第5篇第3章 懸索橋

1、 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong HuangChapter 3 第三章第三章 Suspension Bridge 懸懸 索索 橋橋長(zhǎng)江大學(xué)長(zhǎng)江大學(xué)教學(xué)課件（黃文雄）教學(xué)課件（黃文雄）BRIDGE BRIDGE ENGRGENGRGPART IIPART II School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang本章主要介紹懸索橋，包含懸索橋的結(jié)構(gòu)特本章主要介紹懸索橋，包含懸索橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、體

2、系類型、總體布置、基本構(gòu)造等內(nèi)容。點(diǎn)、體系類型、總體布置、基本構(gòu)造等內(nèi)容。本章本章雖是本課程的介紹性章節(jié)雖是本課程的介紹性章節(jié)，但應(yīng)注重知識(shí)，但應(yīng)注重知識(shí)點(diǎn)的點(diǎn)的深入理解深入理解！3.13.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn)3.23.2懸索橋的結(jié)構(gòu)體系懸索橋的結(jié)構(gòu)體系3.33.3懸索橋的總體布置懸索橋的總體布置3.43.4懸索橋的基本構(gòu)造懸索橋的基本構(gòu)造3.53.5懸索橋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介懸索橋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介3.63.6懸索橋的施工簡(jiǎn)介懸索橋的施工簡(jiǎn)介3.73.7懸索橋的實(shí)例介紹懸索橋的實(shí)例介紹本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容BRIDGE ENGRGPART II School of Urban Constru

3、ction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang組成：懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系，其主要構(gòu)成如下圖所示。成橋時(shí)，主要由主纜和主塔承受結(jié)構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。3.13.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn)1 1、懸索橋的組成懸索橋的組成傳力途徑：橋面荷載經(jīng)加勁梁、吊桿傳給懸索,再由懸索傳至塔架和兩端的錨碇，故懸索為其主要的承重構(gòu)件。塔剛性梁主索（大纜）吊桿（索）錨碇吊桿（索） School of Urban Construction, Ya

4、ngtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huangv 主纜主纜是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件；通過(guò)塔頂索鞍懸掛是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件；通過(guò)塔頂索鞍懸掛在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構(gòu)件。在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構(gòu)件。v 主塔主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件；支承主纜是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件；支承主纜的重要構(gòu)件。的重要構(gòu)件。v 加勁梁加勁梁是懸索橋承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)是懸索橋承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)件，件，提供橋面和防止橋面發(fā)生過(guò)大的撓曲變形和扭曲變提供橋面和防止橋面發(fā)生過(guò)大的撓曲變形和扭曲變形，形

5、，主要承受彎曲內(nèi)力。主要承受彎曲內(nèi)力。v 吊索吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是連系加勁梁和主纜的紐帶。是連系加勁梁和主纜的紐帶。v 錨碇錨碇是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，將主纜中的拉力傳遞給地基。是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，將主纜中的拉力傳遞給地基。 2 2、懸索橋各部分的作用、懸索橋各部分的作用3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn) School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huangv 第一代懸索橋：第一代懸索橋：采用天然材料修建，后期也采用了鐵索等

6、，采用天然材料修建，后期也采用了鐵索等，一般沒(méi)有吊桿或吊索，承重結(jié)構(gòu)與使用構(gòu)造合二為一，一一般沒(méi)有吊桿或吊索，承重結(jié)構(gòu)與使用構(gòu)造合二為一，一般為般為柔性懸索橋柔性懸索橋；v 第二代懸索橋：第二代懸索橋：開(kāi)始采用了吊桿將開(kāi)始采用了吊桿將橋面與主索分開(kāi)橋面與主索分開(kāi)；v 第三代懸索橋：第三代懸索橋：形成了形成了美式懸索橋體系美式懸索橋體系，主纜采用紡絲法，主纜采用紡絲法，加勁梁采用桁架梁，橋塔以鋼塔為主；加勁梁采用桁架梁，橋塔以鋼塔為主；v 第四代懸索橋：第四代懸索橋：形成了以流線形扁平鋼箱為主要特征的形成了以流線形扁平鋼箱為主要特征的英英式懸索橋式懸索橋。3 3、懸索橋的發(fā)展：四個(gè)階段、懸索橋的

7、發(fā)展：四個(gè)階段3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn) School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3.13.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn)4 4、懸索橋的受力特點(diǎn)、懸索橋的受力特點(diǎn)在豎向荷載作用下，在豎向荷載作用下，荷載荷載通過(guò)通過(guò)吊桿吊桿使使纜索纜索產(chǎn)生產(chǎn)生拉力拉力，并傳遞到，并傳遞到岸上岸上巨大巨大的的錨碇錨碇上，錨碇受上，錨碇受豎向豎向和和水平力水平力；受拉受拉主纜主纜為為主要承重構(gòu)件主要承重構(gòu)件，不存在失穩(wěn)，材料性能，不存在失穩(wěn)，材料性能利用率高利用率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便結(jié)

8、構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，受力簡(jiǎn)單明了受力簡(jiǎn)單明了，加勁梁受力小，加勁梁受力小，建筑高度小建筑高度小，纖細(xì)美觀；纖細(xì)美觀；成卷的鋼纜成卷的鋼纜易于運(yùn)輸易于運(yùn)輸，在將纜索架設(shè)完成后，便形成了一個(gè)強(qiáng)，在將纜索架設(shè)完成后，便形成了一個(gè)強(qiáng)大穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)，大穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)，施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較??；具有其它橋型具有其它橋型無(wú)與倫比無(wú)與倫比的的特大跨度特大跨度；也；也減少了下部結(jié)構(gòu)造價(jià)減少了下部結(jié)構(gòu)造價(jià)；錨碇大，錨碇大，柔性結(jié)構(gòu)，柔性結(jié)構(gòu)，剛度小剛度小，變形與振動(dòng)大，對(duì)，變形與振動(dòng)大，對(duì)動(dòng)荷載要求較動(dòng)荷載要求較高高；抗風(fēng)穩(wěn)定性差抗風(fēng)穩(wěn)定性差。（。（懸索橋風(fēng)毀懸索橋風(fēng)毀） School

