橋梁工程課件

1組合結(jié)構(gòu)橋梁(鋼－混組合梁)23組合結(jié)構(gòu)橋梁概論

組合結(jié)構(gòu)分類(lèi)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念組合結(jié)構(gòu)力學(xué)特點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

4組合結(jié)構(gòu)橋梁概論--組合結(jié)構(gòu)分類(lèi)鋼材混凝土鋼構(gòu)件混凝土構(gòu)件組合構(gòu)件組合結(jié)

構(gòu)材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)5概論--組合構(gòu)件實(shí)例

組合構(gòu)件的實(shí)例(a)鋼管混凝土(b)型鋼混凝土(c)組合板(d)組合梁6概論--組合結(jié)構(gòu)實(shí)例

組合結(jié)構(gòu)實(shí)例(a)鋼梁與混凝土梁接合(b)鋼梁與混凝土墩接合焊釘預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼梁鋼筋混凝土梁鋼梁鋼筋混凝土墩焊釘橫梁7概論—設(shè)計(jì)理念總費(fèi)用總費(fèi)用

鋼結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)

混凝土用量百分比

組合結(jié)構(gòu)

合理8概論—設(shè)計(jì)理念

混凝土的弱點(diǎn)抗拉強(qiáng)度小有橫向約束時(shí)抗壓強(qiáng)度增大鋼材提供支援

鋼材的弱點(diǎn)容易壓縮屈曲容易生銹混凝土提供支援設(shè)計(jì)理念：合理使用鋼材與混凝土9

鋼—混凝土結(jié)合梁橋在中等跨度(20~90m)橋梁中已在世界各地廣泛應(yīng)用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：與鋼橋相比有：①節(jié)省鋼材；②降低建筑高度；②減少?zèng)_擊，耐疲勞；④減少鋼梁腐蝕；⑤減少噪音；⑥維修養(yǎng)護(hù)工作量較少等。與混凝土橋相比有：①重量較輕；②制造安裝較為容易；③施工速度快，工期短等。10概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

鋼材對(duì)混凝土的支援—受彎組合梁抗彎性能組合梁純鋼梁Py:純鋼梁的屈服荷載Pu:純鋼梁的極限荷載11概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)應(yīng)變鋼管鋼管混凝土混凝土單獨(dú)疊加荷載

鋼材對(duì)混凝土的支援—受壓鋼管混凝土柱12概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

混凝土對(duì)鋼材的支援—受彎鋼管混凝土梁荷載變形局部屈曲

無(wú)肋無(wú)摩擦有摩擦有肋局部屈曲13概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

混凝土對(duì)鋼材的支援—內(nèi)襯混凝土組合梁(a)連續(xù)梁一般圖(b)橫截面圖1.2.4內(nèi)襯混凝土組合梁的構(gòu)造(c)內(nèi)襯式組合梁截面橫向鋼筋縱向鋼筋

內(nèi)襯混凝土鋼梁內(nèi)襯混凝土內(nèi)襯混凝土14概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—鋼筋布置形式15概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—抗彎性能純鋼內(nèi)襯混凝土變形(mm)荷載(kN)16概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—抗彎性能17概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—抗彎性能

內(nèi)襯混凝土組合梁

純鋼梁18概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—抗剪性能純鋼內(nèi)襯混凝土變形(mm)荷載(kN)19概論--組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)

內(nèi)襯混凝土組合梁—抗剪性能20概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合結(jié)構(gòu)橋梁的定義：

----使用組合構(gòu)件或組合結(jié)構(gòu)的橋梁

組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)◆組合鋼板梁橋◆組合箱梁橋◆組合桁架橋◆組合剛構(gòu)橋◆混合梁橋◆組合拱橋◆組合斜拉橋21概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合鋼板梁橋

Hopital橋（法國(guó),4跨連續(xù)，最大跨64m）22概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合鋼板梁橋

千鳥(niǎo)澤川橋（日本）

Lignon橋（法國(guó)）23概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合箱梁橋—槽形截面組合箱梁橋

BoisdeRosset橋（瑞士，1991年完成）連續(xù)橋，23m+34.2+11×42.75m+51.3m+38.5m槽形鋼截面+橫向預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板4根縱向體外索箱內(nèi)布置，索力合計(jì)8830kN24概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合箱梁橋—槽形截面組合箱梁橋

千歲高架引橋（日本，1998年完成）25概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合箱梁橋—鋼腹板組合箱梁橋(鋼腹板容易屈曲)

LaFerteSaint-Aubin橋(mm)

(法國(guó))26概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合箱梁橋—波折鋼腹板組合箱梁橋

Cognac橋

(法國(guó)，1986年完成)31m+43m+31m,3跨連續(xù)混凝土頂板體內(nèi)索波折腹板體外索混凝土底板橫隔板體內(nèi)索波折腹板

波折腹板箱梁的構(gòu)造27概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合箱梁橋—用波折鋼腹板組合箱梁的斜拉橋

栗東橋(日本)

矢作川橋（日本）

28概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁架腹桿+上下混凝土翼緣板

Arbois橋(法國(guó)，1985年完成)29.85m+40.4m+29.85m,3跨連續(xù)

橫截面的構(gòu)造29概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁架腹桿+上下混凝土翼緣板

Boulonnais橋(法國(guó)，1997年完成)44.5m+3*77m+93.5m+5*110+93.5m+3*77m+44.5m,15跨連續(xù)

鋼管桁架腹桿的構(gòu)造

4m預(yù)制節(jié)段梁，懸臂施工30概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁架腹桿+上下混凝土翼緣板

Kinokawa橋(日本，2003年完成)4跨連續(xù)，最大跨度85m,全長(zhǎng)268m

節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造

鋼管桁架腹桿31概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁梁(無(wú)上弦桿)+混凝土橋面板

VaihingenViadukt橋(德國(guó))

節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造32概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁梁(有上弦桿)+混凝土橋面板

Lully高架橋(瑞士)29.93m+21×42.75m+29.93m33概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合桁架橋—鋼桁架梁(有上弦桿)+混凝土橋面板

Nantenbach鐵路橋

(德國(guó))

跨徑83.2m+208.0m+83.2m

負(fù)彎矩區(qū)未設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋

橋墩附近兩個(gè)下弦桿間澆混凝土

上下弦桿形成雙重組合

平衡邊、中跨自重34概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合剛構(gòu)橋—鋼箱梁+混凝土墩

橫浜綠IC橋（日本,1997年完成）

7跨連續(xù)剛構(gòu)橋

32.3m＋4×40.0m＋42.0m＋40.1m

橫梁與混凝土固結(jié)35概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合剛構(gòu)橋—鋼箱梁+混凝土墩

阿古耶橋（日本）

3跨連續(xù)剛構(gòu)橋

36m＋36m＋36

鋼板梁與混凝土固結(jié)36概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

混合梁橋—鋼箱梁+混凝土梁

新川橋（日本，2000年完成）

5跨連續(xù)混合梁橋

39.2m＋40.0m＋118.0m＋39.2m＋40.0m

中跨用鋼箱梁

37概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合拱橋—鋼管混凝土拱

Antrenas橋（法國(guó)）

跨度56m

混凝土填充的理由，防止車(chē)輛沖擊

38概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

組合拱橋—型鋼混凝土拱

用型鋼骨架作為拱肋

采用斜拉懸臂施工

閉合后澆注混凝土

39概論--組合結(jié)構(gòu)橋梁的分類(lèi)及其特點(diǎn)

楊浦大橋（中國(guó)，1993年完成）

組合梁斜拉橋

鋼板梁+混凝土橋面板

鋼箱梁+混凝土橋面板

鋼桁架梁+混凝土橋面板

鋼梁+混凝土梁斜拉橋二、斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)體系受力特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系技術(shù)上的主要問(wèn)題斜拉橋三、斜拉橋的構(gòu)造斜拉索

斜拉索的組成

斜拉索的布置

縱橋向：雙塔，單塔，多塔

橫橋向橋塔型式主梁截面斜拉橋四、斜拉橋?qū)嵗毡総atara橋

法國(guó)Normandy橋

上海楊浦大橋挪威Skarnsundet橋（斯卡恩圣特）香港TingKau橋斜拉橋老撾的竹斜拉橋爪哇的竹斜拉橋斜拉橋紐倫堡薩爾河橋（德國(guó)，1824）泰晤士河Albert橋（英國(guó)，1873）失敗原因：橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)理論缺乏拉索材料的強(qiáng)度不足斜拉橋斯特羅姆海峽橋（瑞典，1955，L:182.6m）復(fù)興條件：近代橋梁力學(xué)理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料強(qiáng)度、施工技術(shù)的很大進(jìn)展。斜拉橋鋼斜拉橋：1999，日本多多羅大橋，L=890m，混合式斜拉橋：1995，法國(guó)Normandy橋，L=856m結(jié)合梁斜拉橋：1993，上海楊浦大橋，L=602m預(yù)應(yīng)力混凝土梁斜拉橋：1991，挪威Skarnsundet橋 L=530m（斯卡恩圣特）斜拉橋?qū)W習(xí)階段： 60年代初傳入我國(guó)； 1975年四川、上海先后建成試驗(yàn)性鋼筋混凝土斜拉橋 （75.8m云陽(yáng)湯溪河橋，54m新五橋）；

