悬索桥构造课堂
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15
– （二）两跨：（单边跨）一岸建筑高度小和曲 线边跨时。 1377米青马大。
单塔悬索桥
16
– （三）三跨：最常见
17
– （四）多跨：
? 因中间桥塔和两边桥塔的塔高不同导致主缆垂度偏 大，悬索桥整体刚度降低，非均布活载下塔顶变位 及加劲梁挠曲变形和弯矩较大；固有振动频率降低。 故中塔必须加大刚度（4柱立体桥塔）或者减小主缆 垂跨比。
? 1、锚固主缆的结构，将主缆中的拉力传递给地基 ? 2、组成：锚碇架、固定装置、锚块、锚块基础
24
? 3、分类
– （1）自锚式锚碇
25
– （2）地锚式锚碇 ? 重力式锚碇 ? 隧道式锚碇（岩洞锚）
– 重力式锚碇： ? 依靠锚块自重来抵抗主缆的竖直分力，水平分力则由 锚碇与地基之间的摩阻力（包括侧壁的）或者嵌固阻 力来抵抗。
5
旧塔可马桥 美国
6
? 20世纪50年代悬索桥发展 ——风洞试验 的兴起
? 1940年塔科马老桥发生事故之后，美国的、世界的悬索桥建设事业的发 展整整停止了 10年之久。但以此为转机，成立了塔科马桥的事故调查委 员会，经过利用 风洞进行三维模型试验 ，肯定了无衰减的反复力逐渐累 积起来以后可以发生极度的共振乃至破坏。
次高峰期
11
– 已建世界大跨径悬索桥一览表
排名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
桥名
明石海峡大桥 大贝尔特东桥
恒伯尔桥 江阴长江大桥
青马大桥 费雷泽诺桥
金门大桥 Hoega Kusten桥
梅克金海峡桥 南备赞濑户大桥
主跨 （米）
1991 1624 1410 1385 1377 1298 1280 1210 1158 1100
18
直布罗陀跨海大桥
19
南备赞悬索桥
20
刚性缆索体系悬索桥
21
? 三、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，其主要构件 如下图所示
22
?索塔 ?锚碇 ?缆索 锚碇 ?吊杆 ?桥面系
缆索 吊杆 索塔 桥面系源自23– （一）锚碇：（用于地锚式悬索桥）
– 主缆散开后各索股通过岩洞中的混凝土锚块内埋设的锚梁 与拉杆的伸出端连接，并利用预应力工艺调整松紧。
– 适用：岩石坚实完整
30
? 4、散索鞍
31
– （二）索塔
? 1、抵抗竖向荷载的主要承重构件
? 2、分类
– 按索塔纵向刚性 ? 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
7
新塔可马桥 美国
9
– 1966年，英国Severn桥，首创流线形箱梁桥面 和混凝土桥塔，主跨 988米的新型悬索桥
– 1973年，日本第一座现代悬索桥 , 主跨712米的 关门大桥
– 1988年，日本南备赞悬索桥，主跨 1100米，采 用新型的预制平行钢丝索股代替传统的“空中 纺缆法”编制主缆
国家
日本 丹麦 英国 中国 中国 美国 美国 瑞典 美国 日本
修建完成 年代 1998 1998 1981 1999 1997 1964 1937 1997 1957 1988 12
X.2 悬索桥的构造
? 一、类型（据主缆锚固型式）
– （一）地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基。
13
– （二）自锚式：
– 1940年，美国华盛顿州 塔科马悬索桥风毁
4
– 1940年在华盛顿州建成主跨为 853 m的塔科马 海峡桥 ( The Tacoma Narrows Bridge ) ，全长 1524m ，位居世界第三。此桥的加劲梁不是钢 桁梁而是下承式钢板梁，抗风稳定性差。 1940 年11月7日，刚建成四个月的塔科马桥 ，在八 级大风（风速 19m/s）作用下；经过剧烈扭曲 震荡后，吊索崩断，桥面结构解体损毁，半跨 坠落水中
? 1、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。
? 2、适宜：跨度不大、软土地基、城市桥等。
14
? 二、立面布置
– （一）单跨：适于边跨建筑高度小、曲线形。 边跨主缆的垂度较小对荷载变化有利，架设主 缆时索鞍预偏量较大；梁端用吊杆或者摆柱作 支撑的悬浮体系，纵向位移不受限制
? 1950年按原有跨度重建 塔科马新桥 。通过塔科马新桥的设计，悬索桥的 模型风洞试验 从此在设计中成为必要的手段。
? 50年代中，美国在克服了风灾挫折后重整旗豉再度致力于修建大跨度悬 索桥。1957年又建成主跨为 1158 m的麦基纳克湖口大桥 。
? 在吸取塔科马老桥的痛苦教训的同时，美国还重新检查了一些在 30年代 所建悬索桥的 抗风能力 。
目录
悬索桥
上页 下页
1
内容提要
本章主要介绍悬索桥的结构类型及构造，悬索桥的计算及
目录
施工简介。
本章的教学重点悬索桥的结构类型及构造；
教学难点为悬索桥的计算及施工。
上页
能力要求
下页
通过本章的学习，学生应达到掌握各类悬索桥的结构类型
及构造，熟悉悬索桥的计算及施工简介。
2
目录
? X.1 悬索桥的概述 ? X.2 悬索桥的构造 ? 习题与思考题
3
X.1 悬索桥的概述
? 一、悬索桥的发展史
– 悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三 千多年前已在我国出现。
– 1883年，第一座现代悬索桥，美国 Brooklyn桥， 主跨486m
