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文档简介

国内外悬索桥的发展概况西南交大2010级硕士研究生悬索桥概述桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥。英文为SuspensionBridge,是“悬挂的桥梁”之意,故也有译作“吊桥”的。“吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成,故译作“悬索桥”。和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是,作为承重结构的拱肋是刚性的,而作为承重结构的悬索则是柔性的。

悬索桥是以悬索为主要承重结构的桥梁类型,主要由大缆、桥塔、锚碇、加劲梁和吊索组成。由于其主要构件大缆承受拉力,材料利用效率最高,更由于近代悬索桥的主缆采用高强钢丝,使其能比其他形式的桥梁更加经济合理。因此悬索桥是目前跨度超过1000m时最优可选桥型之一,并且认为在600m以上的跨度同其它桥型相比也具有很强竞争力。悬索桥的跨越能力大、抗震性能好、桥型美观,已越来越成为特大跨度桥梁的首选桥型。由于悬索桥是柔性结构,对风荷载激励非常敏感,对悬索桥(特别是大跨悬索桥),空气动力稳定性往往成为设计的主要控制因素。一、特点悬索桥的发展古代悬索桥近现代悬索桥国外国内前期(1801——1870)后期(1871年至今)近代(1858——1949)现代(1949至今)悬索桥的展望悬索桥的发展悬索桥的历史是古老的。早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪,使用的悬索有竖直的,斜拉的,或者两者混合的。婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥,都是早期悬索桥的雏形。我国悬索桥发源最早,有文字记载的悬索桥雏形已有3000余年历史,直到今天,仍在影响着世界吊桥形式的发展。在我国四川境内,远在公元前250年就有李冰所建的人行“笮桥”;汉宣帝甘露四年建的百米铁索桥,比欧洲铁链悬索桥早1800多年;建于汉代的还有云南澜沧江兰津(霁虹)桥;四川岷江上的安澜桥,建于唐、宋代,最大跨径60m,全长330m,宽3m,木板桥面,1975年仿原式将竹索改钢索,木塔墩改钢筋混凝土墩;1631年建的贵州北盘江桥,跨径120m,宽3m,底链30根。古代悬索桥一般只适用于人、畜通过,跨径小,桥面窄,无加劲梁,上下波动大﹗古代悬索桥泸定桥位于中国四川省西部的大渡河上,是一座由清朝康熙帝御批建造的悬索桥。近现代悬索桥

国外现代悬索桥的发展大致可以分为两个时期:前期和后期前期(1801——1870)从1801年现代悬索桥大师詹姆斯·芬莱建雅各布涧悬索桥开始至罗勃林的逝世、布鲁克林桥的建成。这一时期有以下典型桥例:1810年腾普莱曼(J.Templeman)建一铁链桥,跨度74.3m。此时,美国已建了多座铁链悬索桥。在英国,也建了许多铁链悬索桥,如由泰尔夫建于1820—1826年,跨径174m的威尔士—梅莱峡悬索桥。在法国,从1823年到1870年,共建了500多座悬索桥。其中,最具代表性的为1834年建成的弗赖堡桥,跨径265m,直至19世纪末,它任为欧洲最大跨径桥梁。里昂机械工程师赛昆和拉梅首先用锻铁丝代替链条,在俄国跨丰塔卡河建成第一座法国式悬索桥。1844年,俄国在彼得堡建成涅瓦河悬索桥。美国在向法国学习后,也开始用锻铁丝代替缆索,先后修建了跨俄亥俄河的悬索桥、匹兹堡悬索桥等吊桥。罗伯林一家两代三口人用15年时间,并为之付出生命和一生智慧于1883年建成的布鲁克林桥,主跨达488m,当时号称“世界第八大奇迹”。

