第5篇第3章懸索橋

Chapter3

第三章

SuspensionBridge

懸索橋長江大學(xué)教學(xué)課件（黃文雄）BRIDGEENGRG

PARTII本章主要介紹懸索橋，包含懸索橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、體系類型、總體布置、基本構(gòu)造等內(nèi)容。本章雖是本課程的介紹性章節(jié)，但應(yīng)注重知識點(diǎn)的深入理解！

3.1

懸索橋的組成與特點(diǎn)

3.2

懸索橋的結(jié)構(gòu)體系

3.3

懸索橋的總體布置

3.4

懸索橋的基本構(gòu)造

3.5

懸索橋的設(shè)計(jì)簡介

3.6

懸索橋的施工簡介

3.7

懸索橋的實(shí)例介紹本章內(nèi)容BRIDGEENGRG

PARTII組成：懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系，其主要構(gòu)成如下圖所示。成橋時(shí)，主要由主纜和主塔承受結(jié)構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)1、懸索橋的組成傳力途徑：橋面荷載經(jīng)加勁梁、吊桿傳給懸索,再由懸索傳至塔架和兩端的錨碇，故懸索為其主要的承重構(gòu)件。主纜是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)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(gòu)件。主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件；支承主纜的重要構(gòu)件。加勁梁是懸索橋承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)件，提供橋面和防止橋面發(fā)生過大的撓曲變形和扭曲變形，主要承受彎曲內(nèi)力。吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是連系加勁梁和主纜的紐帶。錨碇是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，將主纜中的拉力傳遞給地基。2、懸索橋各部分的作用3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)第一代懸索橋：采用天然材料修建，后期也采用了鐵索等，一般沒有吊桿或吊索，承重結(jié)構(gòu)與使用構(gòu)造合二為一，一般為柔性懸索橋；第二代懸索橋：開始采用了吊桿將橋面與主索分開；第三代懸索橋：形成了美式懸索橋體系，主纜采用紡絲法，加勁梁采用桁架梁，橋塔以鋼塔為主；第四代懸索橋：形成了以流線形扁平鋼箱為主要特征的英式懸索橋。3、懸索橋的發(fā)展：四個(gè)階段3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)4、懸索橋的受力特點(diǎn)在豎向荷載作用下，荷載通過吊桿使纜索產(chǎn)生拉力，并傳遞到岸上巨大的錨碇上，錨碇受豎向和水平力；受拉主纜為主要承重構(gòu)件，不存在失穩(wěn)，材料性能利用率高；結(jié)構(gòu)簡單輕便，受力簡單明了，加勁梁受力小，建筑高度小，纖細(xì)美觀；成卷的鋼纜易于運(yùn)輸，在將纜索架設(shè)完成后，便形成了一個(gè)強(qiáng)大穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)，施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)相對較??；具有其它橋型無與倫比的特大跨度；也減少了下部結(jié)構(gòu)造價(jià)；錨碇大，柔性結(jié)構(gòu)，剛度小，變形與振動大，對動荷載要求較高；抗風(fēng)穩(wěn)定性差。（懸索橋風(fēng)毀）橋梁類型：懸索橋所在地：美國主跨：853.4米建成時(shí)間：1940年橋梁特色：懸索橋風(fēng)毀事故。1940年通車僅4個(gè)月美國塔科瑪海橋，被風(fēng)速僅為19m/s的風(fēng)吹毀→由此開創(chuàng)了大跨索橋風(fēng)振理論的研究和風(fēng)洞試驗(yàn)；美國塔科瑪海橋3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)懸索橋—風(fēng)毀實(shí)例1中跨扭轉(zhuǎn)2扭轉(zhuǎn)的嚴(yán)重程度：右側(cè)人行道比左側(cè)高8.5m3該開始破壞時(shí)，有一塊砼橋面掉入水中4第一輪破壞后的樣子5中跨破壞后，邊跨的松弛、下垂現(xiàn)象6橋剛倒塌后的照片F(xiàn)lash3.1懸索橋的組成與特點(diǎn)1940年11月7日上午11∶00

