懸索橋結(jié)構(gòu)體系分類與總體布置特征

第二組

懸索橋結(jié)構(gòu)體系分類

與總體布置特征橋梁工程指導(dǎo)老師：組長(zhǎng)：組員：一、懸索橋的一般特點(diǎn)

懸索橋，又名吊橋（suspensionbridge）指的是以通過(guò)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。（P282）

現(xiàn)代懸索橋由古老的索橋演化而來(lái)，其主要承重結(jié)構(gòu)由纜索（含吊桿）、塔、錨、碇三者組成?，F(xiàn)代懸索橋世界最長(zhǎng)懸索橋——日本明石海峽大橋主跨1991米，全長(zhǎng)3911米

我國(guó)最長(zhǎng)的懸索橋——江陰長(zhǎng)江大

全長(zhǎng)3071，主跨1385米

二、懸索橋的主要結(jié)構(gòu)類型a、柔性懸索橋b、單跨懸吊橋c、三跨懸吊簡(jiǎn)支體系橋d、三跨懸吊連續(xù)體系橋e、自錨式懸索橋f、纜索中段同加勁桁架合為一體橋等等1、柔性懸索橋

不設(shè)加勁梁，只在活載與恒載的比值不大時(shí)使用，如人行橋或早期懸索橋2、單跨懸吊橋

僅主跨懸吊，并在主跨上設(shè)加勁梁，如存在邊跨，則邊跨獨(dú)立（簡(jiǎn)支與橋塔）懸吊簡(jiǎn)支矮寨大橋索塔主跨1176m，加勁梁長(zhǎng)1000.5m

單跨懸吊橋。

3、三跨懸吊簡(jiǎn)支體系橋

加勁梁為三跨簡(jiǎn)支梁美國(guó)金門大橋三跨懸吊簡(jiǎn)支支體系橋加加勁梁為三跨跨簡(jiǎn)支梁香港青馬大橋橋4、三跨懸吊連連續(xù)體系橋加加勁梁梁為三跨連續(xù)續(xù)梁浙江舟山西堠堠門大橋5、自錨式懸索索橋

