地锚式、自锚式与双链式悬索桥特点及多跨悬索桥实例分析[详细]

1、地锚式、自锚式与双链式悬索桥特点及多跨悬索桥实例分析,一、地锚式与自锚式悬索桥,1、地锚式（外锚式）：把锚固梁（或锚固支架）放于悬索桥结构外山体或庞大的桥台中。 绝大部分的悬索桥，特别是大跨度的悬索桥，都是地锚式悬索桥。 特点：地锚式悬索桥的形式的主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚固体(锚碇)或岩洞式锚固体(岩锚）传递给地基，因此在锚固体处般要求地基具有较大的承载力，最好是有良好的岩层作持力层地基。,2、自锚式,特点： （1）自锚式悬索桥的主缆拉力是直接传递给它的加劲梁来承受。垂直分力(一般较小)通过连杆支座传给桥台。加劲梁负担大，因此自锚式悬索桥的跨度不宜过大。否则，为了抵抗巨大的主缆水平分力，

2、加劲梁的截面将非常庞大而很不合理与经济。 （2）自锚式悬索桥的另一缺点是施工比较困难，一般必须先架设加劲梁，然后再架设主缆。 （3）自锚式悬索桥的优点是适宜用于两岸地基承载力较差，特别是软土的桥位。另外对城市闹区跨河桥梁可以避免影响景观或无法布置的庞大的主缆锚碇建筑物。,二、吊桥分为柔性吊桥和具有加劲的刚性吊桥两者的区别是有无加劲梁,1、柔性吊桥一般是指行车道仅设桥道梁及桥面。 特点：（1）当活载在桥上移动时，活载由桥面经吊杆传给悬索，悬索便随移动的活载而改变形状，桥道梁及桥面只起分布集中荷载和调整悬索的变形的作用，桥面也随悬索的变形而产生较大的挠度。 （2）这种桥型由于刚度小，少用。 （3）

3、在设有较小截面的加劲梁吊桥实例中，根据计算，由于较弱的加劲梁在承受活载后接近桥道梁的作用。当计算内力时可忽略。,2、刚性吊桥有单链和双链两种结构形式,单链吊桥是指一个吊杆平面内仅设一根悬索，这种形式在半跨有活载作用下要产生S形变形。 双链吊桥是指在吊杆平面内设有两根悬索， 特点：（1）下链的形式是根据桥面半跨有活载时，用适合该荷载的力多边形来定出，下链不再产生变形，于是吊桥此时将不发生S形变形。 （2）因此双链吊桥体系显示出比单链吊桥有大得多的刚度，因而从根本上解决了刚度不足的问题。 （3）双链吊桥中的加劲梁内力较单链吊桥小，加劲梁所需钢材减少，虽然悬索和吊杆比单链吊桥多用一些钢材，总的用钢量

4、不会增加。 （4）但是双链构造复杂，外形较差。目前修建的仍然多采用单链，尤其大跨径吊桥自重所占比例大，活载引起的S形变形是很小的，为了简化构造，均采用单链吊桥。,三、双链式悬索桥,1、适用范围：小跨度 2、形式：A型双链式悬索桥 特点：它的上下链(主缆)在全跨范围内均匀布置有吊索吊拉桥面加劲梁。 实例：我国重庆市北碚附近的嘉陵江朝阳大桥为A型双链式悬索桥。 B型， 特点：它只在左右两个半跨范围的下链部分布置有吊索吊拉桥面加劲梁。也就是每链只吊挂半跨加劲梁。,四、悬索横向布置,1、形式：习惯上为双主索(或四主索)布置，近年也出现单索布置形式， 实例：日本的北港大桥仅设一根主索，为了吊桥的横向稳定

5、而将吊杆横向斜放。 特点：满足结构受力要求的条件下，避免了缆、索交错的繁杂感，视觉印象简洁明了，造型别致，优美。但设计理论、结构构造方面有争论。,五、地锚式悬索桥的孔跨布置形式：地锚式悬索桥的形式是以悬吊的孔跨数来作分类的。,1、三跨悬索桥是最常见的一种形式，它的结构特性也比较合理，迄今为止世界上的大跨度悬索桥大部分是采用这种形式。,2、单跨悬索桥：由地形条件或线路平面条件来决定的,（1）它适合于边跨地面较高，两个桥塔已位于岸边，主缆边跨陆地无需主缆悬吊，采用桥墩来支承边跨的梁体结构比较经济，或者曲线偏移无法利用边跨主缆悬吊时采用。 （2）在结构的受力特性方面，单跨悬索桥由于边跨主缆的垂度较小

6、(基本上是主缆在边跨内的自重垂度)，对荷载引起的变形稍微有利。 （3）但在架设时主塔顶部鞍座的预偏量(偏向边跨侧)要增大一些。,博斯普鲁斯海峡一桥,3、两跨悬索桥,当只有一岸的边跨地面较高或线路有平面曲线进入时，可以采用两跨悬索桥的形式(即一个边跨与主跨的加劲梁是悬吊的，另一边跨的梁体是由桥墩支承的形式。) 实例： （1）大跨度悬索桥中采用这种形式的最大跨度为香港青马大桥的1377m， （2）日本来岛海峡二桥的1020m。 图为日本来岛海峡大桥的三种悬索桥的悬吊形式，即来岛一桥的三跨悬索桥，来岛二桥的两跨悬索桥以及来岛三桥的单跨悬索桥。,香港青马大桥的1377m,日本来岛海峡二桥的1020m,

7、4、多跨,定义：相对于3跨悬索桥来说，通常将4跨以上(包括4跨)的称为多跨悬索桥或多塔(3塔以上包括3塔)悬索桥。 特点：（1）多跨(塔)悬索桥常因中间桥塔与两边桥塔的塔高不同的关系导致主缆的垂度偏大，使悬索桥的整体刚度减小，因此对中间桥塔必须加大其刚度而采用在桥梁纵向呈A型的4柱立体桥塔。 （2）多跨悬索桥在结构上存在以下两个缺点： (a)当任意跨上有活载作用时，在主缆拉力的水平分力于塔顶处重新达到平衡之前，塔顶将向水平分力大的一侧产生较大的变位，随之在加劲梁上产生较大的挠曲变形(挠度)和弯矩。 （b)和3跨悬索桥相比，多跨(塔)悬索桥的结构柔性太大，因而固有振动频率较低。 应用：少,六、提

8、高多跨整体刚度的方法,悬索桥整体刚度的提高方法主要是将柔性桥塔改为刚性桥塔(如中间桥塔采用纵向是A型的立体式塔架结构)和减小主缆的垂跨比。 采用加大中间桥塔的刚度来提高悬索桥的整体刚度时，增加中间桥塔及其基础的造价，并且塔顶受力不平衡。 采用减小主缆垂跨比来提高悬索桥的整体刚度时，由于主缆中的拉力将随垂跨比的减小而增大，因此将导致主缆截面的加大，这意味着将增加主缆用钢数量和锚固体体积以及造价，对塔身也可能带来影响。 鉴于以上所述的情况，对大跨度悬索桥不宜采用多跨(塔)形式，而宁可采用两座三跨悬索桥和个共用的主缆锚碇来布置成一前一后相连的形式。,1、1936年 美国 旧金山奥克兰海湾大桥的西桥，两座（453m701m354m）的孪生三跨悬索桥相连,2、1988年 日本本