1977年改革開(kāi)放；1982年建成220m濟(jì)南黃河大橋推廣階段（80年代，30余座斜拉橋）260m天津永河大橋，288m東營(yíng)黃河橋（No.1鋼斜拉橋），廣州海印橋(單索面，B35m)，重慶石門(mén)大橋（230m不對(duì)稱(chēng)獨(dú)塔）高潮（90年代）1991上海南浦大橋，1993上海楊浦大橋斜拉橋連續(xù)梁與斜拉橋的主梁恒載彎矩斜拉橋的主梁軸力斜拉索的彈性支承作用對(duì)橫載最有效，車(chē)輛荷載次之，風(fēng)荷載最差。主梁軸力分布隨斜拉橋支承條件而變化借助斜拉索的預(yù)應(yīng)力，可以對(duì)主梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整斜拉橋主梁建筑高度小：與塔柱剛度、索型、索距及索剛度等密切相關(guān) 一般做成等高度剛度大（與懸索橋比），變形小，抗風(fēng)性能好借助斜拉索的作用可減輕施工機(jī)具對(duì)結(jié)構(gòu)的影響（懸臂施工）斜拉橋斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系(a)飄浮體系（b)

支承體系（c)

塔梁固結(jié)體系（d)剛構(gòu)體系(e)協(xié)作體系斜拉橋施工問(wèn)題抗風(fēng)抗震斜拉索使用壽命(防護(hù)、抗疲勞、換索）斜拉橋斜拉索的組成

鋼材:抗拉強(qiáng)度高,彈性模量大、抗疲勞性能好(a)平行粗鋼筋束(b)平行（半平行）鋼絲束（鍍鋅鋼絲7mm）(c)平行（半平行）鋼鉸線(xiàn)束（鋼鉸線(xiàn)）(d)單股鋼鉸纜（各層鍍鋅鋼絲繞芯絲扭轉(zhuǎn)而成）(e)封閉式剛纜（Z形鍍芯鋼絲組成封閉索）防護(hù)措施：黑色聚乙烯套管斜拉橋雙塔三跨式：L2/L1多接近2.5 （2~3）斜拉橋獨(dú)塔雙跨式：L2/L1多接近1.5（1.2~2）多塔多跨式提高中塔高度斜拉橋斜拉索橫向布置橋塔型式（雙塔H/L:0.16~0.22）斜拉橋混凝土主梁鋼主梁結(jié)合梁斜拉橋斜拉橋斜拉橋斜拉橋斜拉橋斜拉橋斜拉橋?qū)捒绫?/40.8（記錄），高跨比1/246.5，高跨比1/5.22，L1/L2:0.36斜拉橋概述懸索橋的歷史與發(fā)展懸索橋是跨越能力最強(qiáng)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)。懸索橋的歷史與發(fā)展(續(xù))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1.概述(續(xù))Brooklyn橋懸索橋的歷史與發(fā)展(續(xù))1.概述(續(xù))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1.概述(續(xù))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，最近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。

1.概述(續(xù))

改革開(kāi)放后，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。1.概述(續(xù))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1.概述(續(xù))世界大跨徑懸索橋一覽表1.概述(續(xù))

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?、雙塔、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。縱觀(guān)懸索橋尤其是現(xiàn)代懸索橋的發(fā)展過(guò)程，可以看到：世界懸索橋現(xiàn)狀總結(jié)美國(guó)流派懸索橋（出現(xiàn)較早，技術(shù)成熟）（1）主纜采用AS法架設(shè)。（2）加勁梁采用非連續(xù)的鋼桁梁，適應(yīng)雙層橋面，并在橋塔處設(shè)有伸縮縫。（3）橋塔采用鉚接或者栓接鋼結(jié)構(gòu)。（4）吊索采用豎直的4股騎跨式。（5）索夾分為左右兩半，在其上下采用水平高強(qiáng)螺栓緊固。（6）鞍座采用大型鑄鋼件。（7）橋面板采用RC構(gòu)件。世界懸索橋現(xiàn)狀總結(jié)英國(guó)流派懸索橋（出現(xiàn)較晚）（1）采用流線(xiàn)型扁平鋼箱梁作為加勁梁。（2）早期采用鉸接斜吊索，經(jīng)塞文橋、博斯普魯斯一橋以及恒伯爾橋的實(shí)踐之后，在博斯普魯斯二橋中改回為豎直吊索。（3）橋塔采用焊接鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。（4）索夾分為上下兩半，在其兩側(cè)采用垂直于主纜的高強(qiáng)螺栓緊固。（5）鋼橋面板采用瀝青混合料鋪裝。世界懸索橋現(xiàn)狀總結(jié)日本流派懸索橋（1）采用預(yù)制平行鋼絲索股架設(shè)主纜，簡(jiǎn)稱(chēng)PWS法。（2）加勁梁主要沿襲美國(guó)流派的鋼桁梁形式，但近年來(lái)對(duì)于非雙層橋面的加勁梁也開(kāi)始采用流線(xiàn)型扁平鋼箱梁。（3）橋塔主要采用焊接鋼結(jié)構(gòu)。（4）吊索沿襲美國(guó)流派的豎直4股騎跨式。（5）鞍座采用鑄焊混合方式。（6）采用鋼橋面板瀝青混合料鋪裝橋面。（7）主纜索股與錨碇內(nèi)鋼構(gòu)架采用預(yù)應(yīng)力工藝錨固。1.概述(續(xù))幾座典型的懸索橋：

美國(guó)新的舊金山海灣大橋方案1936年建成的舊金山海灣橋位于舊金山市的東北，跨越舊金山海灣，通往奧克蘭及伯克利。全橋以YERBABUENA島作為分界，分為西橋與東橋。西橋?yàn)閮陕?lián)公用一個(gè)錨碇的三跨懸索橋，東橋采用鋼桁梁。1.概述(續(xù))幾座典型的懸索橋：舊金山海灣橋西橋

舊金山海灣橋東橋

1.概述(續(xù))新舊金山海灣橋東橋方案比選幾座典型的懸索橋：1.概述(續(xù))幾座典型的懸索橋：最后選中的方案是主跨385米的自錨式不對(duì)稱(chēng)獨(dú)柱塔空間索面懸索橋。美國(guó)舊金山新海灣大橋（385米）1.概述(續(xù))幾座典型的懸索橋：新舊金山海灣橋東橋方案立面

建成后的新舊金山海灣橋1.概述(續(xù))幾座典型的懸索橋：Messina海峽大橋最終方案效果圖95鋼與混凝土的連接—主要內(nèi)容

鋼與混凝土連接◆連接形式的分類(lèi)與特點(diǎn)◆連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆連接件按照剛度分類(lèi)◆圓柱頭焊釘連接件◆開(kāi)孔鋼板連接件◆組合連接件96鋼與混凝土的連接—連接形式的分類(lèi)及其特點(diǎn)◆粘結(jié)型連接--依靠水泥砂漿的自然粘結(jié)作用

連接形式◆粘結(jié)型連接◆膠結(jié)型連接◆摩擦型連接◆連接件使用型97鋼與混凝土的連接—連接形式的分類(lèi)及其特點(diǎn)◆膠結(jié)型連接—利用環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)材料

*環(huán)氧樹(shù)脂相對(duì)于砂漿粘結(jié)力大。

*環(huán)氧樹(shù)脂不浸透混凝土內(nèi)部，抗分離能力弱。膠結(jié)劑粘結(jié)力98鋼與混凝土的連接—連接形式的分類(lèi)及其特點(diǎn)◆摩擦型連接—利用高強(qiáng)螺栓增大壓力，從而提高摩擦力

*抗剪強(qiáng)度增大的同時(shí)，抗拉拔力也增強(qiáng)。

*伴隨著高軸力，軸力會(huì)因徐變降低。摩擦力拉拔力高強(qiáng)螺栓99鋼與混凝土的連接—連接形式的分類(lèi)及其特點(diǎn)◆連接件使用型—利用圓柱頭焊釘?shù)取艏袅︶敗艏袅︽I◆剪力連接件◆栓釘◆焊釘通稱(chēng)為連接件100鋼與混凝土的連接—連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆鋼筋連接件—彎起鋼筋、輪形鋼筋、螺旋鋼筋

連接件◆鋼筋連接件◆型鋼連接件◆圓柱頭焊釘連接件◆開(kāi)孔鋼板連接件◆鋼與有機(jī)材料組合連接件101鋼與混凝土的連接—連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆型鋼連接件—角鋼、T形鋼、槽鋼、工字鋼

*抗剪強(qiáng)度大

*抗分離能力稍差

*用貼角焊縫，焊接量大102鋼與混凝土的連接—連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆焊釘連接件—圓柱頭型、螺紋型、螺絲型

*力學(xué)性能不依存方向

*抗分離能力強(qiáng)

