橋梁工程7第五篇 纜索承重體系橋梁

BRIDGE《橋梁工程》彭天波，辦公室：橋梁館413室，電話：65983116-2412，郵箱：ptb@BRIDGE第五篇纜索承重體系橋梁第一章 概論第二章 斜拉橋第三章 懸索橋簡(jiǎn)介2022/10/182BRIDGE第一章 概論

1.1

橋型基本特征絕大多數(shù)纜索承重體系橋梁的結(jié)構(gòu)體系分四個(gè)主要部分：包括橋面結(jié)構(gòu)在內(nèi)的加勁梁、支承加勁梁的纜索系統(tǒng)、支承纜索系統(tǒng)的索塔、在豎向或水平向嵌固纜索系統(tǒng)的錨固體。上述結(jié)構(gòu)體系可以使得纜索承重體系橋梁成為跨徑最大的橋梁結(jié)構(gòu)體系，原因有兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)受力體系方面和材料方面。1.2纜索承重體系橋梁的類型根據(jù)纜索的布置形狀，可以分為斜拉橋、懸索橋、懸索－斜拉混合體系橋和索網(wǎng)體系橋。2022/10/183BRIDGE第二章斜拉橋2022/10/184BRIDGE竹斜拉橋藤蘿斜拉橋2022/10/185BRIDGE1784年瑞士的Loscher木橋，已經(jīng)具備了現(xiàn)代斜拉橋的特征。1817年英國(guó)的Meadow人行橋，采用了鑄鐵橋塔。2022/10/186BRIDGE1956年瑞典建成的新斯特羅姆海峽橋是第一座現(xiàn)代斜拉橋。進(jìn)入20世紀(jì)后，近代橋梁力學(xué)理論、電子計(jì)算機(jī)計(jì)算技術(shù)、材料強(qiáng)度、施工手段等有了很大的發(fā)展，使斜拉式橋型又逐漸地重現(xiàn)了它的優(yōu)越性，至20世紀(jì)50年代開(kāi)始又得到很快的發(fā)展。2022/10/187BRIDGE8昂船洲大橋主跨1088米的蘇通長(zhǎng)江公路大橋2022/10/18BRIDGE按主梁所用材料，斜拉橋可分為鋼斜拉橋、混凝土斜拉橋、結(jié)合梁斜拉橋與混合梁斜拉橋四類。蕪湖長(zhǎng)江大橋2023/7/319BRIDGE2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)受拉的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，并將主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱，再通過(guò)塔柱基礎(chǔ)傳至地基。塔柱基本上以受壓為主?？缍容^大的主梁就像一條多點(diǎn)彈性支承的連續(xù)梁一樣工作，從而使主梁內(nèi)的彎矩大大減小。由于同時(shí)受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構(gòu)件。2023/7/3110BRIDGE2.2總體布置2.2.1索塔布置為了減少水中墩及深水基礎(chǔ)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，宜采用獨(dú)塔布置方案；根據(jù)橋位地形及跨徑需要等各種因素也可選用雙塔布置或多塔布置方案。2.2.2孔跨布置斜拉橋孔跨布置主要可分為雙塔三跨式、獨(dú)塔雙跨式和多塔多跨式等三種形式。在特殊情況下，斜拉橋也可以布置成獨(dú)塔單跨式等形式。2023/7/3111BRIDGE雙塔三跨式是一種最常見(jiàn)的斜拉橋孔跨布置方式。通常布置成兩個(gè)邊跨跨度相等的對(duì)稱形式，也可以布置成兩個(gè)邊跨跨度不等的非對(duì)稱形式。邊跨跨度與主跨跨度的比例關(guān)系通常取0.4左右。由于雙塔三跨式斜拉橋的主孔跨度較大，一般可適用于跨越較大的河流、河口和海峽。2023/7/3112BRIDGE獨(dú)塔雙跨式也是一種常見(jiàn)的孔跨布置方式?？梢圆贾贸蓛煽绮粚?duì)稱的形式，即分為主跨與邊跨；也可以布置成兩跨對(duì)稱，即等跨形式。邊跨跨度與主跨跨度的比例通常介于0.6～0.7之間。由于它的主孔跨徑一般比雙塔三跨式的主孔跨徑小，故特別適用于跨越中小河流、谷地及交通道路；當(dāng)然也可用于跨越較大河流的主航道部分。2023/7/3113BRIDGE多塔多跨式應(yīng)用較少，這是由于多塔多跨式斜拉橋的中間塔頂沒(méi)有端錨索來(lái)有效地限制它的變位，結(jié)構(gòu)的剛度較低。增加主梁的剛度可以在一定程度上提高多塔斜拉橋的整體剛度，但這樣做必然會(huì)增加橋梁的自重。在必須采用多塔多跨式斜拉橋時(shí)，可將中間塔做成剛性索塔，此時(shí)索塔和基礎(chǔ)的工程量將會(huì)增加很多，或用斜拉索對(duì)中間塔頂加勁，但這種長(zhǎng)索柔度較大，且影響橋梁的美觀。2023/7/3114Rion-antirion大橋的主橋?yàn)?塔5跨連續(xù)斜拉橋，跨徑組成為286＋3×560＋286

