悬索桥简介
悬索桥
08项目（2）班 第二大组
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悬索桥简介
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基本结构 结构类型 分类及其相应的特点 适用性 施工方案 进一步研究的问题 结论及其发展
悬索桥桥型说明
? 悬索桥，又名吊桥（suspensionbridge）指的
是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆 索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。 其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近 抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在 桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合 体系，以减小活载所引起的挠度变形。 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。现代悬索桥，是由索 桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路 桥为主，当今大跨度桥梁全采用此结构。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。
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悬索桥构造特点
? 1、桥塔 桥塔是支撑主缆的重要构件。 ? 2、锚碇 锚碇是主缆的锚固体。通常采用的有重
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力式锚碇和隧洞式锚碇。重力式锚碇和隧洞式锚 碇 3、主缆 主缆是悬索桥的主要承重构件。 4、吊索 是将活载和加劲梁的恒载传递到 主缆的构件。 更多内容请访问久久建筑网
5、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。 6 、鞍座 鞍座是支承主缆的重要构件。
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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。
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悬索桥结构类型
? 1.柔式悬索桥：不设加劲梁;只在活载于恒载的比 ?
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值不大时适用：如人行桥或早期的一些主缆很大 的悬索桥等。 2.单跨悬吊：仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁； 如存在边跨，则边跨独立。 3.三跨悬吊简支体系：加劲梁为三跨简支梁。 4.三跨悬吊连续体系：加劲梁为三跨连续梁。 5.自锚式悬索桥：与组合体系中的系杆拱相似， 悬索的水平拉力不传给锚碇二传给加劲梁。 6.缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。
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悬索桥分类及其相应的特点
1. 美国式悬索桥 ? 其基本特征是采用竖直吊索，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。 ? 2. 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。其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。
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? 1.1.1.3 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。 ? 1.1.1.4 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。
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适用性
? 悬索桥一般适用--些跨度大的山区山谷，峡谷等。相对于 ?
其他桥梁结构的桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的 距离。悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震取得需要， 比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。 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，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。 由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自 重轻的特点，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。1998年建成的日本明石 海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。 悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大 的挠度和振动。
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施工工艺
? 绝大部分的悬索桥，特别是大跨度的悬索桥，都
是地锚式悬索桥。其主缆的拉力由桥梁端部的重 力式锚固体(锚碇)或岩洞式锚固体(岩锚)传递给地 基，因此在锚固体处一般要求地基具有较大的承 载力，最好是有良好的岩层作持力地基。 悬索桥有时也可以采用自锚式。承受很大拉力的 悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固 定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。 自锚 式悬索桥的主缆拉力是直接传递给它的加劲梁来 承受。
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受力原理
? 传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通
过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而 主缆锚 固在梁端，
将水平力传递给主梁。由于悬索桥水 平力的大小与主缆的矢跨比有关，所以可以通过 矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小，一般 来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以 减小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小 其矢跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。 另外，自锚式悬索桥中的主梁的形式以采用具有 一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。
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自锚式施工工艺
? 悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压
力。其主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力 传给锚固体系，加劲梁仅仅起到局部承受荷载、 传递荷载的作用；大跨度的悬索桥的加劲梁多采 用自重较轻的钢材。。现代的悬索一般是多股的 钢筋。 悬索桥的施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、 加劲缆，施工需要的机械、技术和工艺相对较简 单；结构的线型主要取决于主缆线型和吊杆长度， 因而施工控制相对比较简单。
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自锚式的施工 ? 1.主塔施工 ? 2.鞍部施工 ? 3.主梁浇筑 ? 4.索部施工
? 1、主塔施工
悬索桥一般主塔较高，塔身大多 采用翻模法分段浇筑，在主塔连结板的部位要注 意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶 部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑，以方便索 鞍及缆索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度 监控，每段混凝土施工完毕后，利用全站仪对塔 身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工， 应避免在温度变化剧烈时段进行测试，同时随时 观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。
? 2、鞍部施工
检查钢板顶面标高，符合设 计要求后清理表面和四周的销孔，吊装就 位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座 表面进行涂油处理，安装索鞍主体。索鞍 安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm 标高误差最大值3mm.吊装入座后，穿入销 钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周 缝隙用黄油填实。
? 3、主梁浇筑
主梁混凝土的浇筑同普通桥一 样，首先梁体标高的控制必须准确，要通过精 确的计算预留支架的沉降变形；其次，梁体预 埋件的预埋要求有较高的精度，特别是拉杆的 预留孔道要有准确的位置及良好的垂直度，以 保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的 正中心。
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? 主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工，
防止偏载产生的支架偏移，施工时以水准 仪观测支架沉降值，并详细记录。待成型 后立即复测梁体线型，将实际线型与设计 线型进行比较，及时反馈信息，以调整下 一步施工。
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4、索部施工
? （1）主缆架设 ? （2）主缆调整 ? （3）索夹安装 ? （4）吊
杆安装及加载
（1）主缆架设
? 悬索桥的钢缆有钢丝绳钢缆和平行线钢缆。平行 ?
线钢缆根据架设方法分为空中送丝法(AS法)及预 制索股法(PWS法)。 缆索的支撑：为避免形成绞，将成圈索放在可以 旋转的支架上。在桥面每4-5m，设置索托辊（或 敷设草包等柔性材料。），以保证索纵向移动时 不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重 量较大，在牵引过程中采用小车承载索锚端。 缆索的牵引：牵引采用卷扬机，为避免牵钢丝绳 过长，索的纵向移动可分段进行，索的移动分三 段，分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。
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? 缆索的起吊：在塔的两侧设置导向滑车，卷扬机
固定在引桥桥面上主桥索塔附近，卷扬机配合放 索器将索在桥面上展开。当拉索锚固端牵引到位 时，用锚固区提升吊机安装主索锚具，并一次锚 固到设计位置，吊机起重力在5t以上；主索塔顶 就位吊机用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位，主 索在提升到塔顶时，由于主跨的索段比较长，为 确保吊机稳定，可在适当的时候用塔上提升倒链 协助吊装。
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（2）主缆调整
? 在制作过程中要在缆上进行准确标记。安装前按
设计要求核对各项控制值。调整工作包括测定跨 长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、 索鞍位移量以及外界温度，然后计算出各控制点 标高。 主缆的调整采用75t千斤顶在锚固区张拉。 先调整主跨跨中缆的垂直标高，完成索鞍处固定。 调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。 主跨调整完毕后，边跨根据设计提供的索力将主 缆张拉到位。
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（3）索夹安装
? 为避免索夹的扭转，索夹在主索安装完成后进行。
索夹安装采用工作篮作为工作平台，将工作篮安 装在主缆上，承载安装人员在其上进行操作。索 夹起吊采用汽吊，索夹安装的关键是螺栓的坚固， 要分二次进行）索夹安装就位时用扳手预紧，然 后用扭力扳手第一次坚固，吊杆索力加载完毕后 用扭力扳手第二次紧固。索夹安装顺序是中跨从 跨中向塔顶进行，边跨从锚固点附近向塔顶进行。
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