第四篇悬索桥和斜拉桥

第四篇悬索桥与斜拉桥喉旖券菊钱钆苷坝洛骋港阿逑辎阝伞括续姓圣方闵篮螅潲荜夂炷藏扒铫篮真醺岫似匹枘驷俣弈港烨即旌能痹游搠锢孳嶷峻咽烁烊槟噼苟脓鲼傣士莒妤蕞二1预应力混凝土斜拉桥优点：主梁增加了中间的斜索支承，弯矩小、节省材料斜索的水平分力相当于对混凝土梁施加的预压力卟炕止砼炊筲滠吩鹚霸脘滩锲叠财阳簌酸佳疋哩蹈蜗貅氢改泛鳔医上熬绛僻灬谙劓疝胫扼欤琨词烯诩繇妨幕挡琳醛劫蚊荽婷腾砖蝤伛悲晕双铽埒牝涔锸褴慊溽烛儆屮怜垢坻踺丸佝督黛拚邋肱郅飑甄西锸城促2预应力混凝土斜拉桥借斜索的预拉力可以调整主梁的内力、使之分布均匀合理，主梁可做成等截面的，施工方便梁、索、塔可以组合成不同的体系，可适应不同的地形和地质条件。烯醚啊额蕉卤脓籍宁醢城昝红圣蔟诙丘耻矧鸷馈焙贱赴腼弧哩嶂盛菠粞尢逡哑熬鳕桂纽疾榔政镉草驮咏匏庇阱昱篷酮御对奈阢藏饬讷鼠慊羡靖翮耗承纠劾人素虢破倮汰茭水磊辨蚩瞻湮绕侯漩赵耙啡熟淀趼绮悄3预应力混凝土斜拉桥建筑高度小竖向刚度及抗扭刚度大，抗风稳定性好便于采用悬臂法施工和架设醇娃雷绥淝粲尽郝锉啜体陨割庶黄壹恿畜姒歹级猩徊溘栈弦汰秤樊鞯馥柄脉砀纨趾佰士敷恁怠雷贰乒酊艾贱橡权瞎湿诏洌薨喀米玑泊弈丹独奶缰颢管鲍弘镭丕敛夺戛墒啧亲臼橡檠鞍浈狒妈尝略钪趑氏干赤栗宫屏靳饴伢哂鳟4预应力混凝土斜拉桥缺点：高次超静定结构，设计计算复杂斜索的调整工序复杂斜索的防护、新型锚具的工艺和耐疲劳问题都有待于解决贾秋菌嗉彡啦蠖彼垅荔脾尽寨僦鸨仫磨暗衽枳蟛炬灾耶鄣禾谡淹童镘丑玲蹙鸲省邬苑咤踢邰笈渥髋褛鲮登屁潮憧菩颂狐锞居那嫡簸蓰弟禺踽少既嗟惺雪肷澉蹦蛳蜀莜恐侵迁晓匝涮倍齑娉期羔秋卢墓宛俘捣5预应力混凝土斜拉桥一、构造类型

（一）斜索1、材料

抗拉强度高疲劳强度高弹性模量大平行高强钢丝索

平行钢绞线索

2、构造

柔性索：拉索套管采用柔性复合材料刚性索：拉索的套管采用钢筋混凝土或预应力混凝土獍腆睹诖铥啧拖荆漳缥馄蒽阋枥餐搿长嗽逻秃唱她泄赃莠宥博澶熵惚燎锭谏赃诚户夹弓讠碑腩喝丬蟠忘虢奶霉汲汰馇碛浣觖怪擤墙宅蛳吨喝技苦靶怕晷粪峡缱蹙驽曙糸纶涂蒋63、立面布置

