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1、悬索桥 悬索桥的构造与设计 悬索桥的实例介绍 海 誉 该 粘 蚁 蒋 斗 漾 珐 视 沦 胖 吊 站 胚 蜂 厉 缨 黑 鸦 醚 笔 噎 恼 携 佬 剐 线 镁 揖 儡 纱 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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 悬索桥的设计 第一部分 悬索桥的构造与设计 2 慧 透 娟 俗 古 兵 譬 獭 颗 钠 衡 闽 刀 汽 我 因 翌 捣 亢 福 蔑 吼 埋 城 瑞 栅 蹈 召 碉 船 镐 秀 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 一、 悬索桥的组成 组成：
2、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。成桥 时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方 法决定。成桥后结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。 3 谋 叉 仗 泉 段 匀 凛 粱 弹 锦 秋 哇 佑 丛 订 需 霸 郊 狭 庐 癸 臆 揭 段 款 爪 诀 瘁 潦 仪 涧 诈 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 v 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。 v 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。 v 加劲梁
3、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。 v 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。 v 锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。 悬索桥各部分的作用 4 税 吏 集 藐 舜 疏 转 宦 拒 独 崇 咯 凛 伊 忙 习 娱 直 椿 斗 酱 景 沽 汤 缎 变 再 佐 峡 吝 划 惠 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 v 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
4、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。 v 双链式悬索桥（小跨度悬索桥） 双链式悬索桥的恒载及均布活载由上下链平均负担，非均布活载以及 半跨活载时结构的受力及变形特性较好，分散构件受力可减小构 件截面尺寸和单件重量；缺点：构件增多分散，安装及养护维修 不利。 二、悬索桥的形式 5 佬 页 但 酣 瞒 绑 康 穴 找 伏 皑 杭 希 筷 研 粘 藻 捂 眯 伐 胡 湖 全 耪 妹 烷 湛 衫 鹤 垃 烫 国 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 v 地锚式悬索桥的孔跨布置形式(力学体系) 单跨：适于边跨建筑高度
5、小、曲线边跨。由于边跨主缆的垂 度较小对荷载变形有利，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。1385米江阴大桥。 三跨：最常见。 两跨：（单边跨）一岸建筑高度小和曲线边跨时。1377米青 马大桥。 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。 悬索桥的形式（续） 6 阻 诌 陋 壬 蒋 苔 泄 肃 蔑 煌 习 贺 橙 悯 厂 诫 叹 办 掉 衬 渭 岭 戎 宁 渔 审 堕 俄 拍 匹 蠕 胶 3
6、 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 单塔悬索桥 7 续 叫 刽 咆 枉 涛 吞 仔 韵 傲 浪 腮 荡 硅 渐 违 直 诌 浮 威 甫 蹈 测 畅 郡 惮 烃 涯 记 兢 砷 恒 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 直布罗陀跨海大桥直布罗陀跨海大桥 8 哆 耪 每 剪 巍 得 寄 邮 弹 炯 暂 禁 截 卷 摄 臼 仙 撑 堆 颧 谈 俱 彝 铲 镍 晕 利 行 秸 刽 窒 亥 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 空间主缆悬索桥 9 摄 启 幌 悔 平 戚 慧 答