米，全長(zhǎng)2252米。BRIDGE2023/7/3115BRIDGE2.2.3輔助墩輔助墩適用條件：當(dāng)斜拉橋的邊孔設(shè)在岸上或淺灘，邊孔高度不大或不影響通航時(shí)。優(yōu)點(diǎn)：可以改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，增加施工期的安全。當(dāng)輔助墩受壓時(shí)，減少了邊孔主梁彎矩，而受拉時(shí)則

減少了中跨主梁的彎矩和撓度，從而大大提高了全橋

剛度。實(shí)踐證明，設(shè)一個(gè)輔助墩后，塔頂水平位移、主梁跨中撓度、塔根彎矩和邊跨主梁彎矩都大大減少，一般約為原來(lái)的40%～65%。邊孔加兩個(gè)輔助墩，上述這些內(nèi)力和位移雖然繼續(xù)降低，但變化幅度不大。2023/7/3116BRIDGE2.2.4索塔高度塔的有效高度一般應(yīng)從橋面以上算起，因?yàn)樗c斜索的傾角有關(guān)。與斜拉橋的主跨跨徑有關(guān)，還與拉索的索面型式、拉索的索距、拉索的水平傾角、主梁形式、主塔形狀、施工方法和景觀要求有關(guān)。在主跨跨徑相同的情況下，索塔高度低，拉索的水平傾角就小，則拉索的垂直分力對(duì)主梁的支承作用就小，會(huì)導(dǎo)致拉索的鋼材用量增加。反之，索塔高度愈大，拉索的水平傾角愈大，拉索對(duì)主梁的支承效果也愈大，但索塔和拉索的材料用量也要增加，還會(huì)增加施工難度。雙塔三跨式斜拉橋，H/L2的比值宜取0.18～0.25。2023/7/3117BRIDGE2.2.5結(jié)構(gòu)體系按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系可劃分為飄浮體系、半飄浮體系、塔梁固結(jié)體系和剛構(gòu)體系。如果按照主梁的連續(xù)方式劃分，則有連續(xù)體系和T構(gòu)體系等。2023/7/3118BRIDGE飄浮體系特點(diǎn)是塔墩固結(jié)、塔梁分離。主梁除兩端有支承外，其余全部用拉索懸吊，屬于一種在縱向可稍作浮動(dòng)的多跨彈性支承連續(xù)梁。主要優(yōu)點(diǎn)是主跨滿載時(shí)，塔柱處的主梁截面無(wú)負(fù)彎矩

峰值；溫度、收縮和徐變次內(nèi)力均較?。皇芰^均勻；地震時(shí)全梁可以縱向長(zhǎng)周期擺動(dòng)，起到減震作用。目

前，大量的斜拉橋均采用飄浮體系。缺點(diǎn)是：當(dāng)采用懸臂施工時(shí)，塔柱處主梁需臨時(shí)固結(jié)，以抵抗施工過(guò)程中的不平衡彎矩和縱向剪力。從塔柱