– 1931年，第一座突破千米的悬索桥 —主跨1006 米的美国纽约华盛顿桥
– 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金 门大桥
10
– 改革开放后，我国相继建成了汕头海湾大桥、 西陵长江大桥 (主跨900米)、广东虎门大桥 (主跨 888米)、香港青马桥 (主跨1377米)和江阴长江大 桥（主跨 1385m ）。
– 悬索桥的发展有四次高峰期：
? 第一次与第二次高峰在20世纪40年代 ? 在60年代与80年代进入第二次、第三次高峰期 ? 90年代全球范围内又出现新的建设高峰，视为第四
? 前锚式：就是索股锚头在锚块前锚固，通过锚固系统 将缆力作用到锚体，多用在PS法施工中。
? 后锚式：即将索股直接穿过锚块，锚固于锚块后面， 多用在AS法施工中
26
? 图a）为现代预应力锚固系统（前锚式） ? 图b）为一般后锚式锚固系统
27
三角形空腹构架式重力锚
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丹麦大海带桥
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? 隧道式锚碇（岩洞式）：
– （二）两跨：（单边跨）一岸建筑高度小和曲 线边跨时。 1377米青马大。
单塔悬索桥
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– （三）三跨：最常见
17
– （四）多跨：
? 因中间桥塔和两边桥塔的塔高不同导致主缆垂度偏 大，悬索桥整体刚度降低，非均布活载下塔顶变位 及加劲梁挠曲变形和弯矩较大；固有振动频率降低。 故中塔必须加大刚度（4柱立体桥塔）或者减小主缆 垂跨比。
? 1、锚固主缆的结构，将主缆中的拉力传递给地基 ? 2、组成：锚碇架、固定装置、锚块、锚块基础
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? 3、分类
– （1）自锚式锚碇
25
– （2）地锚式锚碇 ? 重力式锚碇 ? 隧道式锚碇（岩洞锚）
– 重力式锚碇： ? 依靠锚块自重来抵抗主缆的竖直分力，水平分力则由 锚碇与地基之间的摩阻力（包括侧壁的）或者嵌固阻 力来抵抗。
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旧塔可马桥 美国
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? 20世纪50年代悬索桥发展 ——风洞试验 的兴起
? 1940年塔科马老桥发生事故之后，美国的、世界的悬索桥建设事业的发 展整整停止了 10年之久。但以此为转机，成立了塔科马桥的事故调查委 员会，经过利用 风洞进行三维模型试验 ，肯定了无衰减的反复力逐渐累 积起来以后可以发生极度的共振乃至破坏。
次高峰期
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– 已建世界大跨径悬索桥一览表
排名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
桥名
明石海峡大桥 大贝尔特东桥
恒伯尔桥 江阴长江大桥
青马大桥 费雷泽诺桥
金门大桥 Hoega Kusten桥
梅克金海峡桥 南备赞濑户大桥
主跨 （米）
1991 1624 1410 1385 1377 1298 1280 1210 1158 1100
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直布罗陀跨海大桥
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南备赞悬索桥
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刚性缆索体系悬索桥
21
? 三、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，其主要构件 如下图所示
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?索塔 ?锚碇 ?缆索 锚碇 ?吊杆 ?桥面系
缆索 吊杆 索塔 桥面系源自23– （一）锚碇：（用于地锚式悬索桥）
– 主缆散开后各索股通过岩洞中的混凝土锚块内埋设的锚梁 与拉杆的伸出端连接，并利用预应力工艺调整松紧。
– 适用：岩石坚实完整
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? 4、散索鞍
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– （二）索塔
? 1、抵抗竖向荷载的主要承重构件
? 2、分类
– 按索塔纵向刚性 ? 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
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新塔可马桥 美国
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– 1966年，英国Severn桥，首创流线形箱梁桥面 和混凝土桥塔，主跨 988米的新型悬索桥
