第三章-2斜拉桥与悬索桥简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力 构件，是连系加劲梁和主缆的纽带。
锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力
二、悬索桥的形式
地锚式与自锚式悬索桥 地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基。 自锚式：主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁（轴向压力）
承受；竖直分力（较小）由端支点承受。适宜：跨度 不大、软土地基、城市桥等。
悬索桥各部分构造——索夹
吊索与索夹的联结方式（钢丝绳） 4股骑跨式：两根两端带锚头的钢丝绳索绕跨在索夹顶部的嵌 索槽中，锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索，索夹分左右 两半。
双股销铰式：两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳索或平行 钢丝索，上端利用销铰与索夹下的耳板（吊板）连接，下端用 锚头或者同样用销铰与加劲梁连接。索夹分上下两半。
悬索桥各部分构造——索夹
主缆与索夹的连接方式
吊索与主缆连接 4股骑跨式
吊索与主缆连接
双股销铰式 索箍 索夹
图为香港青马桥
图为骑跨式吊索
与主缆（索夹） 以及与加劲梁 之间的连接
悬索桥各部分构造——塔
主塔
材料：圬工（古老、小跨简易）；钢筋砼（框架式；实心矩形 或者箱形）最高155米；钢（框架式、桁架式；箱形、多格 箱形、H形）。
悬索桥的孔跨布置形式(力学体系)
a·柔式悬索桥：
～不设加劲梁； ～只在活载与恒载的比值不大时适用；
如人行桥或(早期的)主缆很大的。
b·单跨悬吊
～仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁 ～如存在边跨，则边跨独立（简支于桥
塔）。
c·三跨悬吊简支体系
～加劲梁为三跨简支梁。
d·三跨悬吊连续体系
～加劲梁为三跨连续梁。
e·自锚式悬索桥：
～与组合体系中的系杆拱相似， ～悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲
梁。
f· 缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。
单塔悬索桥效果图
单塔悬索桥
直布罗陀跨海大桥
空间主缆悬索桥
南备赞悬索桥
刚性缆索体系悬索桥
三、悬索桥的构造
主缆
• 材料
有效拉应力大；拉伸延伸率小；弹模大；截面密度大；疲劳强度高、 徐变小；成缆锚固及防锈容易；价廉物美。
注意：钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。
平行钢丝索（PWS）：多根Φ 5～7镀锌钢丝外加PE套管。
悬索桥各部分构造——索夹
索夹
作用：刚性索夹与柔而松的主缆索体间的连接为不稳定连接。依靠摩擦 力来保证主缆在受拉产生收缩变形时也不致滑动。 构造：
骑跨式：索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽； 销铰式：下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
• 类型
钢丝绳主缆：钢绞线绳、螺旋钢丝绳、封闭式钢绞线索等， 适于 600米以下；
平行丝股主缆：采用空中绕线法——AS法或者预制丝股法——PWS 法）， 适于400米以上，是现代悬索桥主缆的主流结构类型。
大跨多采用耐疲劳的高强钢丝，因为钢绞线虽然施工 方便，但弹模较低使结构变形增大，截面形状不易按照设 计形状压紧，防腐较难，适于中小跨度。
虎门大桥主塔
乔 治 华 盛 顿 桥
桥塔横向结构形式： 刚构式（框架式）：单层或者多层门架，明快简洁。 桁架式：若干组交叉的斜杆与水平横梁组成桁架，施工时 稍显困难。 混合式：仅在桥面以下设置交叉斜杆以改善受力和经济性 能。
塔柱横向可竖直或者稍带倾斜（斜柱式）或转折点 （折柱式），后两者稳定性能好且较为经济。
现代认为钢筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥塔最佳选择。
• 防护方法：施工期间镀锌钢丝外涂底漆或者树脂类，然后手 工满刮腻子，再缠绕钢丝（退火镀锌Φ 4钢丝），最后作外 涂装。
悬索桥各部分构造——吊索（吊杆）
吊索
布置形式：竖直；倾斜（提高整体振动时的结构阻尼值）。 材料：刚性吊杆（少量小跨：圆钢或钢管）；
柔性吊索：钢丝绳或者平行钢丝索（多采用）。 钢丝绳索 绳心式：以一股钢丝绳为中央形心，外围用钢丝束股围绕扭绞 而成。 股心式：7股钢丝束股扭绞而成，中央一股为股心。
第三章
斜拉桥与悬索桥简介
第二节 悬索桥
主要内容
• 悬索桥的组成
• 悬索桥的形式
• 悬索桥的各部分构造
