悬索桥结合工程实例总体介绍（湖南吉首矮寨悬索大桥）

1、悬索桥结合工程实例总体介绍（湖南吉首矮寨悬索大桥）概述 悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。结构 悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，许多桥梁使用这种结构方式。现代悬索桥，是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，当今大跨度桥梁全采用此结构。是大跨径桥梁的主要形式。 悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件

2、的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。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、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，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。1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。特点 相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以

3、在比较深的或比较急的水流上建造。 悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。 悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断，悬索桥不宜作为重型铁路桥梁。 悬索桥的塔架对地面施加非常大的力，因此假如地面本身比较软的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵。 悬索桥的悬索锈蚀后不容易更换。 世界上的悬索桥（世界排名）排名桥梁名称国家建成年份主跨(m)1明石海峡大桥日本199419912舟山西堠门大桥中国200916503大伯尔特桥丹麦199816244李舜臣大桥韩国201215455润扬长江大桥中国200514906南京长江四桥中国201214187亨

4、伯尔桥英国198114108江阴长江大桥中国199813859香港青马大桥中国1997137710哈当厄大桥挪威20131310序号桥名 主跨跨径建成时间所在地1明石海峡大桥 1991m 1998年日本2舟山西堠门大桥1650m 2009年 中国浙江3大伯尔特桥 1624m1998年 丹麦4 润扬长江大桥 1490m 2005年中国江苏5南京长江四桥 1418m2012年 中国江苏6亨伯尔桥 1410m1981年英国7江阴长江大桥 1385m 1999年中国江苏8香港青马大桥 1377m1997年中国香港9韦拉扎诺桥 1298m1964年 美国10金门大桥 1280m 1937年美国至2010

5、年至2014年世界上的悬索桥明石海峡大桥（日本）主跨1991m世界上的悬索桥舟山西堠门大桥（中国浙江）主跨1650m世界上的悬索桥大伯尔特桥（丹麦） 主跨1624m世界上的悬索桥李舜臣大桥（韩国） 主跨1545m世界上的悬索桥润扬长江大桥（中国江苏） 主跨1490m世界上的悬索桥南京长江四桥（中国南京） 主跨1418m世界上的悬索桥亨伯尔桥（英国） 主跨1410m世界上的悬索桥江阴长江大桥（中国） 主跨1385m世界上的悬索桥香港青马大桥（中国香港） 主跨1377m世界上的悬索桥哈当厄大桥（挪威） 主跨1310m世界上的悬索桥金门大桥（美国） 主跨1280m矮寨悬索大桥 矮寨特大悬索桥位于湖南

6、省湘西州吉首市矮寨镇境内，距吉首市区约20公里，是国家重点规划的8条高速公路之一长沙至重庆通道湖南段吉（首）茶（峒）高速公路中的重点工程。工程为双层公路、观光通道两用桥梁，四车道高速公路特大桥。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，全长1073.65m，悬索桥的主跨为1176m，创造了四项世界第一，极大地改善湘渝两省市的交通现状，对两省市乃至中西部的对接具有极其重要的意义。 矮寨悬索大桥项目启动预算7.9亿元，实际完工造价15亿元。矮寨大桥创四个世界第一一是大桥主跨1176米，跨峡谷悬索桥，创世界第一。二是首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案，创世界第一。三是首次采用轨索滑移法”架设钢桁梁，创世界第

7、一。四是首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材，创世界第一。矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥矮寨悬索大桥设计概述工程名称： 长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路矮寨特大悬索桥设计单位：湖南省交通规划勘察设计院技术标准： 1.桥梁跨越山谷，桥面设计标高与地面高差达330m左右，峒河历史最高洪水位：H=236.78m。 2.主线全线采用双向四车道高速公路标准：设计车速为80km/h，路基宽度24.5m。采用塔梁分离式悬索桥方案，本标段桩号为K14+000.00ZK15+073.65（YK15+072.53），全长约1073.65m，

8、悬索桥的主跨1176m。矮寨悬索大桥设计概述技术标准： 设计汽车荷载：公路 I 级 桥面坡度：纵坡 0.8%，横坡 2.0% 桥面宽度：0.5 m(防撞护栏)+11.0 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏)+ 0.5 m(中央分隔带)+ 0.5 m(防撞护栏)+11.0 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏),桥面全宽24.5 m 设计基 准 期：100年 设计安全等级：一级矮寨悬索大桥设计概述地形地貌说明（略）主要材料： 主缆：5.25mm镀锌高强纲丝，Ep=2.0 x105MPa，fpk=1670MPa 吊索：855SW+IWR、841SW+IWR镀锌钢丝绳，公称抗拉强度1870MPa 加

9、劲 梁：Q345C、Q345D 、Q235C 索鞍、索夹、高强螺栓：ZG275-485H 、ZG20SiMn、40CrNiMoA 1.混凝土：吉首岸索塔（C55）、茶洞岸索塔（C55）、主塔基础（C30）、桥台（C30）、桥面板（C40）、锚碇（C20、C30、C30微膨胀砼）。 2.预应力钢绞线：预应力钢绞线采用270级公称直径s15.2低松驰预应力钢绞线，其抗拉标准强度fpk =1860MPa，弹性模量Ep =1.95x105 MPa，技术标准必须符合”ASTM416-90”和”GB5224-95”中有关规定。矮寨悬索大桥设计概述 预应力粗钢筋采用JL32精轧螺纹钢筋，fpk =785MP

