懸索橋施工計算與自錨式懸索橋簡介

懸索橋施工、計算與自錨式懸索橋簡介第一節(jié)懸索橋總體設(shè)計第二節(jié)懸索橋構(gòu)造第三節(jié)懸索橋施工第四節(jié)懸索橋計算第五節(jié)自錨式懸索橋簡介第一節(jié)懸索橋總體設(shè)計1.懸索橋的組成及發(fā)展概況2.懸索橋的結(jié)構(gòu)體系3.懸索橋的總體布置1.懸索橋的組成及發(fā)展概況

懸索橋是由主纜、加勁梁、塔柱和錨碇構(gòu)成。懸索橋的四個發(fā)展階段：第一代懸索橋，采用天然材料修建，后期也采用了鐵索等，一般沒有吊桿或吊索，承重結(jié)構(gòu)與使用構(gòu)造合二為一。第二代懸索橋，開始采用了吊桿將橋面與主索分開。第三代懸索橋，形成了美式懸索橋體系，主纜采用紡絲法，加勁梁采用桁架梁，橋塔以鋼塔為主。第四代懸索橋，以流線形扁平鋼箱為主要特征的英式懸索橋。2.懸索橋的結(jié)構(gòu)體系地錨式：單跨、三跨簡支加勁梁、三跨連續(xù)加勁梁自錨式：單塔雙跨、雙塔三跨單塔雙跨雙塔三跨帶斜拉索的懸索橋1883年建成的紐約布魯克林大橋，主跨484m，是最早的帶斜拉索的懸索橋。斜拉－懸吊混合式懸索橋1997年建成的貴遵高等級公路烏江大橋，主跨288m，主梁為高強預(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76噸，是世界首座吊拉組合橋。立面圖懸索橋橋名國家主跨成橋時間布魯克林橋美國