剛開通4個(gè)月的塔科瑪大橋（懸索橋）由于風(fēng)致振動而倒塌！??！3.2懸索橋的結(jié)構(gòu)體系按懸吊跨數(shù)分：獨(dú)塔雙跨橋單跨懸索橋三跨懸索橋多跨懸索橋聯(lián)袂懸索橋按結(jié)構(gòu)形式分：美國式吊橋英國式吊橋混合式吊橋帶斜拉索的吊橋

斜拉－懸吊混合體系橋按加勁梁支承構(gòu)造分：單跨兩鉸加勁梁吊橋三跨兩鉸加勁梁吊橋三跨連續(xù)加勁梁吊橋按有無加勁梁分：

柔性懸索橋

剛性懸索橋

剛性纜索體系懸索橋按錨固形式分：

地錨式

自錨式洞口淘金橋按主索形式分：單鏈?zhǔn)诫p鏈?zhǔn)?/p>

1997年建成的貴遵高等級公路烏江大橋，主跨288m，主梁為高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力薄壁箱梁，采用全截面纜吊預(yù)應(yīng)力懸拼施工，最大吊重為76噸，是世界首座吊拉組合橋。3.3

懸索橋的總體布置總體布置應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)特性：跨度比：0.3～0.5；單位橋長所需鋼材隨跨度比減小而增大;減小跨度比對結(jié)構(gòu)剛度與橋梁變形有利→特大跨度：0.2～0.4;垂跨比：垂跨比越大，整體剛度越小→1/12～1/10；寬跨比：中小跨徑橋梁≥1/20，懸索橋：1/60-1/40；高跨比：桁架式：1/180～1/70；鋼箱梁：1/400～1/300;加勁梁支承體系：三跨懸索橋主梁在橋塔處大多為非連續(xù)；梁高：鋼箱梁高寬比一般在1/11～1/7；主纜與加勁梁的連接：特殊情況時(shí)；吊索間距：跨徑80～200m吊橋，吊桿間距一般取5～8m；跨徑增大，吊桿間距也應(yīng)增大，有時(shí)達(dá)20m左右。3.4

懸索橋的基本構(gòu)造懸索橋的基本構(gòu)造：

主纜

吊索及索夾

主塔

錨碇

加勁梁

索鞍主纜

材料有效拉應(yīng)力大；拉伸延伸率??；彈模大；截面密度大；疲勞強(qiáng)度高、徐變?。怀衫|錨固及防銹容易；價(jià)廉物美。

類型鋼絲繩主纜：鋼絞線繩、螺旋鋼絲繩、封閉式鋼絞線索等，適于600米以下；平行絲股主纜：采用空中繞線法——AS法或者預(yù)制絲股法——PS法），適于400米以上，是現(xiàn)代懸索橋主纜的主流結(jié)構(gòu)類型。大跨多采用耐疲勞的高強(qiáng)鋼絲，因?yàn)殇摻g線雖然施工方便，但彈模較低使結(jié)構(gòu)變形增大，截面形狀不易按照設(shè)計(jì)形狀壓緊，防腐較難，適于中小跨度。懸索橋的構(gòu)造——主纜

