钢桥 第三章 悬索桥.pptVIP

* * 第三章 悬索桥 §3-1 悬索桥的基本结构、结构类型 §3-2 悬索桥的分类、特点及其适用性 （suspension bridge） 第一节 悬索桥的结构体系 悬索桥，是指以悬挂于桥塔之上的主缆（亦称悬索）为主要承重结构的桥梁。其缆索的形状由力的平衡条件决定，一般为抛物线。 图3.1-1 传统悬索桥立面图 悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，现在许多桥梁使用这种结构方式。适用范围以大跨度和特大跨度公路桥梁为主。 悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由主缆、索塔、锚碇、吊索、桥面系等部分组成。 悬索桥的主要体系 按照主缆的锚固方式分为：外锚式与自锚式悬索桥 按照有无加劲梁分为：刚性悬索桥与柔性悬索桥 按照吊索平面内主缆数分为：单链与双链悬索桥 外锚式悬索桥与自锚式悬索桥 （1）外锚式悬索桥 传统悬索桥，主要承重结构——主缆的锚固梁或者锚固支架，置于悬索桥结构外的山体或者庞大的锚固体中，主缆的巨大拉力依靠两端的锚固体传递给地基，称为外锚式悬索桥。绝大多数悬索桥的主缆都采用外锚的方式进行锚固。 外锚式单跨双塔钢箱梁悬索桥 （2）自锚式悬索桥 主缆锚固在自身加劲梁端部，依靠桥梁自身结构来平衡主缆强大的拉力。 特点：不需要在悬索桥体外开挖土方修建庞大的锚固体，并且使加劲梁获得预压应力。 广东佛山平胜大桥——自锚式 独塔单跨四索面自锚式悬索桥 自锚式悬索桥：对地基要求相对降低，不再局限于地基较差、 锚碇修建困难的地区；适用跨径为100~400m。目前我国所建造 自锚式悬索桥跨径多数不足200m。 世界上第一座采用钢筋砼加劲梁的 自锚式悬索桥，两端锚固在主梁上。 金湾悬索桥总长198m，其中主桥长108m， 引桥长90m，总造价498万元。 主跨157m，桥梁横向 设置为双主梁结构，中间 用钢横撑联结，桥梁全宽 38.6m。 天津富民桥——自锚式悬索桥 刚性悬索桥与柔性悬索桥 区别在于有无加劲梁。 （1）刚性悬索桥 其行车道往往由具有较大刚性的加劲梁和桥道系组成， 加劲梁除了提供桥面，同时还改善桥梁的刚度。 公路和铁路的悬索桥都必须采用刚性悬索桥。 （2）柔性悬索桥 其行车道没有加劲梁，只设桥道梁和桥面。结构刚度很小， 桥面会随着主缆的变形而产生较大的挠度。 单链悬索桥与双链悬索桥 （1）单链悬索桥是指一个吊索平面内只设一根主缆。 （2）双链悬索桥是指在一个吊索平面内设有两根线形 不同的主缆，又称为复式主缆悬索桥。 重庆北碚朝阳大桥——双链悬索桥 双链悬索桥结构太过复 杂，外观也不够简洁，所 以应用较少，尤其是大跨度 悬索桥。 悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢绞线、钢缆等）制作。 主缆只受拉力，并且全截面受力均匀，可以充分发挥钢材特性，受力合理，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。 悬索桥的基本组成 日本明石海峡大桥——跨径1991m 1、传统外锚式悬索桥 结构受力特点： 传力顺序：加劲梁——吊索——主缆——锚碇及桥墩 悬索桥的优点： 结构构造简单、轻便、易于标准化生产，便于运输； 所有结构自重均由缆索单独承担，加劲梁施工时可利用主缆吊装，方便，安全； 外形优美，养护维修方便。 悬索桥的缺点： 主缆作为柔性结构，在可变荷载作用下，会改变几何形状，引起桥梁产生较大的挠曲变形； 悬索拉力沿索长变化，等截面主缆的大部分强度无法充分利用； 动力性能较差，锚碇工程量大。 2、花色悬索桥 （1）上承式悬吊板桥 比悬索桥抗扭刚度大，稳定性好，不需要锚固。 目前修建的跨度均在50~150m。 由美籍华人林同炎首创，于1972年在哥斯达里加建成跨径为108m的科罗拉罗桥。 湖南洞口淘金桥 自锚上承式悬吊板桥， 跨径为70m，桥面宽4.5m， 1989年建成通车。 不设桥塔，主缆索在桥面下部，上部砼作为桥面，犹如反向的悬索桥，故又称反向悬吊桥。 （2）悬索拱桥 两个悬挂点更近，增强了全桥的整体刚度，与一般的 悬索桥相比，有较大的刚度优势。 吊索自由长度缩短，对全桥的动力特性、稳定性有利。 聊城徒骇河特大桥 中承式悬索拱桥， 全长194米，桥面宽36 米，主孔跨径达100 米。 聊城徒骇河特大桥