486

1883

曼哈頓橋美國

4481909華盛頓橋美國

10671931年一期，1962年二期金門大橋美國

1280

1937

奧克蘭海灣大橋美國

704

1936

韋拉扎諾橋美國

12981964塞文橋英國987.61966博斯普魯斯大橋土耳其

1074

1973

虎門大橋中國

888

1997

大貝爾特東橋丹麥

1624

1997

明石海峽橋日本

1991

1998

青馬大橋中國

1377

1998

江陰長江大橋中國

1385

1999

潤揚大橋中國14902005總體布置應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)特性跨度比垂跨比寬跨比高跨比加勁梁支承體系主纜與加勁梁的連接吊索間距3.懸索橋的總體布置（1）跨度比三跨對稱懸索橋邊跨與中跨跨度比一般為0.3～0.5。從結(jié)構(gòu)特性來考慮，懸索橋單位長度橋長所需鋼材隨跨度比減小而增大；從結(jié)構(gòu)豎向變形來看，則以減小跨度比有利。（2）垂跨比主纜拉力隨垂跨比按反比例關(guān)系變化。垂跨比越大，懸索橋橫向和豎向整體剛度越小。地錨式懸索橋一般取1/8-1/12。（3）寬跨比中小跨徑一般大于1/20，懸索橋在1/60-1/40.（4）高跨比桁架式加勁梁：1/180-1/70；箱形加勁梁：1/400-1/300.（5）加勁梁支承體系主要指在橋塔處主梁是否連續(xù)。一般三跨懸索橋大多為非連續(xù)。（6）主纜與加勁梁的連接中央扣、中間斜索、邊跨端部的端斜索（7）吊索間距跨徑在80m到200m范圍內(nèi)的吊橋，吊橋間距一般取5～8m?？鐝皆龃?，吊桿間距也應(yīng)增大，有時達(dá)20m左右。第二批節(jié)獻(xiàn)懸索澆橋構(gòu)文造1.橋塔2.纜索系帝統(tǒng)3.加勁梁4.鞍座5.錨碇1.橋塔1.改1橋塔上結(jié)構(gòu)形形式按材料分類：河石砌圬召工塔、浴擺動式答鋼塔、拌下端固鳴定鋼塔閑、鋼筋柳混凝土避塔按縱向安結(jié)構(gòu)錫形式：剛性曠塔、柔蕩性塔、去搖柱塔按橫向斥結(jié)構(gòu)挽形式：剛構(gòu)調(diào)式、桁油架式、熟混合式剛性塔在主鞍問座下設(shè)霞輥軸，趴使鞍座裂能夠可叫沿縱向宜移動。柔性塔鞍座固床定于塔孤頂，構(gòu)期造簡單罰，維修友保養(yǎng)容嫁易。有址些小跨應(yīng)度懸索庭橋中曾保采用過搖柱式塔，現(xiàn)疾已不再腥采用。日本解關(guān)門塞橋橋件塔美國坦金門兔大橋衛(wèi)橋塔1.2塔柱截厚面形式2.纜索捐系統(tǒng)2.淹1主纜主纜的噴材料有她藤索、踏竹索、城鐵索、撞眼桿鏈歲、鋼絲蝴。現(xiàn)代乘懸索橋譯采用鋼莊絲繩（長跨度500廳m以下己）和棚平行叢鋼絲升束兩旬種。視平行河鋼絲膨束分棒為預(yù)制平哪行束股和空中批紡絲照法。主纜絲纏股排列咽型式尖頂?shù)汀n平頂冰型緊纜裝后絲輝股的擺截面2.饞2吊索（1）吊輛索的開材料可用勇鋼絲擦繩、煎平行軍鋼絲捏束或刃鋼絞汪線等斥材料正制作母。（2）與俊索夾之的連煩接方憲式騎跨式濟(jì)、銷鉸華式（3）豎吊貿(mào)索與斜姐吊索傳統(tǒng)擋的吊龜索都研是垂顏直的呈，從稠英國題的塞駐文橋況開始誼使用樣斜吊衛(wèi)索。2.丙3索夾索夾由氏鑄鋼制贈作，分槐成左、終右兩半咱或上、主下兩半悅。3.加勁梁加勁梁紋主要起梳支承和摩傳遞荷山載的作幸用。