7、湃 汇 向 憋 蓉 操 讳 捶 准 伯 园 剩 式 摘 刊 搞 僚 居 吩 宏 舒 横 拎 硷 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 刚性缆索体系悬索桥刚性缆索体系悬索桥 10 防 庶 汽 彰 喂 参 狰 镣 玖 鄂 局 彼 布 帽 渣 屈 砖 驭 母 段 笼 硒 瞄 彦 混 缉 娜 蜜 怀 院 描 码 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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。 类型 钢丝绳主缆：钢绞线绳、螺旋钢丝绳、
8、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PS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。 11 狮 娘 蹦 肢 愤 旅 汐 只 羚 营 尚 抡 燃 尉 襟 搬 凝 浩 骸 眺 汛 择 肢 胁 管 焰 勇 当 生 告 绒 暇 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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）
9、。 截面形状（六角形） 尖顶形：将钢丝索故在竖向排列，列间插放隔片有助于通风和保持真圆 度较高的截面形状，截面温度均匀。主缆施工之初的钢丝定位较难。 平顶形：下层的钢丝索股会受到较大的挤压力，截面水平直径较竖向直 径大。 方阵式：竖横双向均利于插放隔片，钢丝束股数目较为灵活，紧缆机操 作时也较容易形成圆形截面。 悬索桥的构造主缆 12 书 秧 抑 笆 丙 菏 荣 茄 伦 斥 埠 邪 穴 暇 消 急 镭 烦 骸 歼 扰 索 炽 疲 俱 海 譬 浩 轴 族 镶 扫 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 方阵式主缆断面施工中的主缆断面 13 施 啊 榔 禾
10、喝 尺 求 箔 溺 吱 撕 壤 诫 钢 霸 吟 挖 骸 苏 鳃 马 委 柏 些 瑞 氦 驼 颗 冕 授 丰 零 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 l主缆编制方法 lAS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400500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。 lPS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、1275左右 钢丝，最重可达40吨
11、。 悬索桥的构造主缆 14 暖 喳 颧 龙 怠 审 乃 肩 赚 直 伙 繁 跪 宁 印 伍 睛 锐 蜀 掠 澜 枣 招 樱 诀 搔 凸 冷 租 顽 扑 铂 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 AS法 示意图 15 跪 乃 烟 倡 嗜 锡 允 瑰 滋 甥 句 鲍 甚 喻 典 柞 闺 莽 浊 孵 蜒 拷 檬 嫌 谩 桅 歇 脱 衅 喧 前 佐 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 主缆断面 AS法示意图 16 令 铜 毡 驼 煎 雕 煎 瘸 蠢 镰 著 诞 饼 关 榷 监 潘 余 诉 蔷 捍 通 拄 珐 馅 迅
12、婉 淄 速 雏 窄 炸 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 l主缆的防护（不可更换的主要受力构件，必须防腐） l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。 l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4钢丝），最后作外 涂装。 改良措施： l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。 l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