布鲁克林大桥大桥除了具有缆索体系之外,还配有若干加强用的斜拉索,是当时世界上最长的桥梁,也是全世界第一座斜拉式钢索吊桥。时间:公元1869年至1883年建筑类型:吊桥总长度:1825m

主跨:488m最大宽度:26m离水面距离:41m建筑材料:钢索、石桥墩国外近代悬索桥特点

英国率先用锻铁铁链作为主缆修建悬索桥,后来渐渐由锻铁丝代替。悬索桥的设计多根据实际经验,很少根据理论,对材料进行了一些试验研究,的出了一些理论总结:如纳维尔在研究中考虑悬索桥的动力作用,并取得“稳定性随桥的重量与跨长而增加”的结论;泰尔夫对金属丝做了很多试验,认为设计容许应力不宜超过极限抗拉强度的1/3;罗勃林对惠林桥的风毁事故详加研究,对空气动力学获得了一定理解等。开始采用“空中纺丝法”架设悬索桥的主缆,这对大跨悬索桥的修建起了决定性的作用。这一时期的很多悬索桥除了具有缆索体系之外,还配有若干加强用的斜拉索。不朽的结构不但取决于其建造施工的质量,同时也取决于工程师对传统结构形式的突破创新和对新型材料性能的充分了解和运用。早期工程师在悬索桥设计、架设上的不懈努力为后来大跨悬索桥建设积累了丰富的经验,他们的创新精神和光辉成就今天任然值得纪念!后期(1871年至今)国外悬索桥后期的可概括为自布鲁克林桥至今。这期间,悬索桥的跨度、规模和材料、技术,都有很大发展。美国、英国和日本是世界上三个悬索桥大国,分别代表了不同时期悬索桥建设上的最高水平。美国悬索桥建成时间:1909年跨度:221+448+221(m)加劲梁:钢桁梁桥塔:钢塔曼哈顿桥桥的设计为两层道路,上层有双向共4条线道,下层包括双向可转换3线道、4条地铁路线、人行道、自行车道。本杰明—富兰克林桥(BenjaminFranklinBridge),又叫特拉华河大桥(DelawareRiverBridge)建成时间:1926年跨度:218+533+218(m)加劲梁:钢桁梁20世纪30年代是美国大跨度悬索桥发展最迅速的时期。其中最有代表性的三座桥为:1931年建成首座跨度破千米的悬索桥—华盛顿桥,主跨达1067m;1936年建成旧金山—奥克兰海湾桥西桥,由一前一后两座主跨均为705m的悬索桥组成;1937年建成的旧金山金门大桥,主跨1280m,保持了最大跨度记录27年之久。乔治·华盛顿桥1937年主跨1067m(第一座跨度过千米的桥梁)铆接钢桥塔,塔高167m钢桁加劲梁4根主缆分成左、右两对旧金山—奥克兰海湾桥西桥本桥于1933年5月开工,1936年11月竣工。它由两座相互衔接的悬索桥组成,中跨都为705m,边跨354m。两个桥跨结构在中央互相连接在巨大的中间锚碇上。两座悬索桥共有钢桥塔四座,两边桥塔高度126.4m,中间桥塔高度138.5m,加劲梁为双层桥面系的钢桁架梁。金门大桥的造型绝美,以纯钢索打造,桥墩有六十五层楼高,外观却轻灵飘逸,丝毫不显笨重。它无论在什么季节都有独特的美感:阳光普照时,全桥清晰可见,如同一弯朱色长虹,悬挂在碧蓝的海上;起雾时,大桥在雾气氤氲中若隐若现。金门大桥1937年建成主跨1280m塔克马大桥风毁照片1940年秋,刚建成四个月的塔科马悬索桥在18m/s的风荷载作用下发生强烈的风致振动而破坏。20世纪40年代,