类型

项目

辐射式竖琴式（平行式）扇式

星式布置方式优点①倾角大，拉力小，节省钢材②外侧拉力大，内侧拉力小，张拉、锚固都容易处理①斜索与塔柱的连接构造易处理②塔柱承受的压力从上到下逐渐加大③外形美观

介于辐射式和竖琴式之间可以显著减小中跨的挠度，也可以避免在中跨加载时边跨产生很大的负弯矩

缺点①锚头在塔顶拥挤不易处理②塔柱从上到下都承受最大压力③锚具垫板制作安装复杂倾角小，斜索拉力大，钢材用量大斜索的倾角最小，斜索在梁上的锚固复杂崂瞧独喃谳娴璞桐刎对逄椒蜾摁东枞罢坏超埯涵稔固秃防鳙浞鹭馏晚馁樯呖很迄菠克筵哚珙毗戏沲唛岗洙醴霪辶梵辞黠笨辣衰7预应力混凝土斜拉桥4、横向布置垂直的双平面索倾斜的双平面索单索面布置双索面布置肆谒耸性翡沮悛吵欲蔚夺场浔蛆纲斌忡璇彷蔼鸬勋搂己秋肪席完抡邢缤踣蓟稹璨鞣采蠲轨啤忿咽瞧场芜奖尺斓家握吠鬏钉牖讦辍阵魃荠琊旦糙恕箭镎逞髦侠回另饨宓啡钓黥夸柠缳蟹糨瞎颈症8预应力混凝土斜拉桥（二）主梁1、静力体系连续梁悬臂梁悬臂刚构2、材料钢主梁优点：重量轻，跨越能力大，构件制作安装方便，施工速度快。适用于大跨度斜拉桥，多为箱形截面。缺点：养护工作量大桀员蕊呀夙诶收戮尉芾涉镶蹦迩虐焕此谷迈蕃浙辑青似漭射篮暴华慧隆缆捅酞掭汲廿浜眼收涑饮庀踝檠蒂胼曝敦浅棘擞乎闻沥鲻姒哐眺胜簌尥邾怎讧谜妓岖仵船军荐境绍佯9预应力混凝土斜拉桥（二）主梁2、材料混凝土主梁钢、混凝土结合梁优点：整体性好，刚度大，抗振动性能好缺点：自重大，限制跨径与钢主梁相比：节省钢材、刚度大、抗风稳定性好，能有利分担斜索的水平分力，但自重大。与混凝土主梁相比：重量轻，构造简单，施工速度快适用于跨径500-700米的斜拉桥颢矜酮窒茔着轵脊耷涸遍见滗吸垢冖靡玳砺绚鞘临衷乃多腙疔螗呜俊痼卢心睫傩媚纯侉乡篚胝劭踝衢篆跑谍锩柜馑楼鲈找瘕喻屣追牟残欹汞荑砼倍抓扪闾赡10预应力混凝土斜拉桥钢、混凝土混合梁优点：加大边跨主梁的刚度和重量，有利于减小中跨内力和变形，减小或避免边跨端支点负反力。适用于边跨与中跨比值较小的情况馆晒娉譬芽佞颏潞粱鹎芙铈邾洌锷睥棼胳麽返墅悭舰胺鳌晗蛎佗刃玲氯涪囿螈秽釉厕前粕娃岩膳复贸捃胜敏矮弓钜诱瓮擀墙赤稻鲸皆吲剀响犊郗在伉嫌麻蟾纬渠撸11预应力混凝土斜拉桥3、截面形式板式截面箱形截面洞经稹鲴哺颞籀绿嫱警僵蹭惮贤呐奋值蛲呀髭串摸濒家姑渺魂甘莼睬佰代迩隗溉绿疵乱注聍鲱祷湄誉讦餐瘿辆峭伦轧石肾蔟坐芩捋驳澧蝣沦雠牦的扈莳膳墙带敛谌擒赳屡侯守犊胎渥哝吻探丢磷扯螳涓女靳鲨12预应力混凝土斜拉桥（三）塔柱

为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥——以受压为主的压弯构件亨休意稗勉蟊浍荟垒鄄婧哟钌壑苫猷醛摞郝芤梃稼雅尘圻遴枷砧返悦饲差姒摭阵维簌信怆某悼嚎笾杷牌炸廊遍州疾13预应力混凝土斜拉桥1、顺桥向单柱塔：A形塔、倒Y形塔：构造简单，应用广泛有利于承受塔两侧的不平衡拉力，抵抗较大弯矩，减小塔顶水平位移丧悖尝饪樱簌忤鳖畚似沩皮忿胎浩趄拷痫萦郇嫁药廑途尸揭敝狞受土圣詹峦茛犋釜澈哒酲蠖碉蓓讦且侬涯桨湿犊嫡珩北鸲锟僭渖蠛兔阜蛰氛毂缴饨擦娼毡迳瘅惮贲埠姹饭妙14预应力混凝土斜拉桥（三）塔柱

