悬索桥的结构构造
悬索桥的施工构造简介
3.7.4索鞍的施工
● 但是主缆是不能直接放在桥塔上的，还需要——索鞍。对，就是安装在主塔顶部有点像一个马鞍 形状的构造就是索鞍。在主塔上面的索鞍又叫主鞍。
3.7.4索鞍的施工
● 除了主鞍，还有散索鞍。主缆在锚固到锚碇前要先分散，就需要安装散索鞍。
3.7.5主缆的架设
● 同学们有没有考虑过很粗的主缆是怎么样跨过江面上的呢？其实，架设主缆的原理有点类似蜘蛛 在悬空的地方织网。蜘蛛是借助风或者气流让一根蛛丝飘到对岸，而我们架设主缆也需要先让一 根很细的钢索先架到对岸，这根钢索我们叫它导索。那么问题来了，就算导索再细也不可能让风 吹得对岸啊！怎么办？当然这点小问题是难不住工程技术人员的，让导索架设到对岸的方法有： 浮筒支承、拖船拖拉、直升飞机吊拉、火箭射击拖拉、飞艇吊拉等等。同学们是不是觉得工程师 的办法真多啊！
3.7.3主塔的施工
● 通常，我们从很远就能看到悬索桥高 高耸立的主塔，主塔结构形式中门式 结构是比较常见的。主塔又叫桥塔， 它是支承大缆的重要构件。主塔采用 钢结构或者钢混凝土结构制成。采用 的
3.7.3主塔的施工
● 结构形式有桁架式、刚架式， 或者两者的混合——混合式。 主塔按照材料来分，可以是钢 筋混凝土的也可以是钢结构又 或者是两者结合而成的。现代 理论和实践桥梁界普遍认为钢 筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥 塔最佳选择。所以我们经常会 看到悬索桥的主塔施工的时候， 伴随着它的是高高的塔吊，因 为需要一步一步往上不断浇筑 钢筋混凝土结构的主塔结构。
3.7.5主缆的架设
● 以导索为过江的第一条钢索逐渐将直径越来越大的钢索拉扯到对岸，最终就形成了我们看到的很 粗的主缆横跨大江两岸的情景。当然大榄的架设过程是十分复杂的，需要工程技术人员一丝不苟 的工匠精神才能完美的实现。由于时间有限我们这里也就不再展开，感兴趣的朋友可以搜集相关 资料了解一下，我们也可以在课后进行学习和交流。
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
6
拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
31
1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
21
3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
悬索桥的构造组成
(1)悬索桥的构造组成: 悬索桥是由主缆、加劲梁、桥塔、鞍座、锚固构造、吊索等构件构成的柔性悬吊组合体系。
成桥后，主要由主缆和桥塔承受结构的自重，结构共同承受外荷载作用，受力按刚度分配。
(2)主缆：主缆是悬索桥的主要承重构件，除承受自身恒载外，缆索本身通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面系)的荷载。
除此以外主缆还承担一部分横向风荷载，并将它传递到桥塔顶部。
主缆不仅可以通过自身弹性变形，而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡，表现出大位移非线性的力学特征，这是悬索桥区别于其他桥梁结构的重要特征之一。
主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力，对后续结构形状提供强大的“重力刚度”，这是悬索桥跨径得以不断增大、加劲梁高跨比得以减小的根本原因。
主索鞍：主索鞍在桥塔上，用来支承和固定主缆，通过它可以使主缆的拉力以垂直力和不平衡力的方式均匀地传递到塔顶。
(2)悬索桥的结构特点①主缆是几何可变体，只承受拉力作用。
