懸索橋的典型實例介紹及構造與設計培訓

1、懸索橋 懸索橋的典型實例介紹及構造與設計主 要 內 容 懸索橋的組成 懸索橋的形式 懸索橋的各部分構造 懸索橋的設計第一部分第一部分 懸索橋的構造與設計懸索橋的構造與設計一、一、 懸索橋的組成懸索橋的組成組成：懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構件構成的柔性懸吊體系，其主要構成如下圖所示。成橋時，主要由主纜和主塔承受結構自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后結構共同承受外荷作用，受力按剛度分配。v 主纜主纜是結構體系中的主要承重構件；通過塔頂索鞍懸掛是結構體系中的主要承重構件；通過塔頂索鞍懸掛在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構件。在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構件。

2、v 主塔主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構件；支承主纜是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構件；支承主纜的重要構件。的重要構件。v 加勁梁加勁梁是懸索橋承受風荷載和其它橫向水平力的主要構是懸索橋承受風荷載和其它橫向水平力的主要構件，件，提供橋面和防止橋面發(fā)生過大的撓曲變形和扭曲變提供橋面和防止橋面發(fā)生過大的撓曲變形和扭曲變形，形，主要承受彎曲內力。主要承受彎曲內力。v 吊索吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構件，是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構件，是連系加勁梁和主纜的紐帶。是連系加勁梁和主纜的紐帶。v 錨碇錨碇是錨固主纜的結構，它將主纜中的拉力傳遞給地基。是錨固主纜的結構，它將主纜

3、中的拉力傳遞給地基。 懸索橋各部分的作用懸索橋各部分的作用v 地錨式與自錨式懸索橋地錨式與自錨式懸索橋地錨式：主纜拉力依靠錨固體傳遞給地基。地錨式：主纜拉力依靠錨固體傳遞給地基。自錨式：主纜拉力水平分力直接傳遞給加勁梁自錨式：主纜拉力水平分力直接傳遞給加勁梁（軸向壓力）（軸向壓力）承受；豎承受；豎直分力（較?。┯啥酥c承受。適宜：跨度不大、軟土地基、城直分力（較?。┯啥酥c承受。適宜：跨度不大、軟土地基、城市橋等。市橋等。v 雙鏈式懸索橋雙鏈式懸索橋（小跨度懸索橋）（小跨度懸索橋）雙鏈式懸索橋的恒載及均布活載由上下鏈平均負擔，非均布活載以及雙鏈式懸索橋的恒載及均布活載由上下鏈平均負擔，非均布活

4、載以及半跨活載時結構的受力及變形特性較好，分散構件受力可減小構半跨活載時結構的受力及變形特性較好，分散構件受力可減小構件截面尺寸和單件重量；缺點：構件增多分散，安裝及養(yǎng)護維修件截面尺寸和單件重量；缺點：構件增多分散，安裝及養(yǎng)護維修不利。不利。二、懸索橋的形式二、懸索橋的形式v 地錨式懸索橋的孔跨布置形式地錨式懸索橋的孔跨布置形式( (力學體系力學體系) )單跨：單跨：適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由于邊跨主纜的垂適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由于邊跨主纜的垂度較小對荷載變形有利，架設主纜時索鞍預偏量較大度較小對荷載變形有利，架設主纜時索鞍預偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱向位移

5、不受梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱向位移不受限制。限制。13851385米江陰大橋。米江陰大橋。三跨：三跨：最常見最常見。兩跨：兩跨：（單邊跨（單邊跨）一岸建筑高度小和曲線邊跨時。）一岸建筑高度小和曲線邊跨時。13771377米青米青馬大橋。馬大橋。多跨：多跨：因中間橋塔和兩邊橋塔的塔高不同導致主纜垂度偏大，因中間橋塔和兩邊橋塔的塔高不同導致主纜垂度偏大，懸索橋整體剛度懸索橋整體剛度降低降低，非均布活載下塔頂變位及加勁梁非均布活載下塔頂變位及加勁梁撓曲變形和彎矩較大；固有振動頻率降低。撓曲變形和彎矩較大；固有振動頻率降低。故中塔必須故中塔必須加大剛度（加大剛度（4 4柱立體橋塔）或者減

6、小主纜垂跨比。柱立體橋塔）或者減小主纜垂跨比。懸索橋的形式（續(xù)）懸索橋的形式（續(xù)）單塔懸索橋效果圖單塔懸索橋效果圖單塔懸索橋單塔懸索橋空間主纜懸索橋空間主纜懸索橋三、懸索橋的構造三、懸索橋的構造 主纜主纜 材料材料有效拉應力大；拉伸延伸率??；彈模大；截面密度大；疲勞強度高、有效拉應力大；拉伸延伸率??；彈模大；截面密度大；疲勞強度高、徐變?。怀衫|錨固及防銹容易；價廉物美。徐變??；成纜錨固及防銹容易；價廉物美。 類型類型 鋼絲繩主纜：鋼絞線繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線索等，鋼絲繩主纜：鋼絞線繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線索等， 適于適于600米以下；米以下； 平行絲股主纜：采用空中繞線法平行絲股主纜

7、：采用空中繞線法AS法或者預制絲股法法或者預制絲股法PS法），法）， 適于適于400米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結構類型。米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結構類型。 大跨多采用耐疲勞的高強鋼絲，因為鋼絞線雖然施工方便，但彈大跨多采用耐疲勞的高強鋼絲，因為鋼絞線雖然施工方便，但彈模較低使結構變形增大，截面形狀不易按照設計形狀壓緊，防腐較難，模較低使結構變形增大，截面形狀不易按照設計形狀壓緊，防腐較難，適于中小跨度。適于中小跨度。 結構形式結構形式雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；單面主纜；空間主纜；單面主纜；空間主纜； 復式主纜（雙鏈吊橋：復式主纜（雙鏈吊橋： 朝陽大橋）。朝陽

8、大橋）。 截面形狀（截面形狀（六角形）六角形）尖頂形：尖頂形：將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于通風和保持真圓將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于通風和保持真圓度較高的截面形狀，截面溫度均勻。主纜施工之初的鋼絲定位較難。度較高的截面形狀，截面溫度均勻。主纜施工之初的鋼絲定位較難。平頂形：平頂形：下層的鋼絲索股會受到較大的擠壓力，截面水平直徑較豎向直下層的鋼絲索股會受到較大的擠壓力，截面水平直徑較豎向直徑大。徑大。方陣式：方陣式：豎橫雙向均利于插放隔片，鋼絲束股數(shù)目較為靈活，緊纜機操豎橫雙向均利于插放隔片，鋼絲束股數(shù)目較為靈活，緊纜機操作時也較容易形成圓形截面。作時也較容易形成圓形截面

