懸索橋的概述與結(jié)構(gòu)組成圖片較多

懸索橋的概述與結(jié)構(gòu)組成主要內(nèi)容

懸索橋概述懸索橋的定義懸索橋由主纜索、塔架、錨碇、吊桿、加勁梁和橋面等主要構(gòu)件所組成，橋面荷載經(jīng)加勁梁、吊桿傳給主纜索，再由主纜索傳至塔架和兩端的錨碇。優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)作為主要承重構(gòu)件的主纜具有合理的受力在構(gòu)件設(shè)計(jì)方面，懸索橋的主纜,錨碇和橋塔三項(xiàng)主要承重構(gòu)件在擴(kuò)充其面積或承載能力方面所遇到的困難比較小。方式。在施工方面，有在材料用量和截面設(shè)計(jì)方面，工程數(shù)量比較大的加勁梁，其截面積并不隨著跨度而增加。主纜構(gòu)成了現(xiàn)成的懸吊式腳手架。由于懸索橋是柔性結(jié)構(gòu)，剛度較小，可變作用會(huì)改變它的幾何狀態(tài)，引起橋跨結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的撓曲變形。在風(fēng)荷載車輛沖擊荷載作用下容易產(chǎn)生振動(dòng)，穩(wěn)定性差。與梁式橋的比較跨越能力更大剛度小，在荷載作用下，幾何狀態(tài)易改變。懸索橋與斜拉橋的比較（1）結(jié)構(gòu)受力方面懸索橋：主要靠主纜承受荷載，并通過主纜將拉力傳給錨固體系，加勁梁僅僅起到局部承受荷載、傳遞荷載的作用；采用地錨時(shí)，加勁梁中不受軸向力作用，由加勁梁自重引起的恒載內(nèi)力較小。斜拉橋由斜拉索與主梁共同承受荷載，斜拉索的縱橋向水平分力在主梁中引起較大的軸向力，恒載內(nèi)力所占比重很大。懸索橋只有通過調(diào)整垂跨比才能改變主纜的恒載內(nèi)力，而斜拉橋可直接通過張拉斜拉索就能調(diào)整索、梁的恒載內(nèi)力。（2）材料方面◎（大跨度）懸索橋加勁梁多采用自重較輕的鋼材?！蛐崩瓨蛑髁翰牧峡梢允卿?、混凝土或鋼－混凝土結(jié)合。（3）剛度方面◎懸索橋：豎向剛度較小，且基本由主纜提供；調(diào)整其豎向剛度的方法主要靠調(diào)整主纜的恒載拉力?！蛐崩瓨颍贺Q向剛度由斜拉索與主梁共同提供，相對于懸索橋而言，剛度可以較大；斜拉橋的主梁剛度對結(jié)構(gòu)剛度的影響較大；改變斜拉橋的結(jié)構(gòu)布置形式，可調(diào)整其豎向剛度。（4）施工方面◎懸索橋：～施工順序是錨碇、橋塔、主纜、吊索、加勁梁，施工需要的機(jī)械、技術(shù)和工藝相對較簡單；～結(jié)構(gòu)的線形主要取決于主纜線型和吊桿長度，因而施工控制相對比較簡單?！蛐崩瓨颉谑┕ぶ袑l(fā)生多次的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，必須嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)的線形和拉索索力，施工控制較復(fù)雜、技術(shù)難度相對較大。與拱橋相比較拱橋主要有拱承重，為壓彎構(gòu)件，易失穩(wěn)。懸索橋有主纜承重，而主纜受拉，且受力均勻，不受疲勞的控制。纜索拱應(yīng)長度大，截面無接頭，不會(huì)被消弱，纜索本身為高強(qiáng)度材料，承載力大，適應(yīng)大跨度。懸索橋的型式與結(jié)構(gòu)組成懸索橋（吊橋）是特大跨度橋梁的主要型式之一。常見單跨和三跨（簡支或連續(xù)）兩種結(jié)構(gòu)形式。懸索橋由主纜、橋塔、加勁梁、錨碇、吊索及索夾和鞍座六部分。主纜制造：AS法（空中送絲法）；

