跨中點將主纜與加勁梁直接固結(jié)。優(yōu)點：可 以減小非對稱荷載作用下的撓度，提高縱向位移的復(fù)原力，以減小非對稱荷

17、載作用下的撓度，提高縱向位移的復(fù)原力， 減小正常情況下活載引起的振動以及風荷載和地震荷載引減小正常情況下活載引起的振動以及風荷載和地震荷載引 起的縱向位移量。起的縱向位移量。1959年法國首創(chuàng)，現(xiàn)逐漸廣泛。年法國首創(chuàng)，現(xiàn)逐漸廣泛。 布置方式：布置方式：主跨跨中設(shè)計特殊夾具連接主纜與加勁梁；主主跨跨中設(shè)計特殊夾具連接主纜與加勁梁；主 跨跨中設(shè)計一對相對的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及跨跨中設(shè)計一對相對的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及 邊跨端部（端斜索）設(shè)計一對相對的短斜索。邊跨端部（端斜索）設(shè)計一對相對的短斜索。 懸索橋的減振措施主要包括：縱向彈性支承，懸索橋的減振措施主要包括：縱向彈性支承，主

18、纜在跨中與主梁主纜在跨中與主梁 固接固接、抗風索、抗風索 great belt錨碇處的液壓緩沖設(shè)備和中跨中央索扣 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)特性要點結(jié)構(gòu)特性要點 主纜主纜 主纜設(shè)計主要內(nèi)容如下主纜設(shè)計主要內(nèi)容如下 l 幾何線形的確定：幾何線形的確定： 主纜中心線控制點理論高程計算；主纜中心線控制點理論高程計算； 矢跨比的選擇矢跨比的選擇（1:91:11）； m時時,全橋剛度全橋剛度,主纜拉力主纜拉力。 l 截面及預(yù)制平行鋼絲束布置截面及預(yù)制平行鋼絲束布置；空隙率約為；空隙率約為0.170.21左右，左右， 備由著色觀察鋼絲和標準長度鋼絲各一根，沿索長全使用長備由著色觀察鋼絲和標準長度鋼絲各一

19、根，沿索長全使用長 度內(nèi)不能有接頭，度內(nèi)不能有接頭，2米左右布置定型強力膠帶。米左右布置定型強力膠帶。 l 主纜無應(yīng)力長度的計算主纜無應(yīng)力長度的計算：主纜成橋態(tài)長度；一、二期恒載：主纜成橋態(tài)長度；一、二期恒載 作用下的彈性伸長；自由懸掛狀態(tài)的伸長；無應(yīng)力長度。作用下的彈性伸長；自由懸掛狀態(tài)的伸長；無應(yīng)力長度。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計主纜主纜 主纜的重力剛度主纜的重力剛度 吊索及索夾吊索及索夾 l 吊索：吊索：現(xiàn)代現(xiàn)代吊索索力計算吊索索力計算時應(yīng)考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計時應(yīng)考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計 拉力的荷載組合為：恒載活載溫度效應(yīng)制造誤差架設(shè)誤差拉力的荷載組合為：恒載活載溫度效應(yīng)

20、制造誤差架設(shè)誤差 彎曲二次應(yīng)力。安全系數(shù)取值在彎曲二次應(yīng)力。安全系數(shù)取值在3.14.5 之間。之間。吊桿間距吊桿間距影響橋面影響橋面 構(gòu)造以及橋面系材料用量，一般為構(gòu)造以及橋面系材料用量，一般為58米，最大可達米，最大可達25米以上。米以上。 l 索夾：索夾： 螺栓預(yù)應(yīng)力損失在螺栓預(yù)應(yīng)力損失在3050。 截面尺寸截面尺寸的設(shè)計：的設(shè)計：a.直徑的確定；直徑的確定；b.應(yīng)力驗算：環(huán)向拉應(yīng)力；圓周應(yīng)力驗算：環(huán)向拉應(yīng)力；圓周 向彎曲應(yīng)力；順橋向彎曲應(yīng)力；主纜直徑平面的平均壓力。向彎曲應(yīng)力；順橋向彎曲應(yīng)力；主纜直徑平面的平均壓力。 螺栓的預(yù)應(yīng)力損失螺栓的預(yù)應(yīng)力損失：主纜受力變細、鍍鋅層蠕動、鋼絲變位；