結(jié)構(gòu)形式雙面平行主纜（絕大多數(shù)）；單面主纜；空間主纜；復(fù)式主纜（雙鏈吊橋：朝陽大橋）。

截面形狀（六角形）尖頂形：將鋼絲索故在豎向排列，列間插放隔片有助于通風(fēng)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。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徑大。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(jī)操作時(shí)也較容易形成圓形截面。懸索橋的構(gòu)造——主纜方陣式主纜斷面施工中的主纜斷面懸索橋的構(gòu)造——主纜主纜編制方法AS法：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(dá)到一定數(shù)量后（可達(dá)400～500根）編扎成一根索股。鋼束股數(shù)較少，便于集中錨固，起吊設(shè)備輕便；架設(shè)主纜時(shí)抗風(fēng)較弱所需勞動力也較多。PS法：避免了鋼絲編成鋼絲束股的作業(yè)從而加快主纜的施工進(jìn)度，但要求大噸位的起重運(yùn)輸設(shè)備和拽拉設(shè)備來搬運(yùn)鋼絲束股。目前多采用61、91、127Φ5左右鋼絲，最重可達(dá)40噸。懸索橋的構(gòu)造——主纜AS法示意圖懸索橋的構(gòu)造——主纜主纜斷面AS法示意圖懸索橋的構(gòu)造——主纜主纜斷面（排列形式：尖頂型、平頂型）懸索橋的構(gòu)造——主纜主纜的防護(hù)（不可更換的主要受力構(gòu)件，必須防腐）銹蝕原因：架設(shè)期間水份進(jìn)入；防護(hù)完成后因主纜線形變化、溫度變化引起伸縮而導(dǎo)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(dǎo)致主纜濕度高而銹蝕。防護(hù)方法：施工期間鍍鋅鋼絲外涂底漆或者樹脂類，然后手工滿刮膩?zhàn)樱倮p繞鋼絲（退火鍍鋅Φ4鋼絲），最后作外涂裝。

改良措施：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。開空氣導(dǎo)入法：將除濕機(jī)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米左右），一般可維持相對濕度在40％以下。懸索橋的構(gòu)造——主纜吊索布置形式：豎直；傾斜（提高整體振動時(shí)的結(jié)構(gòu)阻尼值）。材料：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）。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絞而成。股心式：7股鋼絲束股扭絞而成，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(zhuǎn)方向相反。平行鋼絲索（PWS）：多根Φ5～7鍍鋅鋼絲外加PE套管。懸索橋的構(gòu)造——吊索及索夾索夾作用：剛性索夾與柔而松的主纜索體間的連接為不穩(wěn)定連接。依靠摩擦力來保證主纜在受拉產(chǎn)生收縮變形時(shí)也不致滑動。構(gòu)造：六邊形（中小跨）：少用；圓形：一對鑄鋼半圓構(gòu)件以高強(qiáng)螺栓相連接，依靠高強(qiáng)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(gòu)件之間留有一定空隙，以保證螺栓拉力，空隙內(nèi)填防腐料；索夾半圓內(nèi)表面加工后不能磨光。

騎跨式：索夾上半部有4各凸肋形成兩條凹槽；銷鉸式：下側(cè)半索夾下帶有耳式吊板供銷鉸連接用。懸索橋的構(gòu)造——吊索及索夾吊索與索夾的聯(lián)結(jié)方式（鋼絲繩）4股騎跨式：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，索夾分左右兩半。雙股銷鉸式：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，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。懸索橋的構(gòu)造——吊索及索夾吊索與主纜連接

4股騎跨式吊索與主纜連接

雙股銷鉸式

索箍

索夾圖為香港青馬橋橋塔材料：圬工（古老、小跨簡易）；鋼筋砼（框架式；實(shí)心矩形或者箱形）最高155米；鋼（框架式、桁架式；箱形、多格箱形、H形）。橋塔縱向結(jié)構(gòu)形式：搖柱塔（擺動式）：單柱塔下設(shè)鉸、塔頂索鞍固定于塔，適于小跨。柔性塔：一般為下端固定式，塔頂水平變位量相對較大，適于大跨。剛性塔：塔頂水平變位量相對較小，單柱或者A形，多用于多跨懸索橋的中間塔柱，縱向剛度較大，塔頂位移小從而減小加勁梁內(nèi)的應(yīng)力。懸索橋構(gòu)造——塔懸索橋構(gòu)造——塔橋塔橫向結(jié)構(gòu)形式：剛構(gòu)式（框架式）：單層或者多層門架，明快簡潔。桁架式：若干組交叉的斜桿與水平橫梁組成桁架，施工時(shí)稍顯困難?；旌鲜剑簝H在橋面以下設(shè)置交叉斜桿以改善受力和經(jīng)濟(jì)性能。塔柱橫向可豎直或者稍帶傾斜（斜柱式）或轉(zhuǎn)折點(diǎn)（折柱式），后兩者穩(wěn)定性能好且較為經(jīng)濟(jì)。