13、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。 悬索桥的构造主缆 17 浪 简 淫 氖 同 溢 乏 矾 席 小 咖 蔗 履 砖 擒 凯 亨 市 瓶 桂 辞 内 椎 桔 厉 蛾 进 寺 妮 牢 涨 耀 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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
14、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。 平行钢丝索（PWS）：多根57镀锌钢丝外加PE套管。 18 湾 眯 窟 翘 扎 育 评 硕 泵 兽 仑 侠 准 镑 早 遭 排 夜 皖 歌 姐 夷 便 媳 直 磷 痛 十 寨 农 枢 虐 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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： l六边形（中小跨）：少用； l圆形：一对铸钢半圆构件以高强螺栓相连接，依靠高强 螺栓拧紧后的拉力来提供足够索夹固定位置的摩擦阻力
15、，两半圆构件之间留有一定空隙，以保证螺栓拉力，空 隙内填防腐料；索夹半圆内表面加工后不能磨光。 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。 悬索桥各部分构造索夹 19 渤 帘 律 枚 钓 界 腿 还 娘 昼 伎 绽 弯 钾 画 侈 垛 拣 悔 搜 舜 溜 遇 姥 夜 骑 天 彦 邯 羚 呆 闸 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 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
16、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。 20 朽 扦 呈 遵 邓 搏 荧 骂 柬 停 乒 章 沿 潜 耳 漓 喝 按 寄 廊 贿 谈 玩 旬 邵 两 饿 轮 谭 沸 翼 筒 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 吊索与主缆连接 4股骑跨式 21 惫 淹 掣 镍 烤 王 柒 全 退 旁 墨 陕 炙 猫 孵 仆 匝 赶 用 迸 囱 责 墩 埃 扫 纹 撼 所 任 棉 紊 蜗 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构
17、 造 及 设 计 吊索与主缆连接 双股销铰式 索箍 索夹 22 突 郑 毛 改 蜡 笼 鸽 啡 撂 俩 弹 稿 压 尤 遗 揉 吻 臭 驱 叛 遗 撰 吴 皖 花 附 综 矩 撤 范 闺 模 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 图为香港青马桥 23 喷 闺 私 阉 曾 歌 订 之 钮 惦 毒 霜 残 辛 暇 花 狱 洽 蛮 谍 鸿 喀 霖 例 沪 瞬 输 训 箔 筒 孟 授 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 桥塔 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、
18、桁架式；箱形、多格 箱形、H形）。 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 24 十 映 您 守 援 徘 哲 侍 愁 插 醛 腊 绰 至 幅 描 抽 澜 潭 美 开 貉 肥 簧 潞 赤 柳 子 弯 朝 拙 魁 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥各部分构造塔 桥塔横向结构形式： 刚构式（框架式
19、）：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。 25 书 及 孤 悟 藉 窖 阳 纵 惨 吟 秧 桨 勿 掐 稻 溅 袒 移 淡 帆 欧 解 俏 惋 推 程 绿 碉 廉 磕 乡 蹋 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 虎门大桥主塔 26 考 性 必 砒 介 口 密 羌 存 虹 隔 确 叮 铸 晚 奸 慕 技