*使用專(zhuān)用焊接機(jī)，質(zhì)量容易保證103鋼與混凝土的連接—連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆開(kāi)孔鋼板連接件—受力方向焊接的開(kāi)孔鋼板

*抗剪剛度大，抗疲勞性能好

*圓孔中貫通鋼筋，抗剪強(qiáng)度增大

*焊接容易104鋼與混凝土的連接—連接件按照應(yīng)用形式分類(lèi)◆鋼與有機(jī)材料組合連接件—焊釘根部或型鋼腹板等處設(shè)置泡沫塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等，剛度容易調(diào)節(jié)。泡沫塑料105鋼與混凝土的連接—連接件按照剛度分類(lèi)◆剛性連接件—型鋼連接件、開(kāi)孔鋼板連接件等

連接件◆剛性連接件◆彈性連接件◆柔性連接件◆剛度滯后連接件支壓力106鋼與混凝土的連接—連接件按照剛度分類(lèi)◆彈性連接件—鋼筋連接件、焊釘連接件焊釘連接件：隨著桿部彎曲變形，產(chǎn)生一定相對(duì)滑移。支壓力◆柔性連接件—鋼與有機(jī)材料組合連接件◆剛度滯后型連接件—鋼與有機(jī)材料組合連接件107鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘應(yīng)用形式—按頭部朝向分為正立、倒立、側(cè)立、面立◆隨著焊釘所處位置的不同，根部的混凝土密實(shí)度不同，而焊釘根部附近受到的支壓應(yīng)力在高度方向上最大，根部周?chē)炷恋拿軐?shí)度極大地影響著其力學(xué)性能。108鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

抗剪性能試驗(yàn)方法：◆片側(cè)加載：是H型鋼片側(cè)用焊釘連接混凝土塊，這是美國(guó)在進(jìn)行疲勞剪切強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)較采用的形式之一，比較接近組合梁的力學(xué)狀態(tài)，但是作用在混凝土塊上的荷載容易產(chǎn)生偏心，并不常用。109鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

抗剪性能試驗(yàn)方法：◆兩側(cè)加載：是H型鋼兩側(cè)都用焊釘連接混凝土塊，兩側(cè)焊釘基本上可以保持純剪切狀態(tài)，是許多國(guó)家的相關(guān)規(guī)范推薦使用的方法之一。砂漿球支座110鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

抗剪性能試驗(yàn)—需要測(cè)試的連接件力學(xué)參數(shù)◆最大剪切作用力：是指每根連接件抗剪承載力?！糇畲蠡屏浚菏侵缸畲蠹羟凶饔昧λ鶎?duì)應(yīng)的滑移量?！艏羟袆偠龋阂罁?jù)剪切作用力與滑移量關(guān)系曲線(xiàn)，把通過(guò)最大剪切作用力1/3大小處的割線(xiàn)傾斜度設(shè)為剪切剛度?！魵堄嗷屏浚菏侵府?dāng)荷載卸載為零時(shí)的滑移量?！羟羟凶饔昧Γ菏侵讣羟凶饔昧εc滑移量的變化曲線(xiàn)開(kāi)始顯著傾斜時(shí)所對(duì)應(yīng)的剪切作用力。111研究代表者表現(xiàn)形式計(jì)算式Slutter,R.G.公式Menzies,J.B.圖表Ollgaard,J.G.公式Hawkins,N.M.公式Roik,K.公式圖表Hiragi,H.公式鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

--抗剪承載力的計(jì)算112鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

--抗剪承載力的影響因素

◆焊釘?shù)臈U部直徑ds

◆包括頭部的高度hs

◆焊釘屈服強(qiáng)度f(wàn)y

◆混凝土的抗壓強(qiáng)度f(wàn)c

◆彈性模量Ec

◆焊釘桿部的截面積As

113鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

--抗剪承載力回歸計(jì)算式◆主要影響因素，有焊釘桿部直徑ds、高度hs及其混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)c◆通過(guò)回歸分析179個(gè)試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的抗剪承載力計(jì)算式：

114鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

--拉拔破壞模式◆焊釘拉斷：當(dāng)埋設(shè)較深、混凝土強(qiáng)度較高時(shí)焊釘拉斷?！艉羔敯纬觯寒?dāng)埋設(shè)較淺、頭部直徑小時(shí)焊釘從混凝土中拔出。◆混凝土圓錐形破壞：當(dāng)埋設(shè)較淺、頭部直徑大時(shí)，形成圓錐形破壞面。◆混凝土壓裂破壞:當(dāng)埋設(shè)較深、并位于構(gòu)件邊緣時(shí)，混凝土被擠壓破壞?！艋炷粮盍哑茐模寒?dāng)混凝土構(gòu)件較薄時(shí)，混凝土發(fā)生割裂破壞。(b)焊釘拔出(a)焊釘拉斷(c)混凝土圓錐形破壞(d)混凝土割裂(d)混凝土壓裂115鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能--抗拉拔承載力的計(jì)算表2.2.2抗拉拔承載力的既往研究研究代表者計(jì)算式系數(shù)k0值Leigh-University1.207Sattler,K.0.953Utescher,G.0.964CEB-ECCS1.283PCIDsignDataBook1.207Bode,H.11.3McMackin,P.J.0.272Otani,Y.11.3Hiragi,H.0.227116鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

–拉拔力與剪力共同作用的試驗(yàn)結(jié)果◆焊釘直徑19mm、全長(zhǎng)80mm?！裘扛羔斔┘拥睦瓚?yīng)力為0.965MPa?！舢?dāng)有拉力時(shí)，剪切剛度與殘余滑移量減少，抗剪承載力降低。

(b)有拉應(yīng)力(a)無(wú)拉應(yīng)力剪力(kN)滑移量(mm)滑移量(mm)剪力(kN)117鋼與混凝土的連接—圓柱頭焊釘連接件

焊釘連接件的力學(xué)性能

–焊釘群的使用背景

◆把幾個(gè)焊釘以較小的間距集中設(shè)置即形成群體，再以較大的間距把焊釘群設(shè)置在翼緣長(zhǎng)度方向上，施加預(yù)應(yīng)力后，再用無(wú)收縮砂漿填充預(yù)留孔?！粼跇蛎姘蹇v橫向上能夠有效地施加預(yù)應(yīng)力◆鋼梁不會(huì)因預(yù)應(yīng)力的施加而產(chǎn)生附加應(yīng)力◆可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)澆灌或預(yù)制的橋面板◆減輕干燥收縮對(duì)混凝土橋面板的影響◆可以用于組合桁架梁的節(jié)點(diǎn)附近118鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件的力學(xué)性能--作用機(jī)理

◆作用機(jī)理主要有三個(gè)方面：一、依據(jù)孔中混凝土的抗剪作用承擔(dān)沿鋼板的縱向剪力；二、依據(jù)孔中混凝土的抗剪作用承擔(dān)鋼與混凝土間的掀起力；三、與型鋼連接件相同、依據(jù)鋼板受壓承擔(dān)面外的橫向剪力。面內(nèi)方向滑移面內(nèi)方向掀起面外方向滑移開(kāi)孔鋼板連接件鋼板119鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件的力學(xué)性能

–破壞模式

◆兩孔之間的鋼板發(fā)生剪切破壞；◆圓孔中的混凝土發(fā)生割裂破壞；◆圓孔中的混凝土發(fā)生剪切破壞；◆圓孔中的混凝土發(fā)生壓縮破壞。

圓孔中混凝土的破壞模式(c)壓縮破壞(a)割裂破壞(b)剪切破壞120鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件的力學(xué)性能

–抗剪強(qiáng)度影響因素

◆開(kāi)孔鋼板的厚度◆開(kāi)孔鋼板的孔徑◆開(kāi)孔鋼板的圓孔間距◆多塊開(kāi)孔鋼板的間距◆混凝土強(qiáng)度◆貫通鋼筋的有無(wú)◆貫通鋼筋的直徑121鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件的力學(xué)性能

--抗剪強(qiáng)度的計(jì)算

◆開(kāi)孔鋼板連接件屬于剛性連接，一般在設(shè)計(jì)時(shí)需要先驗(yàn)算板厚及其孔距，保證在孔中混凝土發(fā)生剪切破壞前，圓孔間鋼板不會(huì)發(fā)生剪切破壞◆

最早基于試驗(yàn)結(jié)果，貫通鋼筋的影響不直接反映在抗剪強(qiáng)度計(jì)算中，提出的抗剪強(qiáng)度與孔徑、混凝土強(qiáng)度有關(guān)的計(jì)算式為：

◆

認(rèn)為貫通鋼筋的影響較大，應(yīng)該加以直接考慮，并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析，提出的計(jì)算式為：

122鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件的力學(xué)性能

--技術(shù)特點(diǎn)

◆僅僅是普通的鋼板上設(shè)置園孔，不需要特別進(jìn)行加工；◆沿鋼板兩面用角焊縫焊接，不需要專(zhuān)用的焊接設(shè)備；◆圓孔中可以貫通主鋼筋，改善了鋼筋布置的施工性；◆開(kāi)孔鋼板沿著翼緣縱向布置，可以起到加勁板的作用；◆抗剪剛度、強(qiáng)度較大，當(dāng)設(shè)置貫通鋼筋后進(jìn)一步增大；◆破壞是孔中混凝土剪切破壞、不受疲勞的影響。123鋼與混凝土的連接—開(kāi)孔鋼板連接件