悬索桥发展史上的挫折——塔科马老桥的风毁。正是由于塔科马老桥的事故,美国的悬索桥建造的步子放慢了,但这一事故也引起了工程师对悬索桥抗风问题的高度重视,促使人们对悬索桥抗风问题进行深入细致的研究,也促成了风洞试验的兴起。50年代,美国在克服了悬索桥抗风问题后,再度致力于大跨度悬索桥的修建。在吸取老塔科马桥的痛苦教训的同时,美国还对既有悬索桥的抗风性能进行了评估和加固。到了60年代,美国又迎来了悬索桥建设的第二次高峰。麦基诺海峡大桥1957年建成549+1158+549(m)钢桥塔钢桁架劲梁:20.7×11.7(m)维拉扎诺大桥1964年建成主跨1298m桥梁共4根主缆,每侧各2根多室箱型钢桥塔钢桁架劲梁从横跨纽约港的维拉扎诺大桥桥塔上俯视美国悬索桥特点美国悬园索桥的追发展将歪近10晌0年时惠间,膏在技喘术上策日趋竞完善脚,为尸悬索虹桥发弃展铺共平了耽道路档。许喉多国栗家修过建的袭大跨努的悬东索桥沉基本炼上都祥受美办国悬布索桥锯的影皮响,降在风洲格上涂都是导一致怜的。我一般冶而言出,其高所建毕悬索跪桥有辆以下笨特点湿:决大敬部分匹为三到跨地夸锚式峡;主塔采趁用钢结淹构;钢结感构采密用铆圣接或奇栓接捐;桥面帜上、幻玉下游错侧各亮有一赤竖直会的索演平面坚;主缆都贞采用空中编浇缆法架设庄;采用竖揉直吊索宜;绝大部已分加劲演梁采用茶桁架形醒式;加劲籍梁是落非连柏续的干,在腰主塔休处设踢有伸纵缩缝初;采用廊钢筋蹄混凝侄土桥革面。美国悬索桥特点美国悬票索桥的邮发展将汉近10害0年时间见,在技派术上日啊趋完善利,为悬辨索桥发住展铺平埋了道路垫。许多估国家修基建的大便跨的悬家索桥基射本上都蹈受美国附悬索桥缓的影响脾,在风茎格上都理是一致涌的。一劲般而言虑,其所扣建悬索腥桥有以爱下特点林:决大部律分为三烟跨地锚圆式;主塔织采用鱼钢结映构;钢结构酸采用铆邀接或栓猜接;桥面上屡、下游辜侧各有压一竖直席的索平刃面;主缆造都采蛇用空此中编扇缆法奸架设兴;采用竖我直吊索葬;绝大部薯分加劲悔梁采用总桁架形等式;加劲得梁是甲非连授续的舌,在喇主塔宋处设隆有伸降缩缝照;采用钢余筋混凝奇土桥面殖。欧洲牵悬索院桥欧洲建造悬索桥的历史较早。19世纪中叶以前,英国和法国修建悬索桥的技术较为领先,曾经修建了大量中小跨度的悬索桥。但19世纪50年代开始,英国和法国大力发展铁路,当时的悬索桥不适用,所以大跨度悬索桥发展不多。直到20世纪60年代,欧洲才开始了大跨悬索桥的建设。欧洲最早的大跨度悬索桥是1959年法国建成的主跨为608m的坦卡维尔桥(TancarivilleBridge)。首次采用钢箱梁与斜吊索的悬索桥是英国在1966年建成的主跨988m的塞文桥(Severn),开创了悬索桥建设的另一流派。坦卡抬维尔押桥(Tan宁car疼ivi臂lle境Br幕idg缘瑞e)195利9年建成主跨:60王8m本桥摘与过贱去的淋悬索旺桥相嫁比,绩具有练许多新特宴点:采用遵连续脏加劲述梁,湖在塔淋墩处怎不舍丧伸缩我缝将主缆盆与加劲撇梁在主雁跨跨中炉点固结采用混茅凝土桥蹈塔福斯公匀路桥19穷64年建成跨度布阁置:40扯8+仓10促06目+4低08(m)钢桥塔化采用有煮加劲肋伟条焊接锹而成,喘可减少喝用钢量桥面沟采用正交异钟形板,可哑减轻压恒载塞文择桥19供66年建贞成305灾+98蠢8+3惯05(m)塞文建桥的蜜建成然是悬轻索桥怀发展逗中的汉一个封突破微,也贺是英界式悬盛索桥睡的开痒始。首次豆采用担扁平裙钢箱塔梁作呢为加合劲梁育;采用斜肃吊索,晨目的是顽提高阻血尼。博斯染普鲁公斯一揭桥197玻3年建成主跨107鼓4m斜吊索博斯普诞鲁斯二虾桥198淋8年建成主跨109冰0m竖直吊河索恒比累尔河轻桥建成嫩时间皆:19小81年跨哪度茅:280惑+14澡10+男530(m)桥布塔旷:混些凝土找桥塔加啦劲季梁:扁浊平钢箱黎梁吊寻索除:斜挎吊索大贝厦尔特浩桥上部援结构行采用崭流线和型钢伤箱梁些,连途续箱刷梁和乖索塔颤间未闲设竖混向支里座,泥从而肾提高梯了桥哗梁通仰行性魔能同记时也遥降低蜓了后酒期养赖护的倘工作姜量。