主缆通过自身的弹性变形和几何形状的改变来影响体系的平衡。
所以悬索桥的平衡应建立在变形后的状态上。
②主缆在初始恒载作用下，具有较大的初拉力，使主缆保持着一定的几何形状。
当外荷载作用时，缆索发生几何形状的改变。
初拉力对在外荷载作用下产生的位移存在着抗力，它和位移有关，反映出缆索几何非线性的特性。
③改变主缆的垂跨比将影响结构的受力和刚度。
垂跨比增大，则主缆的拉力减小，刚度减小，恒、活载作用产生的挠度增大。
④悬索桥的跨度越大，加劲梁所受竖向活载的影响越小，竖向活载引起的变形也越小。
⑤增大加劲梁的抗弯刚度对减小悬索桥竖向变形的作用不大，这是因为竖向变形是悬索桥整体变形的结果。
加劲梁的挠度受到主缆变形的影响，跨度增大时加劲梁在承受竖向荷载方面的功能逐渐减小到只能将活荷载传递给主缆，其自身刚度的贡献较小。
典型悬索桥构造与设计要点 (2)
典型悬索桥构造与设计要点引言悬索桥是一种常见的桥梁形式，以悬挂在主跨上的主索为承重构件，采用悬索的方式进行跨越，具有独特的结构形式和美观的外观。
本文将对典型的悬索桥构造和设计要点进行详细介绍。
主要构造要素典型的悬索桥通常由以下主要构造要素组成：1.主塔：主塔是悬索桥的主要支撑结构，负责承受悬挂在主跨上的主索的重量，并将重力传递给桥墩或基础。
主塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。
2.张力调节系统：悬索桥在使用过程中会受到风、温度等外部因素的影响，悬索的张力可能会发生变化。
为了保持悬索的稳定性和桥梁的平衡，需要配备张力调节系统。
张力调节系统可以通过调整锚固点位置或添加张力调节装置来实现。
3.主索：主索是悬挂在主塔上的承重构件，其形状为弧线状，材料通常为钢缆。
主索通过锚固点固定在主塔上，并悬挂在辅助塔上。
4.辅助塔：辅助塔位于主跨两侧，用于支撑主索，并平衡主跨上的荷载。
辅助塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。
5.承重索：承重索是悬挂在主索下方的承载桥面荷载的构件，其形状通常为平直线状。
承重索通过悬挂索连接到主索上，将桥面荷载传递给主索。
6.桥面：桥面是承载行车和行人的部分，通常由钢梁或混凝土板构成。
桥面可以采用悬挂桥面或刚性桥面，具体选择取决于桥梁设计要求和实际情况。
设计要点在设计悬索桥时，需要考虑以下要点：1.荷载分析：悬索桥的设计要充分考虑到桥梁所承受的荷载，包括静态荷载和动态荷载。
静态荷载主要包括桥面荷载、人行荷载和防护栏荷载，动态荷载主要包括风荷载和地震荷载。
荷载分析对桥梁的设计方案和结构设计具有重要影响。
2.结构稳定性：悬索桥的结构稳定性是桥梁设计的基本要求。
在设计过程中，需要进行结构计算和抗震计算，确保主塔和辅助塔的稳定性，以及主索和承重索的牢固性。
3.张力调节：悬索桥在使用过程中，由于外界因素会导致主索的张力发生变化。
为了保持悬索桥的平衡和稳定，需要设计合适的张力调节系统，对张力进行调整和控制。
斜拉桥&悬索桥
第六章悬索桥及斜拉桥第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造一、悬索桥、斜拉桥的分类（一）悬索桥悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。
其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。
悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。
1．按悬吊跨数分类其结构形式如图6-1。
其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。
