桥梁工程 教学 作者 谢石连 15第五章悬索桥及斜拉桥简介项目15悬索桥.ppt

15.2.2.4 加劲梁 悬索桥加劲梁主要起支承和传递荷载的作用。其结构型式有钢板梁、钢桁梁(如图15-14所示)、钢箱梁(如图15-15所示)、混凝土箱梁。 1.钢桁梁的构造 钢桁梁是由主桁架、纵向水平联结和横向联结以及桥面系组成的空间结构，如图15-16所示。 2.钢箱梁的构造 钢箱梁的截面基本上由四部分组成：上、下翼缘板、腹板和加劲构件，如图15-17所示。 桥梁工程 15.2 悬索桥的构造 项目15 悬索桥 图15-14 钢桁梁构造（尺寸单位：mm） 图15-15 钢箱梁构造（尺寸单位：cm） 15.2.2.5 桥面 在早期的悬索桥中，尤其在美国，多采用混凝土桥面，但是由于混凝土劣化等原因，美国的金门桥、弗兰克林桥均换成了钢桥面。现代长大悬索桥的桥面根据加劲梁的不同形式分为以下两种。 1.钢桥面 钢桥面铺装是个多结构的组合体，一般包括防锈和主体铺装两大体系。防锈体系由防锈层、防水层、黏结防护层、黏结层或致密层构成。 桥梁工程 15.2 悬索桥的构造 项目15 悬索桥 主体铺装层由上层和下层（又称保护层和面层）组成。主体铺装层的混合料类型主要有三种，即沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA混合料）、浇筑式沥青混合料（GA混合料）和密级配沥青混合料（AC混合料） 2.混凝土加劲梁桥面 混凝土加劲梁的桥面铺装可以采用混凝土桥面（包括普通水泥混凝土、钢纤维混凝土、连续配筋混凝土）和沥青混凝土桥面。由于近年来国内桥梁工程路面病害较多，故长大悬索桥桥面多采用沥青混凝土铺装。 桥梁工程 15.2 悬索桥的构造 项目15 悬索桥 15.2.3 悬索桥的桥塔构造 桥塔是由塔基和塔身组成，它的作用是支撑主缆。按其腹杆的组合形式，常见的可分为三种形式，分别为桁架式、钢构式和组合式，如图15-18所示。 图15-18 桥塔的腹杆组合形式 15.2 悬索桥的构造 按主缆在桥塔上的布置方式，有图15-19所示的几种，其中15-19a图示为主缆中心与塔柱中心一致的直塔；15-19b图示为主缆中心与塔柱中心偏心的直塔；15-19c图示为主缆中心与塔柱中心一致的斜塔。 图15-19 主缆在桥塔上的布置方式 15.2 悬索桥的构造 1.石砌圬工塔 2.摆动式钢塔 3.下端固定的钢塔 4.钢筋混凝土塔 15.2.4 悬索桥的锚碇构造 锚碇是对锚块基础(有扩大基础、地下连续墙、沉井基础、桩基础等多种形式)、锚块、主缆锚固系统及防护结构等的总称。它是固定主缆的端头、防止其走动的巨大构件。悬索桥主缆两端的锚固方式有地锚与自锚两种方式。 15.2 悬索桥的构造 图15-20 锚碇的形式 15.2 悬索桥的构造 重力式锚是凭借混凝土锚块的重量(再加上锚碇上的土重或配重)来固定主缆的两端。重力式锚碇一般由锚块基础、锚块、主缆的锚旋架及固定装置、遮棚等组成。重力式锚碇适用于持力层位于地面以下20～50m,若坚实持力层的埋置深度很大，则锚碇的基础要采用沉箱、沉井、桩、管桩或沉井中套桩(或管桩)的联合基础等深基础。 桥梁工程 15.2 悬索桥的构造 项目15 悬索桥 15.3 悬索桥的受力特点及设计要点 15.3.1悬索桥的受力特点 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索夹等重量)通过吊索和索夹传递至主缆，再经过鞍座传至桥塔(主塔)顶，经桥塔传递到下部的塔墩和基础。 主揽除承受活载和加劲梁(包括桥面)的恒载外，它还分担一部分横向风荷载并将它直接传到塔顶。 桥梁工程 15.3 悬索桥的受力特点及设计要点 项目15 悬索桥 15.3.2悬索桥设计要点 悬索桥的设计顺序一般可以分为两部分考虑；先考虑主缆及加劲梁的设计，然后根据已决定的主缆及加劲梁体系来考虑桥塔的设计。 1)加劲梁 (1)拟定悬索桥的形式，即采用单跨悬吊还是三跨悬吊。 (2)根据桥位处地形及地质条件，选择边孔与主孔的跨度比，以及初步决定主缆的垂跨比。 桥梁工程 15.3 悬索桥的受力特点及设计要点 项目15 悬索桥 (3)假定加劲梁的恒载及刚度，可参照已有类似跨度和规模的实桥数据来假定。必要时也可根据所设计桥梁的具体要求拟定初步的尺寸与截面来计算而定。设计风力可根据桥位处的风力或风速观测资料来推算主缆及加劲梁高处的设计风力 2)主缆 (1)确定主缆的垂跨比f/L。 (2)参考既有类似跨度、规模、形式与垂跨比的悬索桥来初步假定主缆的钢丝索股数与每股的钢丝根数。 桥梁工程 15.3