汕头海湾大桥
广东虎门大桥
厦门海沧大桥（主跨648m）
主
跨
一 三
香
七
港
七 米
青
公
马
铁
大
两 用
桥
桥
江阴长江大桥
润扬长江大桥（主跨1490m）
阳逻长江大桥（主跨1280m）
一、 悬索桥的组成
组成：悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍 座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系， 其主要构成如下图所示。
wk.baidu.com
悬索桥各部分的作用 主缆是结构体系中的主要承重构件；通过塔顶索
鞍悬挂在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承 重构件。
主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件；支 承主缆的重要构件。
加劲梁是悬索桥承受风荷载和其它横向水平力的 主要构件，提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲 变形和扭曲变形，主要承受弯曲内力。
悬索桥的构造——主缆
• 结构形式
双面平行主缆（绝大多数）； 单面主缆；空间主缆； 复式主缆（双链吊桥： 朝阳大桥）。
• 截面形状（六角形）
方阵式主缆断面
施工中的主缆断面
悬索桥的构造——主缆
• 主缆编制方法
• AS法：通过牵引索作来回走动的编丝轮，每次将两根 钢丝从一端拉到另一端，待钢丝达到一定数量后（可 达400～500根）编扎成一根索股。钢束股数较少，便 于集中锚固，起吊设备轻便；架设主缆时抗风较弱所 需劳动力也较多。
• PWS法：避免了钢丝编成钢丝束股的作业从而加快主缆 的施工进度，但要求大吨位的起重运输设备和拽拉设 备来搬运钢丝束股。目前多采用61、91、127Φ 5左右 钢丝，最重可达40吨。
AS法 示意图
悬索桥的构造——主缆
• 主缆的防护（不可更换的主要受力构件，必须防腐）
• 锈蚀原因：架设期间水份进入；防护完成后因主缆线形变化、 温度变化引起伸缩而导致粗糙表面的油漆开裂和索夹上受损 的密封部位开裂，水的渗入导致主缆湿度高而锈蚀。
桥塔纵向结构形式： • 摇柱塔（摆动式）：单柱塔下设铰、塔顶索鞍固定于塔，适
于小跨。 • 柔性塔：一般为下端固定式，塔顶水平变位量相对较大，适
于大跨。 • 刚性塔：塔顶水平变位量相对较小，单柱或者A形，多用于
多跨悬索桥的中间塔柱，纵向刚度较大，塔顶位移小从而减 小加劲梁内的应力。
悬索桥各部分构造——塔
锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力
二、悬索桥的形式
地锚式与自锚式悬索桥 地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基。 自锚式：主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁（轴向压力）
承受；竖直分力（较小）由端支点承受。适宜：跨度 不大、软土地基、城市桥等。
悬索桥各部分构造——索夹
吊索与索夹的联结方式（钢丝绳） 4股骑跨式：两根两端带锚头的钢丝绳索绕跨在索夹顶部的嵌 索槽中，锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索，索夹分左右 两半。
双股销铰式：两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳索或平行 钢丝索，上端利用销铰与索夹下的耳板（吊板）连接，下端用 锚头或者同样用销铰与加劲梁连接。索夹分上下两半。
悬索桥各部分构造——索夹
主缆与索夹的连接方式
吊索与主缆连接 4股骑跨式
吊索与主缆连接
双股销铰式 索箍 索夹
图为香港青马桥
图为骑跨式吊索
与主缆（索夹） 以及与加劲梁 之间的连接
悬索桥各部分构造——塔
主塔
材料：圬工（古老、小跨简易）；钢筋砼（框架式；实心矩形 或者箱形）最高155米；钢（框架式、桁架式；箱形、多格 箱形、H形）。
悬索桥的孔跨布置形式(力学体系)
a·柔式悬索桥：
～不设加劲梁； ～只在活载与恒载的比值不大时适用；
如人行桥或(早期的)主缆很大的。
b·单跨悬吊
～仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁 ～如存在边跨，则边跨独立（简支于桥
塔）。
c·三跨悬吊简支体系
～加劲梁为三跨简支梁。
d·三跨悬吊连续体系
～加劲梁为三跨连续梁。
e·自锚式悬索桥：
～与组合体系中的系杆拱相似， ～悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲
梁。
f· 缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。
单塔悬索桥效果图
单塔悬索桥
直布罗陀跨海大桥
空间主缆悬索桥