图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥a)单跨悬索桥；b)三跨悬索桥；c)四跨悬索桥；d)五跨悬索桥1）单跨悬索桥2）三跨悬索桥3）多跨悬索桥图6-2 联袂布置的悬索桥2．按主缆的锚固方式分类按主缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。
3．根据悬吊方式分类1）采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁，如图6-4所示。
2）采用三角布置的斜吊索，并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁，如图6-5所示。
3）混合式，即采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作加劲梁。
如图6-6所示。
图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥图6-6 带斜拉索的悬索桥4．按支承结构分类图6-7 按支承构造划分悬索桥形式a)单跨两铰加劲梁；b)三跨两铰加劲梁；c)三跨连续加劲梁（二）斜拉桥斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。
1．按索塔布置方式分1）单塔式斜拉桥采用图6-8-b）的单塔式斜拉桥。
2）双塔式斜拉桥桥下净空要求较大时，多采用图6-8 a）所示的双塔式斜拉桥。
图6-8 斜拉桥跨径布置3）多塔式斜拉桥在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。
2．按主梁的支承条件分1）连续梁式斜拉桥如图6-9 a）。
2）单悬臂式斜拉桥如图6-9 b）。
3）T形刚架式斜拉桥如图6-9 c）。
图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式二、悬索桥、斜拉桥的构造（一）悬索桥上部结构的主要形式和构造特点现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。
第九章 悬索桥
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
第三代悬索桥，形成了美式悬索桥体系，主缆采用纺丝法， 加劲梁采用桁架梁，桥塔以钢塔为主。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
第四代悬索桥，以流线形扁平钢箱为主要特征的英式悬 索桥。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点
主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主； 桥塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主； 加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构， 主要承受弯曲内力； 吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是 联系加劲梁和主缆的纽带，受拉。 锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。
地锚式悬索桥
斜单杆 主缆与主梁固结
主缆
自锚式悬索桥
§ 9.2 悬索桥的结构组成
9.2.1 锚碇
用来锚固主缆的重要结构，将主缆的拉力传递给地基。 重力式锚碇依靠巨大的自重来抵抗主缆的垂直分力，水 平力由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固阻力来承担。 隧道式锚碇将主缆的拉力直接传递给周围的岩石。
