第16章悬索桥

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1、10.5 悬索桥一、概述悬索桥是由主缆（main cable）、加劲梁（stiffening girder）、塔柱（tower）和锚碇（anchorage）构成将索与同等跨径简支梁进行受力比较，见图92。一般来说，索不承受弯矩，即索中弯矩等于0，剪力等于0，只有轴力，全截面受拉，这较之梁以受弯为主，能更有效地发挥截面全体材料的承载能力。与梁相比，索的反力为（内力和反力上标加o的为简支梁，不加o的为索）：，就反力而言，索的竖向反力与简支梁相同，但在竖直荷载作用下，索会产生水平反力，而简支梁中没有水平反力的存在。换言之，在竖向荷载作用下，梁只要求有竖向支承，而索除竖向支承外，两端还必须有水平向的支

2、承。设索不承受弯矩，有其中，消去H，得索的方程悬索计算简图与均布荷载作用下拱的合理拱轴线相同同其它桥式相比，当跨度越大时，悬索桥的优势越明显。 （1）在材料用量和截面设计方面，其截面积并不需要随着跨度增大而增加。 （2）在构件设计方面，悬索桥的主缆、锚碇和塔这三项主要承重构件在扩充其截面积或承载能力方面所遇到的困难则较小。 （3）作为主要承重构件的主缆具有非常合理的受力形式。 （4）在施工方面，风险较小。悬索桥的四个发展阶段：第一代悬索桥，采用天然材料修建，后期也采用了铁索等，一般没有吊杆或吊索，承重结构与使用构造合二为一。第二代悬索桥，开始采用了吊杆将桥面与主索分开。第三代悬索桥，形成了美式

3、悬索桥体系，主缆采用纺丝法，加劲梁采用桁架梁，桥塔以钢塔为主。第四代悬索桥，以流线形扁平钢箱为主要特征的英式悬索桥。二、悬索桥的结构与构造、悬索桥的结构与构造1、悬索桥的结构体系 单跨、三跨简支加劲梁、三跨连续加劲梁自锚式悬索桥自锚式悬索桥构造形式带斜拉索的悬索桥1883年建成的纽约布鲁克林大桥，主跨484m，是最早的带斜拉索的吊桥。斜拉悬吊混合式悬索桥1997年建成的乌江大桥，主跨288m，主梁为高强预应力薄壁箱梁，采用全截面缆吊预应力悬拼施工，最大吊重为76吨，是世界首座吊拉组合桥。2、悬索桥的总体布置(1) 跨径中跨和边跨之比，常采用为2：1或4：1。当中跨与边跨之比大于4：1，边跨跨径

4、又较小时，可采用单跨悬索桥。在大跨径的吊桥中，常采用三跨悬索桥。(2) 主索矢高及塔高从理论分析认为最有利的矢跨比为1/61/7。在工程实践，欧美各国常用1/91/12。桥塔高度由桥面标高加上跨中吊杆最小高度和矢高来确定。(3) 吊杆间距跨径在80m 到200 m范围内的吊桥，吊杆间距一般取58m。跨径增大，吊杆间距也应增大。有时达20 m左右，此时需设强大的纵横桥道梁。(4) 锚索倾角?我国常采用等倾角。锚索倾角常采用3040。不等倾角时，两角差值一般控制在10以内。以桥塔支承点为坐标原点的主索曲线方程，可近似表示为(5) 加劲梁加劲梁的梁高应为1/40-1/60到1/120。大跨径悬索桥的