《第八章其他桥型悬索桥.ppt

李亚东：《桥梁工程概论》第八章 第八章 其他桥型 预应力混凝土连续梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥 概 述 同其他桥式相比，跨度越大，悬索桥的优势越明显 大跨悬索桥的加劲梁〔材料用量占相当比例）不是主要承重构件，其截面积并不需要随跨度而增加 悬索桥的大缆、锚碇和塔在增加截面尺寸或承载能力方面遇到的困难较小 受力：作为主要承重构件的大缆具有非常合理的受力形式 施工：先架大缆，形成一个现成的悬吊式脚手架；同悬臂方法比，风险较小 不足－柔性结构，活载产生较大的挠曲变形，刚度较小；在风荷载，车辆冲击荷载等动荷载作用下很容易振动 历史与发展 60年代以前在美国的发展：桁架式加劲梁，钢主塔 60～80年代在欧洲的发展：流线箱梁，混凝土桥塔 70年代以后在日本及其它亚洲国家的发展 中外悬索桥 悬索桥的组成部分及构造 悬索桥主要组成部分 构造变化 在跨中将主缆与加劲梁直接连在一起（减小竖向变位和增大扭转刚度） 交叉吊索，竖吊索与斜吊索混合使用 独塔，或独缆 主 缆 称呼－缆、索、链、绳都是柔性大的构件，独立的、直径较大的，宜称为缆。 特点－抗弯刚度EI/L很小，只适合于受拉 布置－全桥设２根平行的主缆，4根（极少），1根（一座） 材料－直径5mm左右，镀锌冷拔低碳钢丝，平行丝股（另，钢丝绳） 截面－如图 架设－空中送丝法和预制丝股法 锚 碇 作用：固定大缆 自锚式和地锚式 自锚式－锚于加劲梁，适于较小跨度，施工不便，极少采用 地锚式－广泛采用者，承受水平反力和向上的竖直力，以自重提供的摩擦力来抵抗主缆水平力 隧洞式（在坚实岩层中挖成） 重力式（由混凝土锚固体的重量或再加配重来固定主缆） 锚碇构造华盛顿桥 锚碇构造华盛顿桥 锚碇构造（江阴大桥北锚碇） 桥 塔 作用：支承大缆 受力：巨大竖向力作用在塔顶（缆在塔顶有转角） 形式：桁架式，框架式，混合式（较少用） 材料：石料 （早期），钢，钢筋混凝土 结构：刚性、柔性和摆柱式 刚性－塔不变形，主鞍座下设辊轴，可沿纵向移动； 摆柱式－塔底设铰，小跨度桥，较少采用 柔性－主鞍座固定在塔顶，桥塔可挠曲，受力常为弯、压甚至扭转共同作用，以受压为主，靠桥塔柔性满足位移要求 桥塔构造 鞍 座 主鞍：支承大缆，传递竖向力的构造，鞍座与大缆之间不允许出现相对滑移 副鞍：设置在锚碇的前端（靠水一侧），调节大缆进入锚碇的角度 展束鞍（散束鞍）或展束套：设置在锚碇之内，在大缆从扎紧状态到散开状态之处 福思桥主鞍座 福思桥副鞍座 展束鞍 加劲梁 主要功能：承受和传递竖向活载，桥面系的补充 体系：简支或连续 材料：钢材，混凝土（极少） 类型：桁架式，流线型箱钢梁 桁架式－适应双层桥面，适合于交通量较大的或公铁两用的悬索桥，梁较高 流线型箱钢梁 抗风性能好（风嘴）； 抗扭刚度大； 节省材料（正交异性桥面板和横向静风压力小）； 建筑高度小，3－4m 加劲梁构造 加劲梁构造（续） 加劲梁构造（续） 加劲梁构造（续） 美国纽波特桥（混凝土桥面） 吊索与索夹 吊索作用：将作用在加劲梁上的恒、活载传递给大缆 吊索材料：钢丝绳，钢绞线 索夹：大缆与吊索的连接件 连接方式：鞍挂式和销接式 索夹构造（鞍挂式） 索夹构造（销接式） 施 工 施工顺序－锚碇、桥塔、大缆、吊索、加劲梁、桥面 锚碇－基础施工 桥塔－混凝土：滑模施工；钢：拼装连接 大缆－空中送丝法，预制平行丝股法 空中送丝法：空中编制大缆，猫道等设备，调丝、调股、紧缆、缠缆等工序 预制平行丝股法：丝股工厂制造，工地就位形成大缆 加劲梁－悬臂安装（桁架梁）或梁段提升（浮运就位后），连同吊索安装 用空中送丝法架缆的基本原理 无端牵引绳及固定的送丝轮 卷筒钢丝，一头固定在靴跟处，套过送丝轮 动力机驱动送丝轮，将钢丝套圈送至对岸 返回（可放空，或从对岸的卷筒钢丝带一钢丝套圈回来） 反复进行直至一根丝股的设计数目 猫道构造 猫道－位于大缆之下，进行大缆作业的脚手架 构造－悬吊在几根承重绳上，上铺面层（钢丝网），两条猫道之间设横道，下方设抗风索 汕头海湾大桥猫道截面 福思桥猫道构造 预制平行丝股的制造和架设 大缆由若干两端带锚头的丝股组成，每丝股含丝若干。 基准丝－确定其他各丝的长度。 带色丝－为了便于检查安装在缆中的丝股是否扭曲。 南备赞大桥架缆全过程示意 虎门大桥施工：索塔 塔身：翻模施工 系梁：支架施工 虎门大桥施工：锚锭及钢框架 虎门大桥施工：锚锭及钢框架（续） 虎门大桥施工：索鞍及索夹 左上：主鞍（一半） 右上；展索鞍 右下：索夹 虎门大桥施工：先导索及牵引系统 拖轮架设先导索 利用先导索架设牵引索 虎门大桥施工：猫道 虎门大桥施工：索股预制 虎门大桥施工：索股架设等 左：索股沿猫道滚筒前进 牵引索股 虎门大桥施工：索股架设等 左：索股入鞍 上：索股锚固 虎门大