懸索橋簡(jiǎn)單介紹

懸索橋目錄概述優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)分析和建筑過程懸索橋的歷史自錨式懸索橋概述懸索橋，又名吊橋（suspensionbridge）指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索(或鋼鏈)作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。懸索橋的構(gòu)造方式是19世紀(jì)初被發(fā)明的，現(xiàn)在許多橋梁使用這種結(jié)構(gòu)方式。現(xiàn)代懸索橋，是由索橋演變而來。適用范圍以大跨度及特大跨度公路橋?yàn)橹鳎?dāng)今大跨度橋梁全采用此結(jié)構(gòu)。懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材（鋼絲、鋼絞線、鋼纜等）制作。由于懸索橋可以充分利用材料的強(qiáng)度，并具有用料省、自重輕的特點(diǎn)，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力最大，跨徑可以達(dá)到1000米以上。1981年建成的英國(guó)恒比爾懸索橋的跨徑為1410米，是目前世界上跨徑最大的橋梁。懸索橋的主要缺點(diǎn)是剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動(dòng)，需注意采取相應(yīng)的措施。按照橋面系的剛度大小，懸索橋可分為柔性懸索橋和剛性懸索橋。柔性懸索橋的橋面系一般不設(shè)加勁梁，因而剛度較小，在車輛荷載作用下，橋面將隨懸索形狀的改變而產(chǎn)生S形的變形，對(duì)行車不利，但它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，一般用作臨時(shí)性橋梁。剛性懸索橋的橋面用加勁梁加強(qiáng)，剛度較大。加勁梁能同橋梁整體結(jié)構(gòu)承受豎向荷載。除以上形式外，為增強(qiáng)懸索橋剛度，還可采用雙鏈?zhǔn)綉宜鳂蚝托钡鯒U式懸索橋等形式，但構(gòu)造較復(fù)雜。橋面支承在懸索（通常稱大攬）上的橋稱為懸索橋。英文為SuspensionBridge，是“懸掛的橋梁”之意，故也有譯作“吊橋”的?！暗鯓颉钡膽覓煜到y(tǒng)大部分情況下用“索”做成，故譯作“懸索橋”，但個(gè)別情況下，“索”也有用剛性桿或鍵桿做成的，故譯作“懸索橋”不能涵蓋這一類用橋。和拱肋相反，懸索的截面只承受拉力。簡(jiǎn)陋的只供人、畜行走用的懸索橋常把橋面直接鋪在懸索上。通行現(xiàn)代交通工具的懸索橋則不行，為了保持橋面具有一定的平直度，是將橋面用吊索掛在懸索上。和拱橋不同的是，作為承重結(jié)構(gòu)的拱肋是剛性的，而作為承重結(jié)構(gòu)的懸索則是柔性的。為了避免在車輛駛過時(shí)，橋面隨著懸索一起變形，現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁（又稱加勁梁）。橋面鋪在剛性梁上，剛性梁吊在懸索上?，F(xiàn)代懸索橋的懸索一般均支承在兩個(gè)塔柱上。塔頂設(shè)有支承懸索的鞍形支座。承受很大拉力的懸索的端部通過錨碇固定在地基中，個(gè)別也有固定在剛性梁的端部者，稱為自錨式懸索橋。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)相對(duì)于其它橋梁結(jié)構(gòu)懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來跨越比較長(zhǎng)的距離。懸索橋可以造得比較高，容許船在下面通過，在造橋時(shí)沒有必要在橋中心建立暫時(shí)的橋墩，因此懸索橋可以在比較深的或比較急的水流上建造。懸索橋比較靈活，因此它適合大風(fēng)和地震區(qū)的需要，比較穩(wěn)定的橋在這些地區(qū)必須更加堅(jiān)固和沉重。缺點(diǎn)懸索橋的堅(jiān)固性不強(qiáng)，在大風(fēng)情況下交通必須暫時(shí)被中斷懸索橋不宜作為重型鐵路橋梁懸索橋的塔架對(duì)地面施加非常大的力，因此假如地面本身比較軟的話，塔架的地基必須非常大和相當(dāng)昂貴。結(jié)構(gòu)分析和建筑過程結(jié)構(gòu)分析懸索橋中最大的力是懸索中的張力和塔架中的壓力。由于塔架基本上不受側(cè)向的力，它的結(jié)構(gòu)可以做得相當(dāng)纖細(xì)，此外懸索對(duì)塔架還有一定的穩(wěn)定作用。