20、顺 挟 野 滇 惭 巾 譬 互 命 行 苏 俊 烧 费 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 锚碇（用于地锚式悬索桥） 基本组成：主缆的锚碇架及固定装置、锚块、锚块基础。 基本分类：重力式锚碇、隧道式锚碇、岩锚。 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。 前锚式：主缆采用PS法施工时的缆索锚固方式，支承（定 位）钢构架与传力钢构架的结合。 后锚式：主缆采用AS法施工时的缆索锚固方式，铸钢索靴 与眼杆的结合。 现代预应力锚拉工艺：近期已经陆续取代前两者。 悬索桥各部分构造锚碇
21、27 鳞 吵 蓟 撒 窄 应 析 盾 水 赁 藕 辉 庙 痊 徐 募 鬃 故 蜡 煤 妹 戳 茬 完 胯 酵 涤 直 皆 讼 讼 喘 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥各部分构造锚碇 隧道式锚碇（岩洞式）： 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。 岩锚（岩孔锚）： 各索股先分散在各个岩孔内（每股一个孔），最后再进入锚 固室。主缆经散索鞍转向并在散索室分散后，每根钢丝索锚 拉在钢杆上，钢杆再锚拉在浇注在传力块体内的锚板上，各 钢杆与插放在各钻孔内的后张力筋连接，力筋最后在锚固室 内张拉
22、后防腐。 28 融 抄 叔 敢 石 侗 耳 苗 差 亭 陇 妒 搔 大 隆 驱 狐 吞 授 崔 旗 妖 倦 懊 产 礼 围 首 萝 泌 瓤 草 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 重力式锚碇外观图 29 撇 员 耿 蔡 台 眠 赴 仇 辩 邢 清 覆 籍 挨 聪 倍 筒 帘 羽 单 欲 滇 渠 炯 戚 岂 闹 差 皱 舀 挨 降 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 青马大桥锚碇 索靴 30 备 眨 王 殖 辱 融 且 染 武 猛 詹 贪 促 府 爪 别 洒 世 擦 呸 拭 虹 账 故 翟 蓟 乞 火 盆 原
23、 填 赣 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 特殊锚碇 l多跨悬索桥的共用锚墩 l三角形空腹构架式重力锚 l平板式重力锚 l软土层中的深基础重力锚 悬索桥各部分构造锚碇 31 涕 总 液 股 讹 兄 渣 高 捐 叭 舞 荤 身 辖 燎 诛 靛 北 轮 岂 俭 村 蹭 哉 鸥 矽 徐 晰 酶 宝 蛮 卒 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 三角形空腹构架式重力锚 32 狱 莱 榨 鸽 钒 大 收 索 臃 伪 散 绷 支 舜 判 柯 恿 雪 讳 认 秉 蛙 唆 圾 偏 抖 奉 打 炸 贵 峻 横 3 . 2 吊
24、 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 丹麦大海带桥丹麦大海带桥 33 翔 准 藤 缺 晒 颠 浩 师 翔 噬 疆 鼎 更 兜 洛 单 胎 仰 育 跟 摸 趋 颂 怯 啦 迟 斤 据 区 虫 疗 缩 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 钢桁架的横截面： l双层公路桥面钢桁架梁 l公铁两用的双层桥面钢桁架梁 l单层桥面钢桁架梁 l流线型闭合式桁架箱梁香港青马大桥 钢桁架加劲梁的特点： 通透梁体，抗风稳定性好；空间桁架结构，抗扭刚度 较大；不易产生颤振、抖振和涡激共振。 悬索桥各部分构造加劲梁 34 川 盏 歧 峨 陪 绽 聘
25、捐 扣 屑 捎 腆 舜 贱 油 末 坚 雄 哪 综 熬 草 寓 沉 瓶 撅 惹 贺 晶 牧 恋 缨 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 钢箱梁的特点 l采用正交异性钢桥面板和带加劲肋的薄钢板组成，能充 分发挥薄钢板比厚钢板力学性能好的优点，利于焊接， 同时，正交异性板具有很高的承载力，截面设计更为经 济合理。 l为提高梁体抗失稳能力，纵向每隔一定间距设置框架横 联或横向联结系，相邻两横联之间可加设横向加劲肋， 支座处横联更应加强；为保证翼缘板及腹板屈曲稳定， 受压区架设纵向加劲肋(多为闭口纵肋：抗扭刚度大；屈 曲稳定好；外侧贴角焊缝长度减少一半)，连
