懸索橋結(jié)構(gòu)體系分類與總體布置特征

1、第二組懸索橋結(jié)構(gòu)體系分類與總體布置特征橋梁工程指導(dǎo)老師：組長(zhǎng)：組員：一、懸索橋的一般特點(diǎn) 懸索橋，又名吊橋（suspension bridge）指的是以通過(guò)索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索(或鋼鏈)作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。（P282） 現(xiàn)代懸索橋由古老的索橋演化而來(lái)，其主要承重結(jié)構(gòu)由纜索（含吊桿）、塔、錨、碇三者組成?，F(xiàn)代懸索橋世界最長(zhǎng)懸索橋日本明石海峽大橋主跨1991米，全長(zhǎng)3911米 我國(guó)最長(zhǎng)的懸索橋江陰長(zhǎng)江大全長(zhǎng)30

2、71，主跨1385米 二、懸索橋的主要結(jié)構(gòu)類型a、柔性懸索橋b、單跨懸吊橋c、三跨懸吊簡(jiǎn)支體系橋d、三跨懸吊連續(xù)體系橋e、自錨式懸索橋f、纜索中段同加勁桁架合為 一體橋等等1、柔性懸索橋不設(shè)加勁梁，只在活載與恒載的比值不大時(shí)使用，如人行橋或早期懸索橋2、單跨懸吊橋僅主跨懸吊，并在主跨上設(shè)加勁梁，如存在邊跨，則邊跨獨(dú)立（簡(jiǎn)支與 橋塔）懸吊簡(jiǎn)支矮寨大橋索塔主跨1176m，加勁梁長(zhǎng)1000.5m單跨懸吊橋。 3、三跨懸吊簡(jiǎn)支體系橋加勁梁為三跨簡(jiǎn)支梁美國(guó)金門大橋三跨懸吊簡(jiǎn)支體系橋加勁梁為三跨簡(jiǎn)支梁香港青馬大橋4、三跨懸吊連續(xù)體系橋 加勁梁為三跨連續(xù)梁浙江舟山西堠門大橋5、自錨式懸索橋與組合體系中的系桿

3、拱相似，懸索的水平拉力不傳給錨碇，而傳給加勁梁遼寧麒麟大橋錨固點(diǎn)6、纜索中段同加勁桁架合為一體橋美國(guó)紐約哈德遜河熊山大橋 三、懸索橋的構(gòu)造特點(diǎn)1、主纜2、加勁梁3、橋塔4、錨碇5、索吊及索夾6、鞍座1、主纜主纜通過(guò)塔頂?shù)陌白鶓覓煊谥魉喜㈠^固于兩端錨固體中。主纜的布置形式一般是采用每橋兩根，平行布置于加勁梁兩側(cè)吊點(diǎn)之上。 現(xiàn)代大跨度懸索橋多采用平行鋼絲主纜，它是由平行的高強(qiáng)、冷拔、鍍鋅鋼絲組成。主纜根數(shù)一般為2根，有4根或1根的2、加勁梁 加勁梁的主要功能是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，它直接承擔(dān)豎向活載，也是懸索橋承受風(fēng)荷載和其他橫向水平荷載的主要構(gòu)件，所以，必須具有足夠的

4、抗扭剛度或自重以保持在風(fēng)荷載作用下的氣動(dòng)穩(wěn)定性。鋼箱梁橫截面鋼桁架橫截面3、橋塔 橋塔也稱主塔，它是支承主纜的主要構(gòu)件，分擔(dān)主纜所受的豎向荷載，并傳遞到下部的塔墩和基礎(chǔ)。另外，在風(fēng)荷載和地震荷載的作用下，還可對(duì)全橋的總體穩(wěn)定提供安全保證。 按采用材料分，橋塔有混凝土塔和鋼塔，因混凝土塔價(jià)格較低，一般都采用混凝土橋塔。 按橋塔外形分，在橫橋向一般有剛構(gòu)式、桁架式和混合式三種結(jié)構(gòu)形式4、錨碇 錨碇即主纜的錨固體，用于固定住主纜的端頭，防止其走動(dòng)。錨碇又可分為重力式錨碇（或稱錨臺(tái)）和隧道式錨碇兩種 當(dāng)主纜在錨碇處改變方向時(shí)，則需設(shè)置主纜支架。主纜支架是主纜的支點(diǎn)，可以獨(dú)立設(shè)置在錨碇之前，也可以設(shè)置在

