悬索桥及斜拉桥的分类、构造、受力特点及设计要点[详细]

1、悬索桥及斜拉桥,第一节 悬索桥及斜拉桥的分类及构造 第二节 悬索桥及斜拉桥的受力特点及设计要点,悬索桥的型式与结构组成,悬索桥（吊桥）是特大跨度桥梁的主要型式之一。 常见单跨和三跨（简支或连续）两种结构形式。 悬索桥由主缆、索塔、锚碇和加劲梁四部分组成。 主缆制造：AS法（空中送丝法）； PPWS法（预制束股法）,The Golden Gate Bridge,金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412公吨，由27000根钢丝绞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。,英国恒比尔大桥,于1981年建成，主跨为1410米,丹麦大海带桥,主跨1624米,日本明石海峡大桥,（主跨19

2、91米 ）,汕头海湾大桥,1991年12月17日，江泽民同志亲自为海湾大桥奠基并启动开工电钮；1995年12月28日江泽民同志出席了大桥通车典礼。,厦门海沧大桥（主跨648m）,1996年12月18日破土动工，主体工程于97年月份正式开工建设，全桥于1999年12月30，顺利通车。,香港青马大桥,主跨一三七七米 公铁两用桥,江阴长江大桥,建成于1999年，主跨1385米。是一座主跨径超过1000米的特大型桥梁，打破了“中国人不能建大跨度桥梁”的神话。,5月1日开通的润扬大桥 由北汊桥（斜拉桥）与南汊桥（悬索桥）两座桥拼接而成,南浦大桥 （1991）,该桥全长8346米，主桥长846米，主桥采用

3、双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥，主跨跨径423米,Oresund Bridge,Oresund桥是一座跨越了Oresund海峡的公铁两用桥，连接了丹麦首都哥本哈根和瑞典的城镇。这座桥有世界上最长的490米的斜拉桥主跨。全桥长7845米，近似的等于丹麦和瑞典之间的距离。 Oresund桥在2000年7月的一个星期五通车的。,Oresund Bridge,The main bridge，a harp cable-stayed bridge with two side spans,Ayunose Bridge （Japan 1990） 峡谷深140m，宽300m，总长390m，主跨200m,Ala

4、millo Bridge (Spain 1992),西班牙塞维利亚的Alamillo桥建于1992年，是世界上第一座大跨度无背索斜塔斜拉桥，主跨200m，桥宽32m。,Marian Bridge (the Czech Republic) span=123.3m，pylon=75m,Sunshine Skyway Bridge (USA 1987) span=366 m,Sunshine Skyway桥位于佛罗里达州，系独柱式单面索双塔斜拉桥。主跨365.76米，全长8851米，1987年建成通车。该桥最大特点是采用迎风面积较小的独柱塔和该桥所设的防撞设施。,Chesapeake&Delawar

5、e Canal Bridge (USA 1995) span=229 m,Chesapeake&Delaware Canal Bridge (USA 1995),Pylon and main span during construction,南京长江二桥南汊桥 南京长江二桥南汊主桥于1997年10月6日正式开工，于2000年7月9日全桥顺利合龙，主桥施工时间为2年9个月。是一座主跨628m，双塔、双索面钢主梁的斜拉桥。,多多罗大桥主跨为890米，总长是1480米，是世界上最长的斜拉桥。包括4条车道及自行车，轻型摩托车和行人的附加车道。 1999年建成通车。,南京长江第三大桥 世界上第一座“人”

6、字弧线形钢塔斜拉桥，2005年10月7日7日中午12时正式通车。主桥跨径648米。,一、悬索桥及斜拉桥的分类 二、悬索桥及斜拉桥的构造,第一节 悬索桥及斜拉桥的分类及构造,1、悬索桥 悬索桥（吊桥）是特大跨度桥梁的主要型式之一。 悬索桥由主缆、索塔、加劲梁和锚碇四部分组成。,一、悬索桥及斜拉桥的分类,按悬吊跨数分类：单跨悬索桥、三跨悬索桥、多跨（四跨、五跨）悬索桥。 按主缆的锚固方式分类：地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。 根据悬吊方式分类： （1）采用竖直吊索，用钢桁架作为加劲梁（美国式悬索桥）； （2）采用三角形的斜吊索，并以高度较小的扁平流线形翼状钢箱梁作为加劲梁（英国式悬索桥）； （3）混合