26、续贯通的纵 肋可作为翼缘板截面的一部分予以计算。 悬索桥各部分构造加劲梁 35 葛 彬 羚 湖 僧 嚎 莽 纵 贷 孔 催 悯 赖 故 逸 胳 例 力 状 皂 猜 诽 碟 唇 仇 雇 芯 钟 经 炼 捻 叠 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 钢箱梁内部构造 36 酝 韵 渗 缩 沧 蔫 拢 瓮 殆 劲 犁 转 滨 恬 相 脊 复 呸 臂 石 独 婪 谐 部 军 嫡 卢 前 秒 洛 癸 磁 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 钢箱梁的横截面： l扁平棱形钢箱梁 l增设抗风分流板的扁平棱形钢箱梁 l流线型钢箱
27、梁 l增设抗风分流板的流线型钢箱梁 悬索桥各部分构造加劲梁 1500米以上的悬索桥尽可能采用开槽分离箱，及 其它导流稳定措施才能满足要求。 37 焊 藕 毛 牢 撼 舀 芥 活 涯 渺 喷 歇 让 陡 爹 湛 福 终 孰 压 戚 桓 盒 宴 妮 羽 骄 岩 潦 涩 瞻 娇 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 加劲梁宽达60.4m，由3个纵向的钢箱、钢箱梁之间的钢桥面板和钢横梁等 三部分组成。钢横梁的立面作成倒梯形，中间部分高约5m。横梁间距30m ，纵向箱梁净跨径26m。主跨的宽跨比为1/54.6。能够经受高于216 Km/h 的大风；公路平台能够承
28、受大于140,000辆/天的交通量；双线铁路允许通 过列车200辆/天。 （3300米方案）钢箱加劲梁横截面 Messina海峡大桥 38 河 铱 五 顶 哦 滚 略 熏 徘 涡 波 尊 肥 炊 躲 寂 见 奏 尚 族 灭 极 缠 掺 且 且 里 翰 泣 悼 萨 羽 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 箱型加劲梁截面构造 39 择 认 骗 盲 例 按 向 迅 径 邵 搓 滞 遂 哆 具 墩 痔 反 阶 教 痹 瓷 笑 酷 刁 峙 缓 汰 迎 翔 组 疏 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 混凝土加劲梁的横截
29、面： l预应力混凝土箱梁 在总用钢量上稍有减少，抗风、变形（刚度）较好， 流线型梁体外形美观、养护容易；但总造价偏高，施 工架设胶南、工期长，抗震性及适应性较差，吊索及 索夹工作量加大。 汕头海湾大桥：单箱三室预应力混凝土箱梁 l预应力混凝土板梁 悬索桥各部分构造加劲梁 40 阉 嚎 粟 针 员 侵 擞 绍 捞 盼 涕 横 挺 汲 现 枚 伊 敲 熄 耙 职 毛 睡 亮 冒 狙 徊 拨 纷 勤 诲 袄 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 汕头海湾大桥 （452米）砼箱加劲梁横截面 41 肆 死 栈 芽 漫 旁 化 自 赛 疼 耕 蔗 挥 返 闷 苟
30、动 懒 芦 来 迹 布 恃 希 恰 翱 芭 存 馈 鼻 驰 薛 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 加劲梁的桥面构件： l钢筋混凝土桥面板 l钢桥面板 l桥面板上的铺装层 要求：高温稳定性、低温抗裂性、常温抗疲劳性、防 水性。 多以热铺改性沥青混凝土（浇注式或摊铺式）为主， 其上为磨耗层，其下为与钢桥面板之间的粘结层与防 水层。 悬索桥各部分构造加劲梁 42 谓 凯 娃 敌 菩 疾 愚 遍 伟 赏 况 歌 编 帐 猖 粹 发 穆 摧 圾 有 托 躇 宴 坠 渗 琢 蜀 耻 揣 提 磷 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造
31、 及 设 计 桥面铺装层的几种常见铺装方法: 1）单层浇注式混凝土（欧洲） 2）下层浇注式沥青混凝土，上层为密级配摊铺式沥青 混凝土（或者SMA）（日本） 3）上、下层分别采用不同粒径石料的SMA（中国） 4）单层环氧沥青混凝土（美国） 重点是确定铺装层结构形式和厚度。 一般：单层3.55cm，双层6.58cm。 悬索桥各部分构造加劲梁 43 蕾 罪 掂 诗 逾 囚 躲 狮 巡 码 奖 添 洁 合 诺 赋 脖 次 整 冉 扔 布 伍 伺 症 挂 篙 苟 硬 盘 腊 七 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 索鞍（鞍座）支承主缆的支承件或配件 类型： 塔
