鐵路懸索橋重要技術(shù)指標(biāo)探討兼議懸索橋加勁梁選型

1、鐵路懸索橋的幾個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)探討兼議懸索橋加勁梁選型報(bào)告人： 萬(wàn)田保二一年 十月熱烈歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)、 各位專(zhuān)家、各位同仁！匯報(bào)內(nèi)容 鐵路懸索橋1 適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)2 加載模式3 豎向剛度的判別指標(biāo)4 橫向剛度的判別指標(biāo)5 主纜強(qiáng)度安全系數(shù)主纜與鞍座間抗滑移安全系數(shù) 加勁梁選型7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型9 國(guó)內(nèi)某大跨度懸索橋主梁選型的教益1.1 古老的橋型：歷史的回顧1.2 布魯克林橋1.3 懸索橋剛度的來(lái)源1.4 重力剛度的實(shí)質(zhì) 物理意義 數(shù)學(xué)表表達(dá)1.5 著名的公鐵兩用懸索橋?yàn)|戶大橋 著名的公鐵兩用懸索橋4月25日橋 著名的公鐵兩用懸索橋青馬大橋 著名的公

2、鐵兩用懸索橋墨西拿大橋1.6我國(guó)鐵路懸索橋建設(shè)的序幕已經(jīng)拉開(kāi) （必要性、基于受力特性、基于建設(shè)技術(shù)）1.7 我院應(yīng)當(dāng)成為鐵路懸索橋建設(shè)的先行者1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.1 古老的橋型：歷史的回顧 就像“橫木為梁”一樣，懸索橋源于熱帶地區(qū)的藤類(lèi)植物。以樹(shù)為塔、以藤為索、以木為梁、以石塊為錨，就成了古老的懸索橋。1.1 古老的橋型：歷史的回顧1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí) 我國(guó)的瀘定鐵索橋是世界最早的金屬材料建成的懸索橋。該橋長(zhǎng)1026米，寬297米，高165米，以9根鐵鏈作底索，上鋪木板，形成橋面。1935年5月29日，22位紅軍勇士

3、在這里“飛奪瀘定橋”。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.1 古老的橋型：歷史的回顧1935年5月29日，22位紅軍勇士在這里“飛奪瀘定橋”。 布魯克林橋建成于1883年，與帝國(guó)大廈和昔日的世貿(mào)中心雙子塔樓一道，一直是紐約的標(biāo)志性建筑。主跨1596英尺、126歲的布魯克林橋至今使用良好。 “基地”組織曾密令割斷紐約布魯克林大橋上的懸索，同時(shí)陰謀顛覆旅客列車(chē)，制造大規(guī)?？植佬袆?dòng) 1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.2 布魯克林橋 J.A.Roebling在設(shè)計(jì)世界第一座長(zhǎng)大跨度懸索橋 Niagara橋時(shí)，認(rèn)識(shí)到重力剛度的重要性，該橋跨度821英尺，建成于1855年，平穩(wěn)通過(guò)了鐵路機(jī)車(chē)

4、。見(jiàn)證了懸索橋通行鐵路的歷史。 布魯克林橋的設(shè)計(jì)者J.A.Roebling在1855年給橋梁公司的信中寫(xiě)道：“自重是一項(xiàng)重要的影響因素，對(duì)懸索橋的剛度影響尤其大”，這種來(lái)源于自重恒載的主纜的幾何剛度被稱(chēng)為重力剛度。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.3 懸索橋剛度的來(lái)源 重力剛度（Gravity Stiffness）實(shí)際上反映主纜的拉力，直觀的表達(dá)式為HL2，反映到結(jié)構(gòu)剛度矩陣上是軸力與單元長(zhǎng)度的比值N/L（受拉為正，受壓為負(fù)）。 主纜拉力越大，繃得越緊，受荷載作用抵抗變形的能力越強(qiáng)，這就好比擰緊后二胡的琴弦，用手指撥動(dòng)感受其拉力，發(fā)出的音反映其源于幾何剛度的振動(dòng)頻率。1. 大跨度懸索橋

5、適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.4 重力剛度的實(shí)質(zhì) 物理意義 數(shù)學(xué)表表達(dá)式1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.5 著名的公鐵兩用懸索橋?yàn)|戶大橋?yàn)|戶大橋下層橋面布置四線鐵路（實(shí)際只通行兩線），包括主跨1100米的南備贊橋和主跨990米的北備贊橋，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了將梁端轉(zhuǎn)角和梁端縱向位移分開(kāi)的伸縮調(diào)節(jié)器，列車(chē)行駛速度160Km/h，運(yùn)行情況良好。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.5著名的公鐵兩用懸索橋4月25日橋 公鐵兩用懸索橋，主跨跨度1013m，上層橋面六車(chē)道公路，下層橋面通行兩線客車(chē)。梁端轉(zhuǎn)角達(dá)到25，致使列車(chē)行駛速度限制在60Km/h。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.5 著名的公

6、鐵兩用懸索橋青馬大橋 主跨1377米公鐵兩用橋梁，兩線鐵路、六車(chē)道公路。主梁：鋼桁梁為主體受力結(jié)構(gòu)。大風(fēng)時(shí)，汽車(chē)在箱內(nèi)通行。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.5 著名的公鐵兩用懸索橋墨西拿大橋世界最大跨度橋梁，主跨3300米，通行兩線重載鐵路和六車(chē)道公路。主纜直徑超過(guò)1.2m（按4根算），梁端轉(zhuǎn)角和縱向位移都達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)值。主梁采用了抗風(fēng)性能極好的斷面形式，保障了超大跨度懸索橋的抗風(fēng)安全。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.6 我國(guó)鐵路懸索橋建設(shè)的序幕已經(jīng)拉開(kāi) 我國(guó)是懸索橋的故鄉(xiāng)，一般認(rèn)為：用金屬材料做主纜的懸索橋發(fā)源于我國(guó)西藏，始建于1632年。 我院獨(dú)立設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)第一座現(xiàn)代