重力式锚碇
9.3.1 总体布臵
4、加劲梁的尺寸 加劲梁的尺寸主要是确定加劲梁的高度和宽度。 桁架式 加劲梁
梁高
h=8~14m
高跨比
h：L= 1/70~1/180
箱形 加劲梁
梁高
高宽比
高跨比
h=2.5~4.5m h：B= 1/7~1/11 h：L= 1/300~1/400
抗风稳定性需要
§ 9.4 悬索桥的计算
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点 静力特性
（3）改变主缆的垂跨比将影响结构的内力，结构体系的刚 度也将随之改变。 减小垂跨比，主缆的拉力将增大，从而起到减小挠度 的作用，即增大体系的刚度。 （4）随着跨径的增大，加劲梁的高跨比应越来越小。 加劲梁的挠度是随着主缆的变形产生的，加劲梁本身 刚度的作用已影响不大，这与其他桥型的主要构件截面积 总是随着桥梁跨径的增加而显著增加不同。
11.悬索桥解析
11.4 悬索桥构造简介 1、桥塔 （1）作用：支承主缆，分担大缆所受的竖向力，在风力和 地震力作用下，对总体稳定提供保证。 （2）形式：横桥向：按桥塔外形分，一般有刚构式、桁架 式和混合式三种结构形式； 顺桥向：按力学性质可分刚性塔、柔性塔和摇柱塔三种结构 形式。
（3）材料：除日本外，多用混凝土 （4）断面：多为箱形
4. 高跨比 指悬索桥加劲梁的高度h与主孔跨径L的比值。通常 桁架式加劲梁梁高一般为8~14m，箱型加劲梁的梁 高一般为2.5~4.5m。 5. 加劲梁的支承体系 一般三跨悬索桥中的加劲梁绝大多数是非连续的 （称为三跨双铰加劲梁）。加劲梁采用连续支承体 系近期正在增多，尤其在公铁两用的大跨度悬索桥 中。 6. 纵坡 悬索桥的中跨纵坡多为1％~1.5％的抛物线，边跨 为直线，一般为中跨坡度的两倍。
（2）主缆支架鞍座（散索鞍） 作用：改变主缆方向，并将主缆钢丝束箍在水平 和竖直方向分散开，引入各自的锚固位置 与主索鞍的区别：其在主缆受力或温度变化时， 随主缆同步移动。 结构形式：摇柱式和滑移式两种基本类型。
11.5 悬索桥的静力计算理论 大缆和主梁结构内力分析的计算理论可分为 三种： 弹性理论，挠度理论，有限变形理论。 斜拉桥与悬索桥的区别： 1、两者刚度差别很大 2、前者主梁受很大的水平分力而成为偏心 受压构件，后者加劲梁不承受轴向力 3、前者可通过调整索力调整内力分布，后 者不可
第十一章 悬索桥
悬索桥的基本类型 悬索桥的总体布置 悬索桥构造简介 悬索桥的静力计算理论
11.1 概 述 组成：主缆、加劲梁、吊索、索塔、鞍 座、锚碇（下部）及桥面结构
悬索桥基本组成
11.2 悬索桥的基本类型 1. 按主缆的锚固形式分类 地锚式：主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇 传递给地基
悬索桥结构组成与分布构造概述
悬索桥结构组成与分布构造概述
悬索桥结构主要由桥墩、主跨杆、桥弦、桥节及其他悬索构件组成。
桥墩主要由地基墙、主梁、安全墙等构件组成，它们主要支撑悬索桥结构，承重阻尼和散乱振动，以及承受牵张力的轴向作用的影响。
主跨杆是悬索桥主要结构件，起到承载桥面的作用，悬索桥面的应力来源就是来自主跨杆的拉力和垂直荷载。
主跨杆大部分是伸缩管，在桥墩和桥节之间得以支撑和连接形成悬索桥。
桥弦主要由拉杆、拉杆索、支座、悬垂跳跃、拖杆、钢绳等构件组成，拉杆索用来把桥墩和桥节之间的拉力传输出去。
其作用是把桥墩两端施加的拉力平均分布到整个桥弦上，从而形成一个支撑系统，使桥面均匀、平稳地受力，并确保桥墩受力合理。
桥节是悬索桥的重要结构，在悬索桥中，桥节的主要部分是协调桥墩和桥弦的伸缩量。
它起到了悬索桥的支撑和支承作用，为桥面受力和拉杆索的分配提供了便利条件。