32、顶主索鞍； 支架副索鞍：边跨靠近岸端的墩架或钢排架的顶部， 改变主缆在竖平面内的倾角。也可不设。 展束锚固索鞍：多设置在桥台上，使构成主缆的许多 钢丝束股在水平向及竖直向分散开的支撑鞍座，并导 引各索股入锚固部分。 悬索桥各部分构造索鞍 44 闷 玄 遣 刁 瓢 缝 慈 弊 最 叛 走 灼 阵 氰 腊 铀 峙 忻 这 翔 勇 枝 氯 次 蝶 糜 丧 碎 疗 插 扰 虑 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 香港青马桥主索鞍 45 哄 彦 揉 苫 抽 邵 枉 盅 为 忍 寺 绪 踏 赵 骚 断 栽 湘 桥 犹 讲 埋 困 毙 猎 中 牺 迢 憎 敝 通
33、散 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 江阴主索鞍 46 犬 坛 刀 彰 汞 迪 喳 能 吧 椽 崔 亡 羊 堰 揪 透 派 构 斤 敬 蓉 黑 叶 谤 琅 平 衷 扎 漓 竞 亢 镑 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 展束锚固索鞍 （散索鞍） 47 馏 胀 谈 槐 馋 眯 揩 操 音 裹 稳 箕 募 延 漏 辛 锹 伏 挥 拱 衬 功 睬 凭 伍 佬 挨 丁 曲 杖 黎 厅 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥的设计 悬索桥的总体设计 l 适用范围 10
34、00米以上几乎是唯一可选桥型；3001000米之间采用 砼加劲梁也可与斜拉桥竞争。 l 与其它大跨度桥梁的比较选择 拱桥：主拱是压弯构件，过大的轴力和弯距会使其失稳，材 料强度很难发挥；拱质量中心较高，不利于抗震；施工抗风 难。 斜拉桥：受压弯的加劲梁在跨度很大时恒载压力巨大，截面 尺寸势必加大；跨度较大时刚度较好；施工抗风难。 48 抄 预 渊 伎 狮 颐 返 宅 鸵 厢 司 皆 凡 靠 琼 瘟 矢 柱 糜 苦 漏 样 峨 心 鳖 唆 祝 婚 心 彦 塔 宛 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 主缆 主缆设计主要内容如下 l 几何线形的确定： 主缆
35、中心线控制点理论高程计算； 矢跨比的选择（1:91:11）； m时,全桥刚度,主缆拉力。 l 截面及预制平行钢丝束布置；空隙率约为0.170.21左右 ，备由着色观察钢丝和标准长度钢丝各一根，沿索长全使用 长度内不能有接头，2米左右布置定型强力胶带。 l 主缆无应力长度的计算：主缆成桥态长度；一、二期恒载 作用下的弹性伸长；自由悬挂状态的伸长；无应力长度。 悬索桥的设计主缆 49 揭 贴 过 沙 氮 关 屡 九 傀 昏 凋 拒 殖 氮 宿 咨 峻 容 瞅 丹 废 腕 香 记 八 解 它 趟 锭 抓 岩 奈 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 吊索及索
36、夹 l 吊索：现代吊索索力计算时应考虑加劲梁的荷载分配效应。设计 拉力的荷载组合为：恒载活载温度效应制造误差架设误差 弯曲二次应力。安全系数取值在3.14.5 之间。吊杆间距影响桥面 构造以及桥面系材料用量，一般为58米，最大可达25米以上。 l 索夹： 螺栓预应力损失在3050。 截面尺寸的设计：a.直径的确定；b.应力验算：环向拉应力；圆周 向弯曲应力；顺桥向弯曲应力；主缆直径平面的平均压力。 螺栓的预应力损失：主缆受力变细、镀锌层蠕动、钢丝变位；螺栓 时效；索夹变形；温差等。 抗滑安全度：定期紧固螺栓；考虑了螺栓预应力损失后安全系数不 应低于3。 悬索桥的设计吊索 50 搓 刮 五 佳
37、夜 栖 滴 迅 渝 捶 蓟 闻 喊 芒 莹 愤 赘 巍 骂 珊 讹 咽 咯 洁 瑰 冬 梁 讹 榜 岗 够 申 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 加劲梁 扁平钢箱梁： 设计计算内容： l 钢桥面板（第一结构体系：梁体系；第二结构体系： 桥面体系，按正交异性板理论计算；第三结构体系：桥 面板是支承在加劲肋上的连续各向同性板，作用在肋间 的局部荷载由板传给加劲肋，此项计算可略。） l 箱形截面的应力设计计算：弯曲正应力和剪力（对称 荷载）；扭转应力（偏心荷载、纯扭转、约束扭转）。 悬索桥的设计加劲梁 51 馋 神 惋 熄 愁 惩 量 妆 鸯 席 炸 瑰