現(xiàn)代認(rèn)為鋼筋砼剛構(gòu)式橋塔是懸索橋的橋塔最佳選擇。懸索橋構(gòu)造——塔柱截面形式錨碇：用于地錨式懸索橋基本組成：主纜的錨碇架及固定裝置、錨塊、錨塊基礎(chǔ)?；痉诸悾褐亓κ藉^碇、隧道式錨碇、巖錨。重力式錨碇：依靠錨塊自重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(cè)壁的）或者嵌固阻力來抵抗。前錨式：主纜采用PS法施工時(shí)的纜索錨固方式，支承（定位）鋼構(gòu)架與傳力鋼構(gòu)架的結(jié)合。后錨式：主纜采用AS法施工時(shí)的纜索錨固方式，鑄鋼索靴與眼桿的結(jié)合?，F(xiàn)代預(yù)應(yīng)力錨拉工藝：近期已經(jīng)陸續(xù)取代前兩者。懸索橋構(gòu)造——錨碇懸索橋構(gòu)造——錨碇隧道式錨碇（巖洞式）：主纜散開后各索股通過巖洞中的混凝土錨塊內(nèi)埋設(shè)的錨梁與拉桿的伸出端連接，并利用預(yù)應(yīng)力工藝調(diào)整松緊。巖錨（巖孔錨）：各索股先分散在各個(gè)巖孔內(nèi)（每股一個(gè)孔），最后再進(jìn)入錨固室。主纜經(jīng)散索鞍轉(zhuǎn)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(nèi)的錨板上，各鋼桿與插放在各鉆孔內(nèi)的后張力筋連接，力筋最后在錨固室內(nèi)張拉后防腐。重力式錨碇外觀圖青馬大橋錨碇索靴當(dāng)主纜在錨碇前墻處需要展開成絲股并改變方向時(shí)，則需設(shè)置主纜支架。主纜支架可以設(shè)置在錨碇之外，也可以設(shè)置在錨碇之內(nèi)。主纜支架主要有三種形式：鋼筋混凝土剛性支架、鋼制柔性支架及鋼制搖桿支架。懸索橋構(gòu)造——錨碇特殊錨碇多跨懸索橋的共用錨墩三角形空腹構(gòu)架式重力錨平板式重力錨軟土層中的深基礎(chǔ)重力錨懸索橋構(gòu)造——錨碇三角形空腹構(gòu)架式重力錨丹麥大海帶橋鋼桁架的橫截面：雙層公路橋面鋼桁架梁公鐵兩用的雙層橋面鋼桁架梁單層橋面鋼桁架梁流線型閉合式桁架箱梁——香港青馬大橋鋼桁架加勁梁的特點(diǎn)：通透梁體，抗風(fēng)穩(wěn)定性好；空間桁架結(jié)構(gòu)，抗扭剛度較大；不易產(chǎn)生顫振、抖振和渦激共振。懸索橋構(gòu)造——加勁梁鋼箱梁的特點(diǎn)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(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，利于焊接，同時(shí)，正交異性板具有很高的承載力，截面設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。為提高梁體抗失穩(wěn)能力，縱向每隔一定間距設(shè)置框架橫聯(lián)或橫向聯(lián)結(jié)系，相鄰兩橫聯(lián)之間可加設(shè)橫向加勁肋，支座處橫聯(lián)更應(yīng)加強(qiáng)；為保證翼緣板及腹板屈曲穩(wěn)定，受壓區(qū)架設(shè)縱向加勁肋(多為閉口縱肋：抗扭剛度大；屈曲穩(wěn)定好；外側(cè)貼角焊縫長度減少一半)，連續(xù)貫通的縱肋可作為翼緣板截面的一部分予以計(jì)算。