7、懸索橋廣東汕頭海灣大橋；我院設(shè)計(jì)的懸索橋形式各異，具有根據(jù)不同的建設(shè)條件靈活設(shè)計(jì)懸索橋的傳統(tǒng)。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.6.1建設(shè)的必要性 在長(zhǎng)江中下游、海峽、海灣，通航要求的寬度越來(lái)越高，通航管理部門(mén)在批準(zhǔn)通航凈空時(shí)，參照公路橋的標(biāo)準(zhǔn)，客觀要求建設(shè)跨度超過(guò)1000的懸索橋，形勢(shì)緊迫！ 懸索橋具有相當(dāng)程度的比較優(yōu)勢(shì)?；跍p少橋梁墩臺(tái)的阻水比列，減少建橋?qū)觿?shì)、水文的變化，要求在合適的橋位建設(shè)鐵路懸索橋。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.6.2發(fā)展的可行性基于受力特性由高強(qiáng)度鋼絲編織而成的主纜是受拉結(jié)構(gòu)，沒(méi)有受壓失穩(wěn)的問(wèn)題；主纜全長(zhǎng)范圍內(nèi)沒(méi)有截面削弱；主梁稱(chēng)之為加勁梁，基

8、本不受軸向力，主梁的受力與跨度沒(méi)有必然聯(lián)系；主塔縱向受到主纜強(qiáng)勁的約束，穩(wěn)定問(wèn)題不突出，高度的選擇范圍大；錨碇可以設(shè)計(jì)成重力式結(jié)構(gòu)；吊索是豎直拉索，沒(méi)有彈性模量折減問(wèn)題，風(fēng)振問(wèn)題不突出；1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.6.2發(fā)展的可行性基于建設(shè)技術(shù) 進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)材料工業(yè)取得長(zhǎng)足進(jìn)展，主纜高強(qiáng)度鋼絲在極限強(qiáng)度、韌性、質(zhì)量保證率、大規(guī)模工業(yè)化制作方面上了新的臺(tái)階； 結(jié)構(gòu)鋼的材料、制造技術(shù)取得突破； 相關(guān)實(shí)驗(yàn)、研究先進(jìn)；1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.7 我院應(yīng)當(dāng)成為鐵路懸索橋建設(shè)的先行者 作為鐵路橋梁設(shè)計(jì)單位，同時(shí)獨(dú)立設(shè)計(jì)了形式各樣懸索橋的中鐵大橋設(shè)計(jì)院，理應(yīng)先行一步，

9、推動(dòng)鐵路橋梁向更大跨度、更好的適應(yīng)性發(fā)展； 是實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀、加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、統(tǒng)籌交通建設(shè)發(fā)展對(duì)我院的要求； 我院在蕪湖橋、天興州橋方案研究中進(jìn)行了有益的探索，有一定技術(shù)基礎(chǔ)。1. 大跨度懸索橋適合于通行鐵路的認(rèn)識(shí)1.7 我院應(yīng)當(dāng)成為鐵路懸索橋建設(shè)的先行者 綜上所述：鐵路懸索橋建設(shè)具有緊迫性，也是完全可行的。結(jié)合瓊州海峽跨海通道和淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路五峰山公鐵兩用大橋的研究，實(shí)現(xiàn)突破，我院年輕技術(shù)人員要勇于擔(dān)當(dāng)。 當(dāng)前，迫切需要深入研究鐵路懸索橋的關(guān)鍵技術(shù)，基于鐵路建設(shè)遵循的“安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理”原則，編制“鐵路懸索橋設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)充規(guī)定”； 為了編制“鐵路懸索橋設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)充規(guī)定”，提出探討“鐵

10、路懸索橋的幾個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)”。2大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之一加載模式2.1 基本要求2.2 牽引定數(shù)、到發(fā)線長(zhǎng)度2.3 旅客列車(chē)的加載長(zhǎng)度2大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之一加載模式2.1 基本要求 貨車(chē)按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的牽引定數(shù)（牽引質(zhì)量）加載，客運(yùn)專(zhuān)線按ZK荷載的荷載集度加載，規(guī)定ZK荷載加載的最大長(zhǎng)度不超過(guò)450m。 以前的加載模式不限長(zhǎng)度、不限重量，按影響線長(zhǎng)度加載。大跨度鐵路懸索橋某些影響線的長(zhǎng)度（如主纜拉力、主梁撓度）大于火車(chē)的長(zhǎng)度。2大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之一加載模式2.2 牽引定數(shù)、到發(fā)線長(zhǎng)度 牽引質(zhì)量作為鐵路設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，系由運(yùn)輸需求決定，與限制坡度、機(jī)車(chē)類(lèi)型，到發(fā)線長(zhǎng)度密切相

11、關(guān)，是整條線路的標(biāo)準(zhǔn)，橋梁設(shè)計(jì)中當(dāng)貫徹執(zhí)行。 貨運(yùn)列車(chē)的到發(fā)線有效長(zhǎng)度也是整條線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與列車(chē)長(zhǎng)度（包括機(jī)車(chē)長(zhǎng)度和車(chē)輛長(zhǎng)度），安全停車(chē)附加距離，鄰近線路的到發(fā)線長(zhǎng)度，車(chē)站間的距離相關(guān)。到發(fā)線長(zhǎng)度=站臺(tái)長(zhǎng)度+2x(測(cè)速視距誤差的安全防護(hù)距離約95m+警沖標(biāo)記到絕緣節(jié)的距離約5m），站臺(tái)長(zhǎng)度=列車(chē)長(zhǎng)度+2x停車(chē)余量。2大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之一加載模式2.2 牽引定數(shù)、到發(fā)線長(zhǎng)度 當(dāng)牽引機(jī)車(chē)的類(lèi)型、機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)、足坡站間距離確定后，牽引質(zhì)量與到發(fā)線長(zhǎng)度存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。 對(duì)橋梁加載而言，牽引質(zhì)量較之到發(fā)線長(zhǎng)度意義更明確。 同一條線上前后兩列列車(chē)有追擊距離的要求，追擊距離必然大于橋跨的聯(lián)長(zhǎng)，可以認(rèn)為