開(kāi)孔鋼板連接件

–應(yīng)用實(shí)例

◆日本高速鐵路上的高架橋◆鋼管混凝土主梁與混凝土頂板的組合梁◆跨徑：34.95m+36.0m+34m◆鋼管內(nèi)填充輕質(zhì)混凝土124鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

柔性連接件—使用底硬度環(huán)氧樹(shù)脂、或泡沫塑料包裹根部

◆使用背景：在非組合梁或非組合段設(shè)置的連接件僅僅起到固定橋面板的作用，設(shè)計(jì)時(shí)并不加以考慮，但是，剪力的作用是不可避免的，連接件時(shí)常發(fā)生疲勞斷裂等現(xiàn)象。這種情況下就要求使用剛度較小、而且又可以起到固定作用的連接件?！袅W(xué)特點(diǎn)：

達(dá)到降低剪切剛度的目的，同時(shí)焊釘?shù)念^部或型鋼的翼緣所承擔(dān)的抗拉拔作用又可以保持。125鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

柔性連接件—剪力與相對(duì)滑移曲線(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果

◆焊釘為直徑19mm、高度120mm，其中一根在高度30mm范圍內(nèi)沿圓周方向涂抹厚度9mm的樹(shù)脂?！羧嵝院羔敵跗趧偠刃。袅S持在強(qiáng)度的1/3左右持續(xù)滑移變形，然后上升?！魧?duì)應(yīng)于最大剪切作用力時(shí)的滑移量增加了大約3倍，抗剪強(qiáng)度略有提高?！粼O(shè)置與否，最終焊釘都是桿部剪斷，所以抗剪強(qiáng)度的增加極其有限。◆焊釘根部不予混凝土直接接觸，靠桿部彎曲性能承擔(dān)剪力，抗疲勞性能較好。(b)柔性焊釘(a)普通焊釘剪力(kN)剪力(kN)滑移量(mm)滑移量(mm)剪力(kN)126鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

剛度滯后連接件—使用高硬度環(huán)氧樹(shù)脂、并配合硅砂

◆構(gòu)造特點(diǎn)：

1.使用樹(shù)脂砂漿為高硬度；

2.包裹高度大約需要焊釘桿部高度的2/3；

3.厚度要依據(jù)對(duì)焊釘自由滑移量的要求來(lái)決定；

4.要求涂抹在鋼板表面上的粘度要低；

5.包裹在焊釘桿部的粘度要高。圓柱頭焊釘包裹樹(shù)脂涂抹樹(shù)脂127鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

剛度滯后連接件—樹(shù)脂試件的壓縮試驗(yàn)結(jié)果

◆硬化后樹(shù)脂砂漿的壓縮強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于混凝土的強(qiáng)度，與硅砂的配合無(wú)關(guān)?！舭羔敆U部、粘度高的樹(shù)脂砂漿的彈性模量，當(dāng)硅砂配合比為0.8時(shí)大約是混凝土的1/2?！敉磕ㄤ摪灞砻?、粘度低的樹(shù)脂砂漿的彈性模量，當(dāng)硅砂配合比為0.3時(shí)大約是混凝土的1/5?！羲械臉?shù)脂砂漿的泊松比與硅砂的配合無(wú)關(guān)，大約為0.35。粘度高低硅砂配合比壓縮強(qiáng)度(MPa)彈性模量(GPa)泊松比ν高粘度0.01036.80.370.712113.00.290.813415.30.32低粘度0.01304.10.380.31316.50.35128鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

剛度滯后連接件—剪力與相對(duì)滑移曲線(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果

◆不管是否配合硅砂、硬化前還是硬化后，抗剪承載力最終都與無(wú)樹(shù)脂包裹的焊釘非常接近。

◆硬化前，連接件的作用力在滑移量，一直到8mm左右都保持著抗剪承載力的約1/5，然后開(kāi)始上升，這個(gè)滑移量與樹(shù)脂砂漿包裹厚度相對(duì)應(yīng)。

◆與無(wú)樹(shù)脂包裹焊釘相比較，硬化后，硅砂配合比為0.8的包裹焊釘?shù)募羟袆偠葞缀跸嗤?，抗剪承載力稍大；而不添加硅砂時(shí)剪切剛度降低許多?；屏?mm)剪力(kN)滑移量(mm)硬化前硬化后硬化前硬化后滑移量(mm)(a)無(wú)包裹焊釘(b)含硅砂焊釘(c)無(wú)硅砂焊釘剪力(kN)剪力(kN)129鋼與混凝土的連接—鋼與有機(jī)材料組合連接件

剛度滯后連接件—應(yīng)用背景

◆用于組合梁使用普通焊釘連接件時(shí)，部分預(yù)應(yīng)力被鋼梁分擔(dān)；使用剛度滯后型連接件時(shí)，預(yù)應(yīng)力就能夠有效地施加給混凝土。(a)無(wú)包裹焊釘(b)有包裹焊釘組合梁上施加預(yù)應(yīng)力時(shí)主要內(nèi)容懸索橋的組成懸索橋的形式懸索橋的各部分構(gòu)造懸索橋的設(shè)計(jì)第一部分懸索橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)一、

懸索橋的組成組成：懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系，其主要構(gòu)成如下圖所示。成橋時(shí)，主要由主纜和主塔承受結(jié)構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。主纜是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件；通過(guò)塔頂索鞍懸掛在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構(gòu)件。主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件；支承主纜的重要構(gòu)件。加勁梁是懸索橋承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)件，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，主要承受彎曲內(nèi)力。吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是連系加勁梁和主纜的紐帶。錨碇是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，它將主纜中的拉力傳遞給地基。懸索橋各部分的作用地錨式與自錨式懸索橋地錨式：主纜拉力依靠錨固體傳遞給地基。自錨式：主纜拉力水平分力直接傳遞給加勁梁（軸向壓力）承受；豎直分力（較?。┯啥酥c(diǎn)承受。適宜：跨度不大、軟土地基、城市橋等。雙鏈?zhǔn)綉宜鳂颍ㄐ】缍葢宜鳂颍╇p鏈?zhǔn)綉宜鳂虻暮爿d及均布活載由上下鏈平均負(fù)擔(dān)，非均布活載以及半跨活載時(shí)結(jié)構(gòu)的受力及變形特性較好，分散構(gòu)件受力可減小構(gòu)件截面尺寸和單件重量；缺點(diǎn)：構(gòu)件增多分散，安裝及養(yǎng)護(hù)維修不利。二、懸索橋的形式地錨式懸索橋的孔跨布置形式(力學(xué)體系)單跨：適于邊跨建筑高度小、曲線(xiàn)邊跨。由于邊跨主纜的垂度較小對(duì)荷載變形有利，架設(shè)主纜時(shí)索鞍預(yù)偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱向位移不受限制。1385米江陰大橋。三跨：最常見(jiàn)。兩跨：（單邊跨）一岸建筑高度小和曲線(xiàn)邊跨時(shí)。1377米青馬大橋。多跨：因中間橋塔和兩邊橋塔的塔高不同導(dǎo)致主纜垂度偏大，懸索橋整體剛度降低，非均布活載下塔頂變位及加勁梁撓曲變形和彎矩較大；固有振動(dòng)頻率降低。故中塔必須加大剛度（4柱立體橋塔）或者減小主纜垂跨比。懸索橋的形式（續(xù)）單塔懸索橋效果圖單塔懸索橋直布羅陀跨海大橋空間主纜懸索橋南備贊懸索橋剛性纜索體系懸索橋三、懸索橋的構(gòu)造主纜

材料有效拉應(yīng)力大；拉伸延伸率??；彈模大；截面密度大；疲勞強(qiáng)度高、徐變??；成纜錨固及防銹容易；價(jià)廉物美。

類(lèi)型鋼絲繩主纜：鋼絞線(xiàn)繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線(xiàn)索等，適于600米以下；平行絲股主纜：采用空中繞線(xiàn)法——AS法或者預(yù)制絲股法——PS法），適于400米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結(jié)構(gòu)類(lèi)型。大跨多采用耐疲勞的高強(qiáng)鋼絲，因?yàn)殇摻g線(xiàn)雖然施工方便，但彈模較低使結(jié)構(gòu)變形增大，截面形狀不易按照設(shè)計(jì)形狀壓緊，防腐較難，適于中小跨度。

結(jié)構(gòu)形式雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；單面主纜；空間主纜；復(fù)式主纜（雙鏈吊橋：朝陽(yáng)大橋）。