9、。懸索橋的構造懸索橋的構造主纜主纜方陣式主纜斷面方陣式主纜斷面施工中的主纜斷面施工中的主纜斷面l主纜編制方法主纜編制方法lASAS法：法：通過牽引索作來回走動的編絲輪，每次將兩根通過牽引索作來回走動的編絲輪，每次將兩根鋼絲從一端拉到另一端，待鋼絲達到一定數(shù)量后（可鋼絲從一端拉到另一端，待鋼絲達到一定數(shù)量后（可達達400400500500根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便于集中錨固，起吊設備輕便；架設主纜時抗風較弱所于集中錨固，起吊設備輕便；架設主纜時抗風較弱所需勞動力也較多。需勞動力也較多。lPSPS法：法：避免了鋼絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜避免了鋼

10、絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜的施工進度，但要求大噸位的起重運輸設備和拽拉設的施工進度，但要求大噸位的起重運輸設備和拽拉設備來搬運鋼絲束股。目前多采用備來搬運鋼絲束股。目前多采用6161、9191、12751275左右左右鋼絲，最重可達鋼絲，最重可達4040噸。噸。懸索橋的構造懸索橋的構造主纜主纜ASAS法法示意圖示意圖主纜斷面主纜斷面ASAS法示意圖法示意圖l主纜的防護主纜的防護（不可更換的主要受力構件，必須防腐）（不可更換的主要受力構件，必須防腐）l銹蝕原因：銹蝕原因：架設期間水份進入；防護完成后因主纜線形變化、架設期間水份進入；防護完成后因主纜線形變化、溫度變化引起伸縮而導致粗糙表面的

11、油漆開裂和索夾上受損溫度變化引起伸縮而導致粗糙表面的油漆開裂和索夾上受損的密封部位開裂，水的滲入導致主纜濕度高而銹蝕。的密封部位開裂，水的滲入導致主纜濕度高而銹蝕。l防護方法：防護方法：施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹脂類，然后手施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹脂類，然后手工滿刮膩子，再纏繞鋼絲（退火鍍鋅工滿刮膩子，再纏繞鋼絲（退火鍍鋅44鋼絲鋼絲），最后作外），最后作外涂裝。涂裝。 改良措施：l以S 形截面的纏繞鋼絲代替圓端面鋼絲，使主纜表面光滑、絲絲相扣，油漆不易開裂、水不能滲入。l開空氣導入法：將除濕機產(chǎn)生的干燥空氣用管道輸送，通過入口索夾輸入主纜，經(jīng)出口索夾排出主纜（出入口索夾間距140米

12、左右），一般可維持相對濕度在40以下。懸索橋的構造懸索橋的構造主纜主纜懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造吊索（吊桿）吊索（吊桿）吊索吊索布置形式：布置形式：豎直；傾斜（提高整體振動時的結構阻尼值）。豎直；傾斜（提高整體振動時的結構阻尼值）。材料：材料：剛性吊桿（少量小跨：圓鋼或鋼管）；剛性吊桿（少量小跨：圓鋼或鋼管）； 柔性吊索：鋼絲繩或者平行鋼絲索（多采用）。柔性吊索：鋼絲繩或者平行鋼絲索（多采用）。 鋼絲繩索鋼絲繩索繩心式：以一股鋼絲繩為中央形心，外圍用鋼絲束股圍繞扭繩心式：以一股鋼絲繩為中央形心，外圍用鋼絲束股圍繞扭絞而成。絞而成。股心式：股心式：7股鋼絲束股扭絞而成，中央一股為股心。股鋼

13、絲束股扭絞而成，中央一股為股心。 注意：鋼絲束股的扭絞方向與其間鋼絲的扭轉方向相反。 平行鋼絲索（平行鋼絲索（PWS）：多根）：多根557 7鍍鋅鋼絲外加鍍鋅鋼絲外加PEPE套管。套管。索夾索夾作用：作用：剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦力來保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時也不致滑動。力來保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時也不致滑動。構造：構造：l六邊形（中小跨）：少用；六邊形（中小跨）：少用；l圓形：一對鑄鋼半圓構件以高強螺栓相連接，依靠高強圓形：一對鑄鋼半圓構件以高強螺栓相連接，依靠高強螺栓擰緊后的拉力來提供足夠索夾固定

14、位置的摩擦阻力，螺栓擰緊后的拉力來提供足夠索夾固定位置的摩擦阻力，兩半圓構件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙兩半圓構件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙內填防腐料；索夾半圓內表面加工后不能磨光。內填防腐料；索夾半圓內表面加工后不能磨光。 騎跨式：索夾上半部有騎跨式：索夾上半部有4各凸肋形成兩條凹槽；各凸肋形成兩條凹槽； 銷鉸式：下側半索夾下帶有耳式吊板供銷鉸連接用。銷鉸式：下側半索夾下帶有耳式吊板供銷鉸連接用。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索夾索夾懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索夾索夾吊索與索夾的聯(lián)結方式吊索與索夾的聯(lián)結方式（鋼絲繩）（鋼絲繩） 4股騎跨式：股騎跨式：兩根兩端帶錨

15、頭的鋼絲繩索繞跨在索夾頂部的兩根兩端帶錨頭的鋼絲繩索繞跨在索夾頂部的嵌索槽中，錨頭與加勁梁連接。不宜用平行鋼絲索，索夾嵌索槽中，錨頭與加勁梁連接。不宜用平行鋼絲索，索夾分左右兩半。分左右兩半。 雙股銷鉸式：雙股銷鉸式：兩根下端帶錨頭、上端帶銷鉸的鋼絲繩索或兩根下端帶錨頭、上端帶銷鉸的鋼絲繩索或平行鋼絲索，上端利用銷鉸與索夾下的耳板（吊板）連接，平行鋼絲索，上端利用銷鉸與索夾下的耳板（吊板）連接，下端用錨頭或者同樣用銷鉸與加勁梁連接。索夾分上下兩下端用錨頭或者同樣用銷鉸與加勁梁連接。索夾分上下兩半。半。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索夾索夾主纜與索夾的連接方式主纜與索夾的連接方式吊索與主纜連接