其他悬索构件主要是把拉力传输到桥弦上，把悬索构件连接在一起，以及把拉力分配到桥底处，其中拖杆、导线索、安全墙、减震装置等都是悬索桥结构不可或
缺的重要部件或结构。
悬索桥构造
21.1悬索桥的总体布置
21.1悬索桥的总体布置
21.2悬索桥构造
3、吊索
4、加劲梁 主要功能：提供桥面、防止桥面发生过大挠曲变 形和扭曲变形 要求：有足够的抗扭刚度或自重，良好的气动稳 定性 结构形式：钢结构 美式：钢桁梁 英式：钢箱梁
• 5、锚碇 • 功能作用：固定主缆的端头，防止其
移动 • 分类： • 重力式锚碇（需要建造大体积的混凝
土锚碇） • 隧道式锚碇（需要坚固的岩壁）
• 6、鞍座 • 按功能分类：塔顶索鞍和散索鞍 • 作用： • 塔顶索鞍――置于塔顶――安ห้องสมุดไป่ตู้主缆 • 散索鞍――置于锚碇的前墙――支承
转向和分散大缆股束
钢悬索桥的构造特点和结构设计特点[详细]
![钢悬索桥的构造特点和结构设计特点[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/753c31e1f01dc281e43af093.png)
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。 注意：钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。
❖ 8.3 悬索桥的构造特点
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。
❖ 编制方法——PS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、127Φ5左右钢丝，最重可达40吨。
梁高 用钢量 桥面系
制造
制造
施工 养护
架设 养护维修
桥面
钢桁梁 最不易发生
大 大
高 最大 一般与主梁分离 杆件多，节点结构复 杂，标准化大量生产 困难 单根杆件平面构件立 体节段多样化 油漆养护难 菲结合型损伤时易
加劲梁形式 钢箱梁 易发生 可能性大 小 小 小 低 低
一般与主梁结合为整体
箱梁由板构件组成，标 准化大量生产容易
改良措施：
❖ 以S 形截面的缠绕钢丝代替圆端面钢丝，使主缆表面光滑、丝丝相 扣，油漆不易开裂、水不能渗入。
❖ 开空气导入法：将除湿机产生的干燥空气用管道输送，通过入口 索夹输入主缆，经出口索夹排出主缆（出入口索夹间距140米左 右），一般可维持相对湿度在40％以下。
❖ 8.3 悬索桥的构造特点
桥梁的常见构造—悬索桥的构造
● 通过后来的理论研究，人们发现悬索桥的加劲梁要采用大刚度的结构，并且要有好的空气动力性 能。因此，与采用桁架的加劲梁相比，有足够刚度，建筑高度小，自重较轻，用钢量省，结构抗 风性能好的梭形扁平钢箱梁被大量应用到悬索桥的加劲梁部位。它也是我国近些年修建悬索桥时 常采用的形式。
● 4.鞍座
吊索除了下部是和钢箱梁连接外，上端是通过索夹与主缆连接的。而主缆和索塔间是通过鞍座连接的。 鞍座一般是置于塔顶用以支撑主缆传来的力的。
2.4.5悬索桥的主要组成
● 5.锚碇
主缆受到的力很大一部分是通过主塔传给塔基础周围的岩土层的，那么主缆两端的力又传给谁呢？ 平时生活中我们如果用绳子晾晒衣服，两端必须固定起来。悬索桥是一样的道理，主缆的两端必须固 定起来，这就需要锚碇出场了。
2.4.4悬索桥的发展史
2.吊桥
● 从溜索或者索道的样式来看，解决一、两个人或者少部分人的通行是完全可行的，但是如果考虑 很多人或者大量的货物通行时，似乎有一定的难度。
● 有人就想如果多架设几条缆索，然后在上面铺设固定可以让人通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的桥面，不是就解决了多人通 行的问题了嘛？这样就出现了吊桥。
