懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點

一、懸索橋構造與力學特點

學習目標1、認知懸索橋的類型；2、認知懸索橋的構造組成；3、認知懸索橋的力學特點。學習主要內容懸索橋的分類；構造組成；力學特點。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點一、懸索橋的分類懸索橋的類型可依據(jù)懸吊跨數(shù)、主纜錨固方式及懸吊方式等方面加以劃分。1．按懸吊跨數(shù)分類，可分為單跨懸索橋、三跨懸索橋、四跨懸索橋和五跨懸索橋，其中單跨懸索橋和三跨懸索橋最為常用。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點

a)單跨懸索橋；b)三跨懸索橋；c)四跨懸索橋；d)五跨懸索橋懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點1〕單跨懸索橋單跨懸索橋常用于高山峽谷地區(qū)，兩岸地勢較高，承受橋墩支撐邊跨更為經濟。2〕三跨懸索橋三跨懸索橋是目前國際工程實例中應用最多的橋型，世界上大跨度懸索橋幾乎全承受這種形式，這不僅是因其構造受力特征較為合理，同時其流暢對稱的建筑造型也更符合人們的審美觀點。3〕多跨懸索橋相對于三跨懸索橋而言，四跨或五跨懸索橋又稱之為多跨懸索橋。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點

2．按主纜的錨固方式分類按主纜的錨固形式劃分，可分為地錨式懸索橋和自錨式懸索橋。1〕地錨式懸索橋通常所講的絕大多數(shù)懸索橋都承受地錨方式錨固主纜，即主纜通過重力式錨碇或巖隧式錨碇將荷載產生的拉力傳至大地來到達全橋的受力平衡，這是大跨度懸索橋最正確的受力模式。2〕自錨式懸索橋在較小跨度的懸索橋中，也有個別以自錨形式錨固主纜的，這種自錨式懸索橋的主纜在邊跨兩端將主纜直接錨固于加勁梁上，主纜的水平拉力由加勁梁供給軸壓力自相平衡，不需要另外設置錨碇。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點3．依據(jù)懸吊方式分類1〕承受豎直吊索并以鋼桁架作加勁梁2〕承受三角布置的斜吊索，鋼箱梁作加勁梁3〕混合式，即承受豎直吊索和斜吊索，流線形鋼箱梁作加勁梁。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點4．按支承構造分類假設按加勁梁的支承構造來分的話，又可分為單跨兩鉸加勁梁懸索橋、三跨兩鉸加勁梁懸索橋及三跨連續(xù)加勁梁懸索橋等懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點二、懸索橋上部構造的主要形式和構造特點懸索橋的上部構造由主纜、加勁梁和吊索組成，下部構造由塔、支撐著塔的橋墩、錨固著主纜的錨碇組成，這種根本構造形式是大跨度橋梁構造最適合的形式。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點1.上部構造的主要構造及特點1〕主纜主纜是以橋塔及支墩為支承，兩端錨固于錨碇，并通過吊索懸掛加勁梁的纜索，是懸索橋的主要承重構件。主纜除承受自重恒載、索夾、吊索、加勁梁等恒載外，還承受索夾、吊索傳來的活載。另外，主纜還擔當一局部橫向風力以及溫度變化的影響，并直接傳到橋塔頂部。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點〔1〕主纜的材料懸索橋的主纜材料必需具有強度高、彈性模量大、耐腐蝕等性能，故現(xiàn)代長大懸索橋都選用高強鍍鋅鋼絲及鍍鋅鋼絲繩。主纜先后經受了鋼構造眼桿式纜鏈、鋼絲繩纜、封閉鋼絞索纜，最終進展為現(xiàn)在的平行鋼絲主纜?！?〕主纜的類型鋼絲繩主纜：多用于中、小跨懸索橋。平行絲股主纜：主要用于大跨懸索橋。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點〔3〕主纜的形式大多數(shù)懸索橋都承受雙面主纜，但也有用單面主纜。至于主纜的根數(shù)，一般為2根主纜，即一側布置一根?！?〕主纜的截面組成主纜常見的截面類型有由高強鋼絲組成的圓形截面〔圖a〕和由鋼絲繩組成的主纜其它截面如圖b、c，主纜的截面組成一般是由φ=5mm左右的鍍鋅鋼絲組成的鋼絲束股，然后再由假設干束鋼絲索股構成一根主纜。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點2〕吊索吊索是連接主纜和加勁梁的構件，它通過索夾把加勁梁懸掛于主纜上。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點3〕索夾索夾是緊箍主纜索股并連接主纜與吊索的構件。主纜和吊索的連接一般承受剛性索夾把主纜箍緊，使主纜在受拉時，產生收縮變形時也不致滑動。4〕索鞍索鞍是為主纜供給支承并使主纜平順地轉變方向的構件。5〕加勁梁加勁梁是供給橋面直接承受荷載的梁體構造。主要功能是直接承受和傳遞車輛荷載、風荷載、溫度荷載和地震荷載。構造形式有鋼板梁、鋼桁梁、鋼箱梁、鋼筋混凝土箱梁。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點7〕橋面鋼橋面鋼橋面鋪裝是個多構造的組合體，一般包括防銹和主體鋪裝兩大體系。防銹體系由防銹層、防水層、粘結防護層、粘結層或致密層構成。主體鋪裝層由上層和下層(又稱愛護層和面層)組成。主體鋪裝層的混合料類型主要有三種，即瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA混合料)、澆注式瀝青混合料(GA混合料)和密級配瀝青混合料(AC混合料)?；炷良觿帕簶蛎婊炷良觿帕旱臉蛎驿佈b可以承受混凝土橋面(包括一般水泥混凝土、鋼纖維混凝土、連續(xù)配筋混凝土)和瀝青混凝土橋面。長大懸索橋橋面多承受瀝青混凝土鋪裝。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點三、懸索橋的受力特點懸索橋的活載和永久載〔包括橋面、加勁梁、吊索、主纜及其附屬構件如索夾等重量〕通過吊索和索夾傳遞至主纜，再經過鞍座傳至橋塔〔主塔〕頂，經橋塔傳遞到下部的塔墩和根底。主攬除承受活載和加勁梁〔包括橋面〕的永久載外，它還分擔一局部橫向風荷載并將它直接傳到塔頂。懸索橋的設計挨次一般可以分為兩局部考慮，先考慮主纜及加勁梁的設計，然后依據(jù)已打算的主纜及加勁梁體系來考慮橋塔的設計。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點二、斜拉橋構造與力學特點

