懸索橋結(jié)構(gòu)概述歷史與發(fā)展典型例子

第一章

懸索橋結(jié)構(gòu)概述一、懸索橋的歷史與發(fā)展懸索橋是跨越能力最大的橋型之一，其雛形三千多年前已在我國(guó)出現(xiàn)。十九世紀(jì)末，懸索橋跨徑突破300米，當(dāng)時(shí)的遇到的問(wèn)題是活載撓度過(guò)大，曾通過(guò)增大加勁梁剛度來(lái)解決這一問(wèn)題，主梁高跨比用到1/40左右。1888年撓度理論誕生，使人們對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性有了新的認(rèn)識(shí)。1883年，第一座現(xiàn)代懸索橋，美國(guó)Brooklyn橋，主跨486m1931年，第一座突破千米的懸索橋—主跨1006米的美國(guó)紐約華盛頓橋1937年，主跨1280米的懸索橋，美國(guó)舊金山金門(mén)大橋1940年，美國(guó)華盛頓州塔科馬懸索橋風(fēng)毀Brooklyn橋1966年，英國(guó)Severn橋，首創(chuàng)流線(xiàn)形箱梁橋面和混凝土橋塔，主跨988米的新型懸索橋1973年，日本第一座現(xiàn)代懸索橋,主跨712米的關(guān)門(mén)大橋1988年，日本南備贊懸索橋，主跨1100米，采用新型的預(yù)制平行鋼絲索股代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“空中紡纜法”編制主纜進(jìn)入二十世紀(jì)后,由于材料(高強(qiáng)鋼絲)、施工方法（AS法和PWS法）和計(jì)算理論的發(fā)展，使懸索橋進(jìn)入了一個(gè)朝低高度主梁、高強(qiáng)度材料和大跨徑方向發(fā)展的階段，期間建成了主跨1066米的GeorgeWashington橋(1931年)；主跨1280米的金門(mén)大橋(1937年)等。這些橋加勁梁以桁架為主，梁的高跨比在1/150左右。二戰(zhàn)后，懸索橋進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，歐洲各國(guó)采用了抗風(fēng)性能好的薄壁箱形截面加勁梁，其代表是988米的Severn橋(1966年)，此后這種橋型在美國(guó)、日本、挪威、丹麥等國(guó)家都得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代懸索橋跨徑仍在不斷增大，我國(guó)建成的超大跨懸索橋有中國(guó)江陰長(zhǎng)江大橋(主跨為1385米)，丹麥大貝爾特大橋(主跨1624米)和日本明石海峽橋主跨1990米。我國(guó)相繼建成了汕頭海灣大橋、西陵長(zhǎng)江大橋(主跨900米)、廣東虎門(mén)大橋(主跨888米)、香港青馬橋(主跨1377米)和江陰長(zhǎng)江大橋（主跨1385m）。其中，主跨452米的汕頭海灣大橋采用預(yù)應(yīng)力砼加勁梁，在世界同類(lèi)橋中跨徑排名第一。這些橋的建成，不僅填補(bǔ)了我國(guó)現(xiàn)代懸索橋的空白，而且使我國(guó)跨入了掌握現(xiàn)代大跨懸索橋設(shè)計(jì)、分析、修建技術(shù)的先進(jìn)行列。1997年，丹麥大海帶橋,主跨1624米懸索橋1997年，中國(guó)香港青馬大橋,主跨1377米,是當(dāng)時(shí)最大跨度公鐵二用懸索橋1998年，日本明石海峽大橋，主跨1991米，是世界最大跨度懸索橋1999年，中國(guó)江陰長(zhǎng)江大橋，主跨1385米，中國(guó)第一座超千米懸索橋世界大跨徑懸索橋一覽表縱觀(guān)懸索橋的發(fā)展過(guò)程，可以看到：

跨徑越來(lái)越大，3300m的懸索橋已在規(guī)劃中梁高與跨徑之比越來(lái)越小，從。主纜安全系數(shù)隨跨徑增大而降低,已接近2.0。

結(jié)構(gòu)形式多樣化，按錨固形式分：地錨（隧道錨和重力式錨）、自錨按主纜形式分：平行主纜、空間主纜、單纜按主塔形式分：?jiǎn)嗡㈦p塔、多塔（多跨）