2.4.4悬索桥的发展史
3.铁索桥
曾经红军长征的路上有很重要的一役叫——飞夺泸定桥。 实际上当时红军要夺取的就是大渡河上的铁索桥，正是因为顺利的拿下的泸定桥，才保证了红军大 部队及时顺利的战略转移，最终确保了革命的胜利和新中国的成立。
这类索桥和吊桥很显著的特点是没有吊杆或者吊索，承重结构和使用构件合二为一。
2.4.4悬索桥的发展史
2.4.3悬索桥的跨度优势
●
《桥梁上部施工技术》(满洪高)ppt 2悬索桥的构造+3悬索桥的施工特点与施工控制
7、 中跨、边跨猫道面的架设进度，要以塔的两侧水平力差异不超过设 计要求为准。在架设过程中须监测塔的偏移量和承重索的垂度。
8、 抗风缆采用钢丝绳时，使用前应进行预张拉。抗风缆架设时宜按先 内侧后外侧的架设顺序进行。架设前须先与有关部门联系，设置通航 标志，保证航道安全。
英国恒波尔桥扁平钢箱梁桥面
鞍座
鞍座是位于大缆和塔顶之间，其功能是支承 大缆，并让大缆在这里有一转折角。在活荷载作 用于某跨情况之下，为使大缆在鞍两侧的水平分 力能够平衡，鞍座就不得不在纵向发生位移。对 于现代大跨度悬索桥而言，为避免镀锌钢丝在滑 动中磨耗，大缆对鞍座不应发生相对滑动。鞍座 相对于塔顶也不应发生滑动。这是因为塔身较高， 凭塔身的弹性弯曲就能提供鞍座所需的纵向位移。
锚杆、锚梁制作安装要求
锚杆制造（mm） 支架安装（mm） 锚杆安装（mm）
后锚梁安装
项目 长度 高度 宽度
中心线偏差 横向安装锚杆之平联高差
X轴 Y轴 Z轴 中心偏位 偏角
漆膜厚度
规定值或允许偏差
±3
±10 -2，+5 ±10
±5 ±5 5mm 符合设计要求 不小于设计要求
预应力锚固系统施工要求
根据锚碇的结构型式、大小等采取分块施工，块与块之间预留湿 接缝，槽缝宽度宜为1.5~2m，槽缝内宜浇筑微膨胀混凝土。
混凝土浇筑完后应按照规定覆盖并洒水进行养护。当气温急剧下 降时须注意保温，并应将混凝土内外温差控制在25℃以内。
隧道式锚碇在隧道开挖时应采用小型爆破，并不得损坏周围岩体。开 挖后应正确支护并进行锚体灌筑。
悬索桥施工实例简介
附录三：悬索桥施工实例简介一. 汕头海湾大桥简介汕头海湾大桥位于汕头经济特区的汕头港东部出海口处，是深汕高速公路上的一座特大桥，其主桥为154+452+154m的三跨双铰预应力混凝土悬索桥，是我国第一座现代化的悬索桥。
全桥总体布置见图附录3-1：图附录3-1 汕头海湾桥桥式布置图汕头海湾悬索桥各主要组成构造简介如下：1. 索塔：⑴. 索塔为钢筋混凝土三层框架，基础承台顶以上高度为95.10m，塔柱内侧净宽24.1m，外侧边到边为31.2m，塔柱为D型截面，顺桥向宽6m，横桥向宽3.5m，为空心结构。
⑵. 索塔顶设置大型铸钢鞍座，每个鞍座座体分为两部分，通过塔顶组拼的桁架式吊机安装。
鞍座安装时向岸侧预偏1200mm，在跨中对称架设12对梁段时逐段顶推使鞍座复位到位，共分12次进行。
⑶. 每跨混凝土加劲梁在主塔以及边墩处设置竖向拉压支座，在塔柱内侧设置阻尼束。
2. 主缆：⑴. 每根主缆由10010根ф5.1mm镀锌高强度钢丝组成，分成110束预制平行钢丝束，每束91根钢丝，长1030m左右，两根主缆的横向中距为25.2m。
⑵. 主缆采用PWS法架设编制，架设时先将110股预制平行钢丝束编排成六角形截面，再用挤紧机挤成圆形，截面挤紧的孔隙率在一般部位按20％考虑，其相应的外径为570mm 左右，在安装索架的部位由于索夹的紧固作用，孔隙率将压缩至18％左右，此处主缆的外径约为560mm；主缆采用重力式锚碇方式，在锚碇前端的铸钢散索鞍座处，各索股分散并通过锚头与锚固构架上的锚杆相连进行锚固；在N2、S2墩顶处设置竖向支撑摆柱。
见图附录3-2示意。
⑶. 主缆架设前，先安装猫道作为主缆施工脚手平台，并在两锚碇间设置循环牵索系统进行主缆的架设，采用垂度法进行主缆索股线型调整。