12、全橋每線僅可能有一列列車(chē)荷載。2大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之一加載模式2.3 旅客列車(chē)的加載長(zhǎng)度 對(duì)于客貨分線橋梁，不存在特殊情況下火車(chē)借道客運(yùn)線的情況，客車(chē)按實(shí)際可能的客車(chē)最大重量加載。 依據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明（TB10621-2009）：認(rèn)為ZK荷載用于高速客運(yùn)列車(chē)，有合理的余量，不是考慮特殊情況下重載列車(chē)通行的結(jié)果。 條文說(shuō)明還規(guī)定：客運(yùn)專(zhuān)線的加載長(zhǎng)度為16列編組的CRH1型，長(zhǎng)2x214=428m，站臺(tái)長(zhǎng)度考慮停車(chē)余量后取450m，對(duì)應(yīng)的到發(fā)線長(zhǎng)度為650m；客運(yùn)專(zhuān)線的加載長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)站臺(tái)長(zhǎng)度，按留有余量取450m3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.1 基本要求3.2

13、我國(guó)鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范的使用范圍3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí) 3.3.1大跨度鐵路懸索橋與中小跨度橋的不同點(diǎn) 3.3.2我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 3.3.3歐洲規(guī)范的規(guī)定 3.3.4源于撓度曲線切線角的最大縱坡 3.3.5撓度曲線形成的波長(zhǎng) 3.3.6 列車(chē)爬坡能力 3.3.7 墨西拿大橋的規(guī)定3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量 3.4.1 規(guī)范的規(guī)定 3.4.2 梁端轉(zhuǎn)角對(duì)行車(chē)的影響 3.4.3 減小梁端轉(zhuǎn)角的措施3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.1 基本要求基于車(chē)橋耦合振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)和梁端轉(zhuǎn)角，活載和溫度變形引起的縱向連續(xù)坡度進(jìn)行規(guī)定，不把主梁撓跨比和結(jié)構(gòu)自振頻率作為強(qiáng)制性指標(biāo)。 車(chē)橋耦合振

14、動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)：按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的行車(chē)速度、橋面形式，滿足相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪對(duì)橫向水平力、車(chē)體振動(dòng)加速度、斯佩林系數(shù)的要求。 梁端轉(zhuǎn)角：按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的行車(chē)速度、橋面形式，滿足相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定梁端轉(zhuǎn)角的要求。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.2 我國(guó)鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范的使用范圍 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TBJ10002.12005）總則1.0.2條規(guī)定本規(guī)范適用跨度：混凝土梁跨度小于或等于96m，鋼梁跨度小于或等于168m。 我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定：橋梁跨度不大于96m。 特大跨度橋梁適應(yīng)列車(chē)行駛、滿足使用要求對(duì)于結(jié)構(gòu)剛度指標(biāo)的要求與中小跨度橋梁有本質(zhì)的區(qū)別

15、，有必要基于現(xiàn)行規(guī)范的精神，對(duì)大跨度鐵路懸索橋的剛度指標(biāo)進(jìn)行規(guī)定。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范對(duì)于撓跨比的規(guī)定源于通過(guò)撓跨比限制梁端轉(zhuǎn)角，采用假定的撓度曲線方程推導(dǎo)，其本質(zhì)是規(guī)定主梁的梁端轉(zhuǎn)角，通過(guò)轉(zhuǎn)換借用撓跨比這一直觀的參數(shù)；多個(gè)等跨、中小跨度的簡(jiǎn)支梁撓度曲線會(huì)形成短波長(zhǎng)的豎向不平順，動(dòng)力響應(yīng)上得到反映；撓跨比相同時(shí)，大跨度懸索橋撓度曲線的曲率半徑遠(yuǎn)大于中小跨度橋，可直接反映到軌道撓曲應(yīng)力和車(chē)體豎向加速度。3.3.1大跨度鐵路懸索橋與中小跨度橋的不同點(diǎn)3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.2撓跨

16、比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10020-2009）基于小跨度和中等跨度的單跨簡(jiǎn)支梁和多跨等跨簡(jiǎn)支梁研究了主梁撓跨比與包括脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪對(duì)橫向水平力、橋面板加速度的關(guān)系，以動(dòng)力特性、通過(guò)對(duì)比得出了對(duì)于主梁撓跨比的規(guī)定，以撓跨比這一簡(jiǎn)明扼要的參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力指標(biāo)的規(guī)定 3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.3撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)歐洲規(guī)范的規(guī)定 歐洲規(guī)范基于多跨簡(jiǎn)支梁得出速度與撓跨比的曲線，跨度越大，允許的撓跨比越大。該規(guī)范同時(shí)指出：對(duì)跨度大于120米的橋梁，應(yīng)該專(zhuān)門(mén)研究；對(duì)連續(xù)梁，則可以在查表的基礎(chǔ)上乘系數(shù)。 規(guī)范同時(shí)規(guī)定：

17、如果表示動(dòng)力響應(yīng)的車(chē)體豎向加速度要求可以降低，撓跨比的要求按統(tǒng)一比例降低，可見(jiàn)本質(zhì)上還是動(dòng)力響應(yīng)。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.4撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)源于撓度曲線切線角的最大縱坡 對(duì)大跨度鋼橋，靜荷載撓度較大還體現(xiàn)在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)構(gòu)可能在某一點(diǎn)（不一定是梁端或中間支座處）出現(xiàn)瞬時(shí)稍大的、由撓度曲線切線角引起的線路縱坡。計(jì)算同時(shí)表明，出現(xiàn)這種情況是特定荷載作用下，個(gè)別點(diǎn)瞬態(tài)下的特征，也不一定在列車(chē)加載的區(qū)域，與路基上線路縱坡有本質(zhì)區(qū)別。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.4撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)撓度曲線形成的波長(zhǎng) 短