學習目標1、認知斜拉橋的類型；2、認知斜拉橋的構造組成；3、認知斜拉橋的力學特點。學習主要內容斜拉橋的類型；斜拉橋的構造組成；斜拉橋的力學特點。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點一、斜拉橋的分類斜拉橋的主要組成局部為主梁、索塔及拉索。由于主要組成局部的不同構造形式，構成不同類型的斜拉橋。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點法國米盧大橋：世界最高的大橋懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點1.按索塔布置方式分1〕單塔式斜拉橋當跨越寬度不大或根底、橋墩工程數(shù)量不是很大時，可承受圖a〕的單塔式斜拉橋。2〕雙塔式斜拉橋橋下凈空要求較大時，多承受圖b〕所示的雙塔式斜拉橋。3〕多塔式斜拉橋在跨越寬闊水面時，由于橋梁長度大，可承受圖c)所示的多塔斜拉橋。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點2．按主梁的支承條件分1〕連續(xù)梁式斜拉橋2〕單懸臂式斜拉橋3〕T形剛架式斜拉橋懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點二、斜拉橋構造預應力混凝土斜拉橋的拉索布置、塔柱型式和主梁截面是多種多樣的，在此介紹常見的斜拉橋構造。1.拉索的布置1〕輻射式：這種方法是將全部拉索集合到塔頂，使各根拉索都具有可能的最大傾角。2〕豎琴式：斜索與塔柱的連接點分散，斜索傾角一樣，這就使連接構造易于處理，塔柱受力較有利。3〕扇式：介于輻射式和豎琴式之間，能兼有上述兩式的大局部優(yōu)點。4〕星式：將分散錨固在塔柱上的斜索合并錨在邊跨梁端與橋臺上，或錨在邊跨的橋墩上。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點

拉索在橫截面上的布置：豎直雙平面索、傾斜的雙平面索、單平面索和單平面索偏離中線的布置方式〔僅用于人行橋上〕。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點2．塔柱從橋梁的立面看，塔柱主要有獨柱式、A型和倒Y型三種，如圖6-23a〕b〕c〕所示。從橋梁的橫斷面看，塔柱主要有獨柱型式、雙柱式、門式、斜腿門式、倒V式、寶石式和倒Y式，如圖a～h所示。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點3．主梁斜拉橋常用的主梁形式，按靜力體系有連續(xù)梁、懸臂梁和懸臂剛構等。混凝土斜拉橋主梁的截面形式如下圖。懸索橋、斜拉橋的構造與力學特點三、斜拉橋的受力特點斜拉橋由斜索、塔柱、主梁三局部組成，屬于組合體系。系屢次超靜定構造，從塔柱上伸出并懸吊起主梁的高強度鋼索起著主梁彈性支承的作用，從而大大減小梁內彎矩，使梁截面尺寸減小，減輕了主梁的重量，加大了橋的跨越力量。這三者中，斜