懸索橋結(jié)構(gòu)體系分類與總體布置特征

第二組組懸懸索橋橋結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系分類類與與總體體布置置特征征橋梁工工程指導(dǎo)老老師：：組長：：組員：：一、懸懸索橋橋的一一般特特點懸索橋橋，又又名吊吊橋（（suspensionbridge）指的的是以以通過過索塔塔懸掛掛并錨錨固于于兩岸岸(或橋兩兩端)的纜索索(或鋼鏈)作為上部結(jié)結(jié)構(gòu)主要承承重構(gòu)件的的橋梁。其其纜索幾何何形狀由力力的平衡條條件決定，，一般接近近拋物線。。從纜索垂垂下許多吊吊桿，把橋橋面吊住，，在橋面和和吊桿之間間常設(shè)置加加勁梁，同同纜索形成成組合體系系，以減小小活載所引引起的撓度度變形。（（P282）現(xiàn)代懸索橋橋由古老的的索橋演化化而來，其其主要承重重結(jié)構(gòu)由纜索（含吊吊桿）、塔塔、錨、碇碇三者組成。?，F(xiàn)代懸索橋橋世界最長懸懸索橋——日本明石海海峽大橋主跨1991米，全長3911米我國最長的的懸索橋——江陰長江大大

全長3071，主跨1385米二、懸索橋橋的主要結(jié)結(jié)構(gòu)類型a、柔性懸索索橋b、單跨懸吊吊橋c、三跨懸吊吊簡支體系系橋d、三跨懸吊吊連續(xù)體系系橋e、自錨式懸懸索橋f、纜索中段段同加勁桁桁架合為一體橋等等1、柔性懸索索橋

不設(shè)設(shè)加勁梁，，只在活載載與恒載的的比值不大大時使用，，如人行橋橋或早期懸懸索橋2、單跨懸吊吊橋

僅主主跨懸吊，，并在主跨跨上設(shè)加勁勁梁，如存存在邊跨，，則邊跨獨(dú)獨(dú)立（簡支支與橋塔塔）懸吊簡支矮寨大橋索索塔主跨1176m，加勁梁長長1000.5m單跨懸吊橋橋。3、三跨懸吊吊簡支體系系橋