18、波不平順引起簧下質(zhì)量與鋼軌間的沖擊振動(dòng)，產(chǎn)生較大的輪軌作用力，其周期性的成分可能引起機(jī)車(chē)車(chē)輛的諧振。 速度120Km/h以下，軌道不平順的波長(zhǎng)范圍多在30m以?xún)?nèi)，隨著行車(chē)速度的提高，軌道不平順的影響波長(zhǎng)相應(yīng)增長(zhǎng)，速度為350KM/h時(shí)，有影響的波長(zhǎng)可超過(guò)100m，波長(zhǎng)越長(zhǎng)、影響越小，波長(zhǎng)超過(guò)150m時(shí)，則基本沒(méi)有影響。 大跨度懸索橋撓度曲線遠(yuǎn)超出影響動(dòng)力響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍。特別是，對(duì)多線鐵路或多線鐵路、公路兩用的大跨度鋼橋，出現(xiàn)最大撓度的概率較中小跨度橋梁低得多。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.5 列車(chē)爬坡能力鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定線路的最大限制縱坡（非加

19、力坡）如下表：撓度曲線形成的縱坡與線路的縱坡有本質(zhì)區(qū)別，最大縱坡指撓度曲線的切線斜率，只在個(gè)別點(diǎn)產(chǎn)生，是瞬時(shí)的坡度，其他區(qū)域的坡度逐漸減小至零乃至反向坡度，不會(huì)因機(jī)車(chē)牽引功率不足影響行車(chē)速度，或列車(chē)制動(dòng)時(shí)造成車(chē)鉤斷鉤或脫鉤。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.3 撓跨比的本質(zhì)認(rèn)識(shí)3.3.6 墨西拿大橋的規(guī)定墨西拿橋?qū)﹁F路要求的剛度規(guī)定參考了“美國(guó)鐵路工程師協(xié)會(huì)”和印度國(guó)家鐵路的規(guī)定： 專(zhuān)門(mén)針對(duì)該橋制定的“設(shè)計(jì)基準(zhǔn)”不對(duì)撓跨比做硬性規(guī)定，也沒(méi)有規(guī)定最大縱坡，但規(guī)定縱坡的變化； 由于豎向撓度引起的主梁100米范圍內(nèi)縱坡坡度的變化不超過(guò)0.05%，相當(dāng)于規(guī)定了撓度曲線的豎曲線半徑；3 大

20、跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量3.4.1 規(guī)范的規(guī)定 我國(guó)鐵路規(guī)范對(duì)列車(chē)活載作用下梁體的轉(zhuǎn)角進(jìn)行了規(guī)定。 我國(guó)鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.1-2005）（適用于旅客列車(chē)速度160Km/h，雖沒(méi)有對(duì)梁端轉(zhuǎn)角限值進(jìn)行規(guī)定，但限制主梁的撓跨比，其本質(zhì)是規(guī)定主梁的梁端轉(zhuǎn)角。簡(jiǎn)支梁撓跨比不大于1/900對(duì)應(yīng)的梁端轉(zhuǎn)角3.5（單側(cè)，按有砟軌道考慮）； 我國(guó)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于梁端轉(zhuǎn)角的規(guī)定如下：3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量3.4.1 規(guī)范的規(guī)定 對(duì)有砟軌道，列車(chē)行駛速度250KM/h以上時(shí)，梁端轉(zhuǎn)角不大于2，無(wú)砟軌道減半。1.

21、日本新干線采用無(wú)砟軌道，跨度大于30m 的梁端轉(zhuǎn)角的規(guī)定為：3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量3.4.1 其他的規(guī)定 可見(jiàn)新干線梁端轉(zhuǎn)角的規(guī)定與行車(chē)速度對(duì)應(yīng)，速度越高、限值越嚴(yán)格。 香港青馬大橋規(guī)定梁端豎向轉(zhuǎn)角不大于0.33度，合5.753 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量3.4.2 梁端轉(zhuǎn)角對(duì)行車(chē)的影響 梁端轉(zhuǎn)角一則影響線路的平順，二則影響軌道扣件的使用，按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定限制。3 大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之二豎向剛度指標(biāo)3.4 梁端轉(zhuǎn)角與伸縮量3.4.3 減小梁端轉(zhuǎn)角的措施 大跨度懸索橋梁端轉(zhuǎn)角與主梁剛度的關(guān)聯(lián)性不如梁橋密切，可

22、以采取諸多措施減小梁端轉(zhuǎn)角； 梁端轉(zhuǎn)角由兩部分構(gòu)成，其一為主梁或者桁架桿件端部在總體加載效應(yīng)出現(xiàn)的總體轉(zhuǎn)角，其二為橋面系在列車(chē)輪對(duì)荷載作用下的局部轉(zhuǎn)角。 讓主梁連續(xù)伸出邊跨以外，并采用合理的伸出跨跨度，可以有效控制梁端總體轉(zhuǎn)角；通過(guò)采用適宜的橋面系結(jié)構(gòu)形式，大幅度減小梁端橋面系縱向受力結(jié)構(gòu)的跨度，可以有效控制梁端局部轉(zhuǎn)角。4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.1 基本要求4.2 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的適應(yīng)范圍4.3 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的本質(zhì)條文說(shuō)明4.4 本建議指標(biāo)體現(xiàn)了規(guī)范的精神4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.1 基本要求 基于風(fēng)車(chē)橋耦合振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)和梁端側(cè)向轉(zhuǎn)角，風(fēng)載作用下主梁側(cè)