9、of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang橋梁類型：懸索橋橋梁類型：懸索橋 所在地：美所在地：美國(guó)國(guó)主跨：主跨： 853.4853.4米米建成時(shí)間：建成時(shí)間：19401940年年橋梁特色：懸索橋風(fēng)毀事故。橋梁特色：懸索橋風(fēng)毀事故。19401940年年通車僅通車僅4 4個(gè)月個(gè)月美美國(guó)塔科瑪海橋，被風(fēng)速僅為國(guó)塔科瑪海橋，被風(fēng)速僅為19m/s19m/s的風(fēng)吹毀的風(fēng)吹毀由此開(kāi)由此開(kāi)創(chuàng)了大跨索橋創(chuàng)了大跨索橋風(fēng)振理論風(fēng)振理論的研究和的研究和風(fēng)洞試驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn)；美國(guó)塔科瑪海橋美國(guó)塔科瑪海橋3.13.1懸索橋的組成與特

10、點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋懸索橋風(fēng)毀實(shí)例風(fēng)毀實(shí)例 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang1 中跨扭轉(zhuǎn)中跨扭轉(zhuǎn)2 扭轉(zhuǎn)的嚴(yán)重程度：扭轉(zhuǎn)的嚴(yán)重程度：右側(cè)人行道比左側(cè)高右側(cè)人行道比左側(cè)高8.5m3 該開(kāi)始破壞時(shí)，該開(kāi)始破壞時(shí)，有一塊砼橋面掉入水中有一塊砼橋面掉入水中4 第一輪破壞后的樣子第一輪破壞后的樣子5 中跨破壞后，邊跨中跨破壞后，邊跨的松弛、下垂現(xiàn)象的松弛、下垂現(xiàn)象6 橋剛倒塌后的照片橋剛倒塌后的照片3.13.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋的組成與特點(diǎn)1940年年 11月月7日上午日上午

11、11 00 剛開(kāi)通剛開(kāi)通4個(gè)月個(gè)月的的塔科瑪塔科瑪大橋大橋（懸索橋）由于（懸索橋）由于風(fēng)致振動(dòng)風(fēng)致振動(dòng)而而倒塌倒塌！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3.23.2懸索橋的結(jié)構(gòu)體系懸索橋的結(jié)構(gòu)體系按懸吊跨數(shù)分：按懸吊跨數(shù)分：獨(dú)塔雙跨橋獨(dú)塔雙跨橋單跨懸索橋單跨懸索橋三跨懸索橋三跨懸索橋多跨懸索橋多跨懸索橋聯(lián)袂懸索橋聯(lián)袂懸索橋按結(jié)構(gòu)形式分：按結(jié)構(gòu)形式分：美國(guó)式吊橋美國(guó)式吊橋英國(guó)式吊橋英國(guó)式吊橋混合式吊橋混合式吊橋帶斜拉索的吊橋帶斜拉索的吊橋斜拉懸吊混合體系橋斜拉懸吊混合體系橋按加勁梁

12、支承構(gòu)造分：按加勁梁支承構(gòu)造分：?jiǎn)慰鐑摄q加勁梁吊橋單跨兩鉸加勁梁吊橋 三跨兩鉸加勁梁吊橋三跨兩鉸加勁梁吊橋 三跨連續(xù)加勁梁吊橋三跨連續(xù)加勁梁吊橋按有無(wú)加勁梁分：按有無(wú)加勁梁分：柔性懸索橋柔性懸索橋 剛性懸索橋剛性懸索橋 剛性纜索體系懸索橋剛性纜索體系懸索橋 按錨固形式分：按錨固形式分：地錨式地錨式 自錨式自錨式 洞口淘金橋洞口淘金橋按主索形式分：按主索形式分：?jiǎn)捂準(zhǔn)絾捂準(zhǔn)?雙鏈?zhǔn)诫p鏈?zhǔn)?19971997年建成的貴遵高等級(jí)公路烏江大橋，主跨年建成的貴遵高等級(jí)公路烏江大橋，主跨288m288m，主梁為高強(qiáng)，主梁為高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力薄壁箱梁，采用全截面纜吊預(yù)應(yīng)力懸拼施工，最大吊重為預(yù)應(yīng)力薄壁箱梁，采用全截面

13、纜吊預(yù)應(yīng)力懸拼施工，最大吊重為7676噸，是世界首座吊拉組合橋。噸，是世界首座吊拉組合橋。 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.3 3懸索橋的懸索橋的總體總體布置布置總體布置總體布置應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)特性：應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)特性： 跨度比：跨度比：0.30.30.50.5；單位橋長(zhǎng)所需鋼材隨跨度比減小而增大；單位橋長(zhǎng)所需鋼材隨跨度比減小而增大; ;減小跨度比對(duì)結(jié)構(gòu)剛度與橋梁變形有利減小跨度比對(duì)結(jié)構(gòu)剛度與橋梁變形有利特大跨度：特大跨度： 0.20.20.4;0.4; 垂跨比：垂跨比：垂

14、跨比越大，整體剛度越小垂跨比越大，整體剛度越小1/121/121/101/10； 寬跨比：寬跨比：中小跨徑橋梁中小跨徑橋梁1/201/20，懸索橋：，懸索橋：1/60-1/401/60-1/40； 高跨比：高跨比：桁架式：桁架式：1/1801/1801/701/70；鋼箱梁：；鋼箱梁：1/4001/4001/300;1/300; 加勁梁支承體系：加勁梁支承體系：三跨懸索橋主梁在橋塔處大多為非連續(xù)；三跨懸索橋主梁在橋塔處大多為非連續(xù)；梁高：梁高：鋼箱梁高寬比一般在鋼箱梁高寬比一般在1/111/111/71/7； 主纜與加勁梁的連接：主纜與加勁梁的連接：特殊情況時(shí)；特殊情況時(shí)； 吊索間距：吊索間距

15、：跨徑跨徑8080200m200m吊橋，吊桿間距一般取吊橋，吊桿間距一般取5 58m8m；跨徑增大，吊桿間距也應(yīng)增大，有時(shí)達(dá)跨徑增大，吊桿間距也應(yīng)增大，有時(shí)達(dá)20m20m左右。左右。 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.4 4懸索橋的懸索橋的基本構(gòu)造基本構(gòu)造懸索橋的懸索橋的基本構(gòu)造基本構(gòu)造：主纜主纜吊索及索夾吊索及索夾主塔主塔錨碇錨碇加勁梁加勁梁索鞍索鞍(a)桁架式(b)剛架式(c)混合式用緊纜機(jī)將主纜擠成圓形主纜表面用膩構(gòu)縫軟質(zhì)鍍鋅鋼絲纏繞表面防腐涂裝(a)尖頂型(b)