PPWS法（預(yù)制束股法）（續(xù)）塔架型式：一般采用門式框架；材料用鋼或混凝土。加勁梁：主要有鋼桁架梁和扁平鋼箱梁。錨碇：有重力式錨碇和隧道錨碇。（采用重力式錨定居多；自錨則不用錨碇，直接錨固在邊跨端的主梁上。）二、懸索橋的主主要結(jié)構(gòu)類類型a·柔式懸索橋橋：～不設(shè)加勁勁梁；～只在活載載與恒載的的比值不大大時(shí)適用；；如人行橋或或(早期的)主纜很大的的。b·單跨懸吊～僅主跨懸懸吊，并在在主跨上設(shè)設(shè)加勁梁～如存在邊邊跨，則邊邊跨獨(dú)立（（簡支于橋橋塔）。c·三跨懸吊簡簡支體系～加勁梁為為三跨簡支支梁。d·三跨懸吊連連續(xù)體系～加勁梁為為三跨連續(xù)續(xù)梁。e·自錨式懸索索橋：～與組合體體系中的系系桿拱相似似，～懸索水平平拉力不傳傳給錨碇而而傳給加勁勁梁。f·纜索中段同同加勁桁架架的上弦合合為一體。。懸索橋一、一般特特點(diǎn)◎由古老的的索橋演變變而來，◎主要承重重結(jié)構(gòu)：纜纜索（含吊吊桿）、塔塔、錨碇。。◎纜索幾何何形狀：由力的平衡衡條件決定定，一般接接近拋物線線；◎從纜索垂垂下許多吊吊桿，把橋橋面吊住。。◎橋面和吊吊桿之間通通常設(shè)置加加勁梁同纜索形成成組合體系系，以減小小活載所引引起的撓度度變形?！蚩缭侥芰αo與倫比比，是目前前跨徑超過過1000m的唯一橋型型。六大構(gòu)件及及作用1.橋塔橋塔也稱主主塔，它是是支承主纜纜的主要構(gòu)構(gòu)件，分擔(dān)擔(dān)主纜所受受的豎向荷荷載，并傳傳遞到下部部的塔墩和和基礎(chǔ)。另另外，在風(fēng)風(fēng)荷載和地地震荷載的的作用下，，還可對全全橋的總體體穩(wěn)定提供供安全保證證。按采用材料料分，橋塔塔有混凝土土塔和鋼塔塔，因混凝凝土塔價(jià)格格較低，一一般都采用用混凝土橋橋塔。按橋塔外形形分，在橫橫橋向一般般有剛構(gòu)式式、桁架式式和混合式式三種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式，如如圖11.6所示。剛構(gòu)構(gòu)式簡潔明明快，可用用于鋼橋塔塔或混凝土土橋塔，桁桁架式和混混合式由于于交叉斜桿桿的施工對對混凝土橋橋墩有較大大困難，只只能用于鋼鋼橋塔。在順橋向，，按力學(xué)性性質(zhì)可分剛剛性塔、柔柔性塔和搖搖柱塔三種種結(jié)構(gòu)形式式。剛性塔塔可做成單單柱形或A字形，一般般多用于多多塔懸索橋橋中，可提提高結(jié)構(gòu)縱縱向剛度，，減小縱向向變位，從從而減小梁梁內(nèi)應(yīng)力；；柔性塔允允許塔頂有有較大的變變位，是現(xiàn)現(xiàn)代懸索橋橋中最常用用的橋塔結(jié)結(jié)構(gòu)，一般般為塔柱下下端做成固固結(jié)的單柱柱形式；搖搖柱塔為下下端做成鉸鉸接的單柱柱形式，一一般只用于于跨度較小小的懸索橋橋。8.3橋塔懸索橋構(gòu)造造特點(diǎn)橋塔2.主纜主纜通過塔塔頂?shù)陌白鶓覓煊谥髦魉喜㈠^錨固于兩端端錨固體中中。