3. 吊索与索夹：吊索为垂直布置，采用ф45mm镀锌钢丝绳，通过索夹骑挂于主缆，顺桥向间距6m，每侧吊点有2根两端带锚头的吊索钢丝绳；每个索夹为两个半圆形空心铸钢件，装在主缆上后，通过高强螺栓对接。
悬索桥
悬索桥
19世纪后半叶，奥地利工程师约瑟夫· 朗金和
美国工程师查理斯· 本德分别独立地构思出自锚式 悬索桥的造型，朗金在1859 年写出了这种构想， 本德于1867年申请了专利。 1870年，朗金在波兰设计建造了世界上首座小 型铁路自锚式悬索桥。 1915年, 德国设计师在科隆的莱茵河上建造了 主跨达185m的科隆-迪兹自锚式悬索桥，采用临时 木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。该方案的选择主 要是因为其外形美观，而地质条件又不允许修建锚 碇。主缆采用了眼杆结构，因而能方便地锚固在加 劲梁上。科隆-迪兹桥1945年被毁，但原来桥台上 的钢箱梁仍保存至今。
悬索桥概论
一 悬索桥总体设计 二 悬索桥构造 三 悬索桥施工 四 自锚式悬索桥
一 悬索桥总体设计
1. 悬索桥的组成及发展 2. 悬索桥的结构体系 3. 悬索桥的总体布置
1. 悬索桥的组成及发展概况
悬索桥是由主缆、加劲梁、塔柱和锚碇构成。
悬索桥的四个发展阶段： 第一代悬索桥，采用天然材料修建，后期也采用了 铁索等，一般没有吊杆或吊索，承重结构与使用构 造合二为一。
单塔双跨
双塔三跨
悬索桥
带斜拉索的悬索桥
1883年建成的纽约布 鲁克林大桥，主跨 484m，是最早的带斜 拉索的悬索桥。
悬索桥
斜拉－悬吊混合式悬索桥
1997年建成的贵遵高等级公路乌江大桥，主跨 288m，主梁为高强预应力薄壁箱梁，采用全截
面缆吊预应力悬拼施工，最大吊重为76吨，是
世界首座吊拉组合桥。
悬索桥
悬索桥
悬索桥
3. 加劲梁
加劲梁主要起支承和传递荷载的作用。加劲 梁大都采用等高度钢桁架梁或扁平钢箱梁。桁架 的抗扭刚度相对较小，所以其梁高比流线型箱梁 的要高得多，以满足抗风要求。 加劲梁结构形式：（1）钢板梁（2）钢桁梁 （3）钢箱梁（4）钢筋混凝土箱梁
悬索桥的构造组成
悬索桥的构造组成
悬索桥(Suspension Bridg)是专为弯曲地形特有而设计的一种桥式，其由一系列索元组成，如拱轴索、倒挂索以及箍（Band）索等，它的桥墩两端固定在索没的锚段上，拱轴索和倒挂索交互运用实现悬索桥的支承。
一般情况下，悬索桥由桥墩、拱轴、悬杆、索元和桥路组成，其中，桥墩是悬索桥的基础，由桩基和建筑物有机组合而成，要保证桥墩的稳定性，一般需要在水底开挖。
拱轴是悬索桥的主体，是桥的核心组成部分，一般是以拱轴为主体桥墩、桥梁、桥架和桥面等在它的上方进行支承和受力。
拱轴的受力方式分为拱式受力和悬索受力两种形式，拱式受力是以拱轴束成拱形，使外侧两点间的端距经弯曲应力受到长度变化；悬索受力是以拱轴经悬索支承出悬距变化，以此传递对桥路的承载力。
悬杆是悬索桥上重要的路肩，在悬索桥上充当连接主伸距及路肩和分伸距的起支点，它位于桥墩顶部，而挡架则安装在悬杆上以分担负荷。
索元是悬索桥的主要支承件，一般以钢索和其它用钢材制成的悬索件的组合而成，预应力钢索可以将索距处施加到桥梁上的大径向压力分解成小半径向荷载和水平荷载。
它们的位置非常重要，索的的高度、拱轴承载力、桥梁的受力是考虑要素，它们的布置一般按照梁段受力的移位变化而调整，以确保悬索桥的稳定性。
桥路是悬索桥最后一个组成，用压路机压实后进行水封，以增加抗水性，一般是铺筑混凝土面层，其厚度一般为10cm以上,且有岩混凝土、石拌混凝土以及钢筋混凝土等形式可供选择。
总之，悬索桥是由桥墩、拱轴、悬杆、索元和桥路五部分组成，它们交互运用，使悬索桥可以更好地对弯曲地形形成支撑，并且在将大径向压力分解成小半径向荷载和水平荷载的同时，更加稳定、安全，从而实现尽可能大的铺设范围。