16、平頂型 主纜主纜 材料材料有效拉應(yīng)力大；拉伸延伸率小；彈模大；截面密度大；疲勞強(qiáng)度高、有效拉應(yīng)力大；拉伸延伸率??；彈模大；截面密度大；疲勞強(qiáng)度高、徐變??；成纜錨固及防銹容易；價(jià)廉物美。徐變??；成纜錨固及防銹容易；價(jià)廉物美。 類型類型 鋼絲繩主纜：鋼絞線繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線索等，鋼絲繩主纜：鋼絞線繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線索等， 適于適于600米以下；米以下； 平行絲股主纜：采用空中繞線法平行絲股主纜：采用空中繞線法AS法或者預(yù)制絲股法法或者預(yù)制絲股法PS法），法）， 適于適于400米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結(jié)構(gòu)類型。米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結(jié)構(gòu)類型。 大跨多采用耐疲勞的高強(qiáng)

17、鋼絲，因?yàn)殇摻g線雖然施工方便，但彈大跨多采用耐疲勞的高強(qiáng)鋼絲，因?yàn)殇摻g線雖然施工方便，但彈模較低使結(jié)構(gòu)變形增大，截面形狀不易按照設(shè)計(jì)形狀壓緊，防腐較難，模較低使結(jié)構(gòu)變形增大，截面形狀不易按照設(shè)計(jì)形狀壓緊，防腐較難，適于中小跨度。適于中小跨度。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；單面主纜；空間主纜；單面主纜；空間主纜； 復(fù)式主纜（雙鏈吊橋：復(fù)式主纜（雙鏈吊橋： 朝陽(yáng)大橋）。朝陽(yáng)大橋）。 截面形狀（截面形狀（六角形）六角形）尖頂形：尖頂形：將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于通風(fēng)和保持真圓將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于

18、通風(fēng)和保持真圓度較高的截面形狀，截面溫度均勻。主纜施工之初的鋼絲定位較難。度較高的截面形狀，截面溫度均勻。主纜施工之初的鋼絲定位較難。平頂形：平頂形：下層的鋼絲索股會(huì)受到較大的擠壓力，截面水平直徑較豎向直下層的鋼絲索股會(huì)受到較大的擠壓力，截面水平直徑較豎向直徑大。徑大。方陣式：方陣式：豎橫雙向均利于插放隔片，鋼絲束股數(shù)目較為靈活，緊纜機(jī)操豎橫雙向均利于插放隔片，鋼絲束股數(shù)目較為靈活，緊纜機(jī)操作時(shí)也較容易形成圓形截面。作時(shí)也較容易形成圓形截面。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜方陣式主纜斷面方陣式主纜斷面施工中的主纜斷面施工中的主纜斷面懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜l主纜編制方法主纜編制方法lA

19、SAS法：法：通過(guò)牽引索作來(lái)回走動(dòng)的編絲輪，每次將兩根通過(guò)牽引索作來(lái)回走動(dòng)的編絲輪，每次將兩根鋼絲從一端拉到另一端，待鋼絲達(dá)到一定數(shù)量后（可鋼絲從一端拉到另一端，待鋼絲達(dá)到一定數(shù)量后（可達(dá)達(dá)400400500500根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便于集中錨固，起吊設(shè)備輕便；架設(shè)主纜時(shí)抗風(fēng)較弱所于集中錨固，起吊設(shè)備輕便；架設(shè)主纜時(shí)抗風(fēng)較弱所需勞動(dòng)力也較多。需勞動(dòng)力也較多。lPSPS法：法：避免了鋼絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜避免了鋼絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜的施工進(jìn)度，但要求大噸位的起重運(yùn)輸設(shè)備和拽拉設(shè)的施工進(jìn)度，但要求大噸位的起重運(yùn)輸設(shè)備和拽拉設(shè)

20、備來(lái)搬運(yùn)鋼絲束股。目前多采用備來(lái)搬運(yùn)鋼絲束股。目前多采用6161、9191、12751275左右左右鋼絲，最重可達(dá)鋼絲，最重可達(dá)4040噸。噸。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜ASAS法示意圖法示意圖懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜主纜斷面主纜斷面ASAS法示意圖法示意圖懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜主纜斷面（排列形式：尖頂型、平頂型）主纜斷面（排列形式：尖頂型、平頂型）懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜l主纜的防護(hù)主纜的防護(hù)（不可更換的主要受力構(gòu)件，必須防腐）（不可更換的主要受力構(gòu)件，必須防腐）l銹蝕原因：銹蝕原因：架設(shè)期間水份進(jìn)入；防護(hù)完成后因主纜線形變化、架設(shè)期間水份進(jìn)入；防護(hù)完成后因主

21、纜線形變化、溫度變化引起伸縮而導(dǎo)致粗糙表面的油漆開(kāi)裂和索夾上受損溫度變化引起伸縮而導(dǎo)致粗糙表面的油漆開(kāi)裂和索夾上受損的密封部位開(kāi)裂，水的滲入導(dǎo)致主纜濕度高而銹蝕。的密封部位開(kāi)裂，水的滲入導(dǎo)致主纜濕度高而銹蝕。l防護(hù)方法：防護(hù)方法：施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹(shù)脂類，然后手施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹(shù)脂類，然后手工滿刮膩?zhàn)?，再纏繞鋼絲（退火鍍鋅工滿刮膩?zhàn)樱倮p繞鋼絲（退火鍍鋅44鋼絲鋼絲），最后作外），最后作外涂裝。涂裝。 改良措施：l以S 形截面的纏繞鋼絲代替圓端面鋼絲，使主纜表面光滑、絲絲相扣，油漆不易開(kāi)裂、水不能滲入。l開(kāi)空氣導(dǎo)入法：將除濕機(jī)產(chǎn)生的干燥空氣用管道輸送，通過(guò)入口索夾輸入主纜

22、，經(jīng)出口索夾排出主纜（出入口索夾間距140米左右），一般可維持相對(duì)濕度在40以下。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造主纜主纜吊索吊索布置形式：布置形式：豎直；傾斜（提高整體振動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)阻尼值）。豎直；傾斜（提高整體振動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)阻尼值）。材料：材料：剛性吊桿（少量小跨：圓鋼或鋼管）；剛性吊桿（少量小跨：圓鋼或鋼管）； 柔性吊索：鋼絲繩或者平行鋼絲索（多采用）。柔性吊索：鋼絲繩或者平行鋼絲索（多采用）。 鋼絲繩索鋼絲繩索繩心式：以一股鋼絲繩為中央形心，外圍用鋼絲束股圍繞扭繩心式：以一股鋼絲繩為中央形心，外圍用鋼絲束股圍繞扭絞而成。絞而成。股心式：股心式：7股鋼絲束股扭絞而成，中央一股為股心。股鋼絲束股扭絞而