主纜的的布置形式式一般是采采用每橋兩兩根，平行行布置于加加勁梁兩側(cè)側(cè)吊點(diǎn)之上上?，F(xiàn)代大跨度度懸索橋多多采用平行行鋼絲主纜纜，它是由由平行的高高強(qiáng)、冷拔拔、鍍鋅鋼鋼絲組成。。鋼絲直徑徑大都在5mm左右。視纜纜力大小，，每根主纜纜可以包含含幾千乃至至幾萬根鋼鋼絲。為便便于施工安安裝和錨固固，主纜通通常被分成成束股編制制架設(shè)（一一般每根主主纜可分成成幾十乃至至幾百股，，每股內(nèi)的的絲數(shù)大致致相等），，并在兩端端錨碇處分分別錨固。。為了保護(hù)護(hù)鋼絲，并并使主纜的的形狀明確確，主纜的的其余區(qū)段段則擠緊成成規(guī)則的圓圓形，然后后纏以軟質(zhì)質(zhì)鋼絲捆扎扎并進(jìn)行外外部涂裝防防腐。對一座具體體的橋梁而而言，如果果鋼絲直徑徑已經(jīng)選定定，主纜所所含鋼絲總總數(shù)n就是確定的的。但組成成具有n根鋼絲的主主纜應(yīng)編制制成多少股股鋼束nl和每股鋼束束含多少根根鋼絲n2，則根據(jù)主主纜的編制制方法確定定。鋼絲束束股的編織織方法通常常有空中編編絲組纜（（AirSpinning）法和預(yù)制制平行鋼絲絲束股（PrefabricatedParallelStrands）法。前者者簡稱AS法，后者簡簡稱PS法或PWS（ParallelWireStrands）法。AS法每纜所含含總股數(shù)較較少，約30~90股，但每股股所含絲數(shù)數(shù)n2多達(dá)400~500根以上。因因而其單股股錨固噸位位大，錨固固空間相對對集中。PWS法束股通常常按正六邊邊形平行排排列定型，，其主纜空空隙率可以以最小，故故現(xiàn)用鋼絲絲束股的鋼鋼絲數(shù)為61、91、127、169等，圖11.7所示為鋼絲絲數(shù)為127的排列形式式。PWS法每纜總股股數(shù)nl多達(dá)100~300股，錨固空空間相對較較大。由于于采用工廠廠預(yù)制，故故現(xiàn)場架索索施工時(shí)間間相對縮短短，氣候因因素影響小小，成纜工工效提高。。這種成纜纜方法在目目前大跨懸懸索橋施工工中常用。。主纜結(jié)構(gòu)形式雙面平行主主纜（絕大大多數(shù)）；；單面主纜纜；空間主主纜；復(fù)式式主纜（雙雙鏈吊橋：：朝陽大大橋）。截面形狀（（六角形））尖頂形；平頂形；方陣式；3.吊索吊索是將加加勁梁上的的豎向荷載載通過索夾夾（CableBand）傳遞到主主纜的受力力構(gòu)件。其其下端通過過錨頭與加加勁梁兩側(cè)側(cè)的吊點(diǎn)聯(lián)聯(lián)結(jié)，上端端通過索夾夾與主纜聯(lián)聯(lián)結(jié)。現(xiàn)代代懸索橋一一般采用柔柔性較大且且易于操作作的鋼絲繩繩索或平行行鋼絲索作作為吊索，，吊索表面面涂裝油漆漆或包裹HDPE（高密度聚聚乙烯）護(hù)護(hù)套防腐。。立面布置上上，傳統(tǒng)的的懸索橋都都是豎直的的，斜向吊吊索是英國國式懸索橋橋的一大特特點(diǎn)。斜吊吊索和豎直直吊索相比比，索力較較大，因此此可以提高高懸索橋整整體振動(dòng)時(shí)時(shí)的結(jié)構(gòu)阻阻尼。但多多數(shù)人認(rèn)為為斜吊索在在抗疲勞強(qiáng)強(qiáng)度方面不不如豎直吊吊索。吊索與索夾夾的連結(jié)方方式上一般般分為四股股騎跨式和和雙股銷鉸鉸式兩種，，如圖11.8所示。