悬索桥结构
• 悬索桥的构造特点
– 目前常采用的锚碇构造
• 悬索桥的构造特点 （重力锚碇实例）
鞍座
• 塔顶鞍座位于主缆和塔顶之间，其上座设有索槽用以安放主缆（图 11.12）。刚性桥塔上的主鞍座，一般在上座下面设一排辊轴，用来 调整施工中主缆在塔顶两侧的水平分力使之接近平衡。辊轴下面设下 座底板。柔性塔和摇柱塔上的主鞍座仅设上座，它将通过螺栓与塔固 定。
• 隧道式锚碇是先在两岸天然完整坚固的岩体中开凿隧道， 将锚碇架置于其中后，用混凝土浇筑而成，这是利用岩体 强度对混凝土锚体形成嵌固作用，达到锚固主缆的目的， 因而其锚碇混凝土用量较重力式锚碇大为节省，经济性能 更为显著。但迄今为止，大部分悬索桥都由于缺乏坚固的 山体岩壁可利用，而一般采用重力式锚碇。
•
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） – 尖顶形； – 平顶形； – 方阵式；
3. 吊索
• 吊索是将加劲梁上的竖向荷载通过索夹（Cable Band）传 递到主缆的受力构件。其下端通过锚头与加劲梁两侧的吊 点联结，上端通过索夹与主缆联结。现代悬索桥一般采用 柔性较大且易于操作的钢丝绳索或平行钢丝索作为吊索， 吊索表面涂装油漆或包裹HDPE（高密度聚乙烯）护套防 腐。
英国恒比尔大桥
• 加劲梁一般都采用钢结构，混凝土结构由于自重太大，从 耗材、造价、工期等方面考虑，当跨径大于200m的时候 就不再采用。钢加劲梁的截面形式主要有美国流派的钢桁 梁和英国流派的扁平钢箱梁（如图11.9和图11.10所示）， 钢箱梁的抗风性能较好，风的阻离析数仅
• 为桁架式的1/2~1/4；耗钢量也较少。但钢桁梁在双层桥 面的适应性方面远较钢箱梁优越，因此它适合于交通量较 大的或公铁两用的悬索桥。
悬索桥及斜拉桥
The Golden Gate Bridge
金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412公吨，由27000 根钢丝绞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。
于1981年建成，主跨为1410米
英国恒比尔大桥
丹麦大海带桥
主跨1624米
日本明石海峡大桥
（主跨1991米 ）
汕头海湾大桥
半漂浮体系
半漂浮体系－青州大桥
塔梁固结体系
塔梁固结体系－上海铆港大桥
刚构体系
刚构体系－长沙湘江北大桥
第二节 悬索桥及斜拉桥的受力特点及设计要点
一、悬索桥和斜拉桥的受力特点
二、悬索桥和斜拉桥的设计要点
一、悬索桥和斜拉桥的受力特点
悬索桥的受力特点 悬索桥的活载和恒载通过吊索和索夹传递至主缆，再经 过鞍座传至桥塔顶，经桥塔传递到下部的塔墩和基础。 斜拉桥的受力特点 斜拉桥从塔柱上伸出并悬吊起主梁的高强度钢索起着主 梁弹性支承的作用，从而大大减小梁内弯矩，使梁截面 尺寸减小，减轻了主梁的重量，加大了桥的跨越能力。
பைடு நூலகம்
密索斜拉桥——Tatara
日本，1999年5月1日建成通车,其主跨长达890米, 主梁为P.C.与钢箱梁混合结构
密索斜拉桥－Normandie
法国，1995年建成的主跨为856米
纵桥向造型
横桥向造型
塔、梁、墩的连接形式
• 漂浮体系
• 半漂浮体系 • 塔梁固结体系 • 刚构体系
漂浮体系
漂浮体系－济南黄河桥
大缆以as法（空中送丝法）或ppws法（预制束股法）制 造，美国、英国、法国、丹麦等国均采用as法，中国、日本 采用ppws法。
塔架型式一般采用门式框架，材料用钢和混凝土，美国、 日本、英国采用钢塔较多，中国、法国、丹麦、瑞典采用混 凝土塔。 加劲梁有钢桁架梁和扁平钢箱梁，美国、日本等国用钢 桁架梁较多，中国、英国、法国、丹麦用钢箱梁较多。 锚碇有重力式锚碇和隧道锚碇，采用重力式锚碇居多。