21、螺：主纜受力變細、鍍鋅層蠕動、鋼絲變位；螺 栓時效；索夾變形；溫差等。栓時效；索夾變形；溫差等。 抗滑安全度：抗滑安全度：定期緊固螺栓；考慮了螺栓預(yù)應(yīng)力損失后安全系數(shù)定期緊固螺栓；考慮了螺栓預(yù)應(yīng)力損失后安全系數(shù) 不應(yīng)低于不應(yīng)低于3。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計吊索吊索 加勁梁加勁梁（直接承受豎向荷載；抵抗橫向風壓；抗震）（直接承受豎向荷載；抵抗橫向風壓；抗震） 鋼桁梁：鋼桁梁： l 桁架設(shè)計桁架設(shè)計：沿跨度等高；腹桿多為加豎桿的三角形；桿：沿跨度等高；腹桿多為加豎桿的三角形；桿 件多為四支角鋼和鋼板組成的件多為四支角鋼和鋼板組成的h型截面，較長桿件可為箱形型截面，較長桿件可為箱形 截面；桁架間按

22、剛度控制設(shè)計縱橫向聯(lián)結(jié)系。截面；桁架間按剛度控制設(shè)計縱橫向聯(lián)結(jié)系。 l 節(jié)點二次內(nèi)力節(jié)點二次內(nèi)力的考慮：為了便于計算，假定桁架節(jié)點為的考慮：為了便于計算，假定桁架節(jié)點為 鉸接，而實際結(jié)構(gòu)在荷載作用下桁架的變形受到剛性節(jié)點鉸接，而實際結(jié)構(gòu)在荷載作用下桁架的變形受到剛性節(jié)點 的約束時要產(chǎn)生附加彎距。（附加彎距的大小于交匯桿件的約束時要產(chǎn)生附加彎距。（附加彎距的大小于交匯桿件 的剛度有關(guān)，當桿件高度小于長度的的剛度有關(guān)，當桿件高度小于長度的1/10時，可不考慮附時，可不考慮附 加彎距引起的二次內(nèi)力。）加彎距引起的二次內(nèi)力。） 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計加勁梁加勁梁 加勁梁加勁梁 扁平鋼箱梁：扁平鋼箱梁

23、： 設(shè)計計算內(nèi)容：設(shè)計計算內(nèi)容： l 鋼橋面板鋼橋面板（第一結(jié)構(gòu)體系：梁體系；第二結(jié)構(gòu)體系：（第一結(jié)構(gòu)體系：梁體系；第二結(jié)構(gòu)體系： 橋面體系，按正交異性板理論計算；第三結(jié)構(gòu)體系：橋橋面體系，按正交異性板理論計算；第三結(jié)構(gòu)體系：橋 面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間 的局部荷載由板傳給加勁肋，此項計算可略。）的局部荷載由板傳給加勁肋，此項計算可略。） l 箱形截面箱形截面的應(yīng)力設(shè)計計算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對稱的應(yīng)力設(shè)計計算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對稱 荷載）；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（偏心荷載、純扭轉(zhuǎn)、約束扭轉(zhuǎn)）。荷載）；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（偏心荷載、純扭轉(zhuǎn)、約束