懸索橋構(gòu)造——加勁梁鋼箱梁內(nèi)部構(gòu)造鋼箱梁的橫截面：扁平棱形鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的扁平棱形鋼箱梁流線型鋼箱梁增設(shè)抗風(fēng)分流板的流線型鋼箱梁懸索橋構(gòu)造——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(dǎo)流穩(wěn)定措施才能滿足要求。加勁梁寬達(dá)60.4m，由3個(gè)縱向的鋼箱、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5m。橫梁間距30m，縱向箱梁凈跨徑26m。主跨的寬跨比為1/54.6。能夠經(jīng)受高于216Km/h的大風(fēng)；公路平臺能夠承受大于140,000輛/天的交通量；雙線鐵路允許通過列車200輛/天。

（3300米方案）鋼箱加勁梁橫截面Messina海峽大橋箱型加勁梁截面構(gòu)造混凝土加勁梁的橫截面：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

在總用鋼量上稍有減少，抗風(fēng)、變形（剛度）較好，流線型梁體外形美觀、養(yǎng)護(hù)容易；但總造價(jià)偏高，施工架設(shè)膠南、工期長，抗震性及適應(yīng)性較差，吊索及索夾工作量加大。

汕頭海灣大橋：單箱三室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土板梁懸索橋構(gòu)造——加勁梁汕頭海灣大橋（452米）砼箱加勁梁橫截面

加勁梁的橋面構(gòu)件：鋼筋混凝土橋面板鋼橋面板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、防水性。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(jié)層與防水層。懸索橋構(gòu)造——加勁梁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）

2）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SMA）（日本）

3）上、下層分別采用不同粒徑石料的SMA（中國）

4）單層環(huán)氧瀝青混凝土（美國）重點(diǎn)是確定鋪裝層結(jié)構(gòu)形式和厚度。一般：單層3.5～5cm，雙層6.5～8cm。懸索橋構(gòu)造——加勁梁索鞍（鞍座）支承主纜的支承件或配件類型：塔頂主索鞍；支架副索鞍：邊跨靠近岸端的墩架或鋼排架的頂部，改變主纜在豎平面內(nèi)的傾角。也可不設(shè)。展束錨固索鞍：多設(shè)置在橋臺上，使構(gòu)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(dǎo)引各索股入錨固部分。懸索橋構(gòu)造——索鞍展束錨固索鞍（散索鞍）香港青馬橋主索鞍江陰主索鞍3.5

懸索橋的設(shè)計(jì)簡介懸索橋的設(shè)計(jì)簡介：

總體設(shè)計(jì)

主纜

吊索及索夾

加勁梁

主塔

索鞍

錨碇支座懸索橋計(jì)算基本理論：靜力彈性理論的計(jì)算方法撓度理論的計(jì)算方法有限位移理論及數(shù)值法懸索橋計(jì)算基本理論：動力自由振動：強(qiáng)迫振動：車振、風(fēng)振、地震懸索橋抗風(fēng)問題：懸索橋的設(shè)計(jì)懸索橋的總體設(shè)計(jì)

適用范圍

1000米以上幾乎是唯一可選橋型；300～1000米之間采用砼加勁梁也可與斜拉橋競爭。

與其它大跨度橋梁的比較選擇拱橋：主拱是壓彎構(gòu)件，過大的軸力和彎距會使其失穩(wěn)，材料強(qiáng)度很難發(fā)揮；拱質(zhì)量中心較高，不利于抗震；施工抗風(fēng)難。斜拉橋：受壓彎的加勁梁在跨度很大時(shí)恒載壓力巨大，截面尺寸勢必加大；跨度較大時(shí)剛度較好；施工抗風(fēng)難。