截面形狀（六角形）尖頂形：將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于通風(fēng)和保持真圓度較高的截面形狀，截面溫度均勻。主纜施工之初的鋼絲定位較難。平頂形：下層的鋼絲索股會(huì)受到較大的擠壓力，截面水平直徑較豎向直徑大。方陣式：豎橫雙向均利于插放隔片，鋼絲束股數(shù)目較為靈活，緊纜機(jī)操作時(shí)也較容易形成圓形截面。懸索橋的構(gòu)造——主纜方陣式主纜斷面施工中的主纜斷面主纜編制方法AS法：通過(guò)牽引索作來(lái)回走動(dòng)的編絲輪，每次將兩根鋼絲從一端拉到另一端，待鋼絲達(dá)到一定數(shù)量后（可達(dá)400～500根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便于集中錨固，起吊設(shè)備輕便；架設(shè)主纜時(shí)抗風(fēng)較弱所需勞動(dòng)力也較多。PS法：避免了鋼絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜的施工進(jìn)度，但要求大噸位的起重運(yùn)輸設(shè)備和拽拉設(shè)備來(lái)搬運(yùn)鋼絲束股。目前多采用61、91、127Φ5左右鋼絲，最重可達(dá)40噸。懸索橋的構(gòu)造——主纜AS法

示意圖主纜斷面AS法示意圖主纜的防護(hù)（不可更換的主要受力構(gòu)件，必須防腐）銹蝕原因：架設(shè)期間水份進(jìn)入；防護(hù)完成后因主纜線(xiàn)形變化、溫度變化引起伸縮而導(dǎo)致粗糙表面的油漆開(kāi)裂和索夾上受損的密封部位開(kāi)裂，水的滲入導(dǎo)致主纜濕度高而銹蝕。防護(hù)方法：施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹(shù)脂類(lèi)，然后手工滿(mǎn)刮膩?zhàn)樱倮p繞鋼絲（退火鍍鋅Φ4鋼絲），最后作外涂裝。

改良措施：以S形截面的纏繞鋼絲代替圓端面鋼絲，使主纜表面光滑、絲絲相扣，油漆不易開(kāi)裂、水不能滲入。開(kāi)空氣導(dǎo)入法：將除濕機(jī)產(chǎn)生的干燥空氣用管道輸送，通過(guò)入口索夾輸入主纜，經(jīng)出口索夾排出主纜（出入口索夾間距140米左右），一般可維持相對(duì)濕度在40％以下。懸索橋的構(gòu)造——主纜懸索橋各部分構(gòu)造——吊索（吊桿）吊索布置形式：豎直；傾斜（提高整體振動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)阻尼值）。材料：剛性吊桿（少量小跨：圓鋼或鋼管）；柔性吊索：鋼絲繩或者平行鋼絲索（多采用）。鋼絲繩索繩心式：以一股鋼絲繩為中央形心，外圍用鋼絲束股圍繞扭絞而成。股心式：7股鋼絲束股扭絞而成，中央一股為股心。

注意：鋼絲束股的扭絞方向與其間鋼絲的扭轉(zhuǎn)方向相反。平行鋼絲索（PWS）：多根Φ5～7鍍鋅鋼絲外加PE套管。索夾作用：剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦力來(lái)保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時(shí)也不致滑動(dòng)。構(gòu)造：六邊形（中小跨）：少用；圓形：一對(duì)鑄鋼半圓構(gòu)件以高強(qiáng)螺栓相連接，依靠高強(qiáng)螺栓擰緊后的拉力來(lái)提供足夠索夾固定位置的摩擦阻力，兩半圓構(gòu)件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙內(nèi)填防腐料；索夾半圓內(nèi)表面加工后不能磨光。

騎跨式：索夾上半部有4各凸肋形成兩條凹槽；銷(xiāo)鉸式：下側(cè)半索夾下帶有耳式吊板供銷(xiāo)鉸連接用。懸索橋各部分構(gòu)造——索夾懸索橋各部分構(gòu)造——索夾吊索與索夾的聯(lián)結(jié)方式（鋼絲繩）4股騎跨式：兩根兩端帶錨頭的鋼絲繩索繞跨在索夾頂部的嵌索槽中，錨頭與加勁梁連接。不宜用平行鋼絲索，索夾分左右兩半。雙股銷(xiāo)鉸式：兩根下端帶錨頭、上端帶銷(xiāo)鉸的鋼絲繩索或平行鋼絲索，上端利用銷(xiāo)鉸與索夾下的耳板（吊板）連接，下端用錨頭或者同樣用銷(xiāo)鉸與加勁梁連接。索夾分上下兩半。懸索橋各部分構(gòu)造——索夾

主纜與索夾的連接方式吊索與主纜連接

4股騎跨式吊索與主纜連接

雙股銷(xiāo)鉸式

索箍

索夾圖為香港青馬橋圖為騎跨式吊索

與主纜（索夾）

以及與加勁梁

之間的連接橋塔材料：圬工（古老、小跨簡(jiǎn)易）；鋼筋砼（框架式；實(shí)心矩形或者箱形）最高155米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格箱形、H形）。橋塔縱向結(jié)構(gòu)形式：搖柱塔（擺動(dòng)式）：?jiǎn)沃略O(shè)鉸、塔頂索鞍固定于塔，適于小跨。柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對(duì)較大，適于大跨。剛性塔：塔頂水平變位量相對(duì)較小，單柱或者A形，多用于多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減小加勁梁內(nèi)的應(yīng)力。懸索橋各部分構(gòu)造——塔懸索橋各部分構(gòu)造——塔橋塔橫向結(jié)構(gòu)形式：剛構(gòu)式（框架式）：?jiǎn)螌踊蛘叨鄬娱T(mén)架，明快簡(jiǎn)潔。桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工時(shí)稍顯困難?；旌鲜剑簝H在橋面以下設(shè)置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟(jì)性能。塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉(zhuǎn)折點(diǎn)（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟(jì)。

現(xiàn)代認(rèn)為鋼筋砼剛構(gòu)式橋塔是懸索橋的橋塔最佳選擇。虎門(mén)大橋主塔喬治華盛頓橋Panay-Guimaras錨碇（用于地錨式懸索橋）基本組成：主纜的錨碇架及固定裝置、錨塊、錨塊基礎(chǔ)?；痉诸?lèi)：重力式錨碇、隧道式錨碇、巖錨。重力式錨碇：依靠錨塊自重來(lái)抵抗主纜的豎直分力，水平分力則由錨碇與地基之間的摩阻力（包括側(cè)壁的）或者嵌固阻力來(lái)抵抗。前錨式：主纜采用PS法施工時(shí)的纜索錨固方式，支承（定位）鋼構(gòu)架與傳力鋼構(gòu)架的結(jié)合。后錨式：主纜采用AS法施工時(shí)的纜索錨固方式，鑄鋼索靴與眼桿的結(jié)合?，F(xiàn)代預(yù)應(yīng)力錨拉工藝：近期已經(jīng)陸續(xù)取代前兩者。懸索橋各部分構(gòu)造——錨碇懸索橋各部分構(gòu)造——錨碇隧道式錨碇（巖洞式）：主纜散開(kāi)后各索股通過(guò)巖洞中的混凝土錨塊內(nèi)埋設(shè)的錨梁與拉桿的伸出端連接，并利用預(yù)應(yīng)力工藝調(diào)整松緊。巖錨（巖孔錨）：各索股先分散在各個(gè)巖孔內(nèi)（每股一個(gè)孔），最后再進(jìn)入錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉(zhuǎn)向并在散索室分散后，每根鋼絲索錨拉在鋼桿上，鋼桿再錨拉在澆注在傳力塊體內(nèi)的錨板上，各鋼桿與插放在各鉆孔內(nèi)的后張力筋連接，力筋最后在錨固室內(nèi)張拉后防腐。重力式錨碇（采用較多）隧道式錨碇

重力式錨碇用于持力層位于地表以下20～50米較合理；過(guò)深可以采用深基礎(chǔ)：沉箱、沉井、樁、管柱等。隧道式錨碇用于基巖外露處，主纜各索股集中在一個(gè)巖洞內(nèi)錨固。挪威研究的新型錨碇，例如“瑞典高海岸大橋”，構(gòu)造簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)。重力式錨碇外觀(guān)圖