23、向撓曲對(duì)行車(chē)的影響進(jìn)行規(guī)定，不把主梁側(cè)向撓跨比和主梁寬跨比作為強(qiáng)制性指標(biāo)。 風(fēng)車(chē)橋耦合振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)：滿足相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪對(duì)橫向水平力、車(chē)體振動(dòng)加速度、斯佩林系數(shù)的要求。 梁端轉(zhuǎn)角：按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的行車(chē)速度、橋面形式，滿足相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定梁端轉(zhuǎn)角的要求。 側(cè)向撓度曲線的曲率：參考國(guó)內(nèi)外已有特大跨度鐵路橋規(guī)定側(cè)向撓曲曲率半徑與行車(chē)速度的關(guān)系。4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.2 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的適應(yīng)范圍 梁體的橫向剛度應(yīng)按梁體的橫向自振頻率和梁體的水平撓度進(jìn)行控制。不同類(lèi)型橋梁的橫向自振頻率f的要求如下表：鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范規(guī)定如下： 在列車(chē)搖擺力、離心力和

24、風(fēng)力作用下，梁體的水平撓度應(yīng)小于或等于梁體計(jì)算跨度的1/4000。 鋼梁的橫向剛度除滿足上表規(guī)定外，梁的寬跨比：下承式簡(jiǎn)支和連續(xù)桁梁邊跨應(yīng)不小于1/20；連續(xù)桁梁除邊跨以外其余各跨應(yīng)不小于1/25。4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.3 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的本質(zhì)條文說(shuō)明 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范條文說(shuō)明：為了保證車(chē)輛以規(guī)定的高速安全通過(guò)橋梁，既有鐵路橋梁是以橫向振幅行車(chē)安全限值為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)橋測(cè)試橫向自振頻率與橫向振幅相關(guān)性良好，在設(shè)計(jì)中采用橫向自振頻率能較好反映列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)； 為了保證空載貨車(chē)通過(guò)時(shí)車(chē)輪抗脫軌的安全度，同樣規(guī)定橋跨結(jié)構(gòu)橫向自振頻率； 從控制梁端轉(zhuǎn)角的角度，按假定橫向撓度曲線為

25、圓曲線，得出橫向撓跨比與梁端轉(zhuǎn)角的關(guān)系，以橫向撓跨比直觀指標(biāo)作為梁端橫向轉(zhuǎn)角的控制。4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.3 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的本質(zhì)條文說(shuō)明由規(guī)范的條文說(shuō)明可知： 針對(duì)的是中小跨度橋梁，對(duì)大跨度橋梁和特大跨度橋梁沒(méi)有成熟的研究基礎(chǔ)； 規(guī)定橋跨結(jié)構(gòu)橫向自振頻率的目的是列車(chē)按設(shè)計(jì)速度安全行駛，基于對(duì)振幅的限值，根據(jù)自振頻率與振幅的相關(guān)性，得出對(duì)自振頻率的限制值； 以自振頻率反映空車(chē)的脫軌安全； 以橫向撓跨比這一直觀指標(biāo)反映對(duì)于梁端橫向轉(zhuǎn)角的本質(zhì)規(guī)定 4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.5 本建議指標(biāo)體現(xiàn)了規(guī)范的精神 以風(fēng)車(chē)橋耦合分析得出的動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)本身就是為了反映列

26、車(chē)運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性，以不同的車(chē)輛按不同的速度進(jìn)行分析，更有針對(duì)性，較之簡(jiǎn)單限制橫向自振頻率更加科學(xué)。 由于大跨度橋梁梁端轉(zhuǎn)角與撓跨比的關(guān)系不同于傳統(tǒng)的小跨度橋，梁端轉(zhuǎn)角由邊跨跨度、邊跨支承體系、索面的形式等多種因素決定，直接規(guī)定梁端轉(zhuǎn)角更加明確。 大跨度橋梁當(dāng)采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，各跨受風(fēng)荷載作用時(shí)，在連續(xù)支承處橫向撓度曲線會(huì)形成兩個(gè)反彎點(diǎn)，該處雖然撓度曲線是連續(xù)的，但撓度曲線的切線角改變比較快，列車(chē)高速行駛成蛇形運(yùn)動(dòng)，需要限制撓度曲線的曲率半徑。4大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之三橫向剛度指標(biāo)4.5 本建議指標(biāo)體現(xiàn)了規(guī)范的精神 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明（TB10621-2009）給出了在搖擺力、離心力

27、、風(fēng)力作用下，水平彎曲引起的最大轉(zhuǎn)角和最小曲線半徑的規(guī)定如下表： 表中“最大折角變化”相當(dāng)于梁端兩孔梁轉(zhuǎn)角之和，最小水平半徑適用于主梁上任意點(diǎn) 香港青馬大橋規(guī)定側(cè)向轉(zhuǎn)角的限值為0.1度，合1.75 5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.1 基本要求5.2鋼材允許應(yīng)力的一般規(guī)定5.3 長(zhǎng)期以來(lái)約定俗成的主纜安全系數(shù)5.4 主纜鋼絲的伸長(zhǎng)量控制5.5 主纜的破壞機(jī)理5.6 主纜鋼絲的疲勞5.7 基于加載出現(xiàn)的幾率5.8 工程實(shí)例5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.1 基本要求同時(shí)滿足下列三項(xiàng)規(guī)定： 按允許應(yīng)力法計(jì)算：主纜鋼絲極限破斷拉力總和與主纜在（恒載+活載）作用下