主纜

主纜設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下

幾何線形的確定：主纜中心線控制點(diǎn)理論高程計(jì)算；矢跨比的選擇（1:9～1:11）；

m↓時(shí),全橋剛度↑,主纜拉力↑。

截面及預(yù)制平行鋼絲束布置；空隙率約為0.17～0.21左右，備由著色觀察鋼絲和標(biāo)準(zhǔn)長度鋼絲各一根，沿索長全使用長度內(nèi)不能有接頭，2米左右布置定型強(qiáng)力膠帶。

主纜無應(yīng)力長度的計(jì)算：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(yīng)力長度。懸索橋的設(shè)計(jì)——主纜

吊索及索夾

吊索：現(xiàn)代吊索索力計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮加勁梁的荷載分配效應(yīng)。設(shè)計(jì)拉力的荷載組合為：恒載＋活載＋溫度效應(yīng)＋制造誤差＋架設(shè)誤差＋彎曲二次應(yīng)力。安全系數(shù)取值在3.1~4.5之間。吊桿間距影響橋面構(gòu)造以及橋面系材料用量，一般為5～8米，最大可達(dá)25米以上。

索夾：螺栓預(yù)應(yīng)力損失在30％～50％。

截面尺寸的設(shè)計(jì)：a.直徑的確定；b.應(yīng)力驗(yàn)算：環(huán)向拉應(yīng)力；圓周向彎曲應(yīng)力；順橋向彎曲應(yīng)力；主纜直徑平面的平均壓力。

螺栓的預(yù)應(yīng)力損失：主纜受力變細(xì)、鍍鋅層蠕動、鋼絲變位；螺栓時(shí)效；索夾變形；溫差等。

抗滑安全度：定期緊固螺栓；考慮了螺栓預(yù)應(yīng)力損失后安全系數(shù)不應(yīng)低于3。懸索橋的設(shè)計(jì)——吊索

加勁梁扁平鋼箱梁：設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：

鋼橋面板（第一結(jié)構(gòu)體系：梁體系；第二結(jié)構(gòu)體系：橋面體系，按正交異性板理論計(jì)算；第三結(jié)構(gòu)體系：橋面板是支承在加勁肋上的連續(xù)各向同性板，作用在肋間的局部荷載由板傳給加勁肋，此項(xiàng)計(jì)算可略。）

箱形截面的應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算：彎曲正應(yīng)力和剪力（對稱荷載）；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（偏心荷載、純扭轉(zhuǎn)、約束扭轉(zhuǎn)）。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁

加勁梁砼箱梁：不多使用，適于400～800米。應(yīng)為流線型全封閉式整體箱形截面，抗扭剛度大，抗風(fēng)性能良好；較大的自重為主纜提供強(qiáng)大的初應(yīng)力剛度，活載彎距與撓度也減小。其構(gòu)造類同于斜拉橋。汕頭海灣大橋（主跨452米）。結(jié)合梁：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(yīng)力較?。òㄘ?fù)彎距所致的拉伸應(yīng)力）。重慶朝陽大橋（主跨186米）。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁

加勁梁的風(fēng)洞試驗(yàn)（節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)）

目的：進(jìn)一步改善加勁梁的基本截面，提高其氣動穩(wěn)定性能。

改進(jìn)措施：混凝土橋面板與鋼梁共同工作橫截面兩側(cè)增設(shè)分流板；增設(shè)導(dǎo)風(fēng)尖角或改變導(dǎo)風(fēng)尖角的角度；在橫截面的四角增設(shè)導(dǎo)風(fēng)附件，如翼板、轉(zhuǎn)折器等；在橋面上布置一定的格柵形透風(fēng)孔。懸索橋的設(shè)計(jì)——加勁梁