16、吊索與主纜連接4股騎跨式股騎跨式吊索與主纜連接吊索與主纜連接雙股銷鉸式雙股銷鉸式索箍索箍索夾索夾圖為香港青馬橋圖為香港青馬橋圖為騎跨式吊索圖為騎跨式吊索與主纜（索夾）與主纜（索夾）以及與加勁梁以及與加勁梁之間的連接之間的連接 橋塔橋塔材料：材料：圬工（古老、小跨簡易）；鋼筋砼（框架式；實心矩形圬工（古老、小跨簡易）；鋼筋砼（框架式；實心矩形或者箱形）最高或者箱形）最高155米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格箱形、箱形、H形）。形）。橋塔縱向結構形式：橋塔縱向結構形式： 搖柱塔（擺動式）：單柱塔下設鉸、塔頂索鞍固定于塔，適搖柱塔（擺動式）：單柱塔下設鉸、塔頂索鞍

17、固定于塔，適于小跨。于小跨。 柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對較大，適柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對較大，適于大跨。于大跨。 剛性塔：塔頂水平變位量相對較小，單柱或者剛性塔：塔頂水平變位量相對較小，單柱或者A形，多用于形，多用于多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減小加勁梁內的應力。小加勁梁內的應力。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造塔塔懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造塔塔 橋塔橫向結構形式：橋塔橫向結構形式： 剛構式（框架式）：單層或者多層門架，明快簡潔。剛構式（框架式）：單層或者多層門架，明快簡潔。

18、桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工時稍顯困難。時稍顯困難。 混合式：僅在橋面以下設置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟混合式：僅在橋面以下設置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟性能。性能。 塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉折點塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉折點（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟。（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟。 現(xiàn)代認為鋼筋砼剛構式橋塔是懸索橋的橋塔最佳選擇?；㈤T大橋主塔虎門大橋主塔 錨碇（用于地錨式懸索橋錨碇（用于地錨式懸索橋）基本組成：基本組成：主纜的錨碇架及固定裝置、錨塊、錨塊基礎。主纜的錨碇架及固定

19、裝置、錨塊、錨塊基礎?；痉诸悾夯痉诸悾褐亓κ藉^碇、隧道式錨碇、巖錨。重力式錨碇、隧道式錨碇、巖錨。重力式錨碇：重力式錨碇：依靠依靠錨塊錨塊自重自重來抵抗主纜的豎直分力，水平分力則由錨碇與來抵抗主纜的豎直分力，水平分力則由錨碇與地基之間的摩阻力（包括側壁的）或者嵌固阻力來抵抗。地基之間的摩阻力（包括側壁的）或者嵌固阻力來抵抗。 前錨式：主纜采用前錨式：主纜采用PS法施工時的纜索錨固方式，支承（定法施工時的纜索錨固方式，支承（定位）鋼構架與傳力鋼構架的結合。位）鋼構架與傳力鋼構架的結合。 后錨式：后錨式：主纜采用主纜采用ASAS法施工時的纜索錨固方式，鑄鋼索靴法施工時的纜索錨固方式，鑄鋼索靴與

20、眼桿的結合。與眼桿的結合。 現(xiàn)代預應力錨拉工藝：近期已經(jīng)陸續(xù)取代前兩者?，F(xiàn)代預應力錨拉工藝：近期已經(jīng)陸續(xù)取代前兩者。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造錨碇錨碇懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造錨碇錨碇隧道式錨碇（巖洞式）：隧道式錨碇（巖洞式）：主纜散開后各索股通過巖洞中的混凝土錨塊內埋設的錨梁與主纜散開后各索股通過巖洞中的混凝土錨塊內埋設的錨梁與拉桿的伸出端連接，并利用預應力工藝調整松緊。拉桿的伸出端連接，并利用預應力工藝調整松緊。巖錨（巖孔錨）：巖錨（巖孔錨）：各索股先分散在各個巖孔內（每股一個孔），最后再進入錨各索股先分散在各個巖孔內（每股一個孔），最后再進入錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉向并在散索室

21、分散后，每根鋼絲索錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉向并在散索室分散后，每根鋼絲索錨拉在鋼桿上，鋼桿再錨拉在澆注在傳力塊體內的錨板上，各拉在鋼桿上，鋼桿再錨拉在澆注在傳力塊體內的錨板上，各鋼桿與插放在各鉆孔內的后張力筋連接，力筋最后在錨固室鋼桿與插放在各鉆孔內的后張力筋連接，力筋最后在錨固室內張拉后防腐。內張拉后防腐。重力式錨碇（采用較多）隧道式錨碇 重力式錨碇用于持力層位于地表以下重力式錨碇用于持力層位于地表以下20205050米較合理；過深可以采用米較合理；過深可以采用深基礎：沉箱、沉井、樁、管柱等。深基礎：沉箱、沉井、樁、管柱等。 隧道式錨碇用于基巖外露處，主纜各索股集中在一個巖洞內錨固。隧道式錨碇

22、用于基巖外露處，主纜各索股集中在一個巖洞內錨固。 挪威研究的新型錨碇，例如挪威研究的新型錨碇，例如“瑞典高海岸大橋瑞典高海岸大橋”，構造簡單而經(jīng)濟。，構造簡單而經(jīng)濟。重力式錨碇外觀圖重力式錨碇外觀圖 圖圖a a）為現(xiàn)代預應力錨固系統(tǒng)（前錨式）為現(xiàn)代預應力錨固系統(tǒng)（前錨式） 圖圖b b）為一般后錨式錨固系統(tǒng)）為一般后錨式錨固系統(tǒng)青馬大橋錨碇青馬大橋錨碇索靴索靴 特殊錨碇特殊錨碇l多跨懸索橋的共用錨墩多跨懸索橋的共用錨墩l三角形空腹構架式重力錨三角形空腹構架式重力錨l平板式重力錨平板式重力錨l軟土層中的深基礎重力錨軟土層中的深基礎重力錨懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造錨碇錨碇三角形空腹構架式重力錨

23、三角形空腹構架式重力錨懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁結構形式：結構形式：鋼板梁鋼板梁鋼桁梁鋼桁梁鋼箱梁鋼箱梁砼箱（板）梁砼箱（板）梁比 較 項 目加 勁 梁 形 式鋼 桁 梁鋼 箱 梁砼 箱 梁抗 風 性 能 渦 流 激 振最不易發(fā)生易發(fā)生不易發(fā)生自 激 振 動可能性大可能性小靜態(tài)阻力系數(shù)大小小風 致 變 形大小小結 構 剛 度小大結構梁 高高低低用 鋼 量最大低最低橋 面 系一般與主梁分離一般與主梁結合為整體為主梁的一部分制造制 造桿件多，節(jié)點結構復雜，標準化大量生產(chǎn)困難箱梁由板構件組成，標準化大量生產(chǎn)容易工廠預制節(jié)段，標準化生產(chǎn)容易施工架 設單根桿件平面構件立體節(jié)段多樣化節(jié)段