假如在計(jì)算時(shí)忽視懸索的重量的話，那么懸索形成一個(gè)雙曲線。這樣計(jì)算懸索橋的過程就變得非常簡(jiǎn)單了。懸索老的懸索橋的懸索一般是鐵鏈或聯(lián)在一起的鐵棍?，F(xiàn)代的懸索一般是多股的鋼筋。建筑過程假如塔架要建在水上的話，在塔架要站立的地方首先要使用沉箱來排擠軟的地層，來建立一個(gè)固定的地基。假如下面的巖石層非常深無法用沉箱達(dá)到的話那么要使用深鉆的方式達(dá)到巖石層或建立非常大的人造的混凝土地基。這個(gè)地基一直要延伸出水面。假如塔架要建在陸地上，它的地基必須非常深，在地基上用混凝土、巨石和鋼結(jié)構(gòu)建立橋墩。有些橋的橋墩是橋面的一部分，在這種情況下橋墩的高度至少要達(dá)到橋面的高度。在塔架的頂部有一個(gè)被稱為鞍的光滑的結(jié)構(gòu)。懸索可以在上面滑動(dòng)來補(bǔ)給橋在建筑過程中重量的變化。橋完成后這個(gè)鞍可能要被固定住。錨錠被固定在巖石中，沿著未來懸索的路徑纖起一根或一組暫時(shí)的繩或線。另一股繩被懸掛在第一股繩的上方，在這股繩上一個(gè)滑車可以運(yùn)行。這個(gè)滑車可以從一端的錨碇運(yùn)行到另一端的錨碇。每股懸索需要一個(gè)這樣的滑車，一股一般直徑小于1厘米的高強(qiáng)度鋼筋的一段被固定在一個(gè)錨碇中，另一端被固定在滑車上并被這樣牽引到另一端的錨碇，然后被固定在這個(gè)錨碇上，然后滑車回到它開始的錨碇上去牽引下一股高強(qiáng)度鋼筋或從它正所在的方向開始牽引下一股高強(qiáng)度鋼筋。鋼筋被牽引后要進(jìn)行防銹處理，這樣多股高強(qiáng)度鋼筋被牽引，連接兩端的錨碇。一般這些鋼筋的橫截面是六角形的，它們被暫時(shí)地綁在一起，所有鋼筋被牽引后它們被一個(gè)高壓液壓機(jī)構(gòu)和其它鋼筋擠壓到一起，這樣形成的懸索的橫截面是圓形的。在懸索上在等距離的位置上要加上鞍，事先計(jì)算好長(zhǎng)度的懸掛索被架在鞍上。這些懸掛索的另一端將來要固定橋面，使用專門的起重機(jī)，橋面被一塊接著一塊地掛在懸掛索上。這個(gè)起重機(jī)可以自己掛在懸索上或掛在特別的臨時(shí)的索上。橋面可以從橋下的船上吊起或從橋的兩端運(yùn)到它們應(yīng)該放到的地方。當(dāng)所有橋面被掛上后，通過調(diào)節(jié)懸索可以使橋面達(dá)到計(jì)劃的曲線。一般水面上的橋的橋面呈拱形，以便橋下船只通行。陸上的懸索橋的橋面一般是平的。橋面完成后可以進(jìn)行其它細(xì)節(jié)工作，比如裝燈、欄桿、涂漆、鋪路等等。懸索橋的歷史懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，除蘇通大橋、香港昂船洲大橋這兩座斜拉橋以外，其它的跨徑超過1000m以上的都是懸索橋。如用自重輕、強(qiáng)度很大的碳纖維作主纜理論上其極限跨徑可超過8000m。懸索橋的歷史是古老的。早期熱帶原始人利用森林中的藤、竹、樹莖做成懸式橋以渡小溪，使用的懸索有豎直的，斜拉的，或者兩者混合的。婆羅洲、老撾、爪哇原始藤竹橋，都是早期懸索橋的雛形。不過具有文字記載的懸索橋雛形，最早的要屬中國(guó)，直到今天，仍在影響著世界吊橋形式的發(fā)展。遠(yuǎn)在公元前三世紀(jì)，在中國(guó)四川境內(nèi)就修建了“笮”（竹索橋）。秦取西蜀，四川《鹽源縣志》記：“周赧王三十年（公元前285年）秦置蜀守，固取笮，笮始見于書。至李冰為守（公元前256—251年），造七橋”七橋之中有一笮橋，即竹索橋?？梢娭辽僭诠叭兰o(jì)，我國(guó)已經(jīng)記錄了竹索橋。早在公元前50年（即漢宣帝甘露4年）已經(jīng)在四川建成長(zhǎng)達(dá)百米的鐵索橋。1665年，徐霞客有篇題為《鐵索橋記》的游記，曾被傳教士Martini翻譯到西方，該書詳細(xì)記載了1629年貴州境內(nèi)一座跨度約為122m的鐵索橋。1667年，法國(guó)傳教士Kircher從中國(guó)回去后，著有《中國(guó)奇跡覽勝》，書中記有見于公元65年的云南蘭津鐵索橋。該書曾譯成多種文字并多次再版。據(jù)科技史學(xué)家研究，只是在上述書出版之后，索橋才傳到西方?？梢?，中國(guó)古代的懸索橋是獨(dú)創(chuàng)發(fā)明并領(lǐng)先的。有名的四川大渡河上由9條鐵鏈組成的瀘定橋，是在1706年建成的。在云南亦較早就出現(xiàn)了懸索橋，據(jù)《徐霞客游記·滇游日記》記云南龍川東江藤橋云：“龍川東江之源，滔滔南逝。