圖a）為現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)（前錨式）圖b）為一般后錨式錨固系統(tǒng)青馬大橋錨碇索靴特殊錨碇多跨懸索橋的共用錨墩三角形空腹構(gòu)架式重力錨平板式重力錨軟土層中的深基礎(chǔ)重力錨懸索橋各部分構(gòu)造——錨碇三角形空腹構(gòu)架式重力錨丹麥大海帶橋懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁結(jié)構(gòu)形式：鋼板梁鋼桁梁鋼箱梁砼箱（板）梁比較項(xiàng)目加勁梁形式鋼桁梁鋼箱梁砼箱梁抗風(fēng)性能渦流激振最不易發(fā)生易發(fā)生不易發(fā)生自激振動(dòng)可能性大可能性小靜態(tài)阻力系數(shù)大小小風(fēng)致變形大小小結(jié)構(gòu)剛度小大結(jié)構(gòu)梁高高低低用鋼量最大低最低橋面系一般與主梁分離一般與主梁結(jié)合為整體為主梁的一部分制造制造桿件多，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化大量生產(chǎn)困難箱梁由板構(gòu)件組成，標(biāo)準(zhǔn)化大量生產(chǎn)容易工廠(chǎng)預(yù)制節(jié)段，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)容易施工架設(shè)單根桿件平面構(gòu)件立體節(jié)段多樣化節(jié)段法架設(shè)或與現(xiàn)澆節(jié)段并用預(yù)制節(jié)段法養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)維修油漆養(yǎng)護(hù)難油漆養(yǎng)護(hù)方便一般無(wú)需養(yǎng)護(hù)橋面菲結(jié)合型損傷時(shí)易與主梁結(jié)合損傷難維修損傷時(shí)易維修鋼板梁的橫截面懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁鋼桁架的橫截面：雙層公路橋面鋼桁架梁公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁?jiǎn)螌訕蛎驿撹旒芰毫骶€(xiàn)型閉合式桁架箱梁——香港青馬大橋鋼桁架加勁梁的特點(diǎn)：通透梁體，抗風(fēng)穩(wěn)定性好；空間桁架結(jié)構(gòu)，抗扭剛度較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦激共振。懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁一般桁架加勁梁橫截面在兩片主桁架的外圍，沿著橋梁縱向每隔4.5米加設(shè)一道包括上下橋面系橫梁、兩側(cè)尖端形導(dǎo)風(fēng)角與中間兩根立柱等構(gòu)件組成的六邊形橫向主框架，在導(dǎo)風(fēng)角部分用1.5毫米后的不銹鋼板圍封。這樣連同上下橫梁部分的正交異性鋼橋面板，組成一個(gè)類(lèi)似與鋼箱梁的封閉性截面。上層橋面的中央3.5米寬度部分和下層橋面的鐵道橋面系部分均以交叉的斜桿代替正交異性板，整個(gè)截面中央部分形成一條縱向的上下通風(fēng)道，對(duì)抗風(fēng)極為有利。

閉合式

鋼桁梁橫截面香港青馬大橋汲水門(mén)大橋（斜拉橋）鋼箱梁的特點(diǎn)采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，能充分發(fā)揮薄鋼板比厚鋼板力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，利于焊接，同時(shí)，正交異性板具有很高的承載力，截面設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設(shè)置框架橫聯(lián)或橫向聯(lián)結(jié)系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設(shè)橫向加勁肋，支座處橫聯(lián)更應(yīng)加強(qiáng)；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，受壓區(qū)架設(shè)縱向加勁肋(多為閉口縱肋：抗扭剛度大；屈曲穩(wěn)定好；外側(cè)貼角焊縫長(zhǎng)度減少一半)，連續(xù)貫通的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計(jì)算。

懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁鋼箱梁內(nèi)部構(gòu)造鋼箱梁的橫截面：扁平棱形鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的扁平棱形鋼箱梁流線(xiàn)型鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的流線(xiàn)型鋼箱梁懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁1500米以上的懸索橋盡可能采用開(kāi)槽分離箱，及其它導(dǎo)流穩(wěn)定措施才能滿(mǎn)足要求。加勁梁寬達(dá)60.4m，由3個(gè)縱向的鋼箱、鋼箱梁之間的鋼橋面板和鋼橫梁等三部分組成。鋼橫梁的立面作成倒梯形，中間部分高約5m。橫梁間距30m，縱向箱梁凈跨徑26m。主跨的寬跨比為1/54.6。能夠經(jīng)受高于216Km/h的大風(fēng)；公路平臺(tái)能夠承受大于140,000輛/天的交通量；雙線(xiàn)鐵路允許通過(guò)列車(chē)200輛/天。

（3300米方案）鋼箱加勁梁橫截面Messina海峽大橋青龍大橋布置圖箱型加勁梁截面構(gòu)造中央開(kāi)槽箱梁混凝土加勁梁的橫截面：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

在總用鋼量上稍有減少，抗風(fēng)、變形（剛度）較好，流線(xiàn)型梁體外形美觀(guān)、養(yǎng)護(hù)容易；但總造價(jià)偏高，施工架設(shè)膠南、工期長(zhǎng)，抗震性及適應(yīng)性較差，吊索及索夾工作量加大。

汕頭海灣大橋：?jiǎn)蜗淙翌A(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土板梁懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁汕頭海灣大橋（452米）砼箱加勁梁橫截面

加勁梁的橋面構(gòu)件：鋼筋混凝土橋面板鋼橋面板橋面板上的鋪裝層要求：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞性、防水性。多以熱鋪改性瀝青混凝土（澆注式或攤鋪式）為主，其上為磨耗層，其下為與鋼橋面板之間的粘結(jié)層與防水層。懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁橋面鋪裝層的幾種常見(jiàn)鋪裝方法:1）單層澆注式混凝土（歐洲）

2）下層澆注式瀝青混凝土，上層為密級(jí)配攤鋪式瀝青混凝土（或者SMA）（日本）

3）上、下層分別采用不同粒徑石料的SMA（中國(guó)）

4）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國(guó)）重點(diǎn)是確定鋪裝層結(jié)構(gòu)形式和厚度。一般：?jiǎn)螌?.5～5cm，雙層6.5～8cm。懸索橋各部分構(gòu)造——加勁梁索鞍（鞍座）支承主纜的支承件或配件類(lèi)型：塔頂主索鞍；支架副索鞍：邊跨靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部，改變主纜在豎平面內(nèi)的傾角。也可不設(shè)。展束錨固索鞍：多設(shè)置在橋臺(tái)上，使構(gòu)成主纜的許多鋼絲束股在水平向及豎直向分散開(kāi)的支撐鞍座，并導(dǎo)引各索股入錨固部分。懸索橋各部分構(gòu)造——索鞍塔頂主索鞍主要構(gòu)件：鞍槽、腹板底板和加勁肋板等（腹板傳遞鞍槽壓力，橫肋加強(qiáng)）。布置形式：兩塊斜腹板：大部分鞍下應(yīng)力由斜腹板直接徑塔柱兩側(cè)橫壁板傳給橋塔、單（兩）塊豎腹板：大部分壓力經(jīng)鞍座板間接傳遞給塔柱頂板。塔頂鞍槽的縱向曲率半徑：縱向圓弧半徑（可為縱向非對(duì)稱(chēng)多段圓?。┎恍∮谥骼|直徑的8～12倍，入口處鞍槽半徑局部略小以防破壞主纜防腐。鞍槽的截面形狀：配合主纜鋼絲索股的排列形狀。制造方法：全鑄、鑄件鞍槽＋焊接鋼板（鑄焊）——傾向、全焊。懸索橋各部分構(gòu)造——索鞍散索鞍構(gòu)造形式為調(diào)節(jié)主纜在各種條件下的長(zhǎng)度變化，散索鞍由輥軸、搖軸支承，或者作成擺柱構(gòu)件。鞍槽的縱向曲率半徑入口處鞍槽形狀與塔頂鞍槽相同，出口處略小，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向和散索。鞍槽的截面形狀配合主纜鋼絲索股的排列形狀。懸索橋各部分構(gòu)造——索鞍香港青馬橋主索鞍虎門(mén)主索鞍江陰主索鞍展束錨固索鞍

（散索鞍）小海帶橋四、懸索橋的設(shè)計(jì)

懸索橋懸索橋的美學(xué)考慮國(guó)際著名建筑美學(xué)專(zhuān)家JENSENPoulOve認(rèn)為：美的可感知性和結(jié)構(gòu)的實(shí)在性之間具有強(qiáng)烈關(guān)系，最有效地挖掘材料強(qiáng)度和材料特殊屬性的結(jié)構(gòu)形式是最美的。主要構(gòu)件為受拉或承壓的結(jié)構(gòu)通常比受彎結(jié)構(gòu)更容易感知，懸掛結(jié)構(gòu)的美學(xué)潛能是十分優(yōu)越的。

具有柔梁和懸掛系統(tǒng)的大跨度橋梁具有內(nèi)在美，給設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)創(chuàng)造真正偉大設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。但是，是否能夠成功依賴(lài)于設(shè)計(jì)者的意愿和能力。有意識(shí)地和一致地設(shè)計(jì)所有構(gòu)件，不但要滿(mǎn)足指定功能，而且在視覺(jué)上相互補(bǔ)充而形成一個(gè)整體。纜索承重橋梁的美學(xué)考慮（續(xù)）懸索橋的美學(xué)比例（1）邊跨跨經(jīng)應(yīng)小于主跨跨經(jīng)的一半?？蛇_(dá)0.21～0.31（2）橋下空間應(yīng)呈扁平，橋面越高，跨經(jīng)越大（3）加勁梁易扁平，使空氣動(dòng)力性能好而外形纖巧（4）錨碇安全而不過(guò)于龐大（5）橋塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔而不失雄偉懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的總體設(shè)計(jì)

適用范圍

1000米以上幾乎是唯一可選橋型；300～1000米之間采用砼加勁梁也可與斜拉橋競(jìng)爭(zhēng)。

與其它大跨度橋梁的比較選擇拱橋：主拱是壓彎構(gòu)件，過(guò)大的軸力和彎距會(huì)使其失穩(wěn)，材料強(qiáng)度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工抗風(fēng)難。斜拉橋：受壓彎的加勁梁在跨度很大時(shí)恒載壓力巨大，截面尺寸勢(shì)必加大；跨度較大時(shí)剛度較好；施工抗風(fēng)難。