加吉勁梁大鞠都采用識等高度稿鋼桁架貞梁或扁喪平鋼箱稈梁。桁忘架的抗普扭剛度獅相對較貪小，所犯以其梁移高比流姿線型箱功梁的要斧高得多叼，以滿急足抗風(fēng)暈要求。加勁梁詳結(jié)構(gòu)形翁式：（1）鋼板冷梁（2）鋼桁易梁（3）鋼箱僅梁（4）鋼備筋混逐凝土度箱梁4.鞍座4.軌1塔頂主輩鞍座設(shè)在酷塔頂降的鞍戲座叫寺主鞍泥，一勇般由鑄鋼竿件構(gòu)成盯，包辣括鞍躬槽、蝴腹板澡、底分板、架加勁溫肋等殃。鞍脖槽采翁用鑄嫌鋼件藍(lán)，鞍閃槽下掘的支豬撐結(jié)丈構(gòu)用剝厚鋼謹(jǐn)板的股焊接桑結(jié)構(gòu)勁，鞍簡槽與襖支撐純結(jié)構(gòu)緊之間凈也用沈焊接形。為路方便傻吊裝識，主皆鞍座投在縱布向可塌分為偏兩段牽或三獅段吊探裝。日本關(guān)猶門懸索聯(lián)橋主索誕鞍4.2副鞍座邊跨較亞大時，丈可在邊理墩設(shè)副參鞍座。瀉設(shè)置在序邊跨靠裙岸端的乖墩架或偽鋼排架味頂，改廚變主纜憑在豎直事面內(nèi)的飲方向，茫以便進(jìn)末入錨碇值。（1）固景定式（2）輥踐軸或百搖桿影式新港橋4.3散索鞍將鋼納絲束統(tǒng)股在正水平脆和豎頁直方們向散愿開以疾便于載錨固。5.錨碇地錨道分重做力式垃和隧判洞式董（或蠢巖洞蟲式）挎兩種識。重力式矮地錨尺笛寸大，阻工程量萍也大。隧洞式蔬地錨工涼程量較佛小，但宜需有堅宏實山體仗巖層可謊加以利桌用。日本明圓石海峽追橋錨碇當(dāng)主負(fù)纜在膛錨碇邊前墻藍(lán)處需陪要展愿開成深絲股跡并改俘變方油向時晃，則燙需設(shè)鳳置主纜支賴架。主纜基支架可裙以設(shè)置辭在錨碇能之外，巖也可以援設(shè)置在路錨碇之漿內(nèi)。主你纜支架掩主要有紙三種形究式：鋼筋帖混凝育土剛謝性支鴉架、鋼制芳柔性姐支架及鋼制搖沸桿支架。第三節(jié)頌懸索種橋施工1.基本值施工選步驟2.主纜架乎設(shè)3.加勁旅梁的董安裝1.基本叉施工嬸步驟先修建焦基礎(chǔ)、艷錨碇、泳橋塔；利用苦橋塔扭架設(shè)定施工族便道劇（稱花為貓褲道）仍；通過結(jié)貓道浪來架燒設(shè)主差纜；安裝吊易索、拼醉裝加勁東梁。2.主纜亂架設(shè)（1）準(zhǔn)揪備工賣作：偵安裝永吊機啞、各刊種鞍叉座、黎絞車炕及轉(zhuǎn)療向設(shè)捏備。（2）架窮設(shè)導(dǎo)各索（3）架設(shè)貸拽拉索英和貓道（4）架設(shè)耳主纜（5）安鹽裝吊江索架設(shè)導(dǎo)占索的兩灑種方法3.加勁環(huán)梁的框安裝兩種方租案：1.從跨中午向橋塔蠅附近推斑進(jìn)2.從橋更塔向?qū)缰凶u推進(jìn)方案一方案誓二第四節(jié)站懸索橋鞏計算1.靜力灑計算上方法2.動力計桐算方法1.靜力計柳算方法豎直荷詳載作用贏下的計擔(dān)算方法鎮(zhèn)：彈性理畏論、撓克度理論切、有限傳位移理尖論1.筐1彈性沃理論彈性尋理論皇的基賴本假奶定如夸下：（1）主纜廣無彎曲垃剛度，饒加勁梁忘沿橋縱斜向抗彎鼠剛度不臭變；（2）恒唱載集烈度沿穿跨度段方向捧均布臺且全侵部由拆主纜析承受斜，恒壩載下猾主纜磁的幾師何形砍狀為享二次奇拋物麻線；（3）活最載作笨用下屆不考盲慮吊察索的茂伸長林。根據(jù)以殺上假設(shè)不，可以棵得到加浪勁梁任戚意截面喝的活載改彎矩如天下：式中井：Mq0為相應(yīng)素簡支梁誤彎矩，谷即活載華使基本與體系產(chǎn)獸生的內(nèi)弱力；Hq為活載外產(chǎn)生的既主纜水剃平力；y為相迅應(yīng)截充面主惡纜豎該向坐猾標(biāo)（爪以塔狂頂為義零點暫）。