中心懸吊下來(lái)的拉索(一般稱“零號(hào)索”)施工復(fù)雜。2023/7/3119BRIDGE半飄浮體系特點(diǎn)是塔墩固結(jié)，主梁在塔墩上設(shè)置縱向活動(dòng)的豎向支承，成為具有多點(diǎn)彈性支承的三跨連續(xù)梁。半飄浮體系若采用一般支座來(lái)處理則無(wú)明顯優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)兩跨滿載時(shí)，塔柱處主梁有負(fù)彎矩尖峰，溫度、收縮、徐變次內(nèi)力較大。若在墩頂設(shè)置一種可以用來(lái)調(diào)節(jié)高度的支座或彈簧支承，并在成橋時(shí)調(diào)整支座反力，以消除大部分收縮、徐變等的不利影響，這樣就可以與飄浮體系相媲美，并且在經(jīng)濟(jì)和減小縱向方面將會(huì)有一定好處。2023/7/3120BRIDGE塔梁固結(jié)體系特點(diǎn)是將塔梁固結(jié)并支承在墩上，斜拉索變?yōu)閺椥灾С小Ｖ髁旱膬?nèi)力與撓度直接同主梁與索塔的彎曲剛度比值有關(guān)。這種體系的主梁一般只在一個(gè)塔柱處設(shè)置固定支座，而其余均為縱向可以活動(dòng)的支座。這種體系的優(yōu)點(diǎn)是，顯著減小主梁中央段承受的軸向拉力，索塔和主梁的溫度次內(nèi)力極小。缺點(diǎn)是中孔滿載時(shí)，主梁在墩頂處轉(zhuǎn)角位移導(dǎo)致塔柱傾斜，使塔頂產(chǎn)生較大的水平位移，從而顯著地增大主梁跨中撓度和邊跨負(fù)彎矩；另外上部結(jié)構(gòu)重量和活載反力都需由支座傳給橋墩，需要設(shè)置噸位很大的支座。2023/7/3121BRIDGE剛構(gòu)體系特點(diǎn)是塔梁墩相互固結(jié)，形成跨度內(nèi)具有多點(diǎn)彈性支承的剛構(gòu)。這種體系的優(yōu)點(diǎn)是既免除了大型支座又能滿足懸臂施工的穩(wěn)定要求；結(jié)構(gòu)的整體剛度比較好，主梁撓度又小。缺點(diǎn)是主梁固結(jié)處負(fù)彎矩大，使固結(jié)處附近截面需要加大；再則，為消除溫度應(yīng)力，應(yīng)用于雙塔斜拉橋中時(shí)要求墩身具有一定的柔性，常用于高墩的場(chǎng)合，以避免出現(xiàn)過(guò)大的附加內(nèi)力。另外，這種體系比較適合于獨(dú)塔斜拉橋。2023/7/3122BRIDGE個(gè)別斜拉橋采用在跨中無(wú)索區(qū)段插入一段掛梁的形式，但它有損于橋梁的整體性和橋面的連續(xù)性，對(duì)行車不

利，因此現(xiàn)已很少采用。在主梁跨中設(shè)鉸的布置，可以起到緩解溫度應(yīng)力的作用，但同樣對(duì)行車不利，加之剪力鉸在設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等方面的難度，故一般很少采用。2023/7/3123BRIDGE斜拉橋多數(shù)是自錨體系。只有在如主跨很大邊跨很小等特殊情況下，才采用部分地錨式的錨拉體系。鄖陽(yáng)漢江公路大橋，1994年1月28日建成通車，該橋?qū)俚劐^式鋼筋混凝土斜拉橋，主跨為414米，全長(zhǎng)為586米。2023/7/3124BRIDGE2.2.6斜拉索的布置按其組成的平面通常分為單索面、雙索面和多索面。單索面設(shè)置在橋梁中軸線上，優(yōu)點(diǎn)是橋墩尺寸較小、視覺(jué)效果好；采用雙索面時(shí)，作用于橋梁上的扭矩可由拉索的軸力來(lái)抵抗。多索面往往應(yīng)用于超寬橋面的斜拉橋。2023/7/3125BRIDGE根據(jù)斜索在索平面內(nèi)的布置，它又可以分為輻射型、豎琴型和扇型三種形式。輻射形布置的斜拉索沿主梁均勻分布，而在索塔上則集中于塔頂一點(diǎn)。這樣各斜拉索都具有最大的傾角，故斜拉索的垂直分力對(duì)主梁的支承效果也大。由于索力主要由垂直力的需要而定，因此斜索拉力較小，索用量最??；而且輻射索使結(jié)構(gòu)形成幾何不變體系，對(duì)變形及內(nèi)力分布都有利。缺點(diǎn)是：塔頂錨頭構(gòu)造處理較困難；塔身剛度要保證壓曲穩(wěn)定的要求。2023/7/3126BRIDGE豎琴形布置中的斜拉索成平行排列，因此各索傾角