加勁勁梁為三跨跨簡支梁美國金門大大橋三跨懸吊簡簡支體系橋橋

加勁梁梁為三跨簡簡支梁香港青馬大大橋4、三跨懸吊吊連續(xù)體系系橋加加勁梁梁為三跨連連續(xù)梁浙江舟山西西堠門大橋橋5、自錨式懸懸索橋與與組合體系系中的系桿桿拱相似，，懸索的水水平拉力不不傳給錨碇碇，而傳給給加勁梁遼寧麒麟大大橋錨固點6、纜索中段段同加勁桁桁架合為一一體橋美國紐約哈哈德遜河熊熊山大橋三、懸索橋橋的構(gòu)造特特點1、主纜2、加勁梁3、橋塔4、錨碇5、索吊及索索夾6、鞍座1、主纜主纜通過塔塔頂?shù)陌白鶓覓煊谥髦魉喜㈠^錨固于兩端端錨固體中中。主纜的的布置形式式一般是采采用每橋兩兩根，平行行布置于加加勁梁兩側(cè)側(cè)吊點之上上?，F(xiàn)代大跨度度懸索橋多多采用平行行鋼絲主纜纜，它是由由平行的高高強(qiáng)、冷拔拔、鍍鋅鋼鋼絲組成。。主纜根數(shù)一一般為2根，有4根或1根的2、加勁梁加勁梁的主主要功能是是提供橋面面和防止橋橋面發(fā)生過過大的撓曲曲變形和扭扭曲變形，，它直接承承擔(dān)豎向活活載，也是是懸索橋承承受風(fēng)荷載載和其他橫橫向水平荷荷載的主要要構(gòu)件，所所以，必須須具有足夠夠的抗扭剛剛度或自重重以保持在在風(fēng)荷載作作用下的氣氣動穩(wěn)定性性。鋼箱梁橫截截面鋼桁架橫截截面3、橋塔橋塔也稱主主塔，它是是支承主纜纜的主要構(gòu)構(gòu)件，分擔(dān)擔(dān)主纜所受受的豎向荷荷載，并傳傳遞到下部部的塔墩和和基礎(chǔ)。另另外，在風(fēng)風(fēng)荷載和地地震荷載的的作用下，，還可對全全橋的總體體穩(wěn)定提供供安全保證證。按采用材料料分，橋塔塔有混凝土土塔和鋼塔塔，因混凝凝土塔價格格較低，一一般都采用用混凝土橋橋塔。按按橋塔外形形分，在橫橫橋向一般般有剛構(gòu)式、桁桁架式和混混合式三種結(jié)構(gòu)形形式4、錨碇錨碇即主纜纜的錨固體體，用于固固定住主纜纜的端頭，，防止其走走動。錨碇碇又可分為為重力式錨錨碇（或稱稱錨臺）和和隧道式錨錨碇兩種當(dāng)主纜在錨錨碇處改變變方向時，，則需設(shè)置置主纜支架架。主纜支支架是主纜纜的支點，，可以獨(dú)立立設(shè)置在錨錨碇之前，，也可以設(shè)設(shè)置在錨碇碇之內(nèi)。主主纜支架的的主要形式式有，鋼筋筋混凝土剛性支架，，鋼制柔性性支架和鋼鋼制搖桿支支架等。5、吊索及索索夾吊索是將加加勁梁上的的豎向荷載載通過索夾夾（CableBand）傳遞到主主纜的受力力構(gòu)件。其其下端通過過錨頭與加加勁梁兩側(cè)側(cè)的吊點聯(lián)聯(lián)結(jié)，上端端通過索夾夾與主纜聯(lián)聯(lián)結(jié)。吊索與索夾夾的連結(jié)方方式上一般般分為四股股騎跨式和和雙股銷鉸鉸式兩種，，其中，前前者不宜采采用平行鋼鋼絲索，而而后者對鋼鋼絲繩索與與平行鋼絲絲索都能適適應(yīng)。吊索與索夾夾鞍座分為塔塔頂鞍座（（亦稱主鞍鞍座）和散散索鞍座。。塔頂鞍座位位于主纜和和塔頂之間間，其上座座設(shè)有索槽槽用以安放放主纜，平平衡主纜兩兩側(cè)的分力力。6、鞍座塔頂鞍座散索銨是在在靠近錨碇碇處設(shè)置的的，其作用用是改變纜纜索方向，，二是講主主纜的束股股分散后引引入各自的的錨固位置置。散索銨四、懸索橋橋的總體布布置特征1、跨度比2、垂跨比3、寬跨比4、高跨比5、加勁梁的的支承體系系邊跨與主跨跨跨度之比比（L0/L）（即跨度比比）一般受受具體橋位位處的地形形與地質(zhì)條條件制約，，其取值的的自由度較較小，一般般的跨度比為0.25~0.5。研究表明明，若主孔孔跨度及垂垂跨比確定定，則跨度度比越小單單位橋長所所需的鋼材材重量越大大，但減小小跨度比可可以起到減減小加勁梁梁最大豎向向撓度及最最大豎向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角的作用用。目前世世界上已建建三跨懸索索橋的實例中，跨跨度比大部部分位于0.2~0.4之間。1、跨度比跨度比=L0/L實例中，跨跨度比大部部分位于0.2~0.4之間。LL02.垂跨比懸索橋的垂垂跨比是指指大纜在主主孔內(nèi)的垂度f與主孔的跨跨度L之比。垂跨比的的大小一方方面對主纜纜中的拉力力有很大的的影響，因因此它在較較大程度上上影響主纜纜所需截面面面積與單單位橋長的的用鋼量。。另一方面面還對懸索索橋的整體體（包括豎豎向及橫向向）剛度有有明顯的影影響，垂跨跨比越小，，剛度越大大，但纜中中拉力也越越大。因此此，在實橋橋設(shè)計中，，應(yīng)結(jié)合對對剛度的要要求和大纜纜用鋼量來來選取合適適的垂跨比比，一般公公路懸索橋橋的平均垂垂跨比為1/10左右（1/9~1/12之間）。跨度比=f/L一般公路懸懸索橋的平平均垂跨比比為1/10左右（1/9~1/12之間）。Lf3、寬跨比寬跨比是指指橋梁上部結(jié)結(jié)構(gòu)的梁寬寬（或主纜纜中心距））W與主孔跨度度L的比值。加勁梁的的寬度由車車道寬度及及橋面構(gòu)造造布置等決決定。對中中小跨度橋橋梁而言，，寬跨比習(xí)習(xí)慣上沿用用1/20的大致標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，但對大大跨度橋梁梁而言該標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)過于保保守。大跨跨度懸索橋橋的寬跨比比至今尚無無合理而具具有科學(xué)性性的標(biāo)準(zhǔn)值值。設(shè)計中中主要根據(jù)據(jù)抗風(fēng)理論論分析和風(fēng)風(fēng)洞試驗來來驗證所取取的寬跨比比是否具備備優(yōu)良的動動力特性。。在理論上上，當(dāng)主孔孔跨度L為定值時，，寬跨比越越大，結(jié)構(gòu)構(gòu)整體（特特別是橫向向）剛度越越大。據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計，世界界大跨度懸懸索橋的寬跨比大部部分在1/60~1/40之間。wL寬跨比=w/L寬跨比大部部分在1/60~1/40之間。4、高跨比高跨比是指指懸索橋加勁梁的高高度h與主孔跨徑徑L的比值。對大跨度度懸索橋而而言，梁高高與跨度基基本上沒有有關(guān)系，設(shè)設(shè)計中關(guān)鍵鍵確保具有有優(yōu)良的動動力持性。。通常桁架架式加勁梁梁梁高一般般為8~14m，箱型加勁勁梁的梁高高一般為2.5~4.5m。hL高跨比=w/L桁架式加勁勁梁梁高一一般為8~14m，箱型加勁勁梁的梁高高一般為2.5~4.5m。5、加勁梁的的支承體系系一般三跨懸懸索橋中的的加勁梁絕絕大多數(shù)是是非連續(xù)的的（稱為三三跨雙鉸加加勁梁），，即每跨加加勁梁的兩兩端分別設(shè)設(shè)置支承體體系。這種種布置在結(jié)結(jié)構(gòu)上比較較合理，但梁端的角角變量和伸伸縮量及跨跨中的最大大撓度（包包括豎向的的和橫向的的）均較大大。加勁梁采用用連續(xù)支承承體系始于于1959年法國建成成的坦卡維維爾（Tancarville）橋，近期期正在增多多，尤其在在公鐵兩用用的大跨度度懸索橋中中。彎矩包絡(luò)圖圖連續(xù)