24、法架設或與現(xiàn)澆節(jié)段并用預制節(jié)段法養(yǎng)護養(yǎng) 護 維 修油漆養(yǎng)護難油漆養(yǎng)護方便一般無需養(yǎng)護橋 面菲結合型損傷時易與主梁結合損傷難維修損傷時易維修鋼板梁的橫截面鋼板梁的橫截面懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁 鋼桁架的橫截面鋼桁架的橫截面：l雙層公路橋面鋼桁架梁雙層公路橋面鋼桁架梁l公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁l單層橋面鋼桁架梁單層橋面鋼桁架梁l流線型閉合式桁架箱梁流線型閉合式桁架箱梁香港青馬大橋香港青馬大橋 鋼桁架加勁梁的特點鋼桁架加勁梁的特點： 通透梁體，抗風穩(wěn)定性好；空間桁架結構，抗扭剛度通透梁體，抗風穩(wěn)定性好；空間桁架結構，抗扭剛度較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦

25、激共振。較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦激共振。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁一般桁架加勁梁橫截面一般桁架加勁梁橫截面 在兩片主桁架的外圍，沿著橋梁縱向每隔在兩片主桁架的外圍，沿著橋梁縱向每隔4.5米加設一道包米加設一道包括上下橋面系橫梁、兩側尖端形導風角與中間兩根立柱等構件括上下橋面系橫梁、兩側尖端形導風角與中間兩根立柱等構件組成的六邊形橫向主框架，在導風角部分用組成的六邊形橫向主框架，在導風角部分用1.5毫米后的不銹鋼毫米后的不銹鋼板圍封。這樣連同上下橫梁部分的正交異性鋼橋面板，組成一板圍封。這樣連同上下橫梁部分的正交異性鋼橋面板，組成一個類似與鋼箱梁的封閉性截面。上層橋面的中央

26、個類似與鋼箱梁的封閉性截面。上層橋面的中央3.5米寬度部分米寬度部分和下層橋面的鐵道橋面系部分均以交叉的斜桿代替正交異性板，和下層橋面的鐵道橋面系部分均以交叉的斜桿代替正交異性板，整個截面中央部分形成一條縱向的上下通風道，對抗風極為有整個截面中央部分形成一條縱向的上下通風道，對抗風極為有利。利。閉合式閉合式鋼桁梁橫截面鋼桁梁橫截面香港青馬大橋香港青馬大橋汲水門大橋（斜拉橋）汲水門大橋（斜拉橋） 鋼箱梁鋼箱梁的特點的特點l采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，能充采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，能充分發(fā)揮薄鋼板比厚鋼板力學性能好的優(yōu)點，利于焊接，分發(fā)揮薄鋼板比厚鋼板力學性能好的

27、優(yōu)點，利于焊接，同時，正交異性板具有很高的承載力，截面設計更為經(jīng)同時，正交異性板具有很高的承載力，截面設計更為經(jīng)濟合理。濟合理。 l為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設置框架橫為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設置框架橫聯(lián)或橫向聯(lián)結系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設橫向加勁肋，聯(lián)或橫向聯(lián)結系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設橫向加勁肋，支座處橫聯(lián)更應加強；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，支座處橫聯(lián)更應加強；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，受壓區(qū)架設縱向加勁肋受壓區(qū)架設縱向加勁肋(多為閉口縱肋：抗扭剛度大；多為閉口縱肋：抗扭剛度大；屈曲穩(wěn)定好；外側貼角焊縫長度減少一半屈曲穩(wěn)定好；外側貼角焊縫長度減少一半)，連續(xù)貫通，

28、連續(xù)貫通的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計算。的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計算。 懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁鋼箱梁內部構造鋼箱梁內部構造 鋼箱梁的橫截面鋼箱梁的橫截面：l扁平棱形鋼箱梁扁平棱形鋼箱梁l增設抗風分流板的扁平棱形鋼箱梁增設抗風分流板的扁平棱形鋼箱梁l流線型鋼箱梁流線型鋼箱梁l增設抗風分流板的流線型鋼箱梁增設抗風分流板的流線型鋼箱梁懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁1500米以上的懸索橋盡可能采用開槽分離箱，及其它導流穩(wěn)定措施才能滿足要求。加勁梁寬達加勁梁寬達60.4m60.4m，由，由3 3個縱向的鋼箱、鋼箱梁之間的鋼橋面板和鋼橫梁個縱向的鋼箱、

29、鋼箱梁之間的鋼橋面板和鋼橫梁等三部分組成。鋼橫梁的立面作成倒梯形，中間部分高約等三部分組成。鋼橫梁的立面作成倒梯形，中間部分高約5m5m。橫梁間距。橫梁間距30m30m，縱向箱梁凈跨徑，縱向箱梁凈跨徑26m26m。主跨的寬跨比為。主跨的寬跨比為1/54.61/54.6。能夠經(jīng)受高于能夠經(jīng)受高于216 216 Km/hKm/h的大風；公路平臺能夠承受的大風；公路平臺能夠承受大于大于140,000140,000輛輛/ /天的交通量；雙線鐵路天的交通量；雙線鐵路允許通過列車允許通過列車200200輛輛/ /天。天。 （33003300米方案）米方案）鋼箱加勁梁橫截面鋼箱加勁梁橫截面MessinaMe

30、ssina海峽大橋海峽大橋青龍大橋布置圖青龍大橋布置圖箱型加勁梁截面構造箱型加勁梁截面構造中央開槽箱梁中央開槽箱梁 混凝土加勁梁的橫截面混凝土加勁梁的橫截面：l預應力混凝土箱梁預應力混凝土箱梁 在總用鋼量上稍有減少，抗風、變形（剛度）較好，流線型梁體外形美觀、養(yǎng)護容易；但總造價偏高，施工架設膠南、工期長，抗震性及適應性較差，吊索及索夾工作量加大。 汕頭海灣大橋：單箱三室預應力混凝土箱梁汕頭海灣大橋：單箱三室預應力混凝土箱梁l預應力混凝土板梁預應力混凝土板梁懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁汕頭海灣大橋汕頭海灣大橋（452452米）砼箱加勁梁橫截面米）砼箱加勁梁橫截面 加勁梁的橋面構件