28、最大截面拉力的比值：K2.2； 按極限狀態(tài)法計(jì)算：參照現(xiàn)行公路規(guī)范，對(duì)恒載、活載去用不同的荷載系數(shù)，考慮材料系數(shù)，按鋼絲的屈服強(qiáng)度控制； 采用合適的主纜二次應(yīng)力的分析方法，按考慮二次應(yīng)力后K1.7；5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.2鋼材允許應(yīng)力的一般規(guī)定 我國(guó)鐵路橋梁與公路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，都采用允許應(yīng)力法，對(duì)于有明顯屈服臺(tái)階的鋼材，按屈服極限除以1.7作為使用應(yīng)力的限值；對(duì)于沒(méi)有明顯屈服極限的鋼材，按極限強(qiáng)度除以2.5作為使用應(yīng)力； 我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用極限狀態(tài)法； 歐、美鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)法。5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.3 長(zhǎng)期以來(lái)

29、約定俗成的主纜安全系數(shù) 美國(guó)早期修建的懸索橋，按主纜鋼絲破斷拉力總和除以2.5作為使用應(yīng)力限值，其后為其他懸索橋廣泛采用，作為約定俗成的內(nèi)容； 當(dāng)時(shí)對(duì)于主纜強(qiáng)度安全系數(shù)的取值，并沒(méi)有進(jìn)行太多的研究，所生產(chǎn)的主纜鋼絲性能，包括韌性、塑形和均勻性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在的鋼絲。主纜架設(shè)采用空中編絲法，受力均勻程度不如現(xiàn)今成熟的預(yù)制平行絲股法，特別是空中編絲法在靴根處主纜鋼絲彎折。 主纜鋼絲的力學(xué)性能、主纜架設(shè)工藝的額提高為采用低于2.5的強(qiáng)度安全系數(shù)提供了保障。5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.4 主纜鋼絲的伸長(zhǎng)量控制 相對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，主纜鋼絲使用應(yīng)力比較低的，主纜鋼絲一般不需考慮松

30、弛因素，（恒載+活載）作用下最大截面拉力的強(qiáng)度安全系數(shù)采用2.2，恒載作用的安全系數(shù)更高，主纜鋼絲在彈性范圍內(nèi)工作，松弛則可以或略不計(jì)； 5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.5 主纜的破壞機(jī)理 曼哈頓懸索橋和威廉斯堡懸索橋在使用140年后，發(fā)現(xiàn)部分主纜鋼絲斷裂，究其原因，認(rèn)為鋼絲在制作過(guò)程中經(jīng)過(guò)鹽浴、酸洗，留下微小點(diǎn)坑，加之鋼絲伸直性不夠好，初始應(yīng)力高，主纜內(nèi)部潮濕環(huán)境，經(jīng)過(guò)多年后，鋼絲斷裂，表現(xiàn)為耐久性問(wèn)題； 鋼絲在索夾、鞍座、錨固處存在應(yīng)力集中，促使鋼絲受力不均勻；改善耐久性、降低主纜鋼絲受力不均勻程度為采用小于2.5的強(qiáng)度安全系數(shù)提供了可能。5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四

31、主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.6 主纜鋼絲的疲勞 大跨度鐵路懸索橋主纜恒載拉力是主纜總拉力的最主要構(gòu)成，活載拉力仍然只占較小的比列，僅從活載引起的主纜拉力變化考慮，由于活載加載引起的主纜疲勞問(wèn)題不會(huì)成為控制因素； 與斜拉索、吊索不同，懸索橋主纜不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)振和車(chē)振產(chǎn)生可觀的次應(yīng)力。 由于主纜鋼絲受力不均勻、存在局部應(yīng)力、彎曲二次應(yīng)力、鞍座轉(zhuǎn)角處次應(yīng)力，設(shè)計(jì)中應(yīng)著力優(yōu)化結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，減小二次應(yīng)力。5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.7 基于加載出現(xiàn)的幾率 考慮到鐵路荷載即為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的牽引質(zhì)量，對(duì)大跨度公鐵兩用橋梁，鐵路荷載的長(zhǎng)度小于懸索橋主跨跨度； 公路荷載雖然沒(méi)有規(guī)定最大加載長(zhǎng)度，但實(shí)際

32、上要出現(xiàn)全跨滿載的可能性畢竟不大，其與鐵路組合同時(shí)出現(xiàn)的可能性則更低； 鐵路荷載與公路荷載組合后的總活載與恒載比仍然不大，借用極限狀態(tài)法的概念，可以采用更加合適的、比2.5稍小的強(qiáng)度安全系數(shù)。5大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之四主纜強(qiáng)度安全系數(shù) 5.8 工程實(shí)例 日本明石海峽大橋考慮到活載比列較低的原因，主纜強(qiáng)度安全系數(shù)采用2.2；明石橋采用極限狀態(tài)法分析公式為：式中：恒載與活載采用了不同的分項(xiàng)安全系數(shù)，Tb為破壞強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)在泰州長(zhǎng)江公路大橋、南京長(zhǎng)江第四大橋的設(shè)計(jì)中也針對(duì)主纜強(qiáng)度安全系數(shù)做過(guò)探討，均認(rèn)為可以采用比2.5稍小的系數(shù)。6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.1多塔懸索

33、橋的受力特點(diǎn)6.2 基本要求6.3 相關(guān)測(cè)試結(jié)果6.4 泰州長(zhǎng)江公路大橋試驗(yàn)研究6.5 相關(guān)三塔懸索橋設(shè)計(jì)采用值6.6 歐洲規(guī)范的規(guī)定6.7 結(jié)論6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.1多塔懸索橋的受力特點(diǎn)多塔懸索橋的中間主塔，在不對(duì)稱(chēng)加載情況下，塔頂兩側(cè)主纜拉力相差較大；兩塔懸索橋的邊塔，當(dāng)兩側(cè)主纜的切線角相差較大時(shí)，也可能出現(xiàn)。6.2 基本要求 主纜與鞍座間抗滑移檢算的計(jì)算公式為：K= s/Ln(Fct/ Fcl)K=式中，：主纜與鞍座鞍槽間摩擦系數(shù)，F(xiàn)ct：拉力較大一側(cè)的主纜力，F(xiàn)cl：拉力較小一側(cè)的主纜力，s：主纜在鞍座上的包角。 主纜與鞍座間的摩擦系數(shù)=0.2，抗