彈性理挽論將懸扔索橋作攔為線彈丟性結(jié)烏構(gòu)進(jìn)行敬計算騙，疊怎加原劈燕理及養(yǎng)影響視線加賽載均驗適用風(fēng)，但此沒有突考慮唯恒載逗對豎亞向剛勻度的迎貢獻(xiàn)魄，也狐沒有賠考慮母位移挽的非舅線性訴影響隱，其計算境結(jié)果芝是偏峽安全乏的。懸索珍橋跨度議較大時粱，彈性報理論的哭計算結(jié)頓果將嚴(yán)甩重偏離戚實際，批加勁梁筐截面尺資寸過大傅，造成朗材料的旁浪費。怎彈性理陳論在相愈當(dāng)長的牙一段時葡間內(nèi)支刮配著懸囑索橋設(shè)滔計，直創(chuàng)至今日犧，跨度改小于20顯0m的懸異索橋粱設(shè)計曲仍可叢借用費。1.2撓度理斃論186柏2年有膊學(xué)者蔑提出特了無振加勁棚懸索餡橋的隱撓度皇理論斷，188靠8年，者奧地填利J.檢Me柿la祥n教授發(fā)攔表了有嗽加勁懸擠索橋的扶撓度理鮮論并于19秤06年進(jìn)撕行了譽改進(jìn)嶄。19百08年，話在設(shè)翻計紐極約Ma譽nh搏at主ta窗n大橋國時首鹽次采餃用撓串度理舍論并后顯示倒出該博理論虎的優(yōu)財越性躲。此寨后，飽巴西驕的Flo肆ria爽npo牽lis橋，匆美國營的華善盛頓禽橋、優(yōu)金門萬橋，極英國距的福慘斯橋輔、塞箏文橋稼等大絹量懸蝕索橋技都采撫用了低撓度愚理論榜，并酒在實逼踐中紅對理窩論進(jìn)稀行了未一些漂修正職和發(fā)帽展。撓度理剝論基于拍以下假骨定：（1）加勁犧梁為等蔬截面，粥恒載沿懂跨度方怨向均布謊，恒載知下主欄纜呈陜拋物翻線，養(yǎng)加勁舞梁內(nèi)玩無應(yīng)嚇力；（2）吊癥索為虛豎直典，不輩考慮忘其在怎活載時作用王下的赤伸長和習(xí)傾斜算，視由為僅喜有豎伏向抗支力的冊膜；（3）主纜直和加勁攻梁只有蜻豎向位耀移，不污考慮其狐縱向位估移。根據(jù)列撓度睜理論呆，地棕錨式跟懸索逮橋加罪勁梁臥任意忠截面就的活癢載彎念矩為翻：式中：扔撓度理腿論的計旱算值比蔑彈性理誓論多了最嘉后一項，這表慘明主纜雹在恒載醬和活載盞下的水耐平力將賀起到減謊小加勁被梁中活幻玉載彎矩齒的作用禁。可以管將上式穩(wěn)寫成微漲分方程孤形式如壯下：上述豆微分徐方程友是非哈線性防的，段各國皮學(xué)者擊對其堤求解雙做了臣大量譽的工弟作。1.3有限盲位移育理論196幕6年，Bro侄tto病n引進(jìn)矩包陣位移泡法將懸骨索橋當(dāng)則作平面收桿系結(jié)崖構(gòu)進(jìn)行浴有限元畏分析，增計入初漫始軸力搞和大位桿移的二傭次影響保，得到監(jiān)了非線動性情況延下的切舟線剛度樸矩陣，弊并采用Ne恨wt形on獅-R推ap鋸hs贈on迭代法送求解增遺量形式交的方程州式。隨穩(wěn)后，Saa懂fan、Tez秋can、Po克sk畢it張t也相炒繼發(fā)張表了唉他們西的研會究成屯果，勁從此蘇懸索升橋的弦分析博步入頓了有爸限位勵移理胞論時筒代。有限允元位魂移理偶論將元將懸責(zé)索橋論離散火為桿系芬結(jié)構(gòu)，按扎非線藝性桿方系有壟限元筋進(jìn)行賊求解讀，可孟以計阿及吊蓬桿的家傾斜妙與伸證長、渠纜索廉節(jié)點源的水具平位蹤蝶移、醒加勁帳梁的衡水平新位移警及剪皮切變腳形等倒任何飲非線詳性的爬影響見及任饞意邊袖界條桑件，促而這校些因脅素由演于解圍析方咸法與笛微分光方程檢的求佛解困鼻難在呈撓度唇理論看中不蔬得不器加以知忽略置，因合此有襪限位況移理宜論的滲計算罷結(jié)果陷更為納精確贏，是目棗前大摸跨度魂懸索夢橋分傷析計太算中欲普遍瞇采用碎的方墻法。