– 1973年，日本第一座现代悬索桥 , 主跨712米的 关门大桥
– 1988年，日本南备赞悬索桥，主跨 1100米，采 用新型的预制平行钢丝索股代替传统的“空中 纺缆法”编制主缆
国家
日本 丹麦 英国 中国 中国 美国 美国 瑞典 美国 日本
修建完成 年代 1998 1998 1981 1999 1997 1964 1937 1997 1957 1988 12
X.2 悬索桥的构造
? 一、类型（据主缆锚固型式）
– （一）地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基。
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– （二）自锚式：
– 1940年，美国华盛顿州 塔科马悬索桥风毁
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– 1940年在华盛顿州建成主跨为 853 m的塔科马 海峡桥 ( The Tacoma Narrows Bridge ) ，全长 1524m ，位居世界第三。此桥的加劲梁不是钢 桁梁而是下承式钢板梁，抗风稳定性差。 1940 年11月7日，刚建成四个月的塔科马桥 ，在八 级大风（风速 19m/s）作用下；经过剧烈扭曲 震荡后，吊索崩断，桥面结构解体损毁，半跨 坠落水中
? 1、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。
? 2、适宜：跨度不大、软土地基、城市桥等。
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? 二、立面布置
– （一）单跨：适于边跨建筑高度小、曲线形。 边跨主缆的垂度较小对荷载变化有利，架设主 缆时索鞍预偏量较大；梁端用吊杆或者摆柱作 支撑的悬浮体系，纵向位移不受限制
? 1950年按原有跨度重建 塔科马新桥 。通过塔科马新桥的设计，悬索桥的 模型风洞试验 从此在设计中成为必要的手段。
? 50年代中，美国在克服了风灾挫折后重整旗豉再度致力于修建大跨度悬 索桥。1957年又建成主跨为 1158 m的麦基纳克湖口大桥 。
? 在吸取塔科马老桥的痛苦教训的同时，美国还重新检查了一些在 30年代 所建悬索桥的 抗风能力 。
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悬索桥
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内容提要
本章主要介绍悬索桥的结构类型及构造，悬索桥的计算及
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施工简介。
本章的教学重点悬索桥的结构类型及构造；
教学难点为悬索桥的计算及施工。
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能力要求
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通过本章的学习，学生应达到掌握各类悬索桥的结构类型
及构造，熟悉悬索桥的计算及施工简介。
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? X.1 悬索桥的概述 ? X.2 悬索桥的构造 ? 习题与思考题
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X.1 悬索桥的概述
? 一、悬索桥的发展史
– 悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三 千多年前已在我国出现。
– 1883年，第一座现代悬索桥，美国 Brooklyn桥， 主跨486m
– 1931年，第一座突破千米的悬索桥 —主跨1006 米的美国纽约华盛顿桥
– 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金 门大桥
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– 改革开放后，我国相继建成了汕头海湾大桥、 西陵长江大桥 (主跨900米)、广东虎门大桥 (主跨 888米)、香港青马桥 (主跨1377米)和江阴长江大 桥（主跨 1385m ）。
– 悬索桥的发展有四次高峰期：
? 第一次与第二次高峰在20世纪40年代 ? 在60年代与80年代进入第二次、第三次高峰期 ? 90年代全球范围内又出现新的建设高峰，视为第四
? 前锚式：就是索股锚头在锚块前锚固，通过锚固系统 将缆力作用到锚体，多用在PS法施工中。
? 后锚式：即将索股直接穿过锚块，锚固于锚块后面， 多用在AS法施工中
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? 图a）为现代预应力锚固系统（前锚式） ? 图b）为一般后锚式锚固系统
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三角形空腹构架式重力锚
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丹麦大海带桥
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? 隧道式锚碇（岩洞式）：