5、錨碇之內(nèi)。主纜支架的主要形式有，鋼筋混凝土剛性支架，鋼制柔性支架和鋼制搖桿支架等。5、吊索及索夾 吊索是將加勁梁上的豎向荷載通過(guò)索夾（Cable Band）傳遞到主纜的受力構(gòu)件。其下端通過(guò)錨頭與加勁梁兩側(cè)的吊點(diǎn)聯(lián)結(jié)，上端通過(guò)索夾與主纜聯(lián)結(jié)。 吊索與索夾的連結(jié)方式上一般分為四股騎跨式和雙股銷鉸式兩種，其中，前者不宜采用平行鋼絲索，而后者對(duì)鋼絲繩索與平行鋼絲索都能適應(yīng)。吊索與索夾 鞍座分為塔頂鞍座（亦稱主鞍座）和散索鞍座。 塔頂鞍座位于主纜和塔頂之間，其上座設(shè)有索槽用以安放主纜，平衡主纜兩側(cè)的分力。6、鞍座塔頂鞍座 散索銨是在靠近錨碇處設(shè)置的，其作用是改變纜索方向，二是講主纜的束股分散后引入各自的

6、錨固位置。散索銨四、懸索橋的總體布置特征1、跨度比 2、垂跨比3、寬跨比 4、高跨比 5、加勁梁的支承體系 邊跨與主跨跨度之比（L0/ L） （即跨度比）一般受具體橋位處的地形與地質(zhì)條件制約，其取值的自由度較小，一般的跨度比為0.250.5。研究表明，若主孔跨度及垂跨比確定，則跨度比越小單位橋長(zhǎng)所需的鋼材重量越大，但減小跨度比可以起到減小加勁梁最大豎向撓度及最大豎向轉(zhuǎn)角的作用。目前世界上已建三跨懸索橋的實(shí)例中，跨度比大部分位于0.20.4之間。 1、跨度比跨度比=L0/L 實(shí)例中，跨度比大部分位于0.20.4之間。 LL0 2. 垂跨比 懸索橋的垂跨比是指大纜在主孔內(nèi)的垂度f(wàn)與主孔的跨度L之比

7、。垂跨比的大小一方面對(duì)主纜中的拉力有很大的影響，因此它在較大程度上影響主纜所需截面面積與單位橋長(zhǎng)的用鋼量。另一方面還對(duì)懸索橋的整體（包括豎向及橫向）剛度有明顯的影響，垂跨比越小，剛度越大，但纜中拉力也越大。因此，在實(shí)橋設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合對(duì)剛度的要求和大纜用鋼量來(lái)選取合適的垂跨比，一般公路懸索橋的平均垂跨比為1/10左右（1/91/12之間）?？缍缺?f/L 一般公路懸索橋的平均垂跨比為1/10左右（1/91/12之間）。Lf3、寬跨比 寬跨比是指橋梁上部結(jié)構(gòu)的梁寬（或主纜中心距）W與主孔跨度L的比值。加勁梁的寬度由車道寬度及橋面構(gòu)造布置等決定。對(duì)中小跨度橋梁而言，寬跨比習(xí)慣上沿用1/20的大致標(biāo)準(zhǔn)

8、，但對(duì)大跨度橋梁而言該標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于保守。大跨度懸索橋的寬跨比至今尚無(wú)合理而具有科學(xué)性的標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)中主要根據(jù)抗風(fēng)理論分析和風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證所取的寬跨比是否具備優(yōu)良的動(dòng)力特性。在理論上，當(dāng)主孔跨度L為定值時(shí)，寬跨比越大，結(jié)構(gòu)整體（特別是橫向）剛度越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大跨度懸索橋的寬跨比大部分在1/601/40之間。wL寬跨比=w/L寬跨比大部分在1/601/40之間。 4、高跨比 高跨比是指懸索橋加勁梁的高度h與主孔跨徑L的比值。對(duì)大跨度懸索橋而言，梁高與跨度基本上沒(méi)有關(guān)系，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵確保具有優(yōu)良的動(dòng)力持性。通常桁架式加勁梁梁高一般為814m，箱型加勁梁的梁高一般為2.54.5m。hL高跨比=w/L桁架式加勁梁梁高一般為814m，箱型加勁梁的梁高一般為2.54.5m。 5、加勁梁的支承體系 一般三跨懸索橋中的加勁梁絕大多數(shù)是非連續(xù)的（稱為三跨雙鉸加勁梁），即每跨加勁梁的兩端分別設(shè)置支承體系。這種布置在結(jié)構(gòu)上比較合理，但梁端的角變量和伸縮量及跨中的最大撓度（包括豎向的和橫向的）均較大。 加勁梁采用連續(xù)支承體系始于1959年法國(guó)建成的坦卡維爾（Tancarville）橋，近期正在增多，尤其在公鐵兩用的大跨度懸索橋中。彎矩包絡(luò)圖 連續(xù)加勁梁的