逐箱梁汪在跨妖中与敢主缆闹相连扬,为互了抑逝制结酷构位比移,娃梁端苹还设哨有油埋压阻依尼器撞。主跨162绿4m欧洲旺悬索屿桥特点加劲梁播采用流题线型扁步平钢箱况梁;曾采巾用斜鲁吊索躺,因芽斜吊耳索出闲现了冈一些澡疲劳漠等损挥坏,犯还在槽探讨畏中;采用混货凝土桥设塔;采用连桌续加劲弓梁;有些散采用象主缆喊与加膀劲梁粱在跨味中中咸点固每结的游连接仅方式勺;钢结构财用焊接稻代替栓柳接和铆弱接。日本糠悬索歉桥日本的悬索桥建设在20世纪80年代为高峰期,以本四连络桥为代表,1983年在尾道-今治线上建成主跨770m的因岛大桥和1985年建成的主跨560m大岛大桥;1985年建成的主跨876m的大鸣桥位于神户―鸣门线上;儿岛-坂出线上,1988年建成了主跨940m的下津井大桥,主跨1100m的南备赞大桥和主跨990m的北备赞大桥。日本在1998年建成了世界最大跨度的明石海峡大桥(主跨1991米)。从1000米到近2000米,这是一个重大突破,是世界悬索桥建设史上的又一座丰碑。日本因壳岛桥主跨77档0m主缆采茧用预制醋平行钢资丝三跨叮连续支钢桁烈梁大鸣门侵桥主跨87困6m三跨跪两铰毕加劲巷桁梁深悬索蓝桥日本下性津井濑细户大桥箩,位于吗本四连胡络桥工及程中儿粱岛—坂出处线上节,主谣跨94面0米(230咽+94翁0+2丘30),钢桁敢梁,矢兔高94米,加磁劲梁高13米,椅宽30米,粉钢索思间距35米,左永塔高14音6.灿08米,思右塔浪高14姑8.臣91米,上焦层为4车道扶公路啦,下膏层为答又线省铁道漠,19哨98年建成粮。下津习井濑乒户大江桥南(北)备赞濑圣户大桥南、北备赞濑户大桥是濑户大桥工程的组成部分之一,均于1988年建成通车,两桥相连组成二联悬索桥跨越备赞-濑户国际航道,连接着与岛和四国岛上坂出市的番之州。两桥均为为3跨连续钢桁梁结构,上层为公路,下层为铁路,其中南备赞濑户大桥主跨1,100m,建成时为世界最长的公铁两用悬索桥,北备赞濑户大桥主跨990m,建成时为世界第二长的公铁两用悬索桥。另外,两桥中桁架梁端部铁轨采用特殊的伸缩缝结构确保列车通行时速达到160km/h。明石海似峡大桥199蹦8年建成跨度:96陈0+脂19争91沉+9战60凶(m)三跨两筝铰加劲旬钢桁梁日本悬并索桥特点日本狐悬索痒桥的翁建设廊较多宽受美瓦国悬鞭索桥扇的影强响,驱采用猴钢桁蓄架劲拴梁,通主要肤考虑每其有倘公、醋铁两兴用桥惠,易鼠于布足置成能双层应桥面增使公接路、申铁路缝分层再通过情。但侄也有俩采用坑流线竟型扁旺平钢刑箱梁晶作为循加劲速梁的挠悬索眉桥。日本例的悬戴索桥得一直谱是采亦用的充钢塔催,因征为日杂本是省个多访震国敲家,桌采用鬼钢结民构桥娇塔比顺混凝沾土结船构要险轻,朝抗震父性好眠。日本建悬索五桥还恼有自予己的业特点么:主缆的垄架设基料本上采举用预制预制腰平行袜钢丝盯束股法(PS法)柔法代船替空中编挑丝成缆妨(AS法);采用大锦跨公、源铁两用摧悬索桥陶,以缓换冲梁来船解决铁柱路对桥烈面伸缩肿量和转店角的要翻求;采用塔连续狠桁梁茄,在涨塔墩矩处不美设伸慎缩缝史;采用傲正交文异形驱板代智替预开应力暂钢筋未混凝窗土板何。国内版近现胆代悬冷索桥触的发笋展近代凑悬索禾桥(18阴58渣——筋19绢49)我国架近代宋悬索协桥较纽奉之于刚古代冷悬索邮桥,胡有其牌进步贩之处蝴:按力失学理禽论作盟静力败分析莫;以钢索睡代替铁络链;设高糠塔和目加劲净梁,寸提高蚕了载喉重量勉和稳床定性诸,可纸供汽届车通例行。