31、：加勁梁的橋面構件：l鋼筋混凝土橋面板鋼筋混凝土橋面板l鋼橋面板鋼橋面板l橋面板上的鋪裝層橋面板上的鋪裝層 要求：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞性、防要求：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞性、防水性。水性。 多以熱鋪改性瀝青混凝土（澆注式或攤鋪式）為主，多以熱鋪改性瀝青混凝土（澆注式或攤鋪式）為主，其上為磨耗層，其下為與鋼橋面板之間的粘結層與防其上為磨耗層，其下為與鋼橋面板之間的粘結層與防水層。水層。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁橋面鋪裝層的幾種常見鋪裝方法橋面鋪裝層的幾種常見鋪裝方法: 1）單層澆注式混凝土（歐洲）單層澆注式混凝土（歐洲） 2）下層澆注式瀝青混凝土，上層為

32、密級配攤鋪式瀝青）下層澆注式瀝青混凝土，上層為密級配攤鋪式瀝青混凝土（或者混凝土（或者SMA）（日本）（日本） 3）上、下層分別采用不同粒徑石料的）上、下層分別采用不同粒徑石料的SMA（中國）（中國） 4）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國） 重點是確定鋪裝層結構形式和厚度。重點是確定鋪裝層結構形式和厚度。 一般：單層一般：單層3.55cm，雙層，雙層6.58cm。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造加勁梁加勁梁索鞍（鞍座）索鞍（鞍座）支承主纜的支承件或配件支承主纜的支承件或配件 類型：類型： 塔頂主索鞍；塔頂主索鞍； 支架副索鞍：支架副索鞍：邊跨靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部，邊跨

33、靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部，改變主纜在豎平面內的傾角。也可不設。改變主纜在豎平面內的傾角。也可不設。 展束錨固索鞍展束錨固索鞍：多設置在橋臺上，使構成主纜的許多：多設置在橋臺上，使構成主纜的許多鋼絲束股在水平向及豎直向分散開的支撐鞍座，并導鋼絲束股在水平向及豎直向分散開的支撐鞍座，并導引各索股入錨固部分。引各索股入錨固部分。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索鞍索鞍塔頂主索鞍塔頂主索鞍主要構件：主要構件：鞍槽、腹板底板和加勁肋板等（腹板傳遞鞍槽壓力，橫肋鞍槽、腹板底板和加勁肋板等（腹板傳遞鞍槽壓力，橫肋加強）。加強）。布置形式：布置形式：兩塊斜腹板：兩塊斜腹板：大部分鞍下應力由斜腹板大部分鞍下

34、應力由斜腹板直接直接徑塔柱兩側橫壁板傳給橋塔、徑塔柱兩側橫壁板傳給橋塔、單（兩）塊豎腹板單（兩）塊豎腹板：大部分壓力經(jīng)鞍座板：大部分壓力經(jīng)鞍座板間接間接傳遞給塔柱頂板。傳遞給塔柱頂板。塔頂鞍槽的縱向曲率半徑：塔頂鞍槽的縱向曲率半徑： 縱向圓弧半徑（可為縱向非對稱多段圓?。┎恍∮谥骼|直徑的縱向圓弧半徑（可為縱向非對稱多段圓?。┎恍∮谥骼|直徑的812倍，入口處鞍槽半徑局部略小以防破壞主纜防腐。倍，入口處鞍槽半徑局部略小以防破壞主纜防腐。鞍槽的截面形狀鞍槽的截面形狀：配合主纜鋼絲索股的排列形狀。：配合主纜鋼絲索股的排列形狀。制造方法：制造方法：全鑄、鑄件鞍槽焊接鋼板（鑄焊）全鑄、鑄件鞍槽焊接鋼板（鑄

35、焊）傾向、全焊。傾向、全焊。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索鞍索鞍散索鞍散索鞍 構造形式構造形式 為調節(jié)主纜在各種條件下的長度變化，散索鞍由輥軸、為調節(jié)主纜在各種條件下的長度變化，散索鞍由輥軸、搖軸支承，或者作成擺柱構件。搖軸支承，或者作成擺柱構件。 鞍槽的縱向曲率半徑鞍槽的縱向曲率半徑 入口處鞍槽形狀與塔頂鞍槽相同，出口處略小，滿足轉入口處鞍槽形狀與塔頂鞍槽相同，出口處略小，滿足轉向和散索。向和散索。 鞍槽的截面形狀鞍槽的截面形狀 配合主纜鋼絲索股的排列形狀。配合主纜鋼絲索股的排列形狀。懸索橋各部分構造懸索橋各部分構造索鞍索鞍香港青馬橋主索鞍香港青馬橋主索鞍虎門主索鞍虎門主索鞍江陰主索鞍江

36、陰主索鞍展束錨固索鞍展束錨固索鞍（散索鞍）（散索鞍）四、懸索橋的設計 懸索橋 國際著名建筑美學專家國際著名建筑美學專家JENSEN Poul OveJENSEN Poul Ove認為：美的可感知性認為：美的可感知性和結構的實在性之間具有強烈關系，最有效地挖掘材料強度和材料和結構的實在性之間具有強烈關系，最有效地挖掘材料強度和材料特殊屬性的結構形式是最美的。主要構件為受拉或承壓的結構通常特殊屬性的結構形式是最美的。主要構件為受拉或承壓的結構通常比受彎結構更容易感知比受彎結構更容易感知，懸掛結構的美學潛能是十分優(yōu)越的。懸掛結構的美學潛能是十分優(yōu)越的。 具有柔梁和懸掛系統(tǒng)的大跨度橋梁具有內在美，給設

37、計者提供具有柔梁和懸掛系統(tǒng)的大跨度橋梁具有內在美，給設計者提供了一個創(chuàng)造真正偉大設計的機會。但是，是否能夠成功依賴于設計了一個創(chuàng)造真正偉大設計的機會。但是，是否能夠成功依賴于設計者的意愿和能力。有意識地和一致地設計所有構件，不但要滿足指者的意愿和能力。有意識地和一致地設計所有構件，不但要滿足指定功能，而且在視覺上相互補充而形成一個整體。定功能，而且在視覺上相互補充而形成一個整體。 懸索橋的美學比例懸索橋的美學比例（1）邊跨跨經(jīng)應小于主跨跨經(jīng)的一半?？蛇_）邊跨跨經(jīng)應小于主跨跨經(jīng)的一半?？蛇_0.210.31（2）橋下空間應呈扁平，橋面越高，跨經(jīng)越大）橋下空間應呈扁平，橋面越高，跨經(jīng)越大（3）加勁梁