系藤為橋于上以渡……”近代中國(guó)的懸索橋發(fā)展，自1938年，湖南建成一座公路懸索橋，可運(yùn)行10噸汽車，隨后又有一批公路懸索橋建成。新中國(guó)成立后，共建成70多座此類橋，但跨徑小，寬度窄，荷載標(biāo)準(zhǔn)低，發(fā)展大大滯后。90年代后，中國(guó)懸索橋掀開了新的歷史篇章。主跨452m的廣東汕頭海灣大橋被譽(yù)為中國(guó)第一座大跨度現(xiàn)代懸索橋，其主跨位居預(yù)應(yīng)力混凝土加勁懸索橋世界第一；西陵長(zhǎng)江大橋，主跨900m，是國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的第一座全焊接鋼箱加勁梁懸索橋；江蘇江陰長(zhǎng)江大橋，主跨為1385m的鋼箱加勁懸索橋，是目前列為世界第四的大跨徑懸索橋；計(jì)劃于2005年竣工的江蘇潤(rùn)楊長(zhǎng)江大橋南汊大橋，主跨為1490m?？梢姡覈?guó)已進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。我國(guó)現(xiàn)代懸索橋的建造起于19世紀(jì)60年代，在西南山區(qū)建造了一些跨度在200米以內(nèi)的半加勁式單鏈和雙鏈?zhǔn)綉宜鳂?，其中較著名的是1969年建成的重慶朝陽(yáng)大橋；1984年建成的西藏達(dá)孜橋，跨度達(dá)到500米。90年代的交通建設(shè)高潮使我們終于迎來了建造現(xiàn)代大跨度懸索橋的新時(shí)期?？缍葹?52米的廣東汕頭海灣大橋采用混凝土加勁梁；廣東虎門大橋?yàn)榭缍冗_(dá)888米的鋼箱梁懸索橋；主跨超過1200米的江陰長(zhǎng)江大橋正在設(shè)計(jì)之中。3座懸索橋的同時(shí)建造將使我國(guó)的橋梁科學(xué)技術(shù)迅速趕上世界先進(jìn)水平。[編輯本段]自錨式懸索橋一、前言一般索橋的主要承重構(gòu)件主纜都錨固在錨碇上，在少數(shù)情況下，為滿足特殊的設(shè)計(jì)要求，也可將主纜直接錨固在加勁梁上，從而取消了龐大的錨碇，變成了自錨式懸索橋。過去建造的自錨式懸索橋加勁梁大多采用鋼結(jié)構(gòu)，如1990年通車的日本此花大橋，韓國(guó)永宗懸索橋、美國(guó)舊金山——奧克蘭海灣新橋、愛沙尼亞穆胡島橋墩等。2002年7月在大連建成了世界上第一座鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋——金石灘金灣橋墩，為該類橋墩型的研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。此后在吉林、河北、遼寧又有4座鋼筋混凝土自錨式懸索橋正在設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)和建造中。自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點(diǎn)：①不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質(zhì)條件很差的地區(qū)。②因受地形限制小，可結(jié)合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，了可做成單塔雙跨的懸索橋。③對(duì)于鋼筋混凝土材料的加勁梁，由于需要承受主纜傳遞的壓力，剛度會(huì)提高，節(jié)省了大量預(yù)應(yīng)力構(gòu)造及裝置，同時(shí)也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點(diǎn)。④采用混凝土材料可克服以往自錨式懸索橋用鋼量大、建造和后期維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。⑤保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，在中小跨徑橋梁中是很有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。⑥由于采用鋼筋混凝土材料造價(jià)較低，結(jié)構(gòu)合理，橋梁外形美觀，所以不公局限于在地基很差、錨碇修建軍困難的地區(qū)采用。自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點(diǎn)：①由于主纜直接錨固在加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的加勁梁則造價(jià)明顯增加，對(duì)于混凝土材料的加勁梁則增加了主梁自重，從而使主纜鋼材用量增加，所以采用了這兩種材料跨徑都會(huì)受到限制。