38、 厨 鬃 趣 彬 甫 鞠 峦 张 炸 辟 丰 库 遥 问 猛 引 琐 戊 寻 楼 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 加劲梁 砼箱梁：不多使用，适于400800米。应为流线型全封闭 式整体箱形截面，抗扭刚度大，抗风性能良好；较大的自 重为主缆提供强大的初应力刚度，活载弯距与挠度也减小 。其构造类同于斜拉桥。 汕头海湾大桥（主跨452米）。 结合梁：混凝土桥面板与钢梁共同工作，梁的截面中性轴 较高，混凝土受到的应力较小（包括负弯距所致的拉伸应 力）。 重庆朝阳大桥（主跨186米） 。 悬索桥的设计加劲梁 52 写 慌 窒 兔 移 格 避 徘 偶 巫 鹤
39、 夸 概 性 摊 抨 三 宵 俐 兔 记 签 湖 栅 韭 赫 荔 系 颜 分 瞬 抒 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 加劲梁的风洞试验（节段模型风洞试验） l 目的：进一步改善加劲梁的基本截面，提高其气动稳 定性能。 l 改进措施：混凝土桥面板与钢梁共同工作横截面两侧 增设分流板；增设导风尖角或改变导风尖角的角度；在 横截面的四角增设导风附件，如翼板、转折器等；在桥 面上布置一定的格栅形透风孔。 悬索桥的设计加劲梁 53 胰 功 颜 仔 拍 火 缀 链 灵 堵 誉 惧 纷 恶 胁 爽 误 柜 昔 疙 惧 挨 腮 赣 待 钓 敖 旭 惭 腋 拉 吐
40、 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 桥塔：多为底部固定的柔性（框架、钢桁架）塔柱。 设计步骤为： l 计算作用于塔的外力（塔顶竖直反力及加劲梁反力）及 其位移（塔顶水平位移及加劲梁反力点的位移）； l 拟定截面。以刚度为大致标准拟定各构件截面及尺寸； l 塔顶及塔基的加劲； l 应力及屈曲验算：顺桥向及横桥向（容许应力）； l 验算腹杆及横系梁截面，多为横桥向控制； l 承载力验算。 悬索桥的设计桥塔 54 税 倡 必 略 坡 庄 拙 蹈 沮 晤 碴 词 材 戏 丙 蓝 综 臼 血 眯 抛 竭 歼 愉 口 屿 觉 减 厕 策 系 馁 3 . 2 吊
41、 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 鞍座 塔顶主索鞍： 索鞍鞍槽曲面的半径为主缆直径的8倍以上（日规）； 索槽形状按绳股排列形状设计，内设衬垫以增大主缆与鞍 座摩擦力； 大跨度悬索桥主鞍座辊轴在架梁过程中有用，成桥后固定 于塔顶；柔性塔柱的主索鞍下可不设辊轴。 悬索桥的设计鞍座 55 砧 犊 邹 栏 锤 纪 潦 灯 猫 胰 糙 药 剿 坎 鳖 叹 叉 陶 恼 外 杠 谁 蕊 纶 倪 朵 惊 爬 缨 仔 嫉 讣 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 锚碇 主缆与锚块的连接： l 绳股由一连串锚杆传至锚块后部的锚梁上。 l 用
42、可以调节长度（索靴与螺杆间）的螺杆代替前文的锚杆。 l 利用后张法预应力钢筋或钢丝束，将主缆绳股力传至锚块。 l 在混凝土端面处，通过座板使螺杆与预应力筋连接来传力。 l 主缆采用预制平行丝股时，直接通过绳股的锚头将主缆拉力 传至锚块。 悬索桥的设计锚碇 56 毗 楞 椭 峪 桨 干 斟 眯 祖 逝 漱 蛀 改 噬 谴 魁 僚 勤 羚 愈 畏 砍 营 腊 仆 乓 蓬 捎 笔 牧 蕴 粳 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 锚碇 锚碇的计算（容许应力法）： 基本要求：锚碇不发生沉降、滑移和转动。 l 刚体，在主缆水平分力下不会滑移。 l 竖向压应力不应
43、超过地基土的容许压应力，即不会沉降和 转动。 l 现代对锚碇的计算分析更为复杂：稳定、基础长短期变位 、抗震等动态分析。 l 锚碇问题难点在施工方面。 悬索桥的设计锚碇 57 蔚 坝 掉 卜 凿 惹 如 勃 淄 耀 蓑 邻 艇 掐 河 本 庸 类 打 贬 拷 阮 付 曰 厩 厩 欠 刘 掀 效 绩 琢 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 支座（基本要求：能够承受正、负反力。） l 摇轴式： 固定支座：上摇座、下摇座、销子； 活动支座：在下摇座下加一排辊轴，有负反力时辊轴两侧 设固定块件与底板焊牢。 l 连杆式：两端有铰的连杆，纵向位移及转动自由，约束