34、滑移安全系數(shù)K1.5。6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.3 相關(guān)測(cè)試結(jié)果 美國(guó)對(duì)Washington 橋、英國(guó)對(duì)Forth Road橋進(jìn)行了鞍座摩擦系數(shù)的測(cè)定，根據(jù)測(cè)試的結(jié)果,兩座橋鞍座與主纜間的摩擦系數(shù)值為0.3； 美國(guó)Delaware橋摩擦系數(shù)的測(cè)試結(jié)果為0.19-0.21； 日本的眾多測(cè)試結(jié)果=0.30.32； 陽(yáng)邏長(zhǎng)江公路大橋測(cè)試結(jié)果為=0.2860.328；6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.4 泰州長(zhǎng)江公路大橋試驗(yàn)研究 泰州長(zhǎng)江公路大橋進(jìn)行了較全面的主纜與鞍座間抗滑移試驗(yàn)。試驗(yàn)包括兩

35、個(gè)工況，工況一試驗(yàn)束股10根，每根束股37根鋼絲、鋼絲直徑5.25mm，三組試驗(yàn)測(cè)試的鞍座與索股之間的摩擦系數(shù)分別為0.521、0.535和0.535； 工況二采用一根束股：三組試驗(yàn)測(cè)試得到鞍座與索股之間的摩擦系數(shù)分別為0.302、0.326、0.391；6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.5 相關(guān)三塔懸索橋設(shè)計(jì)采用值 國(guó)內(nèi)對(duì)于懸索橋主纜與鞍座間的抗滑移驗(yàn)算的規(guī)定僅有尚停留在報(bào)批階段、并且業(yè)已明確不會(huì)批準(zhǔn)。 泰州長(zhǎng)江公路大橋三塔懸索橋設(shè)計(jì)中曾針對(duì)中塔制訂了主纜與鞍座間摩擦系數(shù)=0.2，抗滑移安全系數(shù)K2.0的補(bǔ)充規(guī)定，得到行業(yè)主管部門(mén)的認(rèn)可； 智力查考橋初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中指

36、出：主纜與鞍座鞍槽間摩擦系數(shù)為0.2，抗滑移安全系數(shù)K2.0； 福州市螺州大橋在泰州長(zhǎng)江公路大橋三塔懸索橋研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)規(guī)范關(guān)于穩(wěn)定安全系數(shù)的取值，取用=0.2，K1.65。6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.6 歐洲規(guī)范的規(guī)定 歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（Eurocode 3Design of steel structures）規(guī)定特大橋的摩擦系數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定， 抗滑移安全系數(shù)K1.65。 由眾多試驗(yàn)可知，摩擦系數(shù)當(dāng)不會(huì)小于0.2。6大跨度鐵路懸索橋技術(shù)指標(biāo)之五主纜與鞍座間抗滑安全系數(shù)6.7 結(jié)論 對(duì)大跨度公鐵兩用三塔懸索橋，中塔主纜與鞍座間抗滑移穩(wěn)定的控制工況為：一個(gè)主

37、跨鐵路和公路滿負(fù)荷、另一個(gè)主跨空載，相對(duì)于國(guó)內(nèi)外其他三塔懸索橋，出現(xiàn)這種工況的幾率更低；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合摩擦系數(shù)的裕量，在和K兩個(gè)方面留出合理的安全保障，取用=0.2，K1.50。對(duì)比歐洲規(guī)范，相當(dāng)于=0.22，K1.65。7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史7.1 懸索橋加勁梁選型的因素7.2 懸索橋加勁梁歷史沿革7.1 懸索橋加勁梁選型的因素 橋面布置：需要的橋面寬度、單層橋面或雙層橋面、是否通行鐵路； 恒載重量：恒載越大，懸索橋的重力剛度越大，造價(jià)也越高，因?yàn)橹骼|、錨碇的造價(jià)幾乎與恒載成正比關(guān)系； 抗風(fēng)：不同的主梁結(jié)構(gòu)形式，抗風(fēng)性能差別很大； 運(yùn)輸條件：是否具備水運(yùn)大型節(jié)段的條件、或公路運(yùn)輸鋼梁快

38、件的條件； 養(yǎng)護(hù)因素：養(yǎng)護(hù)的工作量、養(yǎng)護(hù)條件。7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史7.2 懸索橋加勁梁歷史沿革 撓度理論出現(xiàn)以前，懸索橋跨度不大，加勁梁的剛度與主纜的重力剛度共同成為懸索橋懸索橋結(jié)構(gòu)剛度的來(lái)源，美國(guó)早期修建的懸索橋，主梁采用鋼桁梁，抗彎剛度大； 撓度理論出現(xiàn)以后，認(rèn)識(shí)到主纜重力剛度的重要性，傾向于減小主梁的剛度； 主梁剛度減小的趨勢(shì)到老塔科馬橋到達(dá)頂峰，該橋采用開(kāi)口式鋼板梁，主跨853m，梁高2.45m，1940年被風(fēng)吹垮，促使業(yè)界認(rèn)識(shí)到加勁梁抗扭剛度對(duì)懸索橋抗風(fēng)穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)；7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史7.2 懸索橋加勁梁歷史沿革 撓度理論出現(xiàn)以前，懸索橋跨度不大，加勁梁的剛度與主纜的重