23、成，中央一股為股心。 注意：鋼絲束股的扭絞方向與其間鋼絲的扭轉(zhuǎn)方向相反。 平行鋼絲索（平行鋼絲索（PWS）：多根）：多根557 7鍍鋅鋼絲外加鍍鋅鋼絲外加PEPE套管。套管。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造吊索及索夾吊索及索夾索夾索夾作用：作用：剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦力來(lái)保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時(shí)也不致滑動(dòng)。力來(lái)保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時(shí)也不致滑動(dòng)。構(gòu)造：構(gòu)造：l六邊形（中小跨）：少用；六邊形（中小跨）：少用；l圓形：一對(duì)鑄鋼半圓構(gòu)件以高強(qiáng)螺栓相連接，依靠高強(qiáng)圓形：一對(duì)鑄鋼半圓構(gòu)件以高強(qiáng)螺栓相連接，依靠高強(qiáng)螺

24、栓擰緊后的拉力來(lái)提供足夠索夾固定位置的摩擦阻力，螺栓擰緊后的拉力來(lái)提供足夠索夾固定位置的摩擦阻力，兩半圓構(gòu)件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙兩半圓構(gòu)件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙內(nèi)填防腐料；索夾半圓內(nèi)表面加工后不能磨光。內(nèi)填防腐料；索夾半圓內(nèi)表面加工后不能磨光。 騎跨式：索夾上半部有騎跨式：索夾上半部有4各凸肋形成兩條凹槽；各凸肋形成兩條凹槽； 銷鉸式：下側(cè)半索夾下帶有耳式吊板供銷鉸連接用。銷鉸式：下側(cè)半索夾下帶有耳式吊板供銷鉸連接用。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造吊索及索夾吊索及索夾吊索與索夾的聯(lián)結(jié)方式吊索與索夾的聯(lián)結(jié)方式（鋼絲繩）（鋼絲繩） 4股騎跨式：股騎跨式：兩根兩端帶錨頭的

25、鋼絲繩索繞跨在索夾頂部的兩根兩端帶錨頭的鋼絲繩索繞跨在索夾頂部的嵌索槽中，錨頭與加勁梁連接。不宜用平行鋼絲索，索夾嵌索槽中，錨頭與加勁梁連接。不宜用平行鋼絲索，索夾分左右兩半。分左右兩半。 雙股銷鉸式：雙股銷鉸式：兩根下端帶錨頭、上端帶銷鉸的鋼絲繩索或兩根下端帶錨頭、上端帶銷鉸的鋼絲繩索或平行鋼絲索，上端利用銷鉸與索夾下的耳板（吊板）連接，平行鋼絲索，上端利用銷鉸與索夾下的耳板（吊板）連接，下端用錨頭或者同樣用銷鉸與加勁梁連接。索夾分上下兩下端用錨頭或者同樣用銷鉸與加勁梁連接。索夾分上下兩半。半。懸索橋的構(gòu)造懸索橋的構(gòu)造吊索及索夾吊索及索夾吊索與主纜連接吊索與主纜連接4股騎跨式股騎跨式吊索與主

26、纜連接吊索與主纜連接雙股銷鉸式雙股銷鉸式索箍索箍索夾索夾圖為香港青馬橋圖為香港青馬橋 橋塔橋塔材料：材料：圬工（古老、小跨簡(jiǎn)易）；鋼筋砼（框架式；實(shí)心矩形圬工（古老、小跨簡(jiǎn)易）；鋼筋砼（框架式；實(shí)心矩形或者箱形）最高或者箱形）最高155米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格箱形、箱形、H形）。形）。橋塔縱向結(jié)構(gòu)形式：橋塔縱向結(jié)構(gòu)形式：搖柱塔（擺動(dòng)式）：?jiǎn)沃略O(shè)鉸、塔頂索鞍固定于塔，適搖柱塔（擺動(dòng)式）：?jiǎn)沃略O(shè)鉸、塔頂索鞍固定于塔，適于小跨。于小跨。柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對(duì)較大，適柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對(duì)較大，適于大跨。于

27、大跨。剛性塔：塔頂水平變位量相對(duì)較小，單柱或者剛性塔：塔頂水平變位量相對(duì)較小，單柱或者A形，多用于形，多用于多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減小加勁梁內(nèi)的應(yīng)力。小加勁梁內(nèi)的應(yīng)力。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造塔塔固定鉸滑動(dòng)支座索塔固定鉸固定（a)（c)（b)索索塔塔懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造塔塔 橋塔橫向結(jié)構(gòu)形式：橋塔橫向結(jié)構(gòu)形式： 剛構(gòu)式（框架式）：?jiǎn)螌踊蛘叨鄬娱T架，明快簡(jiǎn)潔。剛構(gòu)式（框架式）：?jiǎn)螌踊蛘叨鄬娱T架，明快簡(jiǎn)潔。 桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工時(shí)稍顯困難。時(shí)稍顯困

28、難。 混合式：僅在橋面以下設(shè)置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟(jì)混合式：僅在橋面以下設(shè)置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟(jì)性能。性能。 塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉(zhuǎn)折點(diǎn)塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉(zhuǎn)折點(diǎn)（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟(jì)。（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟(jì)。 現(xiàn)代認(rèn)為鋼筋砼剛構(gòu)式橋塔是懸索橋的橋塔最佳選擇。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造塔柱截面形式塔柱截面形式錨碇：用于地錨式懸索橋錨碇：用于地錨式懸索橋基本組成：基本組成：主纜的錨碇架及固定裝置、錨塊、錨塊基礎(chǔ)。主纜的錨碇架及固定裝置、錨塊、錨塊基礎(chǔ)?；痉诸悾夯痉诸悾褐亓κ藉^碇、隧道式錨碇、巖錨。重力式錨碇、隧道式錨碇、巖錨

29、。重力式錨碇：重力式錨碇：依靠依靠錨塊錨塊自重自重來(lái)抵抗主纜的豎直分力，水平分力則由錨碇與來(lái)抵抗主纜的豎直分力，水平分力則由錨碇與地基之間的摩阻力（包括側(cè)壁的）或者嵌固阻力來(lái)抵抗。地基之間的摩阻力（包括側(cè)壁的）或者嵌固阻力來(lái)抵抗。 前錨式：主纜采用前錨式：主纜采用PS法施工時(shí)的纜索錨固方式，支承（定法施工時(shí)的纜索錨固方式，支承（定位）鋼構(gòu)架與傳力鋼構(gòu)架的結(jié)合。位）鋼構(gòu)架與傳力鋼構(gòu)架的結(jié)合。 后錨式：后錨式：主纜采用主纜采用ASAS法施工時(shí)的纜索錨固方式，鑄鋼索靴法施工時(shí)的纜索錨固方式，鑄鋼索靴與眼桿的結(jié)合。與眼桿的結(jié)合。 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力錨拉工藝：近期已經(jīng)陸續(xù)取代前兩者?，F(xiàn)代預(yù)應(yīng)力錨拉工藝：近期已經(jīng)