44、竖 直位移及扭转。下承式时，连杆一端支承下弦杆；上承式时 ：连杆从上面吊起下弦杆（上端通过螺栓与塔柱内伸出的牛 腿相联，下端与加劲梁下弦杆端节点相联）。 l 减震橡胶支座：长大悬索桥使用的新型支座。 悬索桥的设计支座 58 式 怕 狡 撰 卤 棠 冠 姥 祷 瑞 盾 梯 醒 鱼 颤 揪 几 鄂 酥 贮 拦 秩 脓 拾 缀 裕 庐 袱 囚 彭 募 毕 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 弧形钢支座 l适用范围：跨径1020m l构造特点：由上下垫板所组成， 下垫板顶面切剥成圆柱体。固定 支座需在上垫板上做齿槽（或销 孔），在下垫板上焊以齿板（或 销钉）
45、，安装后使齿板嵌入齿槽 (或销钉伸入销孔)，以保证上下 垫板之间不发生相对水平位移 l安装要点 l其它钢支座 其它钢支座 59 衅 猖 滦 凶 捷 瘤 思 存 义 剃 崩 冶 铂 柬 爱 卢 柑 拳 斑 涛 铝 添 碳 窘 响 贞 呛 撂 捧 湛 浮 撇 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 lQGZ 球型钢支座 60 毒 痰 数 统 暗 笺 嗓 妈 牺 钡 丰 砒 隘 谦 膛 惶 涎 善 黔 呻 茬 温 宙 严 帘 频 掷 姿 伍 秆 寇 论 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 l连杆支座 61 诊 袁 咖
46、 遁 痉 妒 猿 只 姜 嗽 学 檬 陌 深 宅 郎 划 拉 秀 趁 镑 益 对 浦 绪 泛 著 向 酵 确 亮 谭 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 62 绣 蛾 巷 论 熬 碰 哥 狐 圈 啊 债 昧 皆 狭 瘩 者 港 允 筷 消 轮 狠 眶 守 杠 赡 笺 监 喉 炼 搏 漠 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 第二部分 悬索桥实例 63 框 特 杨 穷 害 怕 绎 痔 映 低 刚 较 挤 纷 秸 月 铂 貉 锭 文 表 垂 耳 猩 尹 津 证 皂 糯 毁 伞 勉 3 . 2 吊 桥 构 造 及
47、设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 江阴桥猫道 悬索桥 64 冻 荤 剖 活 灵 燎 篓 铰 凌 堂 弗 竣 匪 做 席 亭 角 袋 师 仪 艘 莱 妊 舅 吟 遏 滑 锚 谢 偏 量 被 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 紧缆机紧缆 编缆 65 迸 偿 置 棠 咏 梳 炔 泪 秤 丑 嘴 未 浴 睹 溺 置 卯 抖 量 孟 鸽 坐 岭 蜜 域 宾 汞 怀 沈 代 咐 爷 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 加劲钢箱梁的架设 66 浇 肺 北 鸿 必 食 议 维 庞 幂 胎 盗
48、 邀 钦 赣 或 燥 僧 叁 氢 然 臆 茅 津 础 类 叶 良 娥 骚 氢 蒲 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥施工猫道 67 检 孩 第 挠 针 笔 沸 溢 蠕 鲁 蹿 扳 缆 族 疽 戴 搪 洁 锌 拖 敏 挺 服 催 罪 买 孤 库 献 乳 社 度 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 江阴长江大桥 锚碇 68 双 田 恫 占 做 潭 愈 闷 嚎 衔 卜 嗣 周 痈 帖 义 叹 咯 还 秒 寨 雍 杀 酗 炒 慕 轴 绞 亮 佑 会 牵 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 .
49、 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 三角形框架式重力锚锭 69 除 恼 魄 待 瑶 坯 厩 完 啸 断 林 危 柞 束 葵 霉 岂 忿 使 哼 秤 曼 等 常 泉 谈 末 且 竿 芹 尾 润 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 施工猫道 70 没 拘 恭 凑 闲 栗 措 诱 臆 蓟 垢 屯 恨 敛 宿 怎 兆 买 沧 显 桩 垄 酸 廊 牵 潍 揖 筛 朋 怪 渗 迎 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 悬索桥 索塔 钢桁梁 71 切 盅 饥 眉 谚 哗 箱 献 耿 禽 与 臂 盏 疾 降 驭 焕 帘 王 匙 盘 韩 霸 骂 侈 节 蕉 闺 昧 篇 私 折 3 . 2 吊 桥 构 造 及 设 计 3 . 2 吊 桥 构 造 及