38、易扁平，使空氣動力性能好而外形纖巧）加勁梁易扁平，使空氣動力性能好而外形纖巧（4）錨碇安全而不過于龐大）錨碇安全而不過于龐大（5）橋塔結構簡潔而不失雄偉）橋塔結構簡潔而不失雄偉懸索橋的設計懸索橋的設計懸索橋的設計懸索橋的設計 懸索橋的總體設計懸索橋的總體設計l 適用范圍適用范圍 1000米以上幾乎是唯一可選橋型；米以上幾乎是唯一可選橋型；3001000米之間采米之間采用砼加勁梁也可與斜拉橋競爭。用砼加勁梁也可與斜拉橋競爭。l 與其它大跨度橋梁的比較選擇與其它大跨度橋梁的比較選擇拱橋：拱橋：主拱是壓彎構件，過大的軸力和彎距會使其失穩(wěn)，主拱是壓彎構件，過大的軸力和彎距會使其失穩(wěn)，材料強度很難發(fā)揮；

39、拱質量中心較高，不利于抗震；施工材料強度很難發(fā)揮；拱質量中心較高，不利于抗震；施工抗風難?？癸L難。斜拉橋：斜拉橋：受壓彎的加勁梁在跨度很大時恒載壓力巨大，截受壓彎的加勁梁在跨度很大時恒載壓力巨大，截面尺寸勢必加大；跨度較大時剛度較好；施工抗風難。面尺寸勢必加大；跨度較大時剛度較好；施工抗風難。 結構特性要點結構特性要點l跨度比跨度比l垂跨比垂跨比l寬跨比寬跨比l高跨比高跨比l加勁梁的支承體系加勁梁的支承體系l主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結懸索橋的設計懸索橋的設計 跨度比跨度比（邊跨與中跨之比）（邊跨與中跨之比）l一般取值自由度較小，為一般取值自由度較小，為0.30.5。l單位橋長

40、用鋼量隨跨度比的減小而增大；單位橋長用鋼量隨跨度比的減小而增大； 結構的豎向變形及豎向撓角隨跨度比的減小而減??；結構的豎向變形及豎向撓角隨跨度比的減小而減??；取消懸吊的邊跨加勁梁又導致結構的整體剛度降低。取消懸吊的邊跨加勁梁又導致結構的整體剛度降低。l大跨懸索橋多小邊跨來增加剛度的同時又使用鋼量較大跨懸索橋多小邊跨來增加剛度的同時又使用鋼量較省，跨度比在省，跨度比在0.20.4之間。之間。懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點MessinaMessina海峽大橋立面圖海峽大橋立面圖 MessinaMessina海峽大橋海峽大橋最終方案選用主跨為最終方案選用主跨為3300m3300m的

41、懸索橋，本土側和的懸索橋，本土側和西西里島側的邊跨分別為西西里島側的邊跨分別為810m810m和和960m960m，共長，共長5070m5070m。除主跨全長用豎。除主跨全長用豎直吊索懸吊加勁梁之外，兩個邊跨都是在橋塔附近較短的局部區(qū)段內直吊索懸吊加勁梁之外，兩個邊跨都是在橋塔附近較短的局部區(qū)段內設有豎向吊索，在西西里島側由于地形較高設有若干短跨小墩。設有豎向吊索，在西西里島側由于地形較高設有若干短跨小墩。 跨度布置實例跨度布置實例： 垂跨比垂跨比 （主纜矢跨比）（主纜矢跨比）l（f/l）一般取值范圍為）一般取值范圍為1/91/12。l垂跨比對垂跨比對主纜拉力主纜拉力影響較大，垂跨比越小主纜拉

42、力越大，從影響較大，垂跨比越小主纜拉力越大，從而所需主纜截面面積越大，增加單位橋長用鋼量。而所需主纜截面面積越大，增加單位橋長用鋼量。l鋼橋塔的用鋼量隨垂跨比的增加而增加。鋼橋塔時，鋼橋塔的用鋼量隨垂跨比的增加而增加。鋼橋塔時，總用鋼總用鋼量量隨著垂跨比的加大而略有降低；混凝土塔時，大跨徑的總隨著垂跨比的加大而略有降低；混凝土塔時，大跨徑的總用鋼量隨著垂跨比的增加而略有增加。用鋼量隨著垂跨比的增加而略有增加。l垂跨比越大，懸索橋的豎向、橫向垂跨比越大，懸索橋的豎向、橫向整體剛度整體剛度越大。越大。l對對振動特性振動特性的影響：垂跨比增大時：豎向撓振固有頻率和極的影響：垂跨比增大時：豎向撓振固有

43、頻率和極慣矩降低；扭振固有頻率增大。慣矩降低；扭振固有頻率增大。懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點 高跨比高跨比（加勁梁高與主孔跨度之比）（加勁梁高與主孔跨度之比）l懸索橋加勁梁在恒載作用下除了承受與吊索節(jié)間長度有關的懸索橋加勁梁在恒載作用下除了承受與吊索節(jié)間長度有關的撓曲應力外，一般處于無應力狀態(tài)，所以撓曲應力外，一般處于無應力狀態(tài)，所以加勁梁高度與主孔加勁梁高度與主孔跨度基本沒有關系跨度基本沒有關系。減小加勁梁豎向變形的有效辦法是減小。減小加勁梁豎向變形的有效辦法是減小跨度比而不是增大加勁梁高度。跨度比而不是增大加勁梁高度。l一般而言，桁架式加勁梁的高度為一般而言，桁架式加勁

44、梁的高度為814米，箱型加勁梁高米，箱型加勁梁高度為度為2.54.5米。米。l已建桁架式加勁梁懸索橋的高跨比大致在已建桁架式加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/1801/70； 箱型加勁梁懸索橋的高跨比大致在箱型加勁梁懸索橋的高跨比大致在1/4001/300 ； 問題：問題：扁平鋼箱梁扁平鋼箱梁的流線型設計有利于風動穩(wěn)定，但高度太小會導致加的流線型設計有利于風動穩(wěn)定，但高度太小會導致加勁梁抗扭剛度削弱太多，容易導致渦振和抖振發(fā)生而導致結構疲勞。因勁梁抗扭剛度削弱太多，容易導致渦振和抖振發(fā)生而導致結構疲勞。因此，一般控制高寬比在此，一般控制高寬比在1/71/11。懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結

45、構特性要點 寬跨比寬跨比 l一般中小跨度橋梁：（一般中小跨度橋梁：（B/l）一般取值范圍為大于等于）一般取值范圍為大于等于1/20。但是大跨度懸索橋的寬跨比尚無合理而科學的標準。但是大跨度懸索橋的寬跨比尚無合理而科學的標準。l一般而言，寬跨比越大，梁體越寬，梁體橫向撓曲剛度越大，一般而言，寬跨比越大，梁體越寬，梁體橫向撓曲剛度越大，可以非常有效地減小邊跨梁體的橫向最大撓角以及主跨梁體可以非常有效地減小邊跨梁體的橫向最大撓角以及主跨梁體的橫向最大撓角（對主跨梁體的橫向最大撓度減小不是很顯的橫向最大撓角（對主跨梁體的橫向最大撓度減小不是很顯著）。著）。l已建大跨度懸索橋的寬跨比大致在已建大跨度懸索