30、陸續(xù)取代前兩者。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造錨碇錨碇懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造錨碇錨碇隧道式錨碇（巖洞式）：隧道式錨碇（巖洞式）：主纜散開(kāi)后各索股通過(guò)巖洞中的混凝土錨塊內(nèi)埋設(shè)的錨梁與主纜散開(kāi)后各索股通過(guò)巖洞中的混凝土錨塊內(nèi)埋設(shè)的錨梁與拉桿的伸出端連接，并利用預(yù)應(yīng)力工藝調(diào)整松緊。拉桿的伸出端連接，并利用預(yù)應(yīng)力工藝調(diào)整松緊。巖錨（巖孔錨）：巖錨（巖孔錨）：各索股先分散在各個(gè)巖孔內(nèi)（每股一個(gè)孔），最后再進(jìn)入錨各索股先分散在各個(gè)巖孔內(nèi)（每股一個(gè)孔），最后再進(jìn)入錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉(zhuǎn)向并在散索室分散后，每根鋼絲索錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉(zhuǎn)向并在散索室分散后，每根鋼絲索錨拉在鋼桿上，鋼桿再錨拉在澆注在傳力塊體內(nèi)的錨板上，各

31、拉在鋼桿上，鋼桿再錨拉在澆注在傳力塊體內(nèi)的錨板上，各鋼桿與插放在各鉆孔內(nèi)的后張力筋連接，力筋最后在錨固室鋼桿與插放在各鉆孔內(nèi)的后張力筋連接，力筋最后在錨固室內(nèi)張拉后防腐。內(nèi)張拉后防腐。重力式錨碇外觀圖重力式錨碇外觀圖青馬大橋錨碇青馬大橋錨碇索靴索靴當(dāng)主纜在錨碇前墻處需要展開(kāi)成絲股并改變方向時(shí)，則需當(dāng)主纜在錨碇前墻處需要展開(kāi)成絲股并改變方向時(shí)，則需設(shè)置設(shè)置主纜支架主纜支架。主纜支架可以設(shè)置在錨碇之外，也可以設(shè)。主纜支架可以設(shè)置在錨碇之外，也可以設(shè)置在錨碇之內(nèi)。主纜支架主要有三種形式：置在錨碇之內(nèi)。主纜支架主要有三種形式：鋼筋混凝土剛鋼筋混凝土剛性支架性支架、鋼制柔性支架鋼制柔性支架及及鋼制搖桿支

32、架鋼制搖桿支架。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造錨碇錨碇 特殊錨碇特殊錨碇l多跨懸索橋的共用錨墩多跨懸索橋的共用錨墩l(shuí)三角形空腹構(gòu)架式重力錨三角形空腹構(gòu)架式重力錨l平板式重力錨平板式重力錨l軟土層中的深基礎(chǔ)重力錨軟土層中的深基礎(chǔ)重力錨懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造錨碇錨碇三角形空腹構(gòu)架式重力錨三角形空腹構(gòu)架式重力錨 鋼桁架的橫截面鋼桁架的橫截面：l雙層公路橋面鋼桁架梁雙層公路橋面鋼桁架梁l公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁l單層橋面鋼桁架梁?jiǎn)螌訕蛎驿撹旒芰簂流線型閉合式桁架箱梁流線型閉合式桁架箱梁香港青馬大橋香港青馬大橋 鋼桁架加勁梁的特點(diǎn)鋼桁架加勁梁的特點(diǎn)： 通透梁體，抗風(fēng)穩(wěn)定性好；空間桁架結(jié)構(gòu)

33、，抗扭剛度通透梁體，抗風(fēng)穩(wěn)定性好；空間桁架結(jié)構(gòu)，抗扭剛度較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦激共振。較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦激共振。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁 鋼箱梁鋼箱梁的特點(diǎn)的特點(diǎn)l采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，能充采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，能充分發(fā)揮薄鋼板比厚鋼板力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，利于焊接，分發(fā)揮薄鋼板比厚鋼板力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，利于焊接，同時(shí)，正交異性板具有很高的承載力，截面設(shè)計(jì)更為經(jīng)同時(shí)，正交異性板具有很高的承載力，截面設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。濟(jì)合理。 l為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設(shè)置框架橫為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設(shè)置框架橫聯(lián)或橫向

34、聯(lián)結(jié)系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設(shè)橫向加勁肋，聯(lián)或橫向聯(lián)結(jié)系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設(shè)橫向加勁肋，支座處橫聯(lián)更應(yīng)加強(qiáng)；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，支座處橫聯(lián)更應(yīng)加強(qiáng)；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，受壓區(qū)架設(shè)縱向加勁肋受壓區(qū)架設(shè)縱向加勁肋(多為閉口縱肋：抗扭剛度大；多為閉口縱肋：抗扭剛度大；屈曲穩(wěn)定好；外側(cè)貼角焊縫長(zhǎng)度減少一半屈曲穩(wěn)定好；外側(cè)貼角焊縫長(zhǎng)度減少一半)，連續(xù)貫通，連續(xù)貫通的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計(jì)算。的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計(jì)算。 懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁鋼箱梁內(nèi)部構(gòu)造鋼箱梁內(nèi)部構(gòu)造 鋼箱梁的橫截面鋼箱梁的橫截面：l扁平棱形鋼箱梁扁平棱形鋼箱梁l增設(shè)抗風(fēng)分流板的扁平棱

35、形鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的扁平棱形鋼箱梁l流線型鋼箱梁流線型鋼箱梁l增設(shè)抗風(fēng)分流板的流線型鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的流線型鋼箱梁懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁1500米以上的懸索橋盡可能采用開(kāi)槽分離箱，及其它導(dǎo)流穩(wěn)定措施才能滿足要求。加勁梁寬達(dá)加勁梁寬達(dá)60.4m60.4m，由由3 3個(gè)縱向的鋼箱、鋼箱梁之間的鋼橋面板和鋼橫梁個(gè)縱向的鋼箱、鋼箱梁之間的鋼橋面板和鋼橫梁等三部分組成。鋼橫梁的立面作成倒梯形，中間部分高約等三部分組成。鋼橫梁的立面作成倒梯形，中間部分高約5m5m。橫梁間距橫梁間距30m30m，縱向箱梁凈跨徑縱向箱梁凈跨徑26m26m。主跨的寬跨比為主跨的寬跨比為1/54.61/54.6