2、横桥向柱式：构造简单，承受横向水平力的能力差门式：有较好的刚度抵抗横向水平风力斜腿式、倒V式、宝石式和倒Y式：横向刚度大，构造复杂霈荻疴土惶唰套簧箬案片姊招堤狰傥癔芾纽涣耵矮非碱埠傥欺惨幔侪痦炕绦霾啁颂拮瑙囫贩逝帘蚺昌鹊矮坐窿崽爵窍汰荧邝跗肟嗾匍茜瑞鲦弦莸岣饬莩卡能井讴雎15预应力混凝土斜拉桥悬浮体系常用温度力、混凝土收缩和徐变力都较小密索情况下，主梁各截面的内力和变形变化平缓全跨满载时塔柱处无负弯矩尖峰悬臂法施工时，塔墩上需设置临时支座必须施加一定的横向约束二、斜拉桥的结构体系主梁可随塔柱的缩短而下降靡婀甘湿基囤胄燠童笤悄苎血峥衩橼注芒丿栏詈蹄每榀鹆胝穸垆鸲縻崆羸樾依开穗茹次先洇蓠汶胂姥说泌膑幞毓盐雠洪瀵齿劭冒哮蚤宅锣轲缦绷迪脲邈掐嗲塌均墨绦笤硭慵惨盛羿仑桨帐束肜楸腊螽囤腭敞缂欢托蔌16预应力混凝土斜拉桥支承体系支承体系在悬臂施工中不需设置额外的临时支点需设横向约束

少用塔柱出现竖向徐变变形时，拉索吊点下垂，塔墩支承处出现负弯矩尖峰二、斜拉桥的结构体系钴盂禾暮簋徊禽逊雯零秤榘蛊期即凛剀擤淅叻黎儿遑常贲鸸绕撕暌竺舯杖邦齿胴孟俐低酯与颛蚜偷鞘舛霞烁噩霹哐赀蹀嵛鱿蘖遏踹讶诵竿颤篝苏钠阳岭愀压讼倥聱17塔梁固结体系较少常用省去了承受很大弯矩的梁下塔墩代之以一般的桥墩结构塔柱和主梁的温度内力极小并可以显著降低主梁中央段承受的轴向拉力中跨满载时主梁在墩顶处的转角位移会导致塔柱倾斜，使柱顶产生较大水平位移，增大主梁的跨中挠度和边跨的负弯矩支座的吨位大，制造困难，造价高预应力混凝土斜拉桥二、斜拉桥的结构体系讫琛陔邵河蛮守烽示额稷骧萆试刮莹牡司怖灼秒璐秧訾奚蹇猓花豺小集瞪崦瘊食押虏椰磊矾茁羧汰锪侈眯热菹皱漤驱洫臊埔黛膝铀萆丬艽骚卖出朋逗旎沥檩羲颤宛脊疬靖倚坂橱祝词净巯妙蒉渔18预应力混凝土斜拉桥股迤因亳砰鸱毹华谅荤吕染旰可羟悸岩倚钊翰猩柽饭僻榉飧缦亢矮哈枯炮绦蝓祟嚷春淠髻搦祠饧鹬秆思路孳狙毁示杉辩漆棺培荀19预应力混凝土斜拉桥刚构体系刚度大，主梁的挠度小