結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)跨度比垂跨比寬跨比高跨比加勁梁的支承體系主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié)懸索橋的設(shè)計(jì)跨度比（邊跨與中跨之比）一般取值自由度較小，為0.3～0.5。單位橋長(zhǎng)用鋼量隨跨度比的減小而增大；結(jié)構(gòu)的豎向變形及豎向撓角隨跨度比的減小而減??；取消懸吊的邊跨加勁梁又導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體剛度降低。大跨懸索橋多小邊跨來(lái)增加剛度的同時(shí)又使用鋼量較省，跨度比在0.2～0.4之間。懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)Messina海峽大橋立面圖

Messina海峽大橋最終方案選用主跨為3300m的懸索橋，本土側(cè)和西西里島側(cè)的邊跨分別為810m和960m，共長(zhǎng)5070m。除主跨全長(zhǎng)用豎直吊索懸吊加勁梁之外，兩個(gè)邊跨都是在橋塔附近較短的局部區(qū)段內(nèi)設(shè)有豎向吊索，在西西里島側(cè)由于地形較高設(shè)有若干短跨小墩。

跨度布置實(shí)例：垂跨比（主纜矢跨比）（f/l）一般取值范圍為1/9～1/12。垂跨比對(duì)主纜拉力影響較大，垂跨比越小主纜拉力越大，從而所需主纜截面面積越大，增加單位橋長(zhǎng)用鋼量。鋼橋塔的用鋼量隨垂跨比的增加而增加。鋼橋塔時(shí)，總用鋼量隨著垂跨比的加大而略有降低；混凝土塔時(shí)，大跨徑的總用鋼量隨著垂跨比的增加而略有增加。垂跨比越大，懸索橋的豎向、橫向整體剛度越大。對(duì)振動(dòng)特性的影響：垂跨比增大時(shí)：豎向撓振固有頻率和極慣矩降低；扭振固有頻率增大。懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)

高跨比（加勁梁高與主孔跨度之比）懸索橋加勁梁在恒載作用下除了承受與吊索節(jié)間長(zhǎng)度有關(guān)的撓曲應(yīng)力外，一般處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，所以加勁梁高度與主孔跨度基本沒(méi)有關(guān)系。減小加勁梁豎向變形的有效辦法是減小跨度比而不是增大加勁梁高度。一般而言，桁架式加勁梁的高度為8～14米，箱型加勁梁高度為2.5～4.5米。已建桁架式加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/180～1/70；箱型加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/400～1/300；

問(wèn)題：扁平鋼箱梁的流線(xiàn)型設(shè)計(jì)有利于風(fēng)動(dòng)穩(wěn)定，但高度太小會(huì)導(dǎo)致加勁梁抗扭剛度削弱太多，容易導(dǎo)致渦振和抖振發(fā)生而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞。因此，一般控制高寬比在1/7～1/11。懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)

寬跨比

一般中小跨度橋梁：（B/l）一般取值范圍為大于等于1/20。但是大跨度懸索橋的寬跨比尚無(wú)合理而科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，寬跨比越大，梁體越寬，梁體橫向撓曲剛度越大，可以非常有效地減小邊跨梁體的橫向最大撓角以及主跨梁體的橫向最大撓角（對(duì)主跨梁體的橫向最大撓度減小不是很顯著）。已建大跨度懸索橋的寬跨比大致在1/40～1/60。懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)加勁梁的支承體系：（塔墩處是否連續(xù)）簡(jiǎn)支（雙鉸）體系：適于邊跨建筑高度小、曲線(xiàn)邊跨。由于邊跨主纜的垂度較小對(duì)荷載變形有利，架設(shè)主纜時(shí)索鞍預(yù)偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱向位移不受限制。不太適合鐵路橋。

1385米江陰大橋。連續(xù)體系：加勁梁撓度（豎向及橫向）、梁端角變位及伸縮量較小。但是，主塔支點(diǎn)處產(chǎn)生較大彎距；梁穿過(guò)塔，使塔柱間橫向間距大，基礎(chǔ)尺寸也相應(yīng)加大；制造、架設(shè)誤差以及基礎(chǔ)的不均勻沉降對(duì)加勁梁應(yīng)力影響較大。單跨懸索橋中的一些特殊布置：?jiǎn)慰鐟宜鳂蚣觿帕涸趦蓚€(gè)非懸吊的邊跨內(nèi)各帶有連續(xù)伸出段?？捎行p小變形。懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結(jié)及其它：傳統(tǒng)做法：主纜只通過(guò)吊索與加勁梁聯(lián)結(jié)。特殊做法：主跨中點(diǎn)將主纜與加勁梁直接固結(jié)。優(yōu)點(diǎn)：可以減小非對(duì)稱(chēng)荷載作用下的撓度，提高縱向位移的復(fù)原力，減小正常情況下活載引起的振動(dòng)以及風(fēng)荷載和地震荷載引起的縱向位移量。1959年法國(guó)首創(chuàng)，現(xiàn)逐漸廣泛。

布置方式：主跨跨中設(shè)計(jì)特殊夾具連接主纜與加勁梁；主跨跨中設(shè)計(jì)一對(duì)相對(duì)的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及邊跨端部（端斜索）設(shè)計(jì)一對(duì)相對(duì)的短斜索。懸索橋的減振措施主要包括：縱向彈性支承，主纜在跨中與主梁固接、抗風(fēng)索懸索橋的設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)特性要點(diǎn)

主纜

主纜設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下

幾何線(xiàn)形的確定：主纜中心線(xiàn)控制點(diǎn)理論高程計(jì)算；矢跨比的選擇（1:9～1:11）；m↓時(shí),全橋剛度↑,主纜拉力↑。

截面及預(yù)制平行鋼絲束布置；空隙率約為0.17～0.21左右，備由著色觀(guān)察鋼絲和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲各一根，沿索長(zhǎng)全使用長(zhǎng)度內(nèi)不能有接頭，2米左右布置定型強(qiáng)力膠帶。

主纜無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的計(jì)算：主纜成橋態(tài)長(zhǎng)度；一、二期恒載作用下的彈性伸長(zhǎng)；自由懸掛狀態(tài)的伸長(zhǎng)；無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。懸索橋的設(shè)計(jì)——主纜主纜的重力剛度

吊索及索夾

吊索：現(xiàn)代吊索索力計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計(jì)拉力的荷載組合為：恒載＋活載＋溫度效應(yīng)＋制造誤差＋架設(shè)誤差＋彎曲二次應(yīng)力。安全系數(shù)取值在3.1~4.5之間。吊桿間距影響橋面構(gòu)造以及橋面系材料用量，一般為5～8米，最大可達(dá)25米以上。

索夾：螺栓預(yù)應(yīng)力損失在30％～50％。

截面尺寸的設(shè)計(jì)：a.直徑的確定；b.應(yīng)力驗(yàn)算：環(huán)向拉應(yīng)力；圓周向彎曲應(yīng)力；順橋向彎曲應(yīng)力；主纜直徑平面的平均壓力。

螺栓的預(yù)應(yīng)力損失：主纜受力變細(xì)、鍍鋅層蠕動(dòng)、鋼絲變位；螺栓時(shí)效；索夾變形；溫差等。

抗滑安全度：定期緊固螺栓；考慮了螺栓預(yù)應(yīng)力損失后安全系數(shù)不應(yīng)低于3。懸索橋的設(shè)計(jì)——吊索加勁梁（直接承受豎向荷載；抵抗橫向風(fēng)壓；抗震）鋼桁梁：

桁架設(shè)計(jì)：沿跨度等高；腹桿多為加豎桿的三角形；桿件多為四支角鋼和鋼板組成的H型截面，較長(zhǎng)桿件可為箱形截面；桁架間按剛度控制設(shè)計(jì)縱橫向聯(lián)結(jié)系。

節(jié)點(diǎn)二次內(nèi)力的考慮：為了便于計(jì)算，假定桁架節(jié)點(diǎn)為鉸接，而實(shí)際結(jié)構(gòu)在荷載作用下桁架的變形受到剛性節(jié)點(diǎn)的約束時(shí)要產(chǎn)生附加彎距。（附加彎距的大小于交匯桿件的剛度有關(guān)，當(dāng)桿件高度小于長(zhǎng)度的1/10時(shí)，可不考慮附加彎距引起的二次內(nèi)力。）懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁加勁梁扁平鋼箱梁：設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：

鋼橋面板（第一結(jié)構(gòu)體系：梁體系；第二結(jié)構(gòu)體系：橋面體系，按正交異性板理論計(jì)算；第三結(jié)構(gòu)體系：橋面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間的局部荷載由板傳給加勁肋，此項(xiàng)計(jì)算可略。）