现代桐悬索突桥(194缠9至今)19舰49年至今吹,我国碰建成现拴代悬索旷桥近70座,耳但80年代旦以前么,我辽国建苹的悬该索桥披跨度椅都不啊超过20来0m;80年代寻以后柏,我观国开够始尝冷试大品跨悬偏索桥猪的建桥设;吼随着驱经济报的发腰展,90年代开查始,我狼国开始尼了大桥劲方案的射竞争,电到目前绵,我国盆建成了蓬近20座大跨荒悬索桥响。湖南嫂能滩速吊桥建于193搁7年主跨80m宽4.玻5m无加糊劲梁两侧设弦风缆。西藏衰达孜卡桥西藏潮拉萨淡市东润郊跨径50臣0m。一侧的受塔架和忍鞍座设贿在山上凑,桥面读长度殊仅415职m。桥面宽4.墙5m19滑84年12月建上成。西藏糠交通挡设计采院设境计,继西藏邻公路腥管理述局施晶工汕头撑海湾马大桥三跨两烧铰式悬走索桥,颈主跨45尼2m(154锄+45话2+1泰54)我国胸第一瓜座大痛型预味应力来混凝装土悬撇索桥垒,也百是我特国第白一座诊大跨膨度现段代悬捎索桥199渗5年建誉成西陵长叶江大桥199眼6年建县成;是长江巧上的第据一座悬趴索桥;大桥缠全长11羽18筹.6柏6米,笨主跨90含0米;钢筋患混凝雷土桥曾塔;扁平吹钢箱纵梁。虎门大稠桥19除97年建成炎;主跨888康m;是我国蚁建造的肾第一座夺现代化碌六车道融高速公侮路钢箱村梁悬索撇桥。青马大远桥1998年建成主跨1377米(333+1377+300)钢桁架劲梁江阴长盏江大桥199绑9年建成主跨138异5m海沧矿大桥199拍9年建成23谋0+从64评8+匀23盏0(m)国内首惠座三跨挂连续全漂浮钢箱贷梁悬满索桥西堠门迎大桥20临07年底艘建成两跨连钉续钢箱海梁悬索碑桥,主享跨165殃0m,为目性前世界造上主跨呜最长的捎钢箱梁才悬索桥分离栽式钢尖箱梁润扬长场江大桥年南汊桥200即5年建厨成主跨149昆0m钢筋混侮凝土箱胜型塔柱扁平流窗线型钢日箱梁很多都朴采用单路跨两铰厘的结构付体系基本都友采用混千凝土桥最塔大多采工用抗风盟性能较洪好的扁构平钢箱贞梁作为域加劲梁季。有部分拼预应力胜混凝土撤悬索桥持,但由予于混凝代土梁的食自重较抱大,决读定了这巩样的结性构跨度窜不可能谅太大。很少国采用恭桁架京结构顾作为稳加劲肉梁的我国境悬索天桥特沃点我国现永代悬索拥桥起步显较晚,稿真正意在义上的蚀现代大狭跨度悬凭索桥开寄始于上尾世纪80年代末辽,但伴兔随着我垮国经济芽的蓬勃活发展,映我国悬当索桥建吊设迅速貌崛起。倾无论是馅悬索桥炊的“数盲”还是切“质”石上都庙可用飞授越来形巴容。以究下是目求前世界恨跨度前茅十位的长悬索桥带,我国营就有五篇座。在世界围经济全芒球化的冠推动下烟,沟通项洲际之难间,国铺家之间青和本土翅与岛之念间以及哲跨海湾鸟工程显亲得越来量越迫切弱。就以增中国来可说,同社江至三革亚主干渡线上就隙要有五级个跨海裂工程--渤海震湾跨罗海工哄程,防长江作口越依江工纯程,电杭州性湾跨搬海工退程,良珠江病口伶艰仃洋柜跨海使工程丸以及返琼州锤海峡贴工程馅。其原中琼悲州湾豪海峡塌工程脏最困绘难,米有20K馒m的海峡映宽度,扛平均水鲜深60颗m,加依上灾企害性皆的地蜡震和奇台风耕的频召繁袭圆击以添及复织杂的肯地质消条件蜂。还亡有大株陆与团舟山怀群岛渔、青馒岛与棕黄岛梁,甚亮至大林陆与政台湾迁的联劲岛工当程。押还有限众多吃的越文长江吉,黄币河,滑珠江猾等大劫江大净河的探桥梁佳工程怪。在露世界储上洲咸际之余间的盛直布阁罗陀辱海峡霜、博雾斯普迫鲁斯腹海峡垂,白滚令海遭峡

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