橋塔：多為底部固定的柔性（框架、鋼桁架）塔柱。

設(shè)計(jì)步驟為：計(jì)算作用于塔的外力（塔頂豎直反力及加勁梁反力）及其位移（塔頂水平位移及加勁梁反力點(diǎn)的位移）；擬定截面。以剛度為大致標(biāo)準(zhǔn)擬定各構(gòu)件截面及尺寸；塔頂及塔基的加勁；應(yīng)力及屈曲驗(yàn)算：順橋向及橫橋向（容許應(yīng)力）；驗(yàn)算腹桿及橫系梁截面，多為橫橋向控制；承載力驗(yàn)算。懸索橋的設(shè)計(jì)——橋塔

鞍座塔頂主索鞍：索鞍鞍槽曲面的半徑為主纜直徑的8倍以上（日規(guī)）；

索槽形狀按繩股排列形狀設(shè)計(jì)，內(nèi)設(shè)襯墊以增大主纜與鞍座摩擦力；大跨度懸索橋主鞍座輥軸在架梁過程中有用，成橋后固定于塔頂；柔性塔柱的主索鞍下可不設(shè)輥軸。懸索橋的設(shè)計(jì)——鞍座

錨碇主纜與錨塊的連接：繩股由一連串錨桿傳至錨塊后部的錨梁上。用可以調(diào)節(jié)長度（索靴與螺桿間）的螺桿代替前文的錨桿。利用后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絲束，將主纜繩股力傳至錨塊。在混凝土端面處，通過座板使螺桿與預(yù)應(yīng)力筋連接來傳力。主纜采用預(yù)制平行絲股時(shí)，直接通過繩股的錨頭將主纜拉力傳至錨塊。懸索橋的設(shè)計(jì)——錨碇

錨碇錨碇的計(jì)算（容許應(yīng)力法）：基本要求：錨碇不發(fā)生沉降、滑移和轉(zhuǎn)動。剛體，在主纜水平分力下不會滑移。豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過地基土的容許壓應(yīng)力，即不會沉降和轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)代對錨碇的計(jì)算分析更為復(fù)雜：穩(wěn)定、基礎(chǔ)長短期變位、抗震等動態(tài)分析。

錨碇問題難點(diǎn)在施工方面。懸索橋的設(shè)計(jì)——錨碇

支座（基本要求：能夠承受正、負(fù)反力。）搖軸式：

固定支座：上搖座、下?lián)u座、銷子；

活動支座：在下?lián)u座下加一排輥軸，有負(fù)反力時(shí)輥軸兩側(cè)設(shè)固定塊件與底板焊牢。連桿式：兩端有鉸的連桿，縱向位移及轉(zhuǎn)動自由，約束豎直位移及扭轉(zhuǎn)。下承式時(shí)，連桿一端支承下弦桿；上承式時(shí)：連桿從上面吊起下弦桿（上端通過螺栓與塔柱內(nèi)伸出的牛腿相聯(lián)，下端與加勁梁下弦桿端節(jié)點(diǎn)相聯(lián)）。減震橡膠支座：長大懸索橋使用的新型支座。懸索橋的設(shè)計(jì)——支座弧形鋼支座適用范圍：跨徑1020m構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷孔），在下墊板上焊以齒板（或銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對水平位移安裝要點(diǎn)其它鋼支座其它鋼支座QGZ球型鋼支座連桿支座3.6

懸索橋的施工簡介懸索橋的施工簡介：基本施工步驟主纜架設(shè)加勁梁的安裝注：施工動畫懸索橋施工工序懸索橋引導(dǎo)索架設(shè)懸索橋施工貓道1.基本施工步驟

先修建基礎(chǔ)、錨碇、橋塔；利用橋塔架設(shè)施工便道（稱為貓道）；通過貓道來架設(shè)主纜；安裝吊索、拼裝加勁梁。2.主纜架設(shè)（1）準(zhǔn)備工作：安裝吊機(jī)、各種鞍座、絞車及轉(zhuǎn)向設(shè)備。（2）架設(shè)導(dǎo)索（3）架設(shè)拽拉索和貓道（4）架設(shè)主纜（5）安裝吊索韋拉扎諾橋的送絲工藝示意貓道、牽引索和支承索示例架設(shè)導(dǎo)索的兩種方法3.加勁梁的安裝兩種方案：1.從跨中向橋塔附近推進(jìn)2.從橋塔向跨中推進(jìn)方案一方案二3.7