39、力剛度共同成為懸索橋懸索橋結(jié)構(gòu)剛度的來(lái)源，美國(guó)早期修建的懸索橋，主梁采用鋼桁梁，抗彎剛度大； 撓度理論出現(xiàn)以后，認(rèn)識(shí)到主纜重力剛度的重要性，傾向于減小主梁的剛度； 主梁剛度減小的趨勢(shì)到老塔科馬橋到達(dá)頂峰，該橋采用開(kāi)口式鋼板梁，主跨853m，梁高2.45m，1940年被風(fēng)吹垮，促使業(yè)界認(rèn)識(shí)到加勁梁抗扭剛度對(duì)懸索橋抗風(fēng)穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)；7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史7.2 懸索橋加勁梁歷史沿革主梁剛度減小的趨勢(shì)到老塔科馬橋到達(dá)頂峰，該橋采用開(kāi)口式鋼板梁，主跨853m，梁高2.45m，1940年被風(fēng)吹垮，促使業(yè)界認(rèn)識(shí)到加勁梁抗扭剛度對(duì)懸索橋抗風(fēng)穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)；7.2 懸索橋加勁梁歷史

40、沿革 20世紀(jì)六十年代，英國(guó)在建設(shè)SEVEN橋的研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)扁平鋼箱梁作大跨懸索橋加勁梁的諸多優(yōu)勢(shì)：優(yōu)良的抗風(fēng)顫振穩(wěn)定性、較小的靜風(fēng)阻力、較小的建筑高度、較小的恒載、較少的材料用量；7 懸索橋加勁梁的發(fā)展歷史 隨后，扁平鋼箱梁作為大跨懸索橋的加勁梁被廣泛采用；時(shí)至今日，對(duì)于單層橋面的懸索橋，扁平鋼箱梁仍然是大跨度懸索橋加勁梁的重要選項(xiàng)； 雙層橋和公鐵兩用橋，多采用鋼桁梁加勁梁。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.1西陵長(zhǎng)江大橋8.2汕頭海灣大橋8.3貴畢公路西溪大橋和落腳和大橋、關(guān)勝公路北盤(pán)江大橋8.4 柳州紅光大橋8.5 新北盤(pán)江大橋8.6 泰州長(zhǎng)江公路大橋、馬鞍山長(zhǎng)江公路大

41、橋8.7 鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋8.8 哈爾濱三環(huán)西橋自錨式懸索橋8.9 懸索橋主梁選型的綜合考慮8.1西陵長(zhǎng)江大橋 是國(guó)內(nèi)建成最早的鋼箱梁懸索橋，1996年8月通車(chē)，經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)，使用情況良好。該橋的建成，充分體現(xiàn)了扁平鋼箱梁作大跨懸索橋加勁梁的優(yōu)勢(shì)。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.2汕頭海灣大橋 國(guó)內(nèi)首座現(xiàn)代懸索橋，1995年12月28日通車(chē)。采用混凝土箱梁作懸索橋加勁梁，具有抗風(fēng)性能好、維護(hù)工作量相對(duì)較省的特點(diǎn)，同時(shí)，又因?yàn)榭缍认鄬?duì)不大，主纜造價(jià)占總造價(jià)比列相對(duì)不高，采用混凝土主梁有一定比較優(yōu)勢(shì)。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.3貴畢公路西溪大橋和落腳和大橋、關(guān)勝

42、公路北盤(pán)江大橋 主跨338m、278m、388m預(yù)應(yīng)力板梁懸索橋，因橋面較窄，跨度不大，采用預(yù)應(yīng)力板梁作加勁梁，具有省維護(hù)、造價(jià)低、無(wú)需大件運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.4 柳州紅光大橋 主跨380m開(kāi)口式鋼板梁懸索橋； 采用設(shè)計(jì)施工總承包方式招標(biāo)，橋型方案造價(jià)上必須節(jié)省； 橋址區(qū)不具有大件運(yùn)輸條件，主梁但具備分塊運(yùn)輸?shù)臈l件； 鋼板梁主梁適合分塊運(yùn)輸，自重省，造價(jià)低； 采用裙板和中央扣改善氣動(dòng)性能，保障抗風(fēng)穩(wěn)定性； 因?yàn)榛钶d/恒載的比例達(dá)到0.348，采用阻尼器改善行車(chē)條件。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.5 新北盤(pán)江大橋 主跨576m鋼桁梁懸索橋

43、； 為了適應(yīng)山區(qū)運(yùn)輸、減小吊裝重量、同時(shí)保障抗風(fēng)安全，采用鋼桁梁；、 正交異性鋼橋面板支承在桁架上，豎向不共同作用、橫向部分共同作用。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.6 泰州長(zhǎng)江公路大橋、馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋泰州長(zhǎng)江公路大橋因?yàn)樵谥兴显O(shè)置縱向彈性索，加之吊索縱向傾斜明顯，設(shè)置厚度為12mm、14mm的縱向直腹板。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.8 鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋 為改善路面工作條件，采用結(jié)合梁作加勁梁； 為方便鋼梁制作，節(jié)省用鋼量，采用了開(kāi)口式斷面；8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.9 哈爾濱三環(huán)西橋自錨式懸索橋主跨248m自錨式懸索橋。原本選用鋼箱梁做加勁梁，考慮到哈爾濱低溫達(dá)-40，難于在如此低溫環(huán)境下保障正交異性鋼橋面板上路面的實(shí)用條件，采用結(jié)合梁橋面。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮8.10 懸索橋主梁選型的綜合考慮 懸索橋的主梁決定懸索橋的恒載、抗風(fēng)穩(wěn)定性，需結(jié)合橋跨、實(shí)用要求、多項(xiàng)建設(shè)條件靈活選?。?我院設(shè)計(jì)的懸索橋主梁多種多樣，有預(yù)應(yīng)力箱梁、鋼箱梁、鋼板梁、預(yù)應(yīng)力板梁、鋼桁梁、結(jié)合梁。8 我院設(shè)計(jì)的眾多懸索橋的主梁選型的技術(shù)考慮9. 國(guó)內(nèi)某大跨度懸索橋主梁選型的教益9.1 該