36、。能夠經(jīng)受高于能夠經(jīng)受高于216 216 Km/hKm/h的大風(fēng)；公路平臺(tái)能夠承受的大風(fēng)；公路平臺(tái)能夠承受大于大于140,000140,000輛輛/ /天的交通量；雙線鐵路天的交通量；雙線鐵路允許通過(guò)列車允許通過(guò)列車200200輛輛/ /天。天。 （33003300米方案）米方案）鋼箱加勁梁橫截面鋼箱加勁梁橫截面MessinaMessina海峽大橋海峽大橋箱型加勁梁截面構(gòu)造箱型加勁梁截面構(gòu)造 混凝土加勁梁的橫截面混凝土加勁梁的橫截面：l預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁 在總用鋼量上稍有減少，抗風(fēng)、變形（剛度）較好，流線型梁體外形美觀、養(yǎng)護(hù)容易；但總造價(jià)偏高，施工架設(shè)膠南、工期長(zhǎng)，抗震性及適應(yīng)性

37、較差，吊索及索夾工作量加大。 汕頭海灣大橋：?jiǎn)蜗淙翌A(yù)應(yīng)力混凝土箱梁汕頭海灣大橋：?jiǎn)蜗淙翌A(yù)應(yīng)力混凝土箱梁l預(yù)應(yīng)力混凝土板梁預(yù)應(yīng)力混凝土板梁懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁汕頭海灣大橋汕頭海灣大橋（452452米）砼箱加勁梁橫截面米）砼箱加勁梁橫截面 加勁梁的橋面構(gòu)件：加勁梁的橋面構(gòu)件：l鋼筋混凝土橋面板鋼筋混凝土橋面板l鋼橋面板鋼橋面板l橋面板上的鋪裝層橋面板上的鋪裝層 要求：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞性、防要求：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞性、防水性。水性。 多以熱鋪改性瀝青混凝土（澆注式或攤鋪式）為主，多以熱鋪改性瀝青混凝土（澆注式或攤鋪式）為主，其上為磨耗層，其下為與鋼橋

38、面板之間的粘結(jié)層與防其上為磨耗層，其下為與鋼橋面板之間的粘結(jié)層與防水層。水層。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁橋面鋪裝層的幾種常見(jiàn)鋪裝方法橋面鋪裝層的幾種常見(jiàn)鋪裝方法: 1）單層澆注式混凝土（歐洲）單層澆注式混凝土（歐洲） 2）下層澆注式瀝青混凝土，上層為密級(jí)配攤鋪式瀝青）下層澆注式瀝青混凝土，上層為密級(jí)配攤鋪式瀝青混凝土（或者混凝土（或者SMA）（日本）（日本） 3）上、下層分別采用不同粒徑石料的）上、下層分別采用不同粒徑石料的SMA（中國(guó)）（中國(guó)） 4）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國(guó)）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國(guó)） 重點(diǎn)是確定鋪裝層結(jié)構(gòu)形式和厚度。重點(diǎn)是確定鋪裝層結(jié)構(gòu)形式和厚度。 一般：?jiǎn)螌右话悖簡(jiǎn)?/p>

39、層3.55cm，雙層，雙層6.58cm。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造加勁梁加勁梁索鞍（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(tái)上，使構(gòu)成主纜的許多：多設(shè)置在橋臺(tái)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(kāi)的支撐鞍座，并導(dǎo)鋼絲束股在水平向及豎直向分散開(kāi)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。懸索橋構(gòu)造懸索橋構(gòu)造索鞍索鞍展束錨

40、固索鞍（散索鞍）展束錨固索鞍（散索鞍）截面A-A側(cè)面圖正面圖搖臂箱鑄鋼制鞍座擴(kuò)展點(diǎn)蓋板AA主索02003072213224010384400R=5,2001104531218香港青馬橋主索鞍香港青馬橋主索鞍江陰主索鞍江陰主索鞍 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.5 5懸索橋的懸索橋的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介懸索橋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介懸索橋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)主纜主纜吊索及索夾吊索及索夾加勁梁加勁梁主塔主塔索鞍索鞍錨碇錨碇支座支座懸索橋計(jì)算基本理論：靜力懸索橋計(jì)算基本理論：靜力彈性

41、理論的計(jì)算方法彈性理論的計(jì)算方法撓度理論的計(jì)算方法撓度理論的計(jì)算方法 有限位移理論及數(shù)值法有限位移理論及數(shù)值法懸索橋計(jì)算基本理論：動(dòng)力懸索橋計(jì)算基本理論：動(dòng)力自由振動(dòng)：自由振動(dòng)：強(qiáng)迫振動(dòng)：車振、風(fēng)振、地震強(qiáng)迫振動(dòng)：車振、風(fēng)振、地震懸索橋抗風(fēng)問(wèn)題：懸索橋抗風(fēng)問(wèn)題： 懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì) 懸索橋的總體設(shè)計(jì)懸索橋的總體設(shè)計(jì)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；3001000米之間采米之間采用砼加勁梁也可與斜拉橋競(jìng)爭(zhēng)。用砼加勁梁也可與斜拉橋競(jìng)爭(zhēng)。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(guò)大的軸力和彎距會(huì)使其失穩(wěn)

42、，主拱是壓彎構(gòu)件，過(guò)大的軸力和彎距會(huì)使其失穩(wěn)，材料強(qiáng)度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工材料強(qiáng)度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工抗風(fēng)難?？癸L(fēng)難。斜拉橋：斜拉橋：受壓彎的加勁梁在跨度很大時(shí)恒載壓力巨大，截受壓彎的加勁梁在跨度很大時(shí)恒載壓力巨大，截面尺寸勢(shì)必加大；跨度較大時(shí)剛度較好；施工抗風(fēng)難。面尺寸勢(shì)必加大；跨度較大時(shí)剛度較好；施工抗風(fēng)難。 主纜主纜 主纜設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下主纜設(shè)計(jì)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(diǎn)理論高程計(jì)算；主纜中心線控制點(diǎn)理論高程計(jì)算； 矢跨比的選擇矢跨比的選擇（1:91:11）； m時(shí)時(shí),全橋剛度全橋剛度,主纜拉力主纜拉力。