②施工步驟受到了限制，必須在加勁梁、橋塔做好之后再吊裝主纜、安裝吊索，因此需要搭建大量臨時(shí)支架以安裝加勁梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費(fèi)用就會(huì)增多。③錨固區(qū)局部受力復(fù)雜。④相對(duì)地錨式懸索橋而言，由于主纜非線性的影響，使得吊桿張拉時(shí)的施工控制更加復(fù)雜。二、歷史回顧19世紀(jì)后半葉，奧地利工程師約瑟夫·朗金和美國(guó)工程師查理斯。本德分別獨(dú)立地構(gòu)思出自錨式懸索橋的造型。本德在1867年申請(qǐng)了專利，朗金則在1870年在波蘭建造了一座小型的鐵路自錨式懸索橋。到20世紀(jì)，自錨式懸索橋已經(jīng)在德國(guó)興起。1915年，德國(guó)設(shè)計(jì)師在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋——科隆-迪茲橋，當(dāng)時(shí)主要是因?yàn)榈刭|(zhì)條件的限制而使工程師們選擇了這種橋型，該橋主跨185m，用木腳手架支撐鋼梁直到主纜就位。此后，美國(guó)賓夕尼亞州的匹茲堡跨越阿勒格尼河的3座橋和在日本東京修建的清洲橋都受科隆-迪茲橋的影響。雖然科隆-迪茲橋1945年被毀，但原橋臺(tái)上的鋼箱梁仍保存至今。匹茲堡的3座懸索橋比科隆-迪茲橋的跨徑要小，但施工技術(shù)比科隆-迪茲橋有了很大的進(jìn)步?？坡?迪茲橋建成后的25年內(nèi)在德國(guó)萊茵河上又修建了4座懸索橋，其中最著名的是1929年建成的科隆-米爾海姆橋，該橋主跨315m，雖然該橋在1945年被毀，但它至仍然保持著自錨式懸索橋的跨徑記錄。在20世紀(jì)30年代，工程師們認(rèn)為自錨式懸索橋加勁梁的軸力將使該種橋梁的受力性能接近于彈性理論，所以這段時(shí)間美國(guó)德國(guó)修建了許多座自錨式懸索橋。三、國(guó)外現(xiàn)代自錨式懸索橋1、日本此花大橋日本此花大橋原名大阪北港連絡(luò)橋，是現(xiàn)有的最早修建的特大跨徑自錨式懸索橋，又是世界上唯一的英國(guó)式自錨式懸索橋。1990年通車?？鐝讲贾脼椋?20+300+120）m，是現(xiàn)有最大跨徑的自錨式懸索橋。垂跨比叫大，為1/6，以減小主纜的索力，使能為梁所承受。該橋采用單主纜，用PWS法施工，包含30束股，每束184絲。僅一個(gè)索面，吊索做成傾斜形，構(gòu)成三角形吊桿，與鋼箱加勁梁一起，體現(xiàn)了英國(guó)式懸索橋的特點(diǎn)。鋼箱加勁梁為三室箱，梁高3.17m，箱總寬26.5m.由于單索面，按抗扭的需要，箱高較大。塔成呈花瓶形，但下塔柱較矮。人字形上塔柱要在加勁梁節(jié)段架設(shè)后才能安裝。2韓國(guó)永宗大懸索橋永宗大懸索橋位于韓國(guó)漢城仁川國(guó)際機(jī)場(chǎng)通往漢城市區(qū)的高速公路上，是世界上第一座雙層行車的公鐵兩用自錨式縣索橋。跨徑布置為125+300+125m，主跨徑與日本此花大橋相同。垂跨比為1/5，以減小主纜索力。塔設(shè)計(jì)成花瓶形，高104.6m，較美觀。采用空中紡線法制索，主纜直徑46.7cm.主纜塔處橫向間距受塔型限制，公6.6m，而在主跨中部則展寬為35m（與梁寬相同），主纜呈三維空間曲面。加勁梁三跨連續(xù)，其腹板及行駛鐵路部分的下層為桁架。梁總高12m，寬35m.上層設(shè)6個(gè)車道；下設(shè)4個(gè)車道及雙線鐵路。加勁梁的上層橋面系為一鋼箱，以承受巨大的水平軸力。箱高3m，連同風(fēng)嘴，總寬41m.梁的施工，分為8個(gè)節(jié)段，用3000t的海上浮吊架設(shè)，全部放在臨時(shí)排架或塔上，然后安設(shè)吊索。防護(hù)體系，加勁梁采用抽濕防護(hù)，只要有一個(gè)傳感器測(cè)得相對(duì)濕度高于50%時(shí)，抽濕系統(tǒng)自動(dòng)開始一切工作，直至相對(duì)濕度降至40%以下。主纜防護(hù)采用S形鋼絲纏繞，再設(shè)涂裝，并采用干燥空氣體系，與日本明石海峽大橋相同。3、美國(guó)舊金山——奧克蘭海灣新橋20世紀(jì)30年代中期修建的舊金山——奧克蘭海灣橋，全長(zhǎng)12.8m，是當(dāng)時(shí)世界上最長(zhǎng)的、技術(shù)水平很高的橋梁，至今人仍為舊金山半島至東海灣的主干線，車輛繁忙，每天通行近28萬車次。