懸索橋的實(shí)例介紹貓道施工貓道施工貓道施工江陰橋貓道編纜緊纜機(jī)緊纜加勁鋼箱梁的架設(shè)3.7

懸索橋的實(shí)例介紹江陰長江大橋主橋總體布置圖

3.7

懸索橋的實(shí)例介紹江陰長江大橋主橋總體布置圖(錨碇)

3.7

懸索橋的實(shí)例介紹廈門海滄大橋總體布置圖3.7

懸索橋的實(shí)例介紹懸索橋的實(shí)例介紹：

橋梁賞析—懸索橋（古代篇）

橋梁賞析—懸索橋（現(xiàn)代篇）我國西南地區(qū)山高林密，坡陡谷深，早就建有懸索吊橋，迄今至少有三千年左右的歷史；早期以竹、藤為懸索和吊索，稱為竹索橋或藤索橋；春秋戰(zhàn)國時(shí)期擁有冶鐵、鍛鐵技術(shù)之后，逐漸以鐵鏈作為懸索和吊索，稱為鐵鏈橋；這類橋是現(xiàn)代斜索橋和斜拉橋的原始橋型。橋梁賞析—懸索橋（古代篇）橋梁賞析—懸索橋（古代篇）云南永平縣霽虹橋（鐵索橋）是中國現(xiàn)存最古、最寬、鐵索最多的鐵索橋；位于瀾滄江上，位于通往印度、緬甸的千年古道上；橋凈跨57.3m，全長113.4m，橋?qū)?.1m；橋底有索16根，左右欄桿共2根。橋梁賞析—懸索橋（古代篇）建于公元1705年，跨越大渡河，是鐵索橋中現(xiàn)存制作最精良的一座；橋凈跨100m，橋?qū)?.8m，上鋪木板；底索9根，每根索長約128m，兩側(cè)各有2根欄桿索；兩岸石砌橋臺，用臺身自重來平衡鐵索的拉力。四川瀘定橋（鐵索橋）返回懸索橋—武漢陽邏長江大橋方案位于武漢市東北郊，上游距武漢關(guān)約30公里；北岸為新洲區(qū)陽邏街，南岸為洪山區(qū)向家尾村；全長10公里，由2.7公里長主橋，7.3公里長接線及一處互通式立交構(gòu)成；初步設(shè)計(jì)共有：三塔懸索橋、單跨懸索橋、三塔斜拉橋三個(gè)橋型方案，經(jīng)綜合比較最后選定主跨1280m單跨懸索橋；其主塔結(jié)構(gòu)為“剪刀撐”型，南北兩座主塔分別高達(dá)177米和164米，形式新穎美觀，為國內(nèi)首創(chuàng)；有別于武漢其他的四座跨江大橋，陽邏大橋是武漢唯一的一座懸索橋。橋梁賞析—懸索橋（現(xiàn)代篇）武漢陽邏長江大橋施工方案武漢陽邏長江大橋上構(gòu)施工新橋型—錢江九橋（方案介紹）又稱江東大橋，位于杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（下沙）和蕭山區(qū)河莊鎮(zhèn)之間，西起經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)高教2號樓與11號路交叉口，東至蕭山江東工業(yè)區(qū)濱江2號路東側(cè)，全長4332m，其中橋梁范圍長3520m，跨江橋梁2248m，兩側(cè)引橋1272m，全橋總投資18.9億元。橋梁結(jié)構(gòu)為自錨式懸索橋和預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁組合體系，主橋?yàn)閮勺鶓宜鳂颍?3+260+83m）和一座剛構(gòu)橋（91.5+160+91.5m）組成。橋梁賞析—懸索橋（現(xiàn)代篇）新橋型—錢江九橋（方案介紹）大橋設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為