43、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(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲各一根，沿索長(zhǎng)全使用長(zhǎng)備由著色觀察鋼絲和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲各一根，沿索長(zhǎng)全使用長(zhǎng)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(qiáng)力膠帶。米左右布置定型強(qiáng)力膠帶。l 主纜無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的計(jì)算主纜無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的計(jì)算：主纜成橋態(tài)長(zhǎng)度；一、二期恒載：主纜成橋態(tài)長(zhǎng)度；一、二期恒載作用下的彈性伸長(zhǎng)；自由懸掛狀態(tài)的伸長(zhǎng)；無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。作用下的彈性伸長(zhǎng)；自由懸掛狀態(tài)的伸長(zhǎng)；無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)主纜主纜 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(jì)算吊索索力計(jì)算時(shí)應(yīng)

44、考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計(jì)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)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(dá)米，最大可達(dá)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(jì)：的設(shè)計(jì)：a.直徑的確定；直徑的確定；b.應(yīng)力驗(yàn)算：環(huán)向拉應(yīng)力；圓周應(yīng)力驗(yàn)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

45、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(xì)、鍍鋅層蠕動(dòng)、鋼絲變位；螺：主纜受力變細(xì)、鍍鋅層蠕動(dòng)、鋼絲變位；螺栓時(shí)效；索夾變形；溫差等。栓時(shí)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(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)吊索吊索 加勁梁加勁梁扁平鋼箱梁：扁平鋼箱梁： 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)算；第三

46、結(jié)構(gòu)體系：橋橋面體系，按正交異性板理論計(jì)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(xiàng)計(jì)算可略。）的局部荷載由板傳給加勁肋，此項(xiàng)計(jì)算可略。）l 箱形截面箱形截面的應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對(duì)稱的應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對(duì)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)、約束扭轉(zhuǎn)）。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)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

47、大，抗風(fēng)性能良好；較大的閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風(fēng)性能良好；較大的自重為主纜提供強(qiáng)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(qiáng)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?fù)彎距所致的拉伸應(yīng)較高，混凝土受到的應(yīng)力較?。òㄘ?fù)彎距所致的拉伸應(yīng)力）。力）。 重慶朝陽(yáng)大橋（主跨重慶朝陽(yáng)大橋（主跨186米）米） 。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)加勁梁加勁梁 加勁梁的風(fēng)洞試驗(yàn)（

48、節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)）加勁梁的風(fēng)洞試驗(yàn)（節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)）l 目的：目的：進(jìn)一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動(dòng)穩(wěn)進(jìn)一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動(dòng)穩(wěn)定性能。定性能。l 改進(jìn)措施：改進(jìn)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(fēng)尖角或改變導(dǎo)風(fēng)尖角的角度；在增設(shè)分流板；增設(shè)導(dǎo)風(fēng)尖角或改變導(dǎo)風(fēng)尖角的角度；在橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風(fēng)附件，如翼板、轉(zhuǎn)折器等；在橋橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風(fēng)附件，如翼板、轉(zhuǎn)折器等；在橋面上布置一定的格柵形透風(fēng)孔。面上布置一定的格柵形透風(fēng)孔。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)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。

49、多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。 設(shè)計(jì)步驟為：設(shè)計(jì)步驟為：l 計(jì)算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及計(jì)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(diǎn)的位移）；其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點(diǎn)的位移）；l 擬定截面。以剛度為大致標(biāo)準(zhǔn)擬定各構(gòu)件截面及尺寸；擬定截面。以剛度為大致標(biāo)準(zhǔn)擬定各構(gòu)件截面及尺寸；l 塔頂及塔基的加勁；塔頂及塔基的加勁；l 應(yīng)力及屈曲驗(yàn)算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）；應(yīng)力及屈曲驗(yàn)算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）；l 驗(yàn)算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；驗(yàn)算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；l 承載力驗(yàn)算。承載力驗(yàn)算。懸索橋

50、的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)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(jì)，內(nèi)設(shè)襯墊以增大主纜與按繩股排列形狀設(shè)計(jì)，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(guò)程中有用，成橋后固在架梁過(guò)程中有用，成橋后固定于塔頂；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(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)鞍座鞍座 錨碇錨碇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

51、部的錨梁上。l 用可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度（索靴與螺桿間）的用可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)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。或鋼絲束，將主纜繩股力傳至錨塊。l 在混凝土端面處，通過(guò)座板使在混凝土端面處，通過(guò)座板使螺桿與預(yù)應(yīng)力筋螺桿與預(yù)應(yīng)力筋連接來(lái)傳力。連接來(lái)傳力。l 主纜采用預(yù)制平行絲股時(shí)，直接通過(guò)繩股的主纜采用預(yù)制平行絲股時(shí)，直接通過(guò)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(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)錨碇錨碇 錨碇錨碇錨碇的計(jì)算錨碇的計(jì)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

52、轉(zhuǎn)動(dòng)。錨碇不發(fā)生沉降、滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)。l 剛體，在主纜水平分力下不會(huì)剛體，在主纜水平分力下不會(huì)滑移滑移。l 豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)地基土的容許壓應(yīng)力，即不會(huì)豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)地基土的容許壓應(yīng)力，即不會(huì)沉降和沉降和轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。l 現(xiàn)代對(duì)錨碇的計(jì)算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長(zhǎng)短期變位、現(xiàn)代對(duì)錨碇的計(jì)算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長(zhǎng)短期變位、抗震等動(dòng)態(tài)分析?？拐鸬葎?dòng)態(tài)分析。l 錨碇問(wèn)題難點(diǎn)在施工方面。錨碇問(wèn)題難點(diǎn)在施工方面。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)錨碇錨碇 支座支座（基本要求：能夠承受正、負(fù)反力。）（基本要求：能夠承受正、負(fù)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；

53、 活動(dòng)支座：活動(dòng)支座：在下?lián)u座下加一排輥軸，有負(fù)反力時(shí)輥軸兩側(cè)在下?lián)u座下加一排輥軸，有負(fù)反力時(shí)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)動(dòng)自由，約束豎兩端有鉸的連桿，縱向位移及轉(zhuǎn)動(dòng)自由，約束豎直位移及扭轉(zhuǎn)。下承式時(shí)，連桿一端支承下弦桿；上承式直位移及扭轉(zhuǎn)。下承式時(shí)，連桿一端支承下弦桿；上承式時(shí)：連桿從上面吊起下弦桿（上端通過(guò)螺栓與塔柱內(nèi)伸出時(shí)：連桿從上面吊起下弦桿（上端通過(guò)螺栓與塔柱內(nèi)伸出的牛腿相聯(lián)，下端與加勁梁下弦桿端節(jié)點(diǎn)相聯(lián)）。的牛腿相聯(lián)，下端與加勁梁下弦桿端節(jié)點(diǎn)相聯(lián)）。l 減震橡膠支座：減震橡膠支座：長(zhǎng)大懸索橋使用的新型支座。長(zhǎng)大