設(shè)計(jì)的地震力很小，其東橋（鋼桁架橋）于1989年在里氏7.1度地震烈度時(shí)局部坍塌，因此決定修建新海灣橋來代替現(xiàn)有東橋，全長(zhǎng)3.6km.新橋每方向有寬25m的橋面，各包括5個(gè)車道和一條輕軌鐵路。南側(cè)還有寬4.8m的人行道，考慮1500年回歸的地震。主航道橋?yàn)樽藻^式懸索橋，單塔，跨徑為385+180m.兩主纜直徑0.78m，東側(cè)（385m側(cè)）錨固在東墩處的梁上，其素鞍由箱梁支承，并設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的，以平衡兩主纜索力差。西側(cè)（180m側(cè)）主纜通過兩分離的索鞍環(huán)繞在西墩上，這兩個(gè)分離索鞍固定在西墩上在施工期間兩主纜索力差異采用一項(xiàng)進(jìn)的座板來平衡。西墩上設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)應(yīng)力帽梁，其重量可以平衡橋梁跨徑不對(duì)稱而在西墩產(chǎn)生的恒載撥力，也用以承受西墩兩主纜在運(yùn)營(yíng)荷載和地震荷載作用時(shí)其素鞍產(chǎn)生的不同應(yīng)力。塔高160m.主纜不跨越而是固定在單一的索鞍上。塔由4柱組成，沿高度用剪力桿連接。塔柱為鋼箱。柱間有間距3m的橫隔梁連接。承臺(tái)高6.5m，支承在13根直徑2.5m的鋼管樁上，樁內(nèi)填灌混凝土，樁凈長(zhǎng)20m，嵌入巖石。上部結(jié)構(gòu)為兩個(gè)空心的各向異性版，并將吊桿荷載分布在箱梁上，箱梁間用寬10m、高2.5m、間距30m的橫梁連接。該橫梁承受吊桿橫向72m跨的荷載，保證兩箱在荷載、特別是風(fēng)和地震荷載時(shí)的整體作用。吊桿設(shè)在兩箱的外側(cè)，形成兩空間索面，很美觀。4、其它自錨式懸索橋Sorok島橋是韓國(guó)與Geogcum島連接本土的橋梁，跨徑布置為110m+480m+200m，矢跨比為1：8，加勁梁為鋼箱梁，高跨比為1：400，橋塔為H形。1996年哥本哈根的國(guó)際橋梁和結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)（LABSE）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集中，J.F.Klcin介紹了一種自錨式懸索橋的比較方案，跨徑布置為303m+950m+303m，采用單主纜，主跨跨中約200m長(zhǎng)的主纜在梁體內(nèi)部，與梁固結(jié)，使結(jié)構(gòu)具有很高的剛度，索夾處設(shè)有錨固裝置，所以主纜截面沿橋梁是可變化的，這樣可大大節(jié)省主纜造價(jià)。四、國(guó)內(nèi)自錨式懸索橋盡管自錨式懸索橋在國(guó)處產(chǎn)生發(fā)展較早，在國(guó)內(nèi)卻很少建造，相關(guān)文獻(xiàn)也很少，使這種橋型在國(guó)內(nèi)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。2002年在大連建成了世界上第一座加勁梁采用鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋，此后大連理工大學(xué)橋梁研究所又設(shè)計(jì)了多座鋼筋混凝土自錨式懸索橋，為國(guó)內(nèi)橋梁的建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。1大連金石灘金灣懸索橋金石灘金灣懸索橋是我國(guó)，也是世界上第一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自錨式懸索橋，位于大連金石灘旅游度假區(qū)的濱海路上，橫跨帆船港池入?？冢殉蔀楫?dāng)?shù)氐囊惶幪厥饩坝^。金石灘金灣橋主橋?yàn)樽藻^式混凝土懸索橋，它直接把主纜錨固于加勁梁的兩端，用加勁梁做成拱形（吊拱體系），用主纜的水平分力來抵搞拱腳的推力，起到了系桿拱橋中系桿的作用。這樣既滿足了跨中通航的凈空要求，同時(shí)也使主橋兩端高度降低，大大減少了引橋的長(zhǎng)度，節(jié)省了投資。這種拱度也可使加勁梁剛度增加、撓度減小，從而使該橋在受力和經(jīng)濟(jì)上都達(dá)到了很好的效果。