其中中，前者不不宜采用平平行鋼絲索索，而后者者對鋼絲繩繩索與平行行鋼絲索都都能適應(yīng)。吊索與主纜纜連接股騎騎跨式4.加勁梁加勁梁的主主要功能是是提供橋面面和防止橋橋面發(fā)生過過大的撓曲曲變形和扭扭曲變形，，它直接承承擔(dān)豎向活活載，也是是懸索橋承承受風(fēng)荷載載和其他橫橫向水平荷荷載的主要要構(gòu)件，所所以，必須須具有足夠夠的抗扭剛剛度或自重重以保持在在風(fēng)荷載作作用下的氣氣動(dòng)穩(wěn)定性性。加勁梁梁所承擔(dān)的的活載及本本身的恒載載通過吊索索和索夾傳傳至主纜。。加勁梁的的變形從屬屬于主纜，，它的剛度度對懸索橋橋的總體剛剛度貢獻(xiàn)不不大，因而而梁高通常常不必做得得太大。加勁梁一般般都采用鋼鋼結(jié)構(gòu)，混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)由于自重重太大，從從耗材、造造價(jià)、工期期等方面考考慮，當(dāng)跨跨徑大于200m的時(shí)候就不不再采用。。鋼加勁梁梁的截面形形式主要有有美國流派派的鋼桁梁梁和英國流流派的扁平平鋼箱梁（（如圖11.9和圖11.10所示），鋼鋼箱梁的抗抗風(fēng)性能較較好，風(fēng)的的阻離析數(shù)數(shù)僅為桁架式的的1/2~1/4；耗鋼量也也較少。但但鋼桁梁在在雙層橋面面的適應(yīng)性性方面遠(yuǎn)較較鋼箱梁優(yōu)優(yōu)越，因此此它適合于于交通量較較大的或公公鐵兩用的的懸索橋。。錨碇錨碇即主主纜的錨錨固體，，用于固固定住主主纜的端端頭，防防止其走走動(dòng)。錨錨碇又可可分為重重力式錨錨碇（或或稱錨臺(tái)臺(tái)）和隧隧道式錨錨碇兩種種，如圖圖11.11所示。重力式錨錨碇依靠靠錨固體體的巨大大自重來來抵抗主主纜的垂垂直分力力，水平平分力則則由錨固固體與地地基之間間（包括括側(cè)壁））的摩阻阻力或嵌嵌固阻力力來抵抗抗，從而而實(shí)現(xiàn)對對主纜的的錨固。。錨碇中中預(yù)埋有有錨碇架架，它是是由鋼錨錨桿和支支撐架構(gòu)構(gòu)成，主主纜束股股是通過過錨頭與與錨桿聯(lián)聯(lián)接，再再由錨桿桿通過支支撐架分分散至整整個(gè)混凝凝土錨體體。隧道式錨錨碇是先先在兩岸岸天然完完整堅(jiān)固固的巖體體中開鑿鑿隧道，，將錨碇碇架置于于其中后后，用混混凝土澆澆筑而成成，這是是利用巖巖體強(qiáng)度度對混凝凝土錨體體形成嵌嵌固作用用，達(dá)到到錨固主主纜的目目的，因因而其錨錨碇混凝凝土用量量較重力力式錨碇碇大為節(jié)節(jié)省，經(jīng)經(jīng)濟(jì)性能能更為顯顯著。但但迄今為為止，大大部分懸懸索橋都都由于缺缺乏堅(jiān)固固的山體體巖壁可可利用，，而一般般采用重重力式錨錨碇。懸索橋的的構(gòu)造特特點(diǎn)目前常采采用的錨錨碇構(gòu)造造懸索橋的的構(gòu)造特特點(diǎn)（（重力錨錨碇實(shí)例例）鞍座塔頂鞍座座位于主主纜和塔塔頂之間間，其上上座設(shè)有有索槽用用以安放放主纜（（圖11.12）。剛性性橋塔上上的主鞍鞍座，一一般在上上座下面面設(shè)一排排輥軸，，用來調(diào)調(diào)整施工工中主纜纜在塔頂頂兩側(cè)的的水平分分力使之之接近平平衡。輥輥軸下面