54、懸索橋使用的新型支座。懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)支座支座弧形鋼支座弧形鋼支座l適用范圍：跨徑適用范圍：跨徑10 20ml構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷支座需在上墊板上做齒槽（或銷孔），在下墊板上焊以齒板（或孔），在下墊板上焊以齒板（或銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔或銷釘伸入銷孔)，以保證上下，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對(duì)水平位移墊板之間不發(fā)生相對(duì)水平位移l安裝要點(diǎn)安裝要點(diǎn)l其它鋼支座其它鋼支座其它鋼支座其它鋼支座lQGZ 球型鋼支座球型鋼支座l連

55、桿支座連桿支座 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.6 6懸索橋的懸索橋的施工簡(jiǎn)介施工簡(jiǎn)介懸索橋的施工簡(jiǎn)介懸索橋的施工簡(jiǎn)介：基本施工步驟基本施工步驟主纜架設(shè)主纜架設(shè)加勁梁的安裝加勁梁的安裝注注：施工動(dòng)畫：施工動(dòng)畫懸索橋施工工序懸索橋施工工序懸索橋引導(dǎo)索架設(shè)懸索橋引導(dǎo)索架設(shè)懸索橋施工貓道懸索橋施工貓道1.1.基本施工步驟基本施工步驟 先修建基礎(chǔ)、錨碇、橋塔；先修建基礎(chǔ)、錨碇、橋塔； 利用橋塔架設(shè)施工便道（稱為貓道）；利用橋塔架設(shè)施工便道（稱為貓道）； 通過(guò)貓道來(lái)架設(shè)主纜；通

56、過(guò)貓道來(lái)架設(shè)主纜； 安裝吊索、拼裝加勁梁。安裝吊索、拼裝加勁梁。2.2.主纜架設(shè)主纜架設(shè)（1 1）準(zhǔn)備工作：安裝吊機(jī)、各種鞍座、絞車）準(zhǔn)備工作：安裝吊機(jī)、各種鞍座、絞車及轉(zhuǎn)向設(shè)備。及轉(zhuǎn)向設(shè)備。（2 2）架設(shè)導(dǎo)索）架設(shè)導(dǎo)索（3 3）架設(shè)拽拉索和貓道）架設(shè)拽拉索和貓道（4 4）架設(shè)主纜）架設(shè)主纜（5 5）安裝吊索）安裝吊索SS1N1N1 導(dǎo)索架設(shè)2 貓道承重索架設(shè)3 貓道面鋪裝架設(shè)4 主纜鋼絲束拽拉 系統(tǒng)的安裝 及線形調(diào)整 5 主纜鋼絲束拽拉架設(shè) 6 索夾、吊索安裝 7 加勁梁吊裝 154m452m154m8 懸索橋全圖 SSSSSSSS1S1S1S1S1S1S1N1N1N1N1N1N1N1NNN

57、NNNNSS1N1N1 導(dǎo)索架設(shè)2 貓道承重索架設(shè)3 貓道面鋪裝架設(shè)4 主纜鋼絲束拽拉 系統(tǒng)的安裝 及線形調(diào)整 5 主纜鋼絲束拽拉架設(shè) 6 索夾、吊索安裝 7 加勁梁吊裝 154m452m154m8 懸索橋全圖 SSSSSSSS1S1S1S1S1S1S1N1N1N1N1N1N1N1NNNNNNN韋拉扎諾橋的送絲工藝示意韋拉扎諾橋的送絲工藝示意 平衡重（動(dòng)滑輪）卷筒銅絲錨桿靴跟正在輸送的絲送絲輪貓道無(wú)端牽引繩 貓貓道、道、牽牽引引索索和和支支承承索索示示例例 送絲輪“活頭”4絲牽引繩導(dǎo)滑輪電燈支承索細(xì)鋼絲繩“死頭”4絲正在編制的絲股絲股間分隔片傳輸信號(hào)的電纜扶手繩及鋼絲網(wǎng)柵欄電力線鋼橫梁(每30

58、.5m設(shè)1根)“死頭”4鉤“活頭”4套滑輪大纜成形器貓道承重繩及其上的鋼絲網(wǎng)細(xì)鋼絲繩(抗風(fēng)系統(tǒng)豎向繩)支承牽引繩的橫梁架設(shè)導(dǎo)索的兩種方法架設(shè)導(dǎo)索的兩種方法3.3.加勁梁的安裝加勁梁的安裝兩種方案：兩種方案：1.1.從跨中向橋塔附近推進(jìn)從跨中向橋塔附近推進(jìn)2.2.從橋塔向跨中推進(jìn)從橋塔向跨中推進(jìn)方方案案一一方方案案二二 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.7 7懸索橋的懸索橋的實(shí)例介紹實(shí)例介紹貓道施工貓道施工貓道施工貓道施工貓道施工貓道施工江陰橋貓道江陰橋貓道編纜編纜緊纜機(jī)

59、緊纜緊纜機(jī)緊纜加勁鋼箱梁的架設(shè)加勁鋼箱梁的架設(shè) School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.7 7懸索橋的懸索橋的實(shí)例介紹實(shí)例介紹江陰長(zhǎng)江大橋主橋總體布置圖江陰長(zhǎng)江大橋主橋總體布置圖 （a）立面圖（單位：m）336.5336.5336.5（b）鋼箱橫截面構(gòu)造圖（單位：mm）主纜中心線主纜中心線2%1.5%95517503cm瀝青混凝土鋪裝5cm瀝青混凝土鋪裝2%1.5%29500/2=1475036900/2=1845036900/2=1845029500/2=147501500

60、22002200150075075032500/2=1625032500/2=162504780114701147047800.0717 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3. 3.7 7懸索橋的懸索橋的實(shí)例介紹實(shí)例介紹江陰長(zhǎng)江大橋主橋總體布置圖江陰長(zhǎng)江大橋主橋總體布置圖( (錨碇錨碇) ) 片石注漿砂水砂水水沉井中心里程：1K+250.92沉井封底22.75842.5引橋T梁1K+265散索鞍中心1K+253.5江陰3.0%P231K靖江20.700CC36.67234.500