钢桥 第三章 悬索桥.ppt

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,（suspensionbridge）,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100400m。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50150m。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,这座大桥也是聊城市第一座特大型桥梁，大桥桥体造型新颖，气势恢宏，两条25米高的拱肋如长虹卧波，极具时代气息。,通泰大桥位于张家口，是世界上跨度最大的下承式钢结构悬索拱桥主跨190米，国外同样桥型结构的2座大桥跨度仅为90米。国内第一例主梁为下承式钢结构悬索拱桥。此种受力方式的大桥世界上仅建成2座，一座在英国境内，一座在巴西境内。结构新颖别致，造型优美流畅，刚柔并济，极富韵律,第二节悬索桥的构造与设计,一、悬索桥的总体设计1、悬索桥的适用范围大跨度及特大跨度的公路桥，除了江苏苏通大桥（斜拉桥）跨径为1088m以外，悬索桥是目前跨径超过1000m的唯一桥型。若需要多跨，可以采用两套悬索桥串联。,南北备赞桥,二、悬索桥的优势（1）与拱桥相比悬索桥凭借柔性悬索使桥具有刚性，而拱是弯曲压杆，轴压力和弯矩都会使拱桥失稳。而悬索桥受拉的主缆不会失稳，且拉应力均匀分布于主缆截面，可以充分利用钢材。（2）与斜拉桥相比斜拉桥采用悬臂法施工，在跨中合龙，施工周期较长