相同，外形最美觀，具有很好的韻律；索與塔的連

接構(gòu)造易于處理；由于傾角相同，各索的錨固構(gòu)造

相同；塔中壓力逐段向下加大，有利于塔的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是：由于是幾何可變體系，對(duì)內(nèi)力及變形的分布較不利，需要采用邊跨內(nèi)設(shè)置輔助墩的辦法來(lái)加以改善。豎琴型布置時(shí)斜拉索傾角較小，索的總拉力大，故鋼索用量較多。2023/7/3127BRIDGE扇形布置的斜拉索是不相互平行的，是介于輻射形和平行形之間的拉索布置形式，一般在塔上和梁上分別按等間距布置，兼顧了以上兩種形式的優(yōu)點(diǎn)而減少其缺點(diǎn)，因此有較多的斜拉橋采用這種形式。2023/7/3128BRIDGE根據(jù)斜索在主梁上的間距，有稀索與密索之分。在早期的斜拉橋中都為稀索體系，現(xiàn)代斜拉橋則多為密索體系。密索優(yōu)點(diǎn)如下：索距小，主梁彎矩??；索力較小，錨固點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單；錨固點(diǎn)附近應(yīng)力流變化小，補(bǔ)強(qiáng)范圍??；利于伸臂架設(shè)；易于換索；拉索斷面纖細(xì)，美感度提高。斜拉橋采用懸臂法架設(shè)時(shí)，索間距宜為5~18m?；炷林髁阂蜃灾卮螅骶鄳?yīng)密些，一般不大于10m。2023/7/3129BRIDGE2.3斜拉橋的構(gòu)造2.3.1斜拉索的構(gòu)造斜拉索是斜拉橋的主要承重結(jié)構(gòu)，不久要求抗拉強(qiáng)度高，還要求彈性模量大、抗疲勞性能、耐久性和抗腐蝕性良好。斜拉索的類型包括：平行粗鋼筋束、平行鋼絲束、平行鋼鉸線束、單股鋼鉸纜、封閉式鋼纜。平行鋼絲索由φ5～7mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1600MPa的高強(qiáng)鍍鋅鋼絲組成，一般排列成六邊形，整體在工廠制造。目前使用最廣泛的防護(hù)措施是用熱擠法在鋼絲束上包一層聚氯乙烯套管(簡(jiǎn)稱PE套管)。2023/7/3130BRIDGE2.3.2主塔的構(gòu)造斜拉橋的索塔主要承受通過(guò)拉索傳遞給塔柱的巨大壓力和彎矩。斜拉橋主塔結(jié)構(gòu)型式、高度、截面尺寸以及塔底的支承型式，應(yīng)根據(jù)橋位處地質(zhì)情況、環(huán)境條件、斜拉橋的跨度、橋面寬度、斜拉索布置以及建筑造型等因素決定。斜拉橋索塔的縱向形式一般為單柱形，也可考慮A型和倒Y型塔，后者剛度較大，能抵抗較大的彎矩。2023/7/3131BRIDGE橫橋向的塔柱型式有單柱式、雙柱式、Π形、H形、花瓶型、A型、倒V形、倒Y形和鉆石型等。單柱式橋塔通常用于主梁抗彎、抗扭剛度較大的單索面斜拉橋。門架式和Π形雙柱式橋塔適用于橋面寬度不大的雙索面斜拉橋。其他形式的橋塔結(jié)構(gòu)橫向剛度大，但構(gòu)造和受力復(fù)雜、施工難度大。對(duì)于抗震、抗風(fēng)要求較高的大跨度或特大跨度斜拉橋，經(jīng)常采用這些形式的主塔。2023/7/3132BRIDGE2.3.2主梁的構(gòu)造主梁的主要作用有三個(gè)方面：將恒、活載分散傳給拉索。主梁需有足夠的剛度防止壓屈；抵抗橫向風(fēng)和地震作用，并把這些力傳給下部結(jié)構(gòu)。當(dāng)拉索間距較大時(shí)，主梁由彎矩控制設(shè)計(jì)。對(duì)于單索面斜拉橋，主梁由扭轉(zhuǎn)控制設(shè)計(jì)。而對(duì)于雙索面密索體系，主梁設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮軸壓力因素以及整個(gè)橋的彎曲。另外，應(yīng)考慮到在減小活載的情況下主梁有足夠的強(qiáng)度和剛度以更換拉索。并需考慮個(gè)別拉索偶然拉斷或退出工作時(shí)結(jié)構(gòu)仍具有足夠的安全儲(chǔ)備。2023/7/3133BRIDGE縱斷面通常采用等高度布置。主梁的高跨比正常范圍：對(duì)于雙索面情形：1/100～1/150；對(duì)于單索面情形：1/50～1/100，且高寬比不宜小于1/10。一般說(shuō)來(lái)，梁式橋主梁的不少橫截面形式都可用于斜

