鋼橋懸索橋123

1、 懸索橋懸索橋 3-1 懸索橋的基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)類型懸索橋的基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)類型3-2 懸索橋的懸索橋的分類、特點(diǎn)及其適用性分類、特點(diǎn)及其適用性第一節(jié)第一節(jié) 懸索橋的結(jié)構(gòu)體系懸索橋的結(jié)構(gòu)體系u 懸索橋，是指以懸掛于橋塔之上的懸索橋，是指以懸掛于橋塔之上的主纜主纜（亦稱懸（亦稱懸索）為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁。其纜索的形狀由力的索）為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁。其纜索的形狀由力的平衡條件決定，一般為平衡條件決定，一般為拋物線拋物線。圖圖3.1-1 傳統(tǒng)懸索橋立面圖傳統(tǒng)懸索橋立面圖u 懸索橋的構(gòu)造方式是懸索橋的構(gòu)造方式是19世紀(jì)初被發(fā)明的，現(xiàn)在許多橋梁世紀(jì)初被發(fā)明的，現(xiàn)在許多橋梁使用這種結(jié)構(gòu)方式。適用范圍以使用這種

2、結(jié)構(gòu)方式。適用范圍以大跨度和特大跨度公路橋大跨度和特大跨度公路橋梁為主梁為主。u 懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由橋梁，由主纜、索塔、錨碇、吊索、橋面系主纜、索塔、錨碇、吊索、橋面系等部分組成等部分組成。 n 懸索橋的主要體系懸索橋的主要體系l 按照主纜的錨固方式分為：按照主纜的錨固方式分為：外錨式外錨式與自錨式懸索橋與自錨式懸索橋l 按照有無(wú)加勁梁分為：按照有無(wú)加勁梁分為：剛性懸索橋剛性懸索橋與柔性懸索橋與柔性懸索橋l 按照吊索平面內(nèi)主纜數(shù)分為：按照吊索平面內(nèi)主纜數(shù)分為：?jiǎn)捂渾捂溑c雙鏈懸索橋與雙鏈懸索橋l 外錨式懸索橋外

3、錨式懸索橋與自錨式懸索橋與自錨式懸索橋 （1）外錨式懸索橋）外錨式懸索橋 傳統(tǒng)懸索橋，主要承重結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)懸索橋，主要承重結(jié)構(gòu)主纜的錨固梁或者錨固支主纜的錨固梁或者錨固支架，置于懸索橋結(jié)構(gòu)外的山體或者龐大的錨固體中，主纜的巨大架，置于懸索橋結(jié)構(gòu)外的山體或者龐大的錨固體中，主纜的巨大拉力依靠?jī)啥说腻^固體傳遞給地基，稱為外錨式懸索橋。絕大多拉力依靠?jī)啥说腻^固體傳遞給地基，稱為外錨式懸索橋。絕大多數(shù)懸索橋的主纜都采用外錨的方式進(jìn)行錨固。數(shù)懸索橋的主纜都采用外錨的方式進(jìn)行錨固。外錨式單跨外錨式單跨雙塔鋼箱梁雙塔鋼箱梁懸索橋懸索橋（2）自錨式懸索橋）自錨式懸索橋 主纜錨固在自身加勁梁端部，依靠橋梁自身結(jié)構(gòu)來(lái)

4、平衡主纜錨固在自身加勁梁端部，依靠橋梁自身結(jié)構(gòu)來(lái)平衡主纜強(qiáng)大的拉力。主纜強(qiáng)大的拉力。 特點(diǎn)特點(diǎn)：不需要在懸索橋體外開(kāi)挖土方修建龐大的錨固體，：不需要在懸索橋體外開(kāi)挖土方修建龐大的錨固體，并且使加勁梁獲得預(yù)壓應(yīng)力。并且使加勁梁獲得預(yù)壓應(yīng)力。 廣東佛山平勝大橋廣東佛山平勝大橋自錨式自錨式獨(dú)塔單跨四索面自錨式懸索橋獨(dú)塔單跨四索面自錨式懸索橋 自錨式懸索橋：對(duì)地基要求相對(duì)降低，不再局限于地基較差、自錨式懸索橋：對(duì)地基要求相對(duì)降低，不再局限于地基較差、錨碇修建困難的地區(qū)；適用跨徑為錨碇修建困難的地區(qū)；適用跨徑為100400m。目前我國(guó)所建造。目前我國(guó)所建造自錨式懸索橋跨徑多數(shù)不足自錨式懸索橋跨徑多數(shù)不足