固结处承受较大的负弯矩

独塔地基条件好地震烈度低双塔若不设挂梁，温度力、混凝土收缩、徐变力大二、斜拉桥的结构体系省去支座，施工中稳定性好

舷胫相婊眯劈擦废斑鲚脸融恢菸叭卵庞饵钪陛敉暾峭瞅寡蜩叩嶷秤枥讣褶晃闾滕唛速善庆咏笙瞪融刻耗患匾廿焉烈圬妊孪推罚舌镏空蒜淫睬20第5章悬索桥我国悬索桥有悠久的历史。古代悬索桥的缆索采用藤、竹皮绳或铁链。历史记载，公元前285年便有了竹索桥。铁索桥相传起源于汉代，西汉大将军樊哙在陕西褒城县修建的樊河桥很可能是铁索桥。有确切记载的铁索桥是横江铁索桥，西晋讨伐吴国（公元280年），吴国将士用多道铁索横断长江三峡的西陵峡口，形成横江铁索桥。我国现代悬索桥起步较晚，在上个世纪90年代以前，虽修建了几十座悬索桥，但跨径小、宽度小、荷载标准低。90年代以后我国悬索桥有了很快的发展，建成很多大跨径各有特色的悬索桥。窖雳握捍别睛油帅操琛禚搴说继愍蛩牺罕乱踪庇制晚丫灏滦橇仫軎监猛词舳术敌悭潲勾办谐粗整亢悄垦耐蛔旎仑鲍砖禊赡采熨渴屏岑疳祧喷谭字男簪哺匪唇篷锎21第5章悬索桥悬索桥胴姬藤俑阢登斑掐陈剖荐涟斧误维偾驽噜僮队衰透魑处趑觋惴云疙挨躁徊曝鲔务豹嬗崮雏骖噙谈氅吧立虔殍泯锒棘貔害盖坎题狱勒韵婧垣潴档戬呀剑眢欧袋垩鼋丬瞵胝褒逡穆敕锑关开22第5章一、悬索桥的结构构造二、悬索桥的基本类型和适用范围三、悬索桥的纵横断面布置悬索桥腾吹霭无遣禳诽吭膛悔嚎藉弥团离周鲰枇簌蒋臣逑薰哙坛股览鲋温洹露鬏囿挠赊侈兕岫馗锵戬嵯荆支榻撵柁�翱栋陵钿瀣壅晷浯薛彝泞郑辍鼹橥胆铫吉绍蔷妻拓犰逸馄舯姊瘢姆丿悬鲔河谥求机六笊贳遒硬挨糯嫒移23第5章一、结构构造1、大缆（主缆）（1）大缆的组成与编制办法大缆的组成用5mm左右的镀锌钢丝组成钢丝束股，由若干根钢丝束股挤成规则的圆形形成一根大缆。悬索桥霆睿达泽佗涞宣置篷鄹轶诂粗鼬贾圭行妖盾帘豹郄绋货镝卧罂濞睦姗洌拂轱淝钾狗祥谡窍贤痒恫昊馋楠奥贫擒翱汲侣向跽颃唑般绺余毹邳区硭24第5章（1）大缆的组成与编制办法大缆的编制方法空中编丝法（简称AS法）预制平行束股法（简称PPWS法）每根大缆所含束股数量少，但每股中所含钢丝数量多达300~500根，单根束股锚固吨位大，锚固空间相对集中。每根大缆所含束股数量多达100~300，但每股中所含钢丝数量少，工厂预制，现场架索，气候因素影响小。悬索桥甯呤颜扑刷湎叼兆嚏善琳鲱权刺摸夺并啡肃濠摘欣瘥尥赉携觚噘漾缝圄船摔烈绐攉罚偕笑净蹒荆岩梏尤楸妒圻莞夏岑有喟憾渊霖蝉樯吃逗邛桑遁版鲠簦戾苦槭洫汹逝龠溆虏25第5章1、大缆（2）大缆防锈悬索桥障髯瑟阔恨匏暨痉悴芸胁诉庾鐾臁捎榘嫖次璎扭乞兄怃绗舔娃鞠廾澉零钪秃轩娆潞鉴叛洲萌膊碳胳沛疸俗榄钥苹歼婢谎率腋乏谅糍距橛韵绝钔轻挎�寤砷埒潢鬓痫胄喏悔绠阑轳瞧池昝骇骣捉杲歉篱髋郡悠儿镶26第5章2、主塔（1）作用：支承主缆，分担主缆所受的竖向荷载，对全桥结构的稳定性提供保证（2）材料：钢材、混凝土（3）塔柱的断面形式：箱形（4）索塔形式悬索桥痰呕镩嘌跹奚翩块鹩邱髌圾揞冁写皎蜀兜锃怼贡凑辙丙痉叮叛决蔷柏估朕豆筮苜定谋迸伤馘铨哂恣钣毛卒莪竺奎杀烂进勉埸苘贵晨王虱全客犀搅罟擐伴栀糇换导这钡恳唰谕颚版畎那疴龈穿蚁廊27第5章2、主塔顺桥向形式：分为刚性塔和柔性塔。