7、式悬索桥，采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作为加劲梁。 按支承结构分类：单跨两铰加劲梁悬索桥、三跨两铰加劲梁悬索桥、三跨连续加劲梁悬索桥,主要组成部分为主梁、索塔及拉索。 1）按索塔布置方式分：单塔式斜拉桥、双塔式斜拉桥、多塔式斜拉桥。 2）按主梁的支承条件分：连续梁式斜拉桥、单悬臂式斜拉桥、T形刚架式斜拉桥,2、斜拉桥,1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点 主缆(main flexible cable)：是悬索桥的主要承重构件 吊索的结构(sling)：是连接主缆和加劲梁的构件，它通过索夹把加劲梁悬挂于主缆上。 索夹(clamp)：是紧箍主缆索股并连接主缆与吊索的构件。 索鞍（saddl

8、e）：为主缆提供支承并使主缆平顺地改变方向构件。,二、悬索桥及斜拉桥的构造,加劲梁(stiffening girder) ：提供桥面直接承受荷载的梁体结构，防止桥面变形； 加劲梁的布置：双铰加劲梁简支体系和连续加劲梁的连续体系。 桥面：钢桥面和混凝土加劲梁桥面。 桥塔(bridge tower)：支承主缆的重要构件； 锚碇(anchorage)：主缆的锚固体,1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点,大缆以as法（空中送丝法）或ppws法（预制束股法）制造，美国、英国、法国、丹麦等国均采用as法，中国、日本采用ppws法。 塔架型式一般采用门式框架，材料用钢和混凝土，美国、日本、英国采用钢塔较多

9、，中国、法国、丹麦、瑞典采用混凝土塔。 加劲梁有钢桁架梁和扁平钢箱梁，美国、日本等国用钢桁架梁较多，中国、英国、法国、丹麦用钢箱梁较多。 锚碇有重力式锚碇和隧道锚碇，采用重力式锚碇居多。,拉索的布置：辐射式、竖琴式、扇式、星式 拉索的索面布置可用单面索或双面索；拉索必须用高强度的钢筋、钢丝或钢绞线制作。 塔柱 主要承受轴力没，除柱底铰支的辐射式斜索布置外，也要承受弯矩。 从桥梁的立面看，塔柱主要有独柱式、A形和倒Y形三种。 从桥梁的横断面看，塔柱主要有独柱型式、双柱式、门式、斜腿门式、倒V式、宝石式和倒Y式等。 主梁 斜拉桥常用的主梁形式，按静力体系分有连续梁、悬臂梁和悬臂刚构等。,2、斜拉桥

10、,密索斜拉桥Tatara,日本，1999年5月1日建成通车,其主跨长达890米, 主梁为P.C.与钢箱梁混合结构,密索斜拉桥Normandie,法国，1995年建成的主跨为856米,纵桥向造型,横桥向造型,塔、梁、墩的连接形式,漂浮体系 半漂浮体系 塔梁固结体系 刚构体系,漂浮体系,漂浮体系济南黄河桥,半漂浮体系,半漂浮体系青州大桥,塔梁固结体系,塔梁固结体系上海铆港大桥,刚构体系,刚构体系长沙湘江北大桥,一、悬索桥和斜拉桥的受力特点 二、悬索桥和斜拉桥的设计要点,第二节 悬索桥及斜拉桥的受力特点及设计要点,悬索桥的受力特点 悬索桥的活载和恒载通过吊索和索夹传递至主缆，再经过鞍座传至桥塔顶，经

11、桥塔传递到下部的塔墩和基础。 斜拉桥的受力特点 斜拉桥从塔柱上伸出并悬吊起主梁的高强度钢索起着主梁弹性支承的作用，从而大大减小梁内弯矩，使梁截面尺寸减小，减轻了主梁的重量，加大了桥的跨越能力。,一、悬索桥和斜拉桥的受力特点,塔柱承担锚固区传来的重力 主梁承担斜拉索水平力、承担活载弯矩 斜拉索将主梁承担的荷载传递到塔柱或基础,斜拉桥,1、悬索桥的设计要点 悬索桥的设计顺序一般可以分为两部分考虑；先考虑主缆及加劲梁的设计，然后根据已决定的主缆及加劲梁体系考虑桥塔的设计。 1）加劲梁：拟定悬索桥的形式、选择边孔与主孔的跨度比等； 2）主缆：确定主缆的垂跨比等 3）桥塔：确定桥塔的构架形式等,二、悬索桥和斜拉桥的设计要点,结构几何尺寸的确定 斜拉桥作为塔、梁、索组成的组合体系，进行设计时必