悬索桥演示 (3).ppt

初步确定索断面： 吊杆：,考虑强度 吊杆间距，梁自重 g，活载 p，梁截面深 d 每对受荷载 ，此外还受一均布于30d 长度上的总值为p 的力（吊杆数30d/） 其拉力 (3.26) 截面积 (3.27),受荷载 p，g，gcb 及跨中集中力 p。设主跨 主缆张力水平投影hm，见 fig. 3.26， 由左半跨对左支点力矩平衡有 (3.28),主缆：,（塔顶处）总拉力 (3.29),因 ，令 ，则 (3.30) fig. 3.27：边跨主缆拉力 (3.31) (3.32),主缆线形：主跨 由式（2.18）,(3.33),索用钢量 考虑对称三跨，见 fig. 3.28：,ba,km,ka,km+ja,边跨 由式(2.18)，la代替2a，并考虑倾斜,(3.34),a、主跨吊杆用钢量：式(3.26),（用膜代替吊杆） (3.35),y,b、2个边跨吊杆： c、主跨主缆：式(3.30) (3.33) （一阶taylor展开） (3.36),(3.39),d、边跨主缆：式(3.32)，(3.34)及一阶taylor展开,(3.40),见 fig. 3.29 在恒载下塔的设计应力 屈服内力， 风及活载引起的塔应力,塔用钢量,塔内力：平衡条件： 等应力 塔顶 塔用钢量： (3.41),故,(3.42),由(3.33),(3.34),索系+塔总成本 、 索、塔单位重量钢材价格。,最优塔高,取 为 时的造价，则 与 之间的关系见 fig. 3.30，可见 时，总成本最小。,pylons,cables+hangers,km/lm,单独优化索系可得 ，表明塔的用 钢量优化使 降至 60%。 但单价比 影响不大： 见fig. 3.31。,当 时，,km/lm,，索重的比例 ， 因而 纯索，见 fig. 3.32。,km/lm,pylons,cables+hangers,跨度影响,比较不同跨度的悬索桥 fig. 3.33 若l2 = nl1 则 qgirder2 = nqgirder1 由式（3.29）可推出，qanchor2 nqanchor1 由式（3.36）可推出，qcable2 n2qcable1 由式（3.42）可推出，qpylon2 n2qpylon1,l,确定apl, acb时考虑与不考虑索自重导致的差别迅速，table. 3.1,以1000 m 跨桥考虑索自重时梁、索、塔用钢量与（不考虑索自重）时之比为单位，不同跨度下，索自重的影响,结构系统 悬索桥,理想地理条件下可用单跨桥如2nd bosporus桥（fig. 3.34）,一般为三跨桥（fig. 3.3641）,短边跨 la/lm 0.5 george washington(0.170.19), akashi(0.48), tagus、brooklin(0.59),tagus river bridge fig. 3.39,brooklyn bridge fig. 3.41,la/lm = 0.5的桥最美。多数悬索桥对称，humber，青马（fig. 3.42）kuroshima (fig. 3.43) 均不对称，由于岸边地形影响，影响了美观。,金门桥 (fig. 3.44) 宁可铲平山头也要对称。,长边跨时，有时需加副塔 (fig. 3.45)，使锚錠放到更远的地方，以减低主缆进入锚锭的高度。从而减少锚锭的倾覆力矩，并减小锚锭体积，降低造价。代价是主缆加长，施工复杂化，过低的主缆可能影响航道。,短边跨时，主缆中点与加劲梁纵向固结(梁扣)可显著减小非对称荷载时的挠度（短边跨），但此时若加劲梁一侧为固定支座，则温度影响增大。(fig. 3.47，fig. 3.48),fixed hinge,(fig. 3.50) 的液压对中 装置，只约束不对称运动，不产生温度应力。但管道太长。,(fig. 3.51)是great belt桥上用的液压 buffer， 只约束快捷运动（风、交通），没有管子。 severn桥曾用斜吊杆来增大阻尼（全焊钢结构阻