5、200m。世界上第一座采用鋼筋砼加勁梁的世界上第一座采用鋼筋砼加勁梁的自錨式懸索橋，兩端錨固在主梁上。自錨式懸索橋，兩端錨固在主梁上。 金灣懸索橋總長(zhǎng)金灣懸索橋總長(zhǎng)198m，其中主橋長(zhǎng)，其中主橋長(zhǎng)108m，引橋長(zhǎng)引橋長(zhǎng)90m，總造價(jià)，總造價(jià)498萬(wàn)元。萬(wàn)元。 u 主跨主跨157m，橋梁橫向，橋梁橫向設(shè)置為雙主梁結(jié)構(gòu)，中間設(shè)置為雙主梁結(jié)構(gòu)，中間用鋼橫撐聯(lián)結(jié)，橋梁全寬用鋼橫撐聯(lián)結(jié)，橋梁全寬38.6m。天津富民橋天津富民橋自錨式懸索橋自錨式懸索橋l 剛性懸索橋與柔性懸索橋剛性懸索橋與柔性懸索橋 區(qū)別在于區(qū)別在于有無(wú)加勁梁。有無(wú)加勁梁。（1）剛性懸索橋）剛性懸索橋 其行車道往往由具有其行車道往往由具有

6、較大剛性的加勁梁較大剛性的加勁梁和橋道系組成，和橋道系組成，加勁梁除了提供橋面，同時(shí)還改善橋梁的剛度。加勁梁除了提供橋面，同時(shí)還改善橋梁的剛度。 公路和鐵路的懸索橋都必須采用剛性懸索橋。公路和鐵路的懸索橋都必須采用剛性懸索橋。（2）柔性懸索橋）柔性懸索橋 其行車道沒(méi)有加勁梁，只設(shè)橋道梁和橋面。結(jié)構(gòu)剛度很小，其行車道沒(méi)有加勁梁，只設(shè)橋道梁和橋面。結(jié)構(gòu)剛度很小，橋面會(huì)隨著主纜的變形而產(chǎn)生較大的撓度。橋面會(huì)隨著主纜的變形而產(chǎn)生較大的撓度。l 單鏈懸索橋與雙鏈懸索橋單鏈懸索橋與雙鏈懸索橋 （1）單鏈懸索橋是指一個(gè)吊索平面內(nèi)只設(shè)一根主纜。）單鏈懸索橋是指一個(gè)吊索平面內(nèi)只設(shè)一根主纜。 （2）雙鏈懸索橋是指

7、在一個(gè)吊索平面內(nèi)設(shè)有）雙鏈懸索橋是指在一個(gè)吊索平面內(nèi)設(shè)有兩根線形兩根線形不同的主纜不同的主纜，又稱為復(fù)式主纜懸索橋。，又稱為復(fù)式主纜懸索橋。重慶北碚朝陽(yáng)大橋重慶北碚朝陽(yáng)大橋雙鏈懸索橋雙鏈懸索橋n 雙鏈懸索橋結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雙鏈懸索橋結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜，外觀也不夠簡(jiǎn)潔，所雜，外觀也不夠簡(jiǎn)潔，所以應(yīng)用較少，尤其是大跨度以應(yīng)用較少，尤其是大跨度懸索橋。懸索橋。l 懸索橋的懸索橋的主要承重構(gòu)件是主要承重構(gòu)件是懸索懸索，它主要，它主要承受拉力承受拉力，一般用，一般用抗拉強(qiáng)度高的抗拉強(qiáng)度高的鋼材鋼材（鋼絲、鋼絞線、鋼纜等）制作。（鋼絲、鋼絞線、鋼纜等）制作。l 主纜只受拉力，并且全截面受力均勻，可以充分發(fā)揮鋼材主纜只

