悬索桥基本内容.ppt

第三章 悬索桥;内容： 1.概念：宽跨比、垂跨比、高跨比和重力刚度和散索鞍座； 2.鞍座的分类及构造； 3.悬索桥的静力学计算理论发展阶段 4.弹性计算理论，挠度计算理论的计算假定？;一、概述;受力特征：荷载由吊索传至缆，缆再传至锚墩及塔。 结构特点：构造简单，受力明确；跨越能力大（L600m），能充分发挥材料的强度。;二、 悬索桥的基本类型;2、按锚固形式分类 1）地锚式 （1）主缆拉力由梁端锚碇传递给地基 （2）适用于地基具有良好的持力岩层，大跨度桥梁 2）自锚式 （1）主缆拉力由梁端传递给加劲梁 （2）适用于承载力较差的软土地基，中、小跨度桥 梁;三、 悬索桥的总体布置;2：总体布置要素： 悬索桥 斜拉桥 跨度比L1/L 0.2～0.4 0.35～0.5 垂跨比f/L 1/9～1/12 宽跨比B/L 1/60～1/40 梁高跨比h/L 2.5～4.5m 1/100～1/300 （箱型加劲梁） 8～14m （桁架式加劲梁） 塔高跨比H/L 1/10 1/4～1/7 纵坡 i中=1%~1.5% i边=2x i中;3：总体布置要素加劲梁支承体系 1）加劲梁支承体系 a）三跨双铰加劲梁体系 b) 连续加劲梁体系;四、 悬索桥构造简介;2）柔塔（单柱形，塔顶变形较大，多用于一般悬索桥） 3）摇柱塔（塔下端铰接，单柱形，只用于跨度较小的悬索桥） ;2、主缆 材料：平行的高强、冷拔、镀锌钢丝 组成：由n根钢丝平行编成六边形钢丝束股，再将多股钢丝束平行编成主缆。 形式：双主缆、多主缆、平面布置、空间布置。 主缆的编制方法及特点： 空中编丝组缆法（AS—air spinning）： 现场编制，每束股含钢丝数较多，单股锚固 吨位大。 预制平行钢丝束股法（PWS）：工厂预制，单股锚固吨位小，锚固空间相对较大。;3、吊索 材料：钢丝绳索、平行钢丝索 吊索立面布置： 美式——竖直布置 英式——斜向布置 吊索与索夹的连接方式： 四股骑跨式（只与钢丝绳吊索相配） 双股销铰式;4、加劲梁 主要功能：提供桥面、防止桥面发生过大挠曲变形 和扭曲变形； 要求：有足够的抗扭刚度或自重，良好的气动稳定 性； 结构形式：钢结构 美式：钢桁梁 英式：钢箱梁;5、锚碇 功能作用：固定主缆的端头，防止其移动； 分类： 重力式锚碇（需要建造大体积的混凝土锚碇） 隧道式锚碇（需要坚固的岩壁）;6、鞍座 按功能分类：塔顶索鞍和散索鞍 作用： 1)塔顶索鞍――置于塔顶――安放主缆 2)散索鞍座――主缆进入锚锭之前的最后一个支撑构件，置于锚碇的前墙――支承转向和分散 大缆股束使之便于锚固的作用。;五、 悬索桥静力计算理论;理论分类：悬索桥的静力施工方法是以分析悬索桥结构工作时受力情况为目的的计算理论，根据年代与内容的不同，可分为三阶段： 弹性理论（19世纪末至20世纪初） 挠度理论（20世纪初至1980年） 有限位移理论（1980年以来）;1、弹性理论 时间：19世纪末至20世纪初 计算假设：不考虑结构体系变形对内力的影响 计算方法：按普通的结构力学方法计算 适用范围：跨度较小且加劲梁刚度较大的悬索 桥，具体即跨度小于200m，加劲梁高跨比约为 1/40。;理论缺点： 1)未考虑恒载对悬索桥刚度的有益影响； 2)未考虑悬索桥结构大位移的影响。 所以导致按该理论设计的斜拉桥太保守，过于安全，浪费材料，如布鲁克林桥等美国早期的悬索桥。;2、挠度理论 时间： 20世纪初至1980年 代表作：美国曼哈顿桥 特点：考虑到原有荷载（如恒载）已产生的主缆轴力对新的活载（如活载）产生的竖向变形将再产生一种新的抗力。;挠度理论来由： 对于梁、拱和各种桁架，忽略它们因活载而产生的几何形状改变，对截面设计影响不大。 但对于缆索结构，特别是大跨度的悬索桥，主 缆和加劲梁都是柔性结构，在设计中考虑其柔性 是非常重要的。 很明显，加劲梁是挂在主缆上的，在荷载作用 下，加劲梁的线形变化完全决定于主缆的干挠。基于这一认识分析的理论，就称为挠度理论。;两种理论的根本区别： 弹性理论：假定主缆由恒载所决定的形状，在活 载作用下没有任何改变。 〔公式〕： 挠度