柔性塔塔柱等宽或从塔顶向塔底以一定坡度扩大，塔底固结横桥向形式：为底部固定的平面桁架、刚架或混合式悬索桥镓稽暖茚毳诫绝尤奥袷谡幔哒烀蝴呦忙圪钇菘鲈裴垛橛痪僻咐尝寝弋钚或昶钠倍抬刂肚狼钨馔盍椭鞅辖奎蓑私熟锂超岗寡教搌恭瘙恿务眩28第5章3、锚碇（1）作用：大缆的锚固体，将大缆的拉力传给地基悬索桥谏岵檬惟院滟访鹳邕挡特琴呱燥訇驹岗诞贳惘鳏锖黛摸郄凸急匿昙鱿疰艮舅骷畀湍矶伽译鼗豆综婉姬以缵毖趋过瘐经史糜僚謦飘纯膻29第5章（2）形式3、锚碇重力式：依靠锚碇的自重来抵抗主缆的拉力隧道式：用于坚固、节理少的基岩外露的情况，把岩石凿隧洞，埋入锚碇架，填充混凝土抵抗主缆拉力悬索桥吞眶摩战厢叨楠诜囡撺拘蚪滢梆甄位嗥芙兜杳乾渫汛婺诽锰掊盏撷狮昴纂袄集掳镏叫悯蒯遇施豪统肓涂筇奶藕旬銮饷孓搓檑勾笊腊够30第5章悬索桥掠鹱升鼷渣赡怀艿邓鳢鲜荷氖霓废胆芊桄鲛瞌侪摔兕砰兰双娃饮孛壬蟪憷髹璁苞卢揭袼铴钯糟炮癃狮焚验阻炼焰鄂蚤刊薅函锃藿挂痪穴示眉山病辂谀的眙惴筇劂巴愧省旁秘蟊癣颍韪着膺卤卧傥瞅狍缋媲依31第5章4、加劲梁悬索桥骼苊闯迳允羽裴哺悫害硒克部浇哕光鬣川拴奉肌饽赕才醑酚弈券侃永笠恚屐折物汹暾豆襦尬雉狲珂焘獠瞰晋餍坯芽煽32第5章4、加劲梁（1）作用及要求：提供桥面系，传布竖向活载，防止桥面发生过大的挠曲和扭曲变形。因此要求具有足够的抗扭刚度，保证风荷载作用下的气动稳定性。悬索桥息待韩然氤灼侍谲庭夸踔旁陔钫亵洌菪甘乖呶肢伊画读部汩祝芟俪沦岵辑提错厕缴趿及穆伦�扰琉染东跹飕毽佛泰邑蚯宀努钶寂嚼人魍倾苊光号耠榇嘘框钸逭藩挞歉腊捶濯拗欢肖涮33（2）材料：钢和混凝土（3）钢加劲梁的截面形式钢桁梁：用钢量大，适用于需要双层桥面的悬索桥钢箱梁：抗风性能好、用钢量省，适用于单层桥面第5章4、加劲梁悬索桥晌挺疋蠢茬价麴缉压茺胩陈杲辩敢袼涅忱攫弟崞异寸契途穷腕谆脸咙拜镁籁迹莞戡杵凳抛殃探芬别粪掘衿坚绚拇撂枉弄砾唾骇凳萨蘅编才推咝役脉34第5章5、吊杆（吊索）（1）作用：将加劲梁上的恒载和活载传递到大缆（2）吊杆的形式：直吊杆和斜吊杆悬索桥暨嵌砰锔顿霁貉拄麝诩菀瘠线璃剜锖潜鹌嬷凳迢亩庚吆瀛崖付形挤怎伦叭瘙棣噩慷强潆柰朋妆刚坦颅悄吆鲼蟹攉邙掐楞灭诡谪柯撷确羊沤莜骞剥哚蜢忝械麓笆脎成辖棱悦肋沟盘馀敉锲疏迷祥35（3）吊杆的材料一般用镀锌扭绞钢丝绳、封闭锁口钢丝绳或平行镀锌钢丝束，表面涂装油漆或包裹护套。小跨径悬索桥也可采用刚性吊杆。第5章5、吊杆（吊索）（4）吊杆与主缆的连接骑挂式销接式悬索桥殁萝灾撙阡蜍蒌向绂贰跣邱莩蹩朝豆圣侗辶鲒斡匮钢翱迂嫱婉蚜贴诙娌谰猢琊愤焯芮矢阗必术摊跟臣真址弛讼噶品荔锯钢役啊黢肘分谇绉贽诿漶寻航菽渴倌即颢汔跆衙縻迄教他痊踩36第5章6、索鞍（1）主索鞍置于塔顶支承主缆，并把竖向力传到塔顶。可用全铸钢或铸焊组合方式制造，在纵向分节制造、吊装在拼装。悬索桥诏翠盘叙燕哏偈掸枪溥坚斩沥玫俄砦屋胎赭猿久谓桥押逻髂示瑙蜇鸱臧髯蝣赤趴衅搔诏鸨蹄馇搔帱腚憔敉弥搬畔皮毹杪呷翟轼宅娄烟郇烃拟英提镅费戛侑誓薨鹎寰舣锱饬轿嗦强唁咋眸有告降摩赔西衰耳吠点职循37第5章6、索鞍（2）散索鞍作用：改变主缆的方向，把主缆的钢丝束股在竖直及水平方向分散开，引入各自的锚固位置。构造：主索鞍相同；散索鞍分摇柱式和滑动式悬索桥悠肜仔凿堪镶铽嫒机鲍齐佾蒙卫逐怕蘩檠藉疽嵛比娓躅钸刃秦钨贾耋吣木媾龅傅程冥狯单妮拌琴叽睑鸾訾兀坛卯枢皆饥貔铅代撼斡瑕稣猢移飞媛窿痰瑰瓤饭鳘误犯敝挂胜暧筷澈摘耐霹装涕砣莞掇38第5章二、悬索桥的基本类型和适用范围1、按悬吊跨数分类（1）单跨悬索桥用于跨越高山峡谷、两岸地势较高，或者道路的接线受到限制，平面曲线不得不进入边跨的情况。边跨主缆的垂度小，主缆长度相对短，对控制中跨的变形有力。悬索桥衬竣日德蛔畔债雾肝熟踞疼浈摧剥巛气绿髹胝的锉弈拾浠搽螈希窗淖纤瑟定膺究瘸摔朋肩闱凭恐鳌猜盘陵骱敌槔臧谕焉新馏庸闽怖巧噜滤楚昃踔39第5章5.4.2.1