拉橋，但由于梁在跨間支承在一排或兩排斜索支點(diǎn)上，因此要求橫截面的抗扭剛度比較好，而且便于斜索與

主梁的連接，因此一般不用T形截面。2023/7/3134BRIDGE混凝土主梁的常用橫截面形式2023/7/3135BRIDGE2.4斜拉橋施工簡(jiǎn)介斜拉橋施工方法的選擇需要考慮如下一些因素：施工

現(xiàn)場(chǎng)自然條件、橋梁規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、主梁截面形式、橋塔的形狀和斜索的構(gòu)造和布置形狀等?；炷列崩瓨蚩上仁┕ざ?、塔。然后施工主梁和安裝拉索；也可按索塔、主梁、拉索三者同時(shí)并進(jìn)。2023/7/3136BRIDGE鋼索塔主要采用預(yù)制吊裝的方法施工；混凝土索塔主要采用搭架現(xiàn)澆、預(yù)制吊裝、滑升模板澆筑的方法施工。搭架現(xiàn)澆：是從地面和墩頂設(shè)置滿布支架及模板，然后現(xiàn)澆塔柱混凝土。預(yù)制吊裝：當(dāng)橋塔不是太高時(shí)，可以加快施工進(jìn)度，減輕高空作業(yè)的難度和勞動(dòng)強(qiáng)度?；Ｊ┕ぃ哼@種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快，適用于高塔的施工。塔柱無(wú)論是豎直的還是傾斜的都可以用此法，但對(duì)斜拉索錨固區(qū)預(yù)留孔道和預(yù)埋件的處理要困難些。塔的施工：2023/7/3137BRIDGE主梁施工斜拉橋主梁施工方法的選擇需要考慮如下一些因素：施工現(xiàn)場(chǎng)自然條件、施工設(shè)備、結(jié)構(gòu)體系、索型、索距和主梁截面形式等。一般大跨徑斜拉橋上部結(jié)構(gòu)主要采用懸臂澆筑或懸臂拼裝的施工方法。懸臂拼裝施工：一般先在塔柱區(qū)段現(xiàn)澆一段起始梁段以放置起吊設(shè)備，然后用起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對(duì)稱安裝預(yù)制梁段，使懸臂伸長(zhǎng)直至合龍。由于主梁預(yù)制混凝土齡期較長(zhǎng)，收縮、徐變變形小，且梁段的斷面尺寸和混凝土質(zhì)量容易得到保證。2023/7/3138BRIDGE懸臂澆筑施工：是從塔柱兩側(cè)用掛籃對(duì)稱逐段就地澆注混凝土直至合龍。上世紀(jì)80年代研制的前支點(diǎn)牽索式掛籃。利用施工節(jié)段前端最外側(cè)兩根斜拉索，將掛籃前端大部分施工荷載傳至橋塔，變懸臂負(fù)彎矩受力為簡(jiǎn)支正彎矩受力。這樣，隨著受力條件的變化，節(jié)段懸澆長(zhǎng)度及承受能力均大大提高。2023/7/3139對(duì)于中、小跨徑的斜拉橋，可根據(jù)橋址處的地形條件和結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，采用支架法、頂推法或平轉(zhuǎn)法等施工方法。支架法施工主梁就是在橋孔位置搭設(shè)滿布支架，或在臨時(shí)支墩之間設(shè)置托架或勁性骨架，然后立?，F(xiàn)澆混凝土主梁或拼裝預(yù)制梁段的施工方法。頂推法進(jìn)行混凝土斜拉橋主梁的施工，需在跨內(nèi)設(shè)置若干臨時(shí)支墩，且在頂推過(guò)程中，主梁反復(fù)承受正負(fù)彎矩。平轉(zhuǎn)法是將斜拉橋上部結(jié)構(gòu)分別在兩岸或一岸順河流方向的支架上現(xiàn)澆，并在岸上完成落架、張拉、調(diào)索等所有安裝工作，然后以墩、塔為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。BRIDGE2023/7/3140斜拉索安裝大致可分兩步：引架作業(yè)：將斜拉索引架到橋塔錨固點(diǎn)和主梁錨固點(diǎn)之間的位置上。張拉作業(yè)：完成掛索施工后，對(duì)斜拉索施加一定的拉力，使拉索開(kāi)始受拉而參與工作。BRIDGE2023/7/3141BRIDGE第三章懸索橋簡(jiǎn)介3.1概述懸索橋是以受拉主纜為主要承重構(gòu)件的橋梁結(jié)構(gòu)。它主要由橋塔（包括基礎(chǔ)）、主纜、加勁梁、錨碇、吊索、鞍座及橋面結(jié)構(gòu)等幾部分組成。2023/7/3142BRIDGE特點(diǎn)：加勁梁在吊索的懸吊下，相當(dāng)于多個(gè)彈性支承上的連續(xù)梁，彎矩很?。坏跛鲗⒅髁旱闹亓鬟f給主纜，承受拉力；主塔將主纜支起，主纜承受拉力，并被兩側(cè)的錨碇錨固；主塔承受主纜的傳力，主要受軸向壓力，并將力傳遞給基礎(chǔ)。由于懸索橋是以高強(qiáng)鋼絲作為主要承拉結(jié)構(gòu)，所以，具有跨越能力大、受力合理、最能發(fā)揮材料強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，另外，還具有整體造型流暢美觀和施工安全快捷等優(yōu)勢(shì)。2023/7/3143BRIDGE丹麥大貝爾特東橋（大海帶橋）2023/7/3144大阪此花大橋日本明石海峽大橋2023/7/31BRIDGE54西堠門大橋青馬大橋BRIDGE3.2懸索橋的基本類型3.2.1按主纜的錨固形式分類有地錨式和自錨式兩類。地錨式懸索橋：主纜的拉力由橋梁端部的重力式錨碇

