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1、第三章 悬索桥,3-1 悬索桥的基本结构、结构类型 3-2 悬索桥的分类、特点及其适用性,（suspension bridge）,第一节 悬索桥的结构体系,悬索桥，是指以悬挂于桥塔之上的主缆（亦称悬索）为主要承重结构的桥梁。其缆索的形状由力的平衡条件决定，一般为抛物线。,图3.1-1 传统悬索桥立面图,悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，现在许多桥梁使用这种结构方式。适用范围以大跨度和特大跨度公路桥梁为主。 悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由主缆、索塔、锚碇、吊索、桥面系等部分组成。,悬索桥的主要体系 按照主缆的锚固方式分为：外锚式与自锚式悬索桥 按照有无加劲梁分为：刚
2、性悬索桥与柔性悬索桥 按照吊索平面内主缆数分为：单链与双链悬索桥,外锚式悬索桥与自锚式悬索桥 （1）外锚式悬索桥 传统悬索桥，主要承重结构主缆的锚固梁或者锚固支架，置于悬索桥结构外的山体或者庞大的锚固体中，主缆的巨大拉力依靠两端的锚固体传递给地基，称为外锚式悬索桥。绝大多数悬索桥的主缆都采用外锚的方式进行锚固。,外锚式单跨双塔钢箱梁悬索桥,（2）自锚式悬索桥 主缆锚固在自身加劲梁端部，依靠桥梁自身结构来平衡主缆强大的拉力。 特点：不需要在悬索桥体外开挖土方修建庞大的锚固体，并且使加劲梁获得预压应力。,广东佛山平胜大桥自锚式 独塔单跨四索面自锚式悬索桥,自锚式悬索桥：对地基要求相对降低，不再局限
3、于地基较差、 锚碇修建困难的地区；适用跨径为100400m。目前我国所建造 自锚式悬索桥跨径多数不足200m。,世界上第一座采用钢筋砼加劲梁的 自锚式悬索桥，两端锚固在主梁上。,金湾悬索桥总长198m，其中主桥长108m， 引桥长90m，总造价498万元。,主跨157m，桥梁横向 设置为双主梁结构，中间 用钢横撑联结，桥梁全宽 38.6m。,天津富民桥自锚式悬索桥,刚性悬索桥与柔性悬索桥 区别在于有无加劲梁。 （1）刚性悬索桥 其行车道往往由具有较大刚性的加劲梁和桥道系组成， 加劲梁除了提供桥面，同时还改善桥梁的刚度。 公路和铁路的悬索桥都必须采用刚性悬索桥。 （2）柔性悬索桥 其行车道没有加
4、劲梁，只设桥道梁和桥面。结构刚度很小， 桥面会随着主缆的变形而产生较大的挠度。,单链悬索桥与双链悬索桥 （1）单链悬索桥是指一个吊索平面内只设一根主缆。 （2）双链悬索桥是指在一个吊索平面内设有两根线形 不同的主缆，又称为复式主缆悬索桥。,重庆北碚朝阳大桥双链悬索桥,双链悬索桥结构太过复 杂，外观也不够简洁，所 以应用较少，尤其是大跨度 悬索桥。,悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢绞线、钢缆等）制作。 主缆只受拉力，并且全截面受力均匀，可以充分发挥钢材特性，受力合理，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。,悬索桥的基本组
5、成,日本明石海峡大桥跨径1991m,1、传统外锚式悬索桥 结构受力特点： 传力顺序：加劲梁吊索主缆锚碇及桥墩,悬索桥的优点： 结构构造简单、轻便、易于标准化生产，便于运输； 所有结构自重均由缆索单独承担，加劲梁施工时可利用主缆吊装，方便，安全； 外形优美，养护维修方便。 悬索桥的缺点： 主缆作为柔性结构，在可变荷载作用下，会改变几何形状，引起桥梁产生较大的挠曲变形； 悬索拉力沿索长变化，等截面主缆的大部分强度无法充分利用； 动力性能较差，锚碇工程量大。,2、花色悬索桥 （1）上承式悬吊板桥 比悬索桥抗扭刚度大，稳定性好，不需要锚固。 目前修建的跨度均在50150m。 由美籍华人林同炎首创，于1
6、972年在哥斯达里加建成跨径为108m的科罗拉罗桥。,湖南洞口淘金桥,自锚上承式悬吊板桥， 跨径为70m，桥面宽4.5m， 1989年建成通车。 不设桥塔，主缆索在桥面下部，上部砼作为桥面，犹如反向的悬索桥，故又称反向悬吊桥。,（2）悬索拱桥 两个悬挂点更近，增强了全桥的整体刚度，与一般的 悬索桥相比，有较大的刚度优势。 吊索自由长度缩短，对全桥的动力特性、稳定性有利。,聊城徒骇河特大桥,中承式悬索拱桥， 全长194米，桥面宽36 米，主孔跨径达100 米。,聊城徒骇河特大桥,这座大桥也是聊城市第一座特大型桥梁，大桥桥体造型新颖，气势恢宏，两条25米高的拱肋如长虹卧波，极具时代气息。,通泰大桥
7、位于张家口，是世界上跨度最大的下承式钢结构悬索拱桥主跨190米，国外同样桥型结构的2座大桥跨度仅为90米。 国内第一例主梁为下承式钢结构悬索拱桥。此种受力方式的大桥世界上仅建成2座，一座在英国境内，一座在巴西境内。 结构新颖别致，造型优美流畅，刚柔并济，极富韵律,第二节 悬索桥的构造与设计,一、悬索桥的总体设计 1、悬索桥的适用范围 大跨度及特大跨度的公路桥，除了江苏苏通大桥（斜拉桥） 跨径为1088m以外，悬索桥是目前跨径超过1000m的唯一桥型。 若需要多跨，可以采用两套悬索桥串联。,南北备赞桥,二、悬索桥的优势 （1）与拱桥相比 悬索桥凭借柔性悬索使桥具有刚性，而拱是弯曲压杆，轴压力和弯矩都会使拱桥失稳。而悬索桥受拉的主缆不会失稳，且拉应力均匀分布于主缆截面，可以充分利用钢材。 （2）与斜拉桥相比 斜拉桥采用悬臂法施工，在跨中合龙，施工周期较长、施工过程中结构稳定性差；而悬索桥是先架设主缆，再将加劲梁逐段悬挂在主缆上，施工速度快。,补充：鞍座 鞍座是在塔顶、支架及桥台上直接支承主缆，并将主缆的荷载传布于塔及桥台的装置。 分为：塔顶主鞍座、支架幅鞍座、散鞍座三种。,