金灣懸索橋總長(zhǎng)198m，其中主橋長(zhǎng)108m，引橋長(zhǎng)90m，主橋跨徑為（24+60+24）m，橋?qū)?0m，矢跨比為1：8，雙塔雙主纜結(jié)構(gòu)。主橋的加勁梁采用鋼筋混凝土邊主梁形式，梁高1m，梁段中間澆注橫隔梁，引橋?yàn)殇摻罨炷吝B續(xù)梁。橋塔為鋼筋混凝土門式塔架，塔高27m，塔柱直徑為1.5m.主橋的加勁梁及橫梁采用50號(hào)混凝土。主纜索采用ф7，吊桿采用ф5鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，冷鑄錨具。基礎(chǔ)采用ф1.6m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主纜跨過橋塔索鞍，不散開，兩端錨固在主梁上，在端部主索套筒內(nèi)設(shè)減震器。梁上吊桿間距為3m.主橋施工主要工序?yàn)椋恒@孔樁基礎(chǔ)；澆筑橋墩橋塔；搭設(shè)臨時(shí)支架，支架上澆筑加勁梁；加勁梁達(dá)到強(qiáng)度后掛主纜，上索夾，張拉吊桿。金石灘懸殊索橋采用了新的結(jié)構(gòu)形式，總造價(jià)只有498萬元，不但取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且其獨(dú)特的設(shè)計(jì)為美麗的海濱城市大連又增添了一處亮麗的風(fēng)景，同時(shí)也為該類橋型的建造提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。2、浙江省平湖市海鹽塘橋海鹽塘橋位于浙江省平湖市東湖風(fēng)景區(qū)，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)為自錨式鋼筋混凝土懸索橋，主跨跨徑組合為（30+70+30）m，全橋長(zhǎng)164m；橋面全寬40.0.m；橋梁縱坡為K2.20%.平湖海鹽塘自錨式懸索橋充分利用自錨式懸索橋的受力特性，借鑒了同類橋梁的一些優(yōu)點(diǎn)，并經(jīng)過改進(jìn)。其主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：主纜錨于梁端，不需要建造昂貴的錨碇；主梁采用了鋼筋混凝土箱梁，利用主纜的水平分力，為主梁施加免費(fèi)預(yù)應(yīng)力，主梁內(nèi)不再配置預(yù)應(yīng)力鋼束；塔頂不設(shè)置鞍座，主纜直接錨固在塔頂上。這種橋型結(jié)構(gòu)新穎，造型美觀，結(jié)構(gòu)輕巧，構(gòu)件受力合理，用材經(jīng)濟(jì)，造價(jià)比同等跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、部分斜拉橋都要低，是一種在中小跨徑內(nèi)非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的橋型。五、自錨式懸索橋的受力分析1、受力原理自錨式懸索橋的上部結(jié)構(gòu)包括：主梁、主纜、吊桿、主塔四部分。傳力路徑為：橋面重量、車輛荷載等豎向荷載通過吊桿傳至主纜承受，主纜承受拉力，而主纜錨固在梁端，將水平力傳遞給主梁。由于懸索橋水平力的大小與主纜的矢跨比有關(guān)，所以可以通過矢跨比的調(diào)整來調(diào)節(jié)主梁內(nèi)水平力的大小，一般來講，跨度較大時(shí)，可以適當(dāng)增加其矢跨比，以減小主梁內(nèi)的壓力，跨度較小時(shí)，可以適當(dāng)減小其矢跨比，使混凝土主梁內(nèi)的預(yù)壓力適當(dāng)提高。由于主纜在塔頂錨固，為了盡量減少主塔承受的水平力，必須保證邊跨主纜內(nèi)的水平力與中跨主纜產(chǎn)生的水平力基本相等，這可以通過合理的跨徑比來調(diào)節(jié)，也可以通過改變主纜的線形來調(diào)節(jié)。另外，自錨式懸索橋中的恒載由主纜來承受，而活載還需要由主梁來承受，所以主梁必須有一定的抗彎剛度，主梁的形式以采用具有一定抗彎剛度的箱形斷面較為合適。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用自錨式結(jié)構(gòu)體系，和地錨式相比可以不考慮地質(zhì)條件的影響，而且由于免去了巨大的錨錠，降低了工程造價(jià)。采用自錨，將主纜錨固于加勁梁之上，相比同等跨徑的其他橋型，更有其特有的曲線線形，外觀優(yōu)雅，而且現(xiàn)代橋梁除了滿足自身的結(jié)構(gòu)要求外，也越來越注重景觀設(shè)計(jì)，其發(fā)展前途很大。