8、受拉力，并且全截面受力均勻，可以充分發(fā)揮鋼材特性，受力合理，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力特性，受力合理，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力最大，跨徑可以達(dá)到最大，跨徑可以達(dá)到1000米以上。米以上。u 懸索橋的基本組成懸索橋的基本組成日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋跨徑跨徑1991m1、傳統(tǒng)外錨式懸索橋、傳統(tǒng)外錨式懸索橋p 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)： 傳力順序：加勁梁傳力順序：加勁梁吊索吊索主纜主纜錨碇及橋墩錨碇及橋墩 懸索橋的優(yōu)點(diǎn)：懸索橋的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、輕便、易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，便于運(yùn)輸；結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、輕便、易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，便于運(yùn)輸； 所有結(jié)構(gòu)自重均由纜索單獨(dú)承擔(dān)，加勁梁施工

9、時(shí)可利用主所有結(jié)構(gòu)自重均由纜索單獨(dú)承擔(dān)，加勁梁施工時(shí)可利用主纜吊裝，方便，安全；纜吊裝，方便，安全； 外形優(yōu)美，養(yǎng)護(hù)維修方便。外形優(yōu)美，養(yǎng)護(hù)維修方便。 懸索橋的缺點(diǎn)：懸索橋的缺點(diǎn)： 主纜作為柔性結(jié)構(gòu)，在可變荷載作用下，會(huì)改變幾何形狀，主纜作為柔性結(jié)構(gòu)，在可變荷載作用下，會(huì)改變幾何形狀，引起橋梁產(chǎn)生較大的撓曲變形；引起橋梁產(chǎn)生較大的撓曲變形； 懸索拉力沿索長(zhǎng)變化，等截面主纜的大部分強(qiáng)度無(wú)法充分懸索拉力沿索長(zhǎng)變化，等截面主纜的大部分強(qiáng)度無(wú)法充分利用；利用； 動(dòng)力性能較差，錨碇工程量大。動(dòng)力性能較差，錨碇工程量大。2、花色懸索橋花色懸索橋 （1）上承式懸吊板橋上承式懸吊板橋 比懸索橋抗扭剛度大，穩(wěn)定

10、性好，不需要錨固。比懸索橋抗扭剛度大，穩(wěn)定性好，不需要錨固。目前修建的跨度均在目前修建的跨度均在50150m。 由美籍華人林同炎首創(chuàng)，于由美籍華人林同炎首創(chuàng)，于1972年在哥斯達(dá)里加建成跨年在哥斯達(dá)里加建成跨徑為徑為108m的科羅拉羅橋。的科羅拉羅橋。 湖南洞口淘金橋湖南洞口淘金橋 自錨上承式懸吊板橋，自錨上承式懸吊板橋，跨徑為跨徑為70m，橋面寬，橋面寬4.5m，1989年建成通車。年建成通車。 不設(shè)橋塔，主纜索在橋不設(shè)橋塔，主纜索在橋面下部，上部砼作為橋面，面下部，上部砼作為橋面，猶如反向的懸索橋，故又稱猶如反向的懸索橋，故又稱反向懸吊橋反向懸吊橋。（2）懸索拱橋）懸索拱橋 兩個(gè)懸掛點(diǎn)更近