24、扭轉(zhuǎn)）。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計加勁梁加勁梁 加勁梁加勁梁 砼箱梁：砼箱梁：不多使用，適于不多使用，適于400800米。應(yīng)為流線型全封米。應(yīng)為流線型全封 閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風性能良好；較大的閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風性能良好；較大的 自重為主纜提供強大的初應(yīng)力剛度，活載彎距與撓度也減自重為主纜提供強大的初應(yīng)力剛度，活載彎距與撓度也減 小。其小。其構(gòu)造類同于斜拉橋構(gòu)造類同于斜拉橋。 汕頭海灣大橋（主跨汕頭海灣大橋（主跨452米）。米）。 結(jié)合梁：結(jié)合梁：混凝土橋面板與鋼梁共同工作，梁的截面中性軸混凝土橋面板與鋼梁共同工作，梁的截面中性軸 較高，混凝土受到的應(yīng)力較?。òㄘ?/p>

25、彎距所致的拉伸應(yīng)較高，混凝土受到的應(yīng)力較?。òㄘ搹澗嗨碌睦鞈?yīng) 力）。力）。 重慶朝陽大橋（主跨重慶朝陽大橋（主跨186米）米） 。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計加勁梁加勁梁 加勁梁的風洞試驗（節(jié)段模型風洞試驗）加勁梁的風洞試驗（節(jié)段模型風洞試驗） l 目的：目的：進一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動穩(wěn)進一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動穩(wěn) 定性能。定性能。 l 改進措施：改進措施：混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側(cè)混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側(cè) 增設(shè)分流板；增設(shè)導(dǎo)風尖角或改變導(dǎo)風尖角的角度；在增設(shè)分流板；增設(shè)導(dǎo)風尖角或改變導(dǎo)風尖角的角度；在 橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風附件，如翼板、轉(zhuǎn)折

26、器等；在橋橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風附件，如翼板、轉(zhuǎn)折器等；在橋 面上布置一定的格柵形透風孔。面上布置一定的格柵形透風孔。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計加勁梁加勁梁 橋塔：橋塔：多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。 設(shè)計步驟為：設(shè)計步驟為： l 計算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及計算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及 其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點的位移）；其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點的位移）； l 擬定截面。以剛度為大致標準擬定各構(gòu)件截面及尺寸；擬定截面。以剛度為大致標準擬定各構(gòu)件截面及尺寸； l 塔頂及塔基的加勁；塔頂及塔

27、基的加勁； l 應(yīng)力及屈曲驗算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）；應(yīng)力及屈曲驗算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）； l 驗算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；驗算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制； l 承載力驗算。承載力驗算。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計橋塔橋塔 鞍座鞍座 塔頂主索鞍：塔頂主索鞍： 索鞍鞍槽索鞍鞍槽曲面的半徑曲面的半徑為主纜直徑的為主纜直徑的8倍以上（日規(guī)）；倍以上（日規(guī)）； 索槽形狀索槽形狀按繩股排列形狀設(shè)計，內(nèi)設(shè)襯墊以增大主纜與按繩股排列形狀設(shè)計，內(nèi)設(shè)襯墊以增大主纜與 鞍座摩擦力；鞍座摩擦力； 大跨度懸索橋大跨度懸索橋主鞍座輥軸主鞍座輥軸在架梁過程中有用，成橋后固在架梁過程中有用，成橋

28、后固 定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設(shè)輥軸。定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設(shè)輥軸。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計鞍座鞍座 鞍座鞍座 展束錨固索鞍：展束錨固索鞍：一般應(yīng)設(shè)置在輥軸、搖軸或擺柱上。一般應(yīng)設(shè)置在輥軸、搖軸或擺柱上。 l 鞍座鞍座進口處進口處設(shè)圓槽以與主纜圓截面適配。設(shè)圓槽以與主纜圓截面適配。 l 在錨跨一側(cè)的豎直方向?qū)⒅骼|各繩股分散開的在錨跨一側(cè)的豎直方向?qū)⒅骼|各繩股分散開的出口處出口處，鞍座應(yīng)使具有，鞍座應(yīng)使具有 小偏角的上部繩股（在索鞍上支承于短區(qū)間）和具有大偏角的底部繩小偏角的上部繩股（在索鞍上支承于短區(qū)間）和具有大偏角的底部繩 股（在長區(qū)間內(nèi)支承）的延長線在上端匯交于一點，下