2.動力瘋計算請方法2.業(yè)1自由振霸動2.副2強迫裳振動（1）車振（2）風(fēng)振（3）地震舊塔科冷馬大橋苦風(fēng)毀錄膨像第五平節(jié)馳自我錨式相懸索捉橋簡全介1.自錨約式懸期索橋抬概況2.自錨式辦懸索橋敲受力特兆點3.自錨式渠懸索橋刮施工1.自錨式濫懸索橋明概況自錨式幻玉懸索橋擋與地錨枝式懸索糟橋結(jié)構(gòu)撞形式上姓的主要印差別是圣將主纜器錨固于件加勁梁劇上，但躁兩者的棍受力體艱系及施旅工方法面有著很貫大的差躁別。19世紀(jì)后貫半葉，諸奧地利必工程師紗約瑟夫·朗金渠和美礦國工哭程師披查理萬斯·本德煌分別夜獨立貌地構(gòu)響思出默自錨孫式懸涂索橋何的造傅型，羅朗金燒在18其59年寫出隔了這種們構(gòu)想，央本德于186伐7年申請刺了專利駛。187斯0年，哀朗金咳在波叛蘭設(shè)嗓計建騎造了袋世界數(shù)上首題座小隸型鐵亭路自變錨式披懸索娛橋。191湯5年,德國油設(shè)計沿師在貫科隆棋的萊濱茵河態(tài)上建艘造了改主跨頃達(dá)18睡5m的科隆-迪茲得自錨奸式懸毛索橋，采抬用臨鏈時木壞腳手段架支芳撐鋼彈梁直央到主聞纜就臘位。友該方龜案的馬選擇震主要悟是因秋為其拍外形奧美觀討，而叢地質(zhì)偶條件芬又不掙允許堪修建駝錨碇吃。主僑纜采孕用了秀眼桿醉結(jié)構(gòu)目，因紛而能壤方便偏地錨桌固在冠加勁怪梁上小?？漆t(yī)隆-迪茲橋194申5年被衫毀，壇但原收來橋列臺上斜的鋼從箱梁母仍保臘存至妥今?？坡?迪茲橋科隆-迪茲橋溪建成后25年間普德國尾在萊偏茵河率上又頑修建軟了4座懸索病橋，其死中192皮9年建兵成的腿主跨31窄5狠m的科隆-米爾海鋸姆橋最為著峰名。這檔座橋最仇初選中躬了鋼拱賠橋方案哀，由于精擔(dān)心惡溉劣的地于質(zhì)情況辟不能承賄擔(dān)拱腳怕的推力顏，改為哥了自錨凝式懸索暫橋。盡繪管該橋仔在194侮5年被毀蜂后重新瓶修建為盾地錨式榴懸索橋禍，但保類持自錨寫式懸索冬橋的跨究徑記錄股達(dá)70年之躬久?？坡?米爾械海姆晴橋19惰25～192折8年間美僑國賓夕戒法尼亞仁州匹茲攜堡市青在阿擇勒格乎尼河堪上修勇建的鞠三座處非常指相似趁的自鞠錨式確懸索繼橋。在撕規(guī)劃餓第六壘、第裂七和養(yǎng)第九本街橋揪時，困城市驗藝術(shù)閑委員株會從殘美觀呈的角楚度提坦出了厲采用擋懸索樓橋。送匹茲描堡的錄工程珍師指停出惡爛劣的姿地質(zhì)絡(luò)條件到不能盜修建曬錨碇乘，因虎而選恨擇了涂自錨呆式結(jié)蔽構(gòu)，也并采織用了榮類似斥科隆-迪茲橋丙的眼桿貧結(jié)構(gòu)、源拱形橋駕塔和連著續(xù)鋼箱饞梁。匹斯茲堡橋沸主跨為131～135購m，在吃眼桿釣和加善勁梁芳之間丙采用派臨時強壓桿撕作為醋支撐肥，從訓(xùn)每個推支撐模向外拔懸臂查施工秧，直縱到主尚跨合經(jīng)攏和估主纜倆在中紙間連厘接。文這種失施工禿技術(shù)王比科擔(dān)隆-迪茲錄橋有蘆了很臉大進(jìn)吐步，耕每座厚橋的斥工期匆都在15個月挺之內(nèi)斃。199骨5年維修頂后，這臺三座橋扯在建成70年后仍帳然正常獸工作。在匹宜茲堡螞橋之途后美混國修材建了逆密蘇丘里州堪小奈錢安瓜誓河橋興（跨償徑69附m，193奶3年）