結(jié)構(gòu)整體剛度變小，使結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性問(wèn)題、靜力穩(wěn)定問(wèn)題、抗風(fēng)抗震問(wèn)題更加突出，設(shè)計(jì)、施工難度加大，要精心設(shè)計(jì)施工。世界懸索橋橋現(xiàn)狀美國(guó)流派懸懸索橋（出現(xiàn)較早早，技術(shù)成成熟）（1）主纜采用用AS法架設(shè)。（2）加勁梁采采用非連續(xù)續(xù)的鋼桁梁梁，適應(yīng)雙雙層橋面，并并在橋塔處處設(shè)有伸縮縮縫。（3）橋塔采用用鉚接或者者栓接鋼結(jié)結(jié)構(gòu)。（4）吊索采用用豎直的4股騎跨式。。（5）索夾分為為左右兩半半，在其上上下采用水水平高強(qiáng)螺栓栓緊固。（6）鞍座采用用大型鑄鋼鋼件。（7）橋面板采采用RC構(gòu)件。AS法：通過(guò)牽引索索作來(lái)回走走動(dòng)的編絲絲輪，每次次將兩根鋼鋼絲從一端端拉到另一一端，待鋼鋼絲達(dá)到一一定數(shù)量后后（可達(dá)400～500根）編扎成成一根索股股。鋼束股股數(shù)較少，，便于集中中錨固，起起吊設(shè)備輕輕便；架設(shè)設(shè)主纜時(shí)抗抗風(fēng)較弱所所需勞動(dòng)力力也較多。。PS法：避免了鋼絲絲編成鋼絲絲束股的作作業(yè)從而加加快主纜的的施工進(jìn)度度，但要求求大噸位的的起重運(yùn)輸輸設(shè)備和拽拽拉設(shè)備來(lái)來(lái)搬運(yùn)鋼絲絲束股。目目前多采用用61、91、127Φ5左右鋼絲，，最重可達(dá)達(dá)40噸。英國(guó)流派懸懸索橋（出現(xiàn)較晚晚）（1）采用流線(xiàn)線(xiàn)型扁平鋼鋼箱梁作為為加勁梁。。（2）早期采用用鉸接斜吊吊索，經(jīng)塞塞文橋、博博斯普魯斯一一橋以及恒恒伯爾橋的的實(shí)踐之后后，在博斯普魯斯二二橋中改回回為豎直吊吊索。（3）橋塔采用用焊接鋼結(jié)結(jié)構(gòu)或鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)。（4）索夾分為為上下兩半半，在其兩兩側(cè)采用垂垂直于主纜的的高強(qiáng)螺栓栓緊固。（5）鋼橋面板板采用瀝青青混合料鋪鋪裝。日本流派懸懸索橋（1）用預(yù)制平平行鋼絲索索股架設(shè)主主纜，簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)PWS法。（2）加勁梁主主要沿襲美美國(guó)流派的的鋼桁梁形形式，但近年來(lái)對(duì)對(duì)于非雙層層橋面的加加勁梁也開(kāi)開(kāi)始采用流線(xiàn)型扁平平鋼箱梁。。（3）橋塔主要要采用焊接接鋼結(jié)構(gòu)。。（4）吊索沿襲襲美國(guó)流派派的豎直4股騎跨式。。（5）鞍座采用用鑄焊混合合方式。（6）采用鋼橋橋面板瀝青青混合料鋪鋪裝橋面。。（7）主纜索股股與錨碇內(nèi)內(nèi)鋼構(gòu)架用用預(yù)應(yīng)力工工藝錨固。。二、典型的的懸索橋美國(guó)新的舊舊金山海灣灣大橋方案案1936年建成的舊舊金山海灣灣橋位于舊舊金山市的的東北，跨跨越舊金山山海灣，通通往奧克蘭蘭及伯克利利。全橋以YERBABUENA島作為分界界，分為西西橋與東橋橋。西橋?yàn)闉閮陕?lián)公用用一個(gè)錨碇碇的三跨懸懸索橋，東東橋采用鋼鋼桁梁。新舊金山海海灣橋東橋橋方案比