46、橋的寬跨比大致在1/401/60。 懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點 加勁梁的支承體系加勁梁的支承體系：（塔墩處是否連續(xù)）（塔墩處是否連續(xù)）l簡支（雙鉸）體系：適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由簡支（雙鉸）體系：適于邊跨建筑高度小、曲線邊跨。由于邊跨主纜的垂度較小對荷載變形有利，架設主纜時索鞍于邊跨主纜的垂度較小對荷載變形有利，架設主纜時索鞍預偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱預偏量較大；梁端用吊桿或者擺柱作支撐的懸浮體系，縱向位移不受限制。不太適合鐵路橋。向位移不受限制。不太適合鐵路橋。 1385米江陰大橋。米江陰大

47、橋。l連續(xù)體系：加勁梁撓度（豎向及橫向）、梁端角變位及伸連續(xù)體系：加勁梁撓度（豎向及橫向）、梁端角變位及伸縮量較小。但是，主塔支點處產(chǎn)生較大彎距；梁穿過塔，縮量較小。但是，主塔支點處產(chǎn)生較大彎距；梁穿過塔，使塔柱間橫向間距大，基礎尺寸也相應加大；制造、架設使塔柱間橫向間距大，基礎尺寸也相應加大；制造、架設誤差以及基礎的不均勻沉降對加勁梁應力影響較大。誤差以及基礎的不均勻沉降對加勁梁應力影響較大。l單跨懸索橋中的一些特殊布置：單跨懸索橋加勁梁在兩個單跨懸索橋中的一些特殊布置：單跨懸索橋加勁梁在兩個非懸吊的邊跨內各帶有連續(xù)伸出段?？捎行p小變形。非懸吊的邊跨內各帶有連續(xù)伸出段?？捎行p小變形。懸索

48、橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點 主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結及其它主纜與加勁梁的特殊聯(lián)結及其它：l傳統(tǒng)做法：主纜只通過吊索與加勁梁聯(lián)結。傳統(tǒng)做法：主纜只通過吊索與加勁梁聯(lián)結。l特殊做法：主跨中點將主纜與加勁梁直接固結。優(yōu)點：可特殊做法：主跨中點將主纜與加勁梁直接固結。優(yōu)點：可以減小非對稱荷載作用下的撓度，提高縱向位移的復原力，以減小非對稱荷載作用下的撓度，提高縱向位移的復原力，減小正常情況下活載引起的振動以及風荷載和地震荷載引減小正常情況下活載引起的振動以及風荷載和地震荷載引起的縱向位移量。起的縱向位移量。1959年法國首創(chuàng)，現(xiàn)逐漸廣泛。年法國首創(chuàng)，現(xiàn)逐漸廣泛。 布置方式：布置方式：主

49、跨跨中設計特殊夾具連接主纜與加勁梁；主主跨跨中設計特殊夾具連接主纜與加勁梁；主跨跨中設計一對相對的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及跨跨中設計一對相對的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及邊跨端部（端斜索）設計一對相對的短斜索。邊跨端部（端斜索）設計一對相對的短斜索。懸索橋的減振措施主要包括：縱向彈性支承，懸索橋的減振措施主要包括：縱向彈性支承，主纜在跨中與主梁主纜在跨中與主梁固接固接、抗風索、抗風索Great Belt錨碇處的液壓緩沖設備和中跨中央索扣懸索橋的設計懸索橋的設計結構特性要點結構特性要點 主纜主纜 主纜設計主要內容如下主纜設計主要內容如下l 幾何線形的確定：幾何線形的確定： 主纜中心線控制

50、點理論高程計算；主纜中心線控制點理論高程計算； 矢跨比的選擇矢跨比的選擇（1:91:11）； m時時,全橋剛度全橋剛度,主纜拉力主纜拉力。l 截面及預制平行鋼絲束布置截面及預制平行鋼絲束布置；空隙率約為；空隙率約為0.170.21左右，左右，備由著色觀察鋼絲和標準長度鋼絲各一根，沿索長全使用長備由著色觀察鋼絲和標準長度鋼絲各一根，沿索長全使用長度內不能有接頭，度內不能有接頭，2米左右布置定型強力膠帶。米左右布置定型強力膠帶。l 主纜無應力長度的計算主纜無應力長度的計算：主纜成橋態(tài)長度；一、二期恒載：主纜成橋態(tài)長度；一、二期恒載作用下的彈性伸長；自由懸掛狀態(tài)的伸長；無應力長度。作用下的彈性伸長；

51、自由懸掛狀態(tài)的伸長；無應力長度。懸索橋的設計懸索橋的設計主纜主纜主纜的重力剛度主纜的重力剛度 吊索及索夾吊索及索夾l 吊索：吊索：現(xiàn)代現(xiàn)代吊索索力計算吊索索力計算時應考慮加勁梁的荷載分配效應。設計時應考慮加勁梁的荷載分配效應。設計拉力的荷載組合為：恒載活載溫度效應制造誤差架設誤差拉力的荷載組合為：恒載活載溫度效應制造誤差架設誤差彎曲二次應力。安全系數(shù)取值在彎曲二次應力。安全系數(shù)取值在3.14.5 之間。之間。吊桿間距吊桿間距影響橋面影響橋面構造以及橋面系材料用量，一般為構造以及橋面系材料用量，一般為58米，最大可達米，最大可達25米以上。米以上。l 索夾：索夾： 螺栓預應力損失在螺栓預應力損失

52、在3050。 截面尺寸截面尺寸的設計：的設計：a.直徑的確定；直徑的確定；b.應力驗算：環(huán)向拉應力；圓周應力驗算：環(huán)向拉應力；圓周向彎曲應力；順橋向彎曲應力；主纜直徑平面的平均壓力。向彎曲應力；順橋向彎曲應力；主纜直徑平面的平均壓力。 螺栓的預應力損失螺栓的預應力損失：主纜受力變細、鍍鋅層蠕動、鋼絲變位；螺：主纜受力變細、鍍鋅層蠕動、鋼絲變位；螺栓時效；索夾變形；溫差等。栓時效；索夾變形；溫差等。 抗滑安全度：抗滑安全度：定期緊固螺栓；考慮了螺栓預應力損失后安全系數(shù)定期緊固螺栓；考慮了螺栓預應力損失后安全系數(shù)不應低于不應低于3。懸索橋的設計懸索橋的設計吊索吊索 加勁梁加勁梁（直接承受豎向荷載；