與組合合體系中的系系桿拱相似，，懸索的水平平拉力不傳給給錨碇，而傳傳給加勁梁遼寧麒麟大橋橋錨固點(diǎn)6、纜索中段同同加勁桁架合合為一體橋美國(guó)紐約哈德德遜河熊山大大橋三、懸索橋的的構(gòu)造特點(diǎn)1、主纜2、加勁梁3、橋塔4、錨碇5、索吊及索夾夾6、鞍座1、主纜主纜通過(guò)塔頂頂?shù)陌白鶓覓鞉煊谥魉喜⒉㈠^固于兩端端錨固體中。。主纜的布置置形式一般是是采用每橋兩兩根，平行布布置于加勁梁梁兩側(cè)吊點(diǎn)之之上?，F(xiàn)代大跨度懸懸索橋多采用用平行鋼絲主主纜，它是由由平行的高強(qiáng)強(qiáng)、冷拔、鍍鍍鋅鋼絲組成成。主纜根數(shù)一般般為2根，有4根或1根的2、加勁梁加勁梁的主要要功能是提供供橋面和防止止橋面發(fā)生過(guò)過(guò)大的撓曲變變形和扭曲變變形，它直接接承擔(dān)豎向活活載，也是懸懸索橋承受風(fēng)風(fēng)荷載和其他他橫向水平荷荷載的主要構(gòu)構(gòu)件，所以，，必須具有足足夠的抗扭剛剛度或自重以以保持在風(fēng)荷荷載作用下的的氣動(dòng)穩(wěn)定性性。鋼箱梁橫截面面鋼桁架橫截面面3、橋塔橋塔也稱主塔塔，它是支承承主纜的主要要構(gòu)件，分擔(dān)擔(dān)主纜所受的的豎向荷載，，并傳遞到下下部的塔墩和和基礎(chǔ)。另外外，在風(fēng)荷載載和地震荷載載的作用下，，還可對(duì)全橋橋的總體穩(wěn)定定提供安全保保證。按采用材料分分，橋塔有混混凝土塔和鋼鋼塔，因混凝凝土塔價(jià)格較較低，一般都都采用混凝土土橋塔。按按橋塔外形分分，在橫橋向向一般有剛構(gòu)式、桁架架式和混合式式三種結(jié)構(gòu)形式式4、錨碇錨碇即主纜的的錨固體，用用于固定住主主纜的端頭，，防止其走動(dòng)動(dòng)。錨碇又可可分為重力式式錨碇（或稱稱錨臺(tái)）和隧隧道式錨碇兩兩種當(dāng)主纜在錨碇碇處改變方向向時(shí)，則需設(shè)設(shè)置主纜支架架。主纜支架架是主纜的支支點(diǎn)，可以獨(dú)獨(dú)立設(shè)置在錨錨碇之前，也也可以設(shè)置在在錨碇之內(nèi)。。主纜支架的的主要形式有有，鋼筋混凝凝土剛性支架，鋼鋼制柔性支架架和鋼制搖桿桿支架等。5、吊索及索夾夾吊索是將加勁勁梁上的豎向向荷載通過(guò)索索夾（CableBand）傳遞到主纜纜的受力構(gòu)件件。其下端通通過(guò)錨頭與加加勁梁兩側(cè)的的吊點(diǎn)聯(lián)結(jié)，，上端通過(guò)索索夾與主纜聯(lián)聯(lián)結(jié)。吊索與索夾的的連結(jié)方式上上一般分為四四股騎跨式和和雙股銷鉸式式兩種，其中中，前者不宜宜采用平行鋼鋼絲索，而后后者對(duì)鋼絲繩繩索與平行鋼鋼絲索都能適適應(yīng)。吊索與索夾鞍座分為塔頂頂鞍座（亦稱稱主鞍座）和和散索鞍座。。塔頂鞍座位于于主纜和塔頂頂之間，其上上座設(shè)有索槽槽用以安放主主纜，平衡主主纜兩側(cè)的分分力。6、鞍座塔頂鞍座散索銨是在靠靠近錨碇處設(shè)設(shè)置的，其作作用是改變纜纜索方向，二二是講主纜的的束股分散后后引入各自的的錨固位置。。散索銨四、懸索橋的的總體布置特特征1、跨度比2、垂跨比3、寬跨比4、高跨比5、加勁梁的支支承體系邊跨與主跨跨跨度之比（L0/L）（即跨度比））一般受具體體橋位處的地地形與地質(zhì)條條件制約，其其取值的自由由度較小，一一般的跨度比為0.25~0.5。研究表明，，若主孔跨度度及垂跨比確確定，則跨度度比越小單位位橋長(zhǎng)所需的的鋼材重量越越大，但減小小跨度比可以以起到減小加加勁梁最大豎豎向撓度及最最大豎向轉(zhuǎn)角角的作用。目目前世界上已已建三跨懸索索橋的實(shí)例中，跨度度比大部分位位于0.2~0.4之間。1、跨度比跨度比=L0/L實(shí)例中，跨度度比大部分位位于0.2~0.4之間。LL02.垂跨比懸索橋的垂跨跨比是指大纜纜在主孔內(nèi)的的垂度f(wàn)與主孔的跨度度L之比。垂跨比的大大小一方面對(duì)對(duì)主纜中的拉拉力有很大的的影響，因此此它在較大程程度上影響主主纜所需截面面面積與單位位橋長(zhǎng)的用鋼鋼量。另一方方面還對(duì)懸索索橋的整體（（包括豎向及及橫向）剛度度有明顯的影影響，垂跨比比越小，剛度度越大，但纜纜中拉力也越越大。因此，，在實(shí)橋設(shè)計(jì)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合合對(duì)剛度的要要求和大纜用用鋼量來(lái)選取取合適的垂跨跨比，一般公公路懸索橋的的平均垂跨比比為1/10左右（1/9~1/12之間）?？缍缺?f/L一般公路懸索索橋的平均垂垂跨比為1/10左右（1/9~1/12之間）。Lf3、寬跨比寬跨比是指橋梁上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的梁寬（或或主纜中心距距）W與主孔跨度L的比值。加勁梁的寬寬度由車道寬寬度及橋面構(gòu)構(gòu)造布置等決決定。對(duì)中小小跨度橋梁而而言，寬跨比比習(xí)慣上沿用用1/20的大致標(biāo)準(zhǔn)，，但對(duì)大跨度度橋梁而言該該標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于保保守。大跨度度懸索橋的寬寬跨比至今尚尚無(wú)合理而具具有科學(xué)性的的標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)設(shè)計(jì)中主要根根據(jù)抗風(fēng)理論論分析和風(fēng)洞洞試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證證所取的寬跨跨比是否具備備優(yōu)良的動(dòng)力力特性。在理理論上，當(dāng)主主孔跨度L為定值時(shí)，寬寬跨比越大，，結(jié)構(gòu)整體（（特別是橫向向）剛度越大大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，，世界大跨度度懸索橋的寬跨比大部分分在1/60~1/40之間。wL寬跨比=w/L寬跨比大部分分在1/60~1/40之間。4、高跨比高跨比是指懸懸索橋加勁梁的高度度h與主孔跨徑L的比值。對(duì)大跨度懸懸索橋而言，，梁高與跨度度基本上沒(méi)有有關(guān)系，設(shè)計(jì)計(jì)中關(guān)鍵確保保具有優(yōu)良的的動(dòng)力持性。。通常桁架式式加勁梁梁高高一般為8~14m，箱型加勁梁梁的梁高一般般為2.5~4.5m。hL高跨比=w/L桁架式加勁梁梁梁高一般為為8~14m，箱型加勁梁梁的梁高一般般為2.5~4.5m。5、加勁梁的支支承體系一般三跨懸索索橋中的加勁勁梁絕大多數(shù)數(shù)是非連續(xù)的的（稱為三跨跨雙鉸加勁梁梁），即每跨跨加勁梁的兩兩端分別設(shè)置置支承體系。。這種布置在在結(jié)構(gòu)上比較較合理，但梁端的角變變量和伸縮量量及跨中的最最大撓度（包包括豎向的和和橫向的）均均較大。加勁梁采用連連續(xù)支承體系系始于1959年法國(guó)建成的的坦卡維爾（（Tancarville）橋，近期正正在增多，尤尤其在公鐵兩兩用的大跨度度懸索橋中。。彎矩包絡(luò)圖連續(xù)加勁梁的的布置形式能