10、a，Ep =2.0 x105 MPa。技术标准必须符合“ASTM416-90”及相关规定。 技术标准必须符合“GB/T700-1988”的规定,选用的焊接材料应符合“GB/T5117-1995”和“GB/T5118-1995”的要求，并与所采用的钢材材质和强度相适应。 预应力锚具技术标准必须符合国标预应力筋锚具，夹片和联接器(GB/T14370-2000)，产品均须抽样检测，检验标准应符合国标及国际预应力协会后张法预应力体系验收和应用建议（FIB-1991）要求。 矮寨悬索大桥设计概述4.普通钢筋 （见设计说明）5.主缆、吊索（见设计说明）6.索夹、缆套（见设计说明）7.主、散索鞍（见设计说明

11、）8.钢桁加劲梁（见设计说明）矮寨悬索大桥结构设计（施工图）工程地质纵断面图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）桥型总体布置图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）桥型总体布置图（连续梁桥）段矮寨悬索大桥结构设计（施工图）桥型总体布置图（悬索桥段）矮寨悬索大桥结构设计（施工图）索塔剖面图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）悬索桥主跨部分剖面图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸锚锭总体布置图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）锚锭布平面图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸锚锭总体构造图1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸锚锭总体构造图2矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸锚锭一般构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）

12、吉首岸锚锭散索鞍支墩及连接部一般构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸锚碇前锚室一般构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）茶洞岸锚锭总体布置图1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）茶洞岸锚锭总体布置图2矮寨悬索大桥结构设计（施工图）茶洞岸锚锭总体构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）茶洞岸锚锭总体构造图2矮寨悬索大桥结构设计（施工图）锚固系统布置图1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）锚锭索股布置图4矮寨悬索大桥结构设计（施工图）锚锭锚固单元构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸索塔一般构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吉首岸索塔细部构造图（茶洞岸省略）矮寨悬索大桥结构设计（施工图）钢桁加劲梁标准断

13、面图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）钢桁加劲梁总体布置图1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）主桁架杆件分类图1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）钢桁加劲梁焊缝设计图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）钢桁加劲梁主桁上弦ZS1杆件一般构造矮寨悬索大桥结构设计（施工图）主桁架下弦ZX4杆件一般构造图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）钢桁加劲梁架设施工流程1矮寨悬索大桥结构设计（施工图）缆索系统总体布置图矮寨悬索大桥结构设计（施工图）主缆一般构造矮寨悬索大桥结构设计（施工图）索股构造及长度矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吊索一般构造矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吊索夹具构造矮寨悬索大桥结构设计（施工图）吊索减震架构造矮寨

14、悬索大桥施工方案一、首次采用塔梁完全分离结构。一般悬索桥设计中，塔与梁相接，但矮寨大桥索塔位置距悬崖边缘仅70-100米，下面即是数百米高的谷底，地形比较特殊。使用塔梁完全分离结构可以最大限度减少对山体的开挖，缩短钢桁梁长度，节省投资；实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。二、首次在悬索桥上使用大型岩锚吊索。由于选用了塔梁分离式悬索桥结构，使钢桁梁长度小于主塔中心距，主缆存在无吊索区，会出现吊索卸载应力为零的情况，且钢桁梁转角位移大，钢桁梁的上、下弦应力超标，需对钢桁梁作特殊设计。因而设计采用的是增加竖向锚固拉索方案，设竖向锚固拉索，通过预应力岩锚将其锚固于岩石上。矮寨悬索大桥施工方案矮寨大桥的

15、钢桁加劲梁包括钢桁架和桥面系。钢桁架由主桁架、主横桁架、上下平联及抗风稳定板组成。主桁架为带竖腹杆的滑轮式结构，由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆采用箱形截面，除支座处腹杆采用箱型断面外其余均采用工字型截面。主桁桁高7.5m，桁宽27m，节间长度7.25m。一个标准节段长度14.5m，由2个节间组成，在每节间处设置一道主横桁架。主横桁架采用单层桁架结构，由上、下横梁及竖、直腹杆组成，其中上下横梁采用箱形截面，腹杆均采用工字型截面。上、下平联均采用K形体系、箱型截面。矮寨悬索大桥施工方案加劲梁的架设采用轨索移梁法，轨索移梁法即利用大桥永久吊索，在其下端安装水平轨索，再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道，实现由跨中往两端节段拼装大桥的钢桁加劲梁。相对于桥面吊机拼装方案，轨索移梁方案可大大减少钢桁梁的高空拼装作业，既可节省工期和节约投资，又有利于保证施工安全及施工质量。三、首次采用碳纤维预应力索对岩锚底座进行锚固。将岩锚吊索所受的拉力传至地面岩体上，常规岩锚索预应力筋材采用钢绞线，矮寨大桥根据研究试验后采用