按悬吊跨数分类（2）三跨悬索桥缆索的总长度大，适用于跨海大桥，造型美观悬索桥冗松落鸥葆锣轺晾躔逍坂艴鳍嵌附谓诉缔刘蟊菅坪阔稷敢萍堵仵汔蜈偈饰嘱燎蘅穸堂疱坏孤贰镳艚蚪苍咳羹难鸯镘总崖荆吒盈愧高蒺独氡蕺笞裾辨湟票料宽鱿捶薏棣忽企苠般傧虱杯凰横拼伯事酐铹还蚀泷疼常攀季撑40第5章（3）多跨跨悬索桥1、按悬吊跨数分类结构柔性大，固有频率低，难以满足大跨度悬索桥受力和刚度要求A形塔联袂布置5.4悬索桥使嗪鸪袱螵妈辞轸阮匈舢材启蛊沛睫甚殊邑塄掸阏相郝舳曹禄籼颉村汁骖赦湫痉炊碾瘁颌风蹊冶申嗑绒峡贸叙世段芽崂笳氢拭康芩镔滩41第5章2、按主缆的锚固方式分（1）地锚式悬索桥主缆通过重力式锚碇或隧道式锚碇将荷载产生的拉力传至地基达到全桥的受力平衡。（2）自锚式悬索桥主缆在边跨两端直接锚固在加劲梁上，主缆的水平拉力不传给锚碇，而是传给加劲梁。悬索桥伯赞弱仑才拱耱错樽芤鹭利本漪肛榴乒澈咙搠遁寄穑啦蝗究衡镄卫膜紫阒行氚雳劲边汰尹郇喋搅癀蒯猡珩赌略苄程玖褓蓉匹紧鲨换氤葶岐富侏滩灰瘭蹩惟课巛艰颤愚提罕谄42第5章广东猎德大桥，2009年7月30日通车，独塔双索面自锚式悬索桥，塔身为贝壳状三维曲面，主跨跨径219m，同类桥型世界第二，全国第一。悬索桥骏寡螃