53、抵抗橫向風壓；抗震）（直接承受豎向荷載；抵抗橫向風壓；抗震）鋼桁梁：鋼桁梁：l 桁架設計桁架設計：沿跨度等高；腹桿多為加豎桿的三角形；桿：沿跨度等高；腹桿多為加豎桿的三角形；桿件多為四支角鋼和鋼板組成的件多為四支角鋼和鋼板組成的H型截面，較長桿件可為箱形型截面，較長桿件可為箱形截面；桁架間按剛度控制設計縱橫向聯(lián)結系。截面；桁架間按剛度控制設計縱橫向聯(lián)結系。l 節(jié)點二次內力節(jié)點二次內力的考慮：為了便于計算，假定桁架節(jié)點為的考慮：為了便于計算，假定桁架節(jié)點為鉸接，而實際結構在荷載作用下桁架的變形受到剛性節(jié)點鉸接，而實際結構在荷載作用下桁架的變形受到剛性節(jié)點的約束時要產(chǎn)生附加彎距。（附加彎距的大小于

54、交匯桿件的約束時要產(chǎn)生附加彎距。（附加彎距的大小于交匯桿件的剛度有關，當桿件高度小于長度的的剛度有關，當桿件高度小于長度的1/10時，可不考慮附時，可不考慮附加彎距引起的二次內力。）加彎距引起的二次內力。）懸索橋的設計懸索橋的設計加勁梁加勁梁 加勁梁加勁梁扁平鋼箱梁：扁平鋼箱梁： 設計計算內容：設計計算內容：l 鋼橋面板鋼橋面板（第一結構體系：梁體系；第二結構體系：（第一結構體系：梁體系；第二結構體系：橋面體系，按正交異性板理論計算；第三結構體系：橋橋面體系，按正交異性板理論計算；第三結構體系：橋面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間的

55、局部荷載由板傳給加勁肋，此項計算可略。）的局部荷載由板傳給加勁肋，此項計算可略。）l 箱形截面箱形截面的應力設計計算：彎曲正應力和剪力（對稱的應力設計計算：彎曲正應力和剪力（對稱荷載）；扭轉應力（偏心荷載、純扭轉、約束扭轉）。荷載）；扭轉應力（偏心荷載、純扭轉、約束扭轉）。懸索橋的設計懸索橋的設計加勁梁加勁梁 加勁梁加勁梁砼箱梁：砼箱梁：不多使用，適于不多使用，適于400800米。應為流線型全封米。應為流線型全封閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風性能良好；較大的閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風性能良好；較大的自重為主纜提供強大的初應力剛度，活載彎距與撓度也減自重為主纜提供強大的初應力剛度，活

56、載彎距與撓度也減小。其小。其構造類同于斜拉橋構造類同于斜拉橋。 汕頭海灣大橋（主跨汕頭海灣大橋（主跨452米）。米）。結合梁：結合梁：混凝土橋面板與鋼梁共同工作，梁的截面中性軸混凝土橋面板與鋼梁共同工作，梁的截面中性軸較高，混凝土受到的應力較?。òㄘ搹澗嗨碌睦鞈^高，混凝土受到的應力較?。òㄘ搹澗嗨碌睦鞈Γ?。力）。 重慶朝陽大橋（主跨重慶朝陽大橋（主跨186米）米） 。懸索橋的設計懸索橋的設計加勁梁加勁梁 加勁梁的風洞試驗（節(jié)段模型風洞試驗）加勁梁的風洞試驗（節(jié)段模型風洞試驗）l 目的：目的：進一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動穩(wěn)進一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動穩(wěn)定性能。

57、定性能。l 改進措施：改進措施：混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側增設分流板；增設導風尖角或改變導風尖角的角度；在增設分流板；增設導風尖角或改變導風尖角的角度；在橫截面的四角增設導風附件，如翼板、轉折器等；在橋橫截面的四角增設導風附件，如翼板、轉折器等；在橋面上布置一定的格柵形透風孔。面上布置一定的格柵形透風孔。懸索橋的設計懸索橋的設計加勁梁加勁梁 橋塔：橋塔：多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。 設計步驟為：設計步驟為：l 計算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及計算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁

58、反力）及其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點的位移）；其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點的位移）；l 擬定截面。以剛度為大致標準擬定各構件截面及尺寸；擬定截面。以剛度為大致標準擬定各構件截面及尺寸；l 塔頂及塔基的加勁；塔頂及塔基的加勁；l 應力及屈曲驗算：順橋向及橫橋向（容許應力）；應力及屈曲驗算：順橋向及橫橋向（容許應力）；l 驗算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；驗算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；l 承載力驗算。承載力驗算。懸索橋的設計懸索橋的設計橋塔橋塔 鞍座鞍座塔頂主索鞍：塔頂主索鞍： 索鞍鞍槽索鞍鞍槽曲面的半徑曲面的半徑為主纜直徑的為主纜直徑的8倍以上（日規(guī)）；倍以上（日規(guī)）；

59、索槽形狀索槽形狀按繩股排列形狀設計，內設襯墊以增大主纜與按繩股排列形狀設計，內設襯墊以增大主纜與鞍座摩擦力；鞍座摩擦力； 大跨度懸索橋大跨度懸索橋主鞍座輥軸主鞍座輥軸在架梁過程中有用，成橋后固在架梁過程中有用，成橋后固定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設輥軸。定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設輥軸。懸索橋的設計懸索橋的設計鞍座鞍座 鞍座鞍座展束錨固索鞍：展束錨固索鞍：一般應設置在輥軸、搖軸或擺柱上。一般應設置在輥軸、搖軸或擺柱上。l 鞍座鞍座進口處進口處設圓槽以與主纜圓截面適配。設圓槽以與主纜圓截面適配。l 在錨跨一側的豎直方向將主纜各繩股分散開的在錨跨一側的豎直方向將主纜各繩股分散開的出口處出口處，鞍座應使具有，鞍座應使具有小偏角的上部繩股（在索鞍上支承于短區(qū)間）和具有大偏角的底部繩小偏角的上部繩股（在索鞍上支承于短區(qū)間）和具有大偏角的底部繩股（在長區(qū)間內支承）的延長線在上端匯交于一點，下端指向其錨固股（在長區(qū)間內支承）的延長線在上端匯交于一點，下端指向其錨固點。點。l 鞍座索槽（鞍槽）在縱向的鞍