自錨式懸索橋采用混凝土加勁梁，雖然增加了體系的自重，但也增加了體系的剛度，在一定的跨度允許范圍內(nèi)，使橋梁的安全性指標(biāo)、適用性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、美觀性指標(biāo)得到了完美的統(tǒng)一。對(duì)結(jié)構(gòu)受力而言，由于采用了自錨體系，將索錨固于主梁上，利用主梁來抵抗水平軸力，對(duì)于混凝土這種抗壓性能好的材料來說無疑是相當(dāng)于提供了。免費(fèi)的。預(yù)應(yīng)力。因此采用的是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)省了大量的預(yù)應(yīng)力器具，而且又由于混凝土材料相對(duì)于鋼材料的經(jīng)濟(jì)性，工程造價(jià)大大減少。但是由于混凝土的抗拉、彎的性能較差，所以對(duì)其進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)綜合考慮這個(gè)特點(diǎn)。由于自錨式懸索橋的主纜拉力是傳遞給橋梁本身，而不是錨錠體，主纜拉力的水平分力在橋梁的上部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生壓力，如果兩端不受約束的話，其垂直分力將使橋梁的兩端產(chǎn)生上拔力。例如金石灘懸索橋橋采用了兩種辦法來抵抗這種上拔力：一是在錨塊處設(shè)置拉壓支座；二是在主橋和引橋的交接處設(shè)置牛腿，從而將引橋的重量壓在主梁上。由于主梁采用混凝土材料，設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)必須計(jì)入混凝土的收縮）徐變等因素的影響，這就使得混凝土自錨式懸索橋的設(shè)計(jì)較鋼橋更為復(fù)雜。六、施工工藝1、主塔施工懸索橋一般主塔較高，塔身大多采用翻模法分段澆筑，在主塔連結(jié)板的部位要注意預(yù)留鋼筋及模板支撐預(yù)埋件。對(duì)于索鞍孔道頂部的混凝土要在主纜架設(shè)完成后澆筑，以方便索鞍及纜索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度監(jiān)控，每段混凝土施工完畢后，在第二天早晨8：00至9：00間溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，利用全站儀對(duì)塔身垂直度進(jìn)行監(jiān)控，以便調(diào)整塔身混凝土施工，應(yīng)避免在溫度變化劇烈時(shí)段進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)隨時(shí)觀測(cè)混凝土質(zhì)量，及時(shí)對(duì)混凝土配比進(jìn)行調(diào)整。2、鞍部施工檢查鋼板頂面標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后清理表面和四周的銷孔，吊裝就位，對(duì)齊銷孔使底座與鋼板銷接。在底座表面進(jìn)行涂油處理，安裝索鞍主體。索鞍由索座、底板、索蓋部分組成，索鞍整體吊裝和就位困難；可用吊車或卷?yè)P(yáng)設(shè)備分塊吊運(yùn)組裝。索鞍安裝誤差控制在橫向軸線誤差最大值3mm標(biāo)高誤差最大值3mm.吊裝入座后，穿入銷釘定位，要求鞍體底面與底座密貼，四周縫隙用黃油填實(shí)。3、主梁澆筑主梁混凝土的澆筑同普通橋一樣，首先梁體標(biāo)高的控制必須準(zhǔn)確，要通過精確的計(jì)算預(yù)留支架的沉降變形；其次，梁體預(yù)埋件的預(yù)埋要求有較高的精度，特別是拉桿的預(yù)留孔道要有準(zhǔn)確的位置及良好的垂直度，以保證在正常的張拉過程中拉桿始終位于孔道的正中心。主梁澆筑順序應(yīng)從兩端對(duì)稱向中間施工，防止偏載產(chǎn)生的支架偏移，施工時(shí)以水準(zhǔn)儀觀測(cè)支架沉降值，并詳細(xì)記錄。待成型后立即復(fù)測(cè)梁體線型，將實(shí)際線型與設(shè)計(jì)線型進(jìn)行比較，及時(shí)反饋信息，以調(diào)整下一步施工。4、索部施工（1）主纜架設(shè)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主纜架設(shè)可以采取在便橋或已澆筑橋面外側(cè)直接展開，用卷?yè)P(yáng)機(jī)配合長(zhǎng)臂汽車吊從主梁的側(cè)面起吊安裝就位。