文档介绍：第一章绪论
悬索桥的分类、构造及主要特点
分类
悬索桥按有无加劲梁可分为无加劲梁和有加劲梁悬索桥两种。现代大跨度悬索桥都是有加劲梁的,根据已建和在建大跨度悬索桥的结构形式,悬索桥有以下几种:
美国式悬索桥
其基本特征式采用竖直吊索,并用钢桁架作为加劲梁。这种形式的悬索桥绝大部分为三跨地锚式。加劲梁是不连续的,在主塔处有伸缩缝,桥面为钢筋混凝土桥面,主塔为钢结构。其优点是可以通过增加桁架高度来保证桥梁有足够的刚度,且便于实现双层通车。
英式悬索桥
60年代英国提出了新型的悬索桥,突破了悬索桥的传统形式。英国式悬索桥的基本特征是采用呈三角形的斜吊索和高度较小的流线型扁平翼状钢箱梁作为加劲梁。除此之外,这种形式的悬索桥采用连续的钢箱梁作为加劲梁,桥塔处设有伸缩缝,用混凝土桥塔代替钢桥塔。有的还将主缆与加劲梁在主跨中点处固结。英式悬索桥的优点是钢箱加劲梁可减轻恒载,因而减小了主缆的截面,降低了用钢量总造价。
日式悬索桥
日本的悬索桥出现在20世纪70年代以后,国际上悬索桥的技术发展已日臻完善,日本结合自己的国情,吸收了世界上先进的技术,形成了日式流派,其主要特征是:主缆一律采用预制束股法架设成缆。加劲梁主要沿袭美式钢桁梁形式,少数公路桥也开始采用英式流线形箱梁结构。吊索沿用美式竖向4股骑挂式钢丝绳。桥塔采用钢结构,主要采用焊接,少数用栓接。鞍座采用铸焊混合式,主缆采用预应力锚固系统。
混合式悬索桥
其特点是采用竖直吊索和流线型钢箱梁作为加劲梁。混合式悬索桥的出现,显示了钢箱加劲梁的优越性,同时避免了采用有争议的斜吊索。
主要构造
现代悬索桥通常有桥塔、锚碇、主缆、吊索、加劲梁及鞍座等主要部分组成。
桥塔
桥塔是支撑主缆的重要构件。悬索桥的活载和恒载(包括桥面、加劲梁、吊索、主缆及其附属构件,如鞍座和索夹等的重量)以及加劲梁主承在塔身上的反力,都将通过桥塔传递到下部分的塔墩和基础。桥塔采用钢结构,随着预应力混凝土和爬模技术的发展,造价经济的混凝土桥塔将有发展的趋势。
锚碇
锚碇是主缆的锚固体。锚碇将主缆的拉力传递给地基基础。通常采用的有重力式锚碇和隧洞式锚碇。重力式锚碇依靠巨大自重来抵抗主缆的垂直分力,水平分力则由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固力来抵抗。隧洞式锚碇则是将主缆中的拉力直接传递给周围的基岩。
主缆
主缆是悬索桥的主要承重构件。除承受自身恒载外,主缆本身又通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面)的恒载。除此之外,主缆还承担一部分横向风载,并将它直接传递到桥塔顶部。主缆有钢丝绳和平行线钢缆等,由于平行线钢缆弹性模量高,空隙率低抗锈性能好,因此大跨度悬索桥的主缆都采用这种形式。现代悬索桥的主缆多采用直径5mm的高强度镀锌钢丝组成,设计中一般将主缆设计成二次抛物线的形状。
吊索
吊索也称吊杆。是将活载和加劲梁的恒载传递到主缆的构件。吊索的布置形式有垂直式和倾斜式等。其上端与索夹相连,下端与加劲梁连接。吊索宜用有绳蕊的钢丝绳制作,其组成可以是一根、二根或四根一组。
加劲梁
加劲梁的主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形。加劲梁是承受风荷载和其他横向水平力的主要构件,长大悬索桥的加劲梁均为钢结构,一般采用桁架梁形式和箱梁形式。目前看来预应力混凝土加劲梁仅适用于跨径
500m以下的悬索桥。在长大悬索桥设计中,加劲梁宽度与主跨径的比例,即宽跨比将是一个涉及风动稳定的突出问题。由于板梁作加劲梁抗风稳定性很差,因此现在已不再用板梁作为长大悬索桥加劲梁了。
鞍座
鞍座是支承主缆的重要构件,通过它可以使主缆中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式均匀地传到塔顶式锚碇的支架处。鞍座可以分为塔顶鞍座,设置在桥塔顶部,将主缆荷载传到塔上;锚固鞍座(亦称扩展鞍座)设置在锚碇的支架处,主要目的是改变主缆索的方向,把主缆的钢丝绳股在水平及竖直方向分散开来,并把它们引入各自锚固位置,为了减少塔顶鞍座处钢丝的弯曲次应力,塔顶鞍座弯曲半径一般为主缆主径的8-12倍;而扩展鞍座必须按照钢丝绳股的水平曲率半径的倍以上来确定鞍座的形状。
悬索桥的发展概况
中国悬索桥的发展历程
中国近代悬索桥的发展。1938年,湖南一座公路悬索桥建成,该桥可通行10吨汽车,随后又有一批悬索桥建成通车。新中国成立后,共建成70多座悬索桥,但其结构形式都比较简洁,跨径不太大,工程规模较小。进入20世纪90年代,中国现代悬索桥的建设揭开了新的历史篇章,修建了一批结构复杂,造型美观的大跨悬索桥。可以预见,随着我国桥梁科研、设计、施工队伍