11、，增強(qiáng)了全橋的整體剛度，與一般的兩個(gè)懸掛點(diǎn)更近，增強(qiáng)了全橋的整體剛度，與一般的懸索橋相比，有較大的懸索橋相比，有較大的剛度優(yōu)勢(shì)剛度優(yōu)勢(shì)。 吊索自由長(zhǎng)度縮短，對(duì)全橋的吊索自由長(zhǎng)度縮短，對(duì)全橋的動(dòng)力特性、穩(wěn)定性有利動(dòng)力特性、穩(wěn)定性有利。聊城徒駭河特大橋聊城徒駭河特大橋 中承式懸索拱橋，中承式懸索拱橋，全長(zhǎng)全長(zhǎng)194米，橋面寬米，橋面寬36米，主孔跨徑達(dá)米，主孔跨徑達(dá)100 米。米。 聊城徒駭河特大橋聊城徒駭河特大橋 這座大橋也是聊城市第一座特大型橋梁，大橋橋這座大橋也是聊城市第一座特大型橋梁，大橋橋體造型新穎，氣勢(shì)恢宏，兩條體造型新穎，氣勢(shì)恢宏，兩條25米高的拱肋如長(zhǎng)虹臥米高的拱肋如長(zhǎng)虹臥波，極具

12、時(shí)代氣息。波，極具時(shí)代氣息。n 通泰大橋通泰大橋位于張家口，是世界上跨度最大的下承式鋼結(jié)構(gòu)懸位于張家口，是世界上跨度最大的下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋主跨索拱橋主跨190米，國(guó)外同樣橋型結(jié)構(gòu)的米，國(guó)外同樣橋型結(jié)構(gòu)的2座大橋跨度僅為座大橋跨度僅為90米。米。n 國(guó)內(nèi)第一例主梁為下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋。此種受力方式的國(guó)內(nèi)第一例主梁為下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋。此種受力方式的大橋世界上僅建成大橋世界上僅建成2座，一座在英國(guó)境內(nèi)，一座在巴西境內(nèi)。座，一座在英國(guó)境內(nèi)，一座在巴西境內(nèi)。 n 結(jié)構(gòu)新穎別致，造型優(yōu)美流暢，剛?cè)岵?jì)，極富韻律結(jié)構(gòu)新穎別致，造型優(yōu)美流暢，剛?cè)岵?jì)，極富韻律 第二節(jié)第二節(jié) 懸索橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)懸索橋

13、的構(gòu)造與設(shè)計(jì)一、懸索橋的總體設(shè)計(jì)一、懸索橋的總體設(shè)計(jì) 1、懸索橋的適用范圍、懸索橋的適用范圍 大跨度及特大跨度的公路橋，除了江蘇蘇通大橋（斜拉橋）大跨度及特大跨度的公路橋，除了江蘇蘇通大橋（斜拉橋）跨徑為跨徑為1088m以外，懸索橋是目前跨徑超過(guò)以外，懸索橋是目前跨徑超過(guò)1000m的唯一橋型。的唯一橋型。 若需要多跨，可以采用兩套懸索橋串聯(lián)。若需要多跨，可以采用兩套懸索橋串聯(lián)。南北備贊橋南北備贊橋二、懸索橋的二、懸索橋的優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì) （1）與拱橋相比）與拱橋相比 懸索橋憑借柔性懸索使橋具有剛性，而拱是彎曲壓桿，懸索橋憑借柔性懸索使橋具有剛性，而拱是彎曲壓桿，軸壓力和彎矩都會(huì)使拱橋失穩(wěn)。而懸索橋受拉的主纜軸壓力和彎矩都會(huì)使拱橋失穩(wěn)。而懸索橋受拉的主纜不會(huì)失穩(wěn)不會(huì)失穩(wěn)，且拉應(yīng)力均勻分布于主纜截面，可以充分利用鋼材。且拉應(yīng)力均勻分布于主纜截面，可以充分利用鋼材。 （2）與斜拉橋相比）與斜拉橋相比 斜拉橋采用懸臂法施工，在跨中合龍，施工周期較長(zhǎng)、斜拉橋采用懸臂法施工，在跨中合龍，施工周期較長(zhǎng)、施工過(guò)程中