演示文稿悬索桥构造及设计

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度较小对荷载变形有利,架设主缆时索鞍预偏量较大; 梁端用吊杆或者摆柱作支撑的悬浮体系,纵向位移不受 限制。1385米江阴大桥。 三跨:最常见。 两跨:(单边跨)一岸建筑高度小和曲线边跨时。1377米青 马大桥。 多跨:因中间桥塔和两边桥塔的塔高不同导致主缆垂度偏大, 悬索桥整体刚度降低,非均布活载下塔顶变位及加劲梁 挠曲变形和弯矩