或隧道式錨碇傳遞給地基。因此在錨碇處一般要求地

基具有較大的承載力，最好有良好的巖層作持力地基。2023/7/3146BRIDGE自錨式懸索橋主纜拉力直接傳遞給它的加勁梁來(lái)承受。優(yōu)點(diǎn)是適宜用于兩岸地基承載力較差，特別是軟土的橋位，另外，對(duì)城市鬧區(qū)跨河橋梁可以避免影響景觀或無(wú)法布置的龐大的主纜錨碇建筑物。自錨式懸索橋的跨度不宜過(guò)大。另外，這種橋式施工比較困難、風(fēng)險(xiǎn)較大。2023/7/3147BRIDGE3.2.2按懸吊跨數(shù)分類2023/7/3148BRIDGE2023/7/3149BRIDGE2023/7/3150BRIDGE3.2.3根據(jù)懸吊方式分類2023/7/3151BRIDGE3.3懸索橋的總體布置需要考慮的結(jié)構(gòu)特性包括：跨度比、垂跨比、寬跨比、高跨比、加勁梁的支承體系等要素?？缍缺龋哼吙缗c主跨跨度之比（L1/L）受具體橋位處的地形與地質(zhì)條件制約，一般為0.3～0.5?？缍忍卮髸r(shí)，為了提高結(jié)構(gòu)的總體剛度，跨度比可取0.2～0.4。2023/7/3152BRIDGE垂跨比：懸索橋的垂跨比是指主纜在主孔內(nèi)的垂度f(wàn)與主孔的跨度L之比。在實(shí)橋設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合對(duì)剛度的要求和主纜用鋼量來(lái)選取合適的垂跨比，一般公路懸索橋的平均垂跨比為1/10左右。2023/7/3153BRIDGE寬跨比：寬跨比是指橋梁上部結(jié)構(gòu)的梁寬（或主纜中心距）W與主孔跨度L的比值。加勁梁的寬度由車道寬度及橋面構(gòu)造布置等決定。中小跨度橋梁寬跨比一般用1/20的標(biāo)準(zhǔn)。世界大跨度懸索橋的寬跨比大部分在1/60～1/40之間。高跨比：是指懸索橋加勁梁的高度h與主孔跨徑L的比值。通常桁架式加勁梁梁高一般為8～14m，箱型加勁梁的梁高一般為2.5～4.5m。2023/7/3154BRIDGE三跨加勁梁的支承體系：非連續(xù)的支承體系，即每跨加勁梁的兩端分別設(shè)置支承體系。這種布置在結(jié)構(gòu)上比較合理，但梁端的角變量和伸縮量及跨中的最大撓度均較大。連續(xù)的支承體系，能減小橋面的變形，對(duì)整體抗風(fēng)及運(yùn)營(yíng)平順性和舒適性均有利。但缺點(diǎn)是主梁連續(xù)通過(guò)塔柱，使得主梁在主塔處的支點(diǎn)負(fù)彎矩較大，且加大了橋塔處塔柱的間距。2023/7/3155BRIDGE縱坡：根據(jù)懸索橋的景觀特點(diǎn)，懸索橋的縱坡決定于兩岸的地形、航道凈空、路面排水和加勁梁的最大撓度等因素。