29、端指向其錨固股（在長區(qū)間內(nèi)支承）的延長線在上端匯交于一點，下端指向其錨固 點。點。 l 鞍座索槽（鞍槽）在縱向的鞍座索槽（鞍槽）在縱向的曲率半徑曲率半徑應(yīng)由大變小（多為復(fù)合圓應(yīng)由大變?。ǘ酁閺?fù)合圓4曲線）曲線） 以使繩股壓力沿長度方向均勻分布；按繩股水平曲率半徑為豎直曲率以使繩股壓力沿長度方向均勻分布；按繩股水平曲率半徑為豎直曲率 半徑的根號半徑的根號3倍來擬定索鞍的尺寸和形狀。倍來擬定索鞍的尺寸和形狀。 l 在水平向加設(shè)鞍蓋，鞍蓋不能有將繩股向下壓緊的豎向力，水平向也在水平向加設(shè)鞍蓋，鞍蓋不能有將繩股向下壓緊的豎向力，水平向也 不能彎曲。不能彎曲。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計鞍座鞍座 錨碇錨碇

30、 主纜與錨塊的連接主纜與錨塊的連接： l 繩股由一連串繩股由一連串錨桿錨桿傳至錨塊后部的錨梁上。傳至錨塊后部的錨梁上。 l 用可以調(diào)節(jié)長度（索靴與螺桿間）的用可以調(diào)節(jié)長度（索靴與螺桿間）的螺桿螺桿代替前文的錨桿。代替前文的錨桿。 l 利用后張法利用后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絲束，將主纜繩股力傳至錨塊?；蜾摻z束，將主纜繩股力傳至錨塊。 l 在混凝土端面處，通過座板使在混凝土端面處，通過座板使螺桿與預(yù)應(yīng)力筋螺桿與預(yù)應(yīng)力筋連接來傳力。連接來傳力。 l 主纜采用預(yù)制平行絲股時，直接通過繩股的主纜采用預(yù)制平行絲股時，直接通過繩股的錨頭錨頭將主纜拉力將主纜拉力 傳至錨塊。傳至錨塊。 懸索橋的設(shè)計懸索橋

31、的設(shè)計錨碇錨碇 錨碇錨碇 錨碇的計算錨碇的計算（容許應(yīng)力法）：（容許應(yīng)力法）： 基本要求：基本要求：錨碇不發(fā)生沉降、滑移和轉(zhuǎn)動。錨碇不發(fā)生沉降、滑移和轉(zhuǎn)動。 l 剛體，在主纜水平分力下不會剛體，在主纜水平分力下不會滑移滑移。 l 豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過地基土的容許壓應(yīng)力，即不會豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過地基土的容許壓應(yīng)力，即不會沉降和沉降和 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動。 l 現(xiàn)代對錨碇的計算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長短期變位、現(xiàn)代對錨碇的計算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長短期變位、 抗震等動態(tài)分析。抗震等動態(tài)分析。 l 錨碇問題難點在施工方面。錨碇問題難點在施工方面。 懸索橋的設(shè)計懸索橋的設(shè)計錨碇錨碇 支座支座（基本要求：能夠承受正、負反力。）（基本要求：能夠承受正、負反力。） l 搖軸式搖軸式： 固定支座：固定支座：上搖座、下?lián)u座、銷子；上搖座、下?lián)u座、銷子； 活動支座：活動支座：在下?lián)u座下加一排輥軸，有負反力時輥軸兩側(cè)在下?lián)u座下加一排輥軸，有負反力時輥軸兩側(cè) 設(shè)固定塊件與底板焊牢。設(shè)固定塊件與底板焊牢。 l 連桿式：連桿式：兩端有鉸的連桿，縱向位移及轉(zhuǎn)