纜索的支撐：為避免形成絞，將成圈索放在可以旋轉(zhuǎn)的支架上。在橋面每4-5m，設(shè)置索托輥（或敷設(shè)草包等柔性材料。），以保證索縱向移動(dòng)時(shí)不會(huì)與橋面直接摩擦造成索護(hù)套損壞。因錨端重量較大，在牽引過程中采用小車承載索錨端。纜索的牽引：牽引采用卷?yè)P(yáng)機(jī)，為避免牽鋼絲繩過長(zhǎng)，索的縱向移動(dòng)可分段進(jìn)行，索的移動(dòng)分三段，分別在二橋塔和索終點(diǎn)共設(shè)三臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)。纜索的起吊：在塔的兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向滑車，卷?yè)P(yáng)機(jī)固定在引橋橋面上主橋索塔附近，卷?yè)P(yáng)機(jī)配合放索器將索在橋面上展開。主要用吊車起吊，提升時(shí)避免索與橋塔側(cè)面相摩擦。當(dāng)索提升到塔尖時(shí)將索吊入索鞍。在主索安裝時(shí)，在橋側(cè)配置了3臺(tái)吊機(jī)，即錨固區(qū)提升吊機(jī)、主索塔頂就位吊機(jī)和提升倒鏈。當(dāng)拉索錨固端牽引到位時(shí)，用錨固區(qū)提升吊機(jī)安裝主索錨具，并一次錨固到設(shè)計(jì)位置，吊機(jī)起重力在5t以上；主索塔頂就位吊機(jī)是在兩座塔的二側(cè)安置提升高度大于25m時(shí)起重力大于45t的汽車吊，用于將主索直接吊上塔頂索鞍就位，在吊裝過程中為避免索的損傷，索上吊點(diǎn)采用專用索夾保護(hù)；主索在提升到塔頂時(shí)，由于主跨的索段比較長(zhǎng)，為確保吊機(jī)穩(wěn)定，可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用塔上提升倒鏈協(xié)助吊裝。（2）主纜調(diào)整在制作過程中要在纜上進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記。標(biāo)記點(diǎn)包括錨固點(diǎn)、索夾、索鞍及跨中位置等。安裝前按設(shè)計(jì)要求核對(duì)各項(xiàng)控制值，經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意后進(jìn)行調(diào)整，按照調(diào)整后的控制值進(jìn)行安裝，調(diào)整一般在夜間溫度比較穩(wěn)定的時(shí)間進(jìn)行。調(diào)整工作包括測(cè)定跨長(zhǎng)、索鞍標(biāo)高、索鞍預(yù)偏量、主索垂直度標(biāo)高、索鞍位移量以及外界溫度，然后計(jì)算出各控制點(diǎn)標(biāo)高。主纜的調(diào)整采用75t千斤頂在錨固區(qū)張拉。先調(diào)整主跨跨中纜的垂直標(biāo)高，完成索鞍處固定。調(diào)整時(shí)應(yīng)參照主纜上的標(biāo)記以保證索的調(diào)整范圍。主跨調(diào)整完畢后，邊跨根據(jù)設(shè)計(jì)提供的索力將主纜張拉到位。（3）索夾安裝為避免索夾的扭轉(zhuǎn)，索夾在主索安裝完成后進(jìn)行。首先復(fù)核工廠所標(biāo)示的索夾安裝位置，確認(rèn)后將該處的PE護(hù)套剝除。索夾安裝采用工作籃作為工作平臺(tái)，將工作籃安裝在主纜上（或同普通懸索橋一樣搭設(shè)貓道），承載安裝人員在其上進(jìn)行操作。索夾起吊采用汽吊，索夾安裝的關(guān)鍵是螺栓的堅(jiān)固，要分二次進(jìn)行）索夾安裝就位時(shí)用扳手預(yù)緊，然后用扭力扳手第一次堅(jiān)固，吊桿索力加載完畢后用扭力扳手第二次緊固。索夾安裝順序是中跨從跨中向塔頂進(jìn)行，邊跨從錨固點(diǎn)附近向塔頂進(jìn)行。（4）吊桿安裝及加載吊桿在索夾安裝完成后立即安裝。小型吊桿采用人工安裝，大型吊桿采用吊車配合安裝。由于自錨式懸索橋在荷載的作用下呈現(xiàn)出明顯的幾何非線性，因此吊桿的加載是一個(gè)復(fù)雜的過程。主纜相對(duì)于主梁而言剛度很小。如果吊桿一次直接錨固到位，無論是張拉設(shè)備的行程或者張拉力都很難控制而全橋吊桿同時(shí)張拉調(diào)整在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。為了解決這個(gè)問題，就必須根據(jù)主梁和主纜的剛度、自重采用計(jì)算機(jī)模擬的辦法，得出最佳加載程序