南备赞悬索桥
刚性缆索体系悬索桥
三、悬索桥的构造
主缆
• 材料
有效拉应力大；拉伸延伸率小；弹模大；截面密度大；疲劳强度高、 徐变小；成缆锚固及防锈容易；价廉物美。
注意：钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。
平行钢丝索（PWS）：多根Φ 5～7镀锌钢丝外加PE套管。
悬索桥各部分构造——索夹
索夹
作用：刚性索夹与柔而松的主缆索体间的连接为不稳定连接。依靠摩擦 力来保证主缆在受拉产生收缩变形时也不致滑动。 构造：
骑跨式：索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽； 销铰式：下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
• 类型
钢丝绳主缆：钢绞线绳、螺旋钢丝绳、封闭式钢绞线索等， 适于 600米以下；
平行丝股主缆：采用空中绕线法——AS法或者预制丝股法——PWS 法）， 适于400米以上，是现代悬索桥主缆的主流结构类型。
大跨多采用耐疲劳的高强钢丝，因为钢绞线虽然施工 方便，但弹模较低使结构变形增大，截面形状不易按照设 计形状压紧，防腐较难，适于中小跨度。
虎门大桥主塔
乔 治 华 盛 顿 桥
桥塔横向结构形式： 刚构式（框架式）：单层或者多层门架，明快简洁。 桁架式：若干组交叉的斜杆与水平横梁组成桁架，施工时 稍显困难。 混合式：仅在桥面以下设置交叉斜杆以改善受力和经济性 能。
塔柱横向可竖直或者稍带倾斜（斜柱式）或转折点 （折柱式），后两者稳定性能好且较为经济。
现代认为钢筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥塔最佳选择。
• 防护方法：施工期间镀锌钢丝外涂底漆或者树脂类，然后手 工满刮腻子，再缠绕钢丝（退火镀锌Φ 4钢丝），最后作外 涂装。
悬索桥各部分构造——吊索（吊杆）
吊索
布置形式：竖直；倾斜（提高整体振动时的结构阻尼值）。 材料：刚性吊杆（少量小跨：圆钢或钢管）；
柔性吊索：钢丝绳或者平行钢丝索（多采用）。 钢丝绳索 绳心式：以一股钢丝绳为中央形心，外围用钢丝束股围绕扭绞 而成。 股心式：7股钢丝束股扭绞而成，中央一股为股心。
第三章
斜拉桥与悬索桥简介
第二节 悬索桥
主要内容
• 悬索桥的组成
• 悬索桥的形式
• 悬索桥的各部分构造
汕头海湾大桥
广东虎门大桥
厦门海沧大桥（主跨648m）
主
跨
一 三
香
七
港
七 米
青
公
马
铁
大
两 用
桥
桥
江阴长江大桥
润扬长江大桥（主跨1490m）
阳逻长江大桥（主跨1280m）
一、 悬索桥的组成
组成：悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍 座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系， 其主要构成如下图所示。
wk.baidu.com
悬索桥各部分的作用 主缆是结构体系中的主要承重构件；通过塔顶索
鞍悬挂在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承 重构件。
主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件；支 承主缆的重要构件。
加劲梁是悬索桥承受风荷载和其它横向水平力的 主要构件，提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲 变形和扭曲变形，主要承受弯曲内力。
悬索桥的构造——主缆
• 结构形式
双面平行主缆（绝大多数）； 单面主缆；空间主缆； 复式主缆（双链吊桥： 朝阳大桥）。
• 截面形状（六角形）
方阵式主缆断面
施工中的主缆断面
悬索桥的构造——主缆
• 主缆编制方法
• AS法：通过牵引索作来回走动的编丝轮，每次将两根 钢丝从一端拉到另一端，待钢丝达到一定数量后（可 达400～500根）编扎成一根索股。钢束股数较少，便 于集中锚固，起吊设备轻便；架设主缆时抗风较弱所 需劳动力也较多。
• PWS法：避免了钢丝编成钢丝束股的作业从而加快主缆 的施工进度，但要求大吨位的起重运输设备和拽拉设 备来搬运钢丝束股。目前多采用61、91、127Φ 5左右 钢丝，最重可达40吨。
AS法 示意图
悬索桥的构造——主缆
• 主缆的防护（不可更换的主要受力构件，必须防腐）
• 锈蚀原因：架设期间水份进入；防护完成后因主缆线形变化、 温度变化引起伸缩而导致粗糙表面的油漆开裂和索夹上受损 的密封部位开裂，水的渗入导致主缆湿度高而锈蚀。
桥塔纵向结构形式： • 摇柱塔（摆动式）：单柱塔下设铰、塔顶索鞍固定于塔，适
于小跨。 • 柔性塔：一般为下端固定式，塔顶水平变位量相对较大，适
于大跨。 • 刚性塔：塔顶水平变位量相对较小，单柱或者A形，多用于
多跨悬索桥的中间塔柱，纵向刚度较大，塔顶位移小从而减 小加劲梁内的应力。
悬索桥各部分构造——塔