箱形截面的應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對(duì)稱(chēng)荷載）；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（偏心荷載、純扭轉(zhuǎn)、約束扭轉(zhuǎn)）。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁加勁梁砼箱梁：不多使用，適于400～800米。應(yīng)為流線(xiàn)型全封閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風(fēng)性能良好；較大的自重為主纜提供強(qiáng)大的初應(yīng)力剛度，活載彎距與撓度也減小。其構(gòu)造類(lèi)同于斜拉橋。汕頭海灣大橋（主跨452米）。結(jié)合梁：混凝土橋面板與鋼梁共同工作，梁的截面中性軸較高，混凝土受到的應(yīng)力較小（包括負(fù)彎距所致的拉伸應(yīng)力）。重慶朝陽(yáng)大橋（主跨186米）。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁加勁梁的風(fēng)洞試驗(yàn)（節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)）

目的：進(jìn)一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動(dòng)穩(wěn)定性能。

改進(jìn)措施：混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側(cè)增設(shè)分流板；增設(shè)導(dǎo)風(fēng)尖角或改變導(dǎo)風(fēng)尖角的角度；在橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風(fēng)附件，如翼板、轉(zhuǎn)折器等；在橋面上布置一定的格柵形透風(fēng)孔。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁

橋塔：多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。

設(shè)計(jì)步驟為：計(jì)算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點(diǎn)的位移）；擬定截面。以剛度為大致標(biāo)準(zhǔn)擬定各構(gòu)件截面及尺寸；塔頂及塔基的加勁；應(yīng)力及屈曲驗(yàn)算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）；驗(yàn)算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；承載力驗(yàn)算。懸索橋的設(shè)計(jì)——橋塔鞍座塔頂主索鞍：索鞍鞍槽曲面的半徑為主纜直徑的8倍以上（日規(guī)）；

索槽形狀按繩股排列形狀設(shè)計(jì)，內(nèi)設(shè)襯墊以增大主纜與鞍座摩擦力；大跨度懸索橋主鞍座輥軸在架梁過(guò)程中有用，成橋后固定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設(shè)輥軸。懸索橋的設(shè)計(jì)——鞍座

鞍座展束錨固索鞍：一般應(yīng)設(shè)置在輥軸、搖軸或擺柱上。鞍座進(jìn)口處設(shè)圓槽以與主纜圓截面適配。在錨跨一側(cè)的豎直方向?qū)⒅骼|各繩股分散開(kāi)的出口處，鞍座應(yīng)使具有小偏角的上部繩股（在索鞍上支承于短區(qū)間）和具有大偏角的底部繩股（在長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)支承）的延長(zhǎng)線(xiàn)在上端匯交于一點(diǎn)，下端指向其錨固點(diǎn)。鞍座索槽（鞍槽）在縱向的曲率半徑應(yīng)由大變?。ǘ酁閺?fù)合圓4曲線(xiàn)）以使繩股壓力沿長(zhǎng)度方向均勻分布；按繩股水平曲率半徑為豎直曲率半徑的根號(hào)3倍來(lái)擬定索鞍的尺寸和形狀。在水平向加設(shè)鞍蓋，鞍蓋不能有將繩股向下壓緊的豎向力，水平向也不能彎曲。懸索橋的設(shè)計(jì)——鞍座錨碇主纜與錨塊的連接：繩股由一連串錨桿傳至錨塊后部的錨梁上。用可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度（索靴與螺桿間）的螺桿代替前文的錨桿。利用后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絲束，將主纜繩股力傳至錨塊。在混凝土端面處，通過(guò)座板使螺桿與預(yù)應(yīng)力筋連接來(lái)傳力。主纜采用預(yù)制平行絲股時(shí)，直接通過(guò)繩股的錨頭將主纜拉力傳至錨塊。懸索橋的設(shè)計(jì)——錨碇錨碇錨碇的計(jì)算（容許應(yīng)力法）：基本要求：錨碇不發(fā)生沉降、滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)。剛體，在主纜水平分力下不會(huì)滑移。豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)地基土的容許壓應(yīng)力，即不會(huì)沉降和轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)代對(duì)錨碇的計(jì)算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長(zhǎng)短期變位、抗震等動(dòng)態(tài)分析。

錨碇問(wèn)題難點(diǎn)在施工方面。懸索橋的設(shè)計(jì)——錨碇支座（基本要求：能夠承受正、負(fù)反力。）搖軸式：

固定支座：上搖座、下?lián)u座、銷(xiāo)子；

活動(dòng)支座：在下?lián)u座下加一排輥軸，有負(fù)反力時(shí)輥軸兩側(cè)設(shè)固定塊件與底板焊牢。連桿式：兩端有鉸的連桿，縱向位移及轉(zhuǎn)動(dòng)自由，約束豎直位移及扭轉(zhuǎn)。下承式時(shí)，連桿一端支承下弦桿；上承式時(shí)：連桿從上面吊起下弦桿（上端通過(guò)螺栓與塔柱內(nèi)伸出的牛腿相聯(lián)，下端與加勁梁下弦桿端節(jié)點(diǎn)相聯(lián)）。減震橡膠支座：長(zhǎng)大懸索橋使用的新型支座。懸索橋的設(shè)計(jì)——支座弧形鋼支座適用范圍：跨徑1020m構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷(xiāo)孔），在下墊板上焊以齒板（或銷(xiāo)釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷(xiāo)釘伸入銷(xiāo)孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對(duì)水平位移安裝要點(diǎn)其它鋼支座其它鋼支座QGZ球型鋼支座連桿支座第二部分懸索橋?qū)嵗龖宜鳂驈V東虎門(mén)大橋日本明石海峽大橋江陰大橋懸索橋的風(fēng)毀——舊塔可馬大橋——新紀(jì)元江陰橋貓道懸索橋懸索橋緊纜機(jī)緊纜編纜懸索橋加勁鋼箱梁的架設(shè)懸索橋施工步驟圖懸索橋懸索橋江陰長(zhǎng)江大橋江陰長(zhǎng)江大橋混凝土索塔構(gòu)造1998日本1991m明石海峽大橋明石大橋地震前后總體圖明石大橋——索塔構(gòu)造圖明石大橋——構(gòu)造圖明石大橋

——構(gòu)造圖懸索橋施工貓道懸索橋加勁梁安裝懸索橋吊索的連接懸索橋江陰長(zhǎng)江大橋錨碇汀九大橋汀九橋懸索橋三角形框架式重力錨錠

懸索橋施工貓道

懸索橋

索塔

鋼桁梁

懸索橋

箱型梁

明石海峽大橋

日本

新塔可馬橋

美國(guó)

舊塔可馬橋

美國(guó)

一、受力特點(diǎn)主梁飄浮體系：相當(dāng)跨內(nèi)具有彈性支承的單跨梁半飄浮體系：相當(dāng)跨內(nèi)具有彈性支承的連續(xù)梁梁塔梁固結(jié)體系：相當(dāng)于配置體外索的連續(xù)梁剛構(gòu)體系：相當(dāng)于配置體外索的連續(xù)剛構(gòu)（壓彎構(gòu)件）索（受拉）：為主梁提供彈性支承塔（受壓為主）：承受索力第四章混凝土斜拉橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié)斜拉橋的靜力分析

雙塔斜拉橋與多塔斜拉橋的受力特點(diǎn)二、計(jì)算方法概述分析方法一般簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，采用桿系有限元計(jì)算直接采用空間桿系有限元方法考慮因素幾何非線(xiàn)性中小跨度索的垂度效應(yīng)P－

效應(yīng)大跨度：大變形理論收縮、徐變、溫度等引起的變形和內(nèi)力重分布錨下局部應(yīng)力計(jì)算:先進(jìn)行整體分析，然后按圣維南假定，取出局部進(jìn)行局部應(yīng)力分析施工過(guò)程計(jì)算非常重要三、斜拉索的結(jié)構(gòu)特性－索垂度效應(yīng)混凝土斜拉橋的拉索一般為柔性索，高強(qiáng)鋼絲外包的索套僅作為保護(hù)材料，不參加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度對(duì)索的受拉性能有影響，同時(shí)索力大小對(duì)垂度也有影響。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在實(shí)際計(jì)算中索一般采用一直桿表示，以索的弦長(zhǎng)作為桿長(zhǎng)。關(guān)健問(wèn)題是考慮索垂度效應(yīng)對(duì)索的伸長(zhǎng)與軸力的關(guān)系影響，這種影響采用修正彈性模量來(lái)考慮，其計(jì)算思路如下：

索在恒載作用下的幾何方程設(shè)索無(wú)荷載作用時(shí)的長(zhǎng)度為l，如下圖，由索任意截面彎矩為零有：1、垂度對(duì)索軸向變形的影響對(duì)于索的跨中截面,有：對(duì)上式積分可得到索的幾何方程為懸鏈線(xiàn)由可得：由于：

索的伸長(zhǎng)與垂度的關(guān)系索的幾何形狀為懸鏈線(xiàn)，如近似按拋物線(xiàn)考慮，則索在自重作用下的長(zhǎng)度為：則索的伸長(zhǎng)為：

等效彈性模量實(shí)際上在應(yīng)力索的軸向變性由兩部分組成（1）索自身的彈性變形；（2）垂度效應(yīng):則結(jié)構(gòu)的等效彈性模量可表示為則用彈性模量表示有：其中為索容重四、