己建成的長(zhǎng)大懸索橋的中跨縱坡多為1%～1.5%的拋物線，而邊跨多和中跨的端部以直線相接，因此邊跨為直線，一般為中跨坡度的兩倍。2023/7/3156BRIDGE3.4懸索橋構(gòu)造簡(jiǎn)介3.4.1橋塔橋塔是支承主纜的主要構(gòu)件，分擔(dān)主纜所受的豎向荷載，并傳遞到下部的塔墩和基礎(chǔ)。按采用材料分，橋塔有混凝土塔和鋼塔。按橋塔外形分，在橫橋向一般有桁架式、剛構(gòu)式和混合式三種結(jié)構(gòu)形式。剛構(gòu)式簡(jiǎn)潔明快，可用于鋼橋塔或混凝土橋塔，桁架式和混合式由于交叉斜桿的施工對(duì)混凝土橋墩有較大困難，只能用于鋼橋塔。2023/7/3157BRIDGE在順橋向，按力學(xué)性質(zhì)可分剛性塔、柔性塔和搖柱塔三種結(jié)構(gòu)形式。剛性塔可提高結(jié)構(gòu)縱向剛度，減小縱向變位，從而減小梁內(nèi)應(yīng)力；柔性塔允許塔頂有較大的變位；搖柱塔為下端做成鉸接的單柱形式。2023/7/3158BRIDGE3.4.2主纜主纜通過(guò)塔頂?shù)陌白鶓覓煊谥魉喜㈠^固于兩端錨固體中。主纜的布置形式一般是采用每橋兩根，平行布置于加勁梁兩側(cè)吊點(diǎn)之上。現(xiàn)代大跨度懸索橋多采用平行鋼絲主纜，它是由平行的高強(qiáng)、冷拔、鍍鋅鋼絲組成。鋼絲直徑5mm左右。2023/7/3159BRIDGE鋼絲總數(shù)n＝鋼束股數(shù)n1×每束的鋼絲根數(shù)n2鋼絲束股的編織方法通常有空中編絲組纜法(AS法)和預(yù)制平行鋼絲束股法(PWS法)。AS法每纜所含總股數(shù)較少，約30~90股，但每股所含絲數(shù)n2多達(dá)400~500根以上。因而其單股錨固噸位大，錨固空間相對(duì)集中。PWS法每纜總股數(shù)n1多達(dá)100~300股，錨固空間相對(duì)較大。由于采用工廠預(yù)制，故現(xiàn)場(chǎng)架索施工時(shí)間相對(duì)縮短，氣候因素影響小，成纜工效提高。這種成纜方法在目前大跨懸索橋施工中常用。2023/7/3160BRIDGE3.4.3吊索吊索是將加勁梁上的豎向荷載通過(guò)索夾傳遞到主纜的

受力構(gòu)件。其下端通過(guò)錨頭與加勁梁兩側(cè)的吊點(diǎn)聯(lián)結(jié)，上端通過(guò)索夾與主纜聯(lián)結(jié)。2023/7/3161BRIDGE現(xiàn)代懸索橋一般采用柔性較大且易于操作的鋼絲繩索或平行鋼絲索作為吊索。吊索與索夾的連結(jié)方式一般分為騎跨式和銷鉸式兩種。其中，前者不宜采用平行鋼絲索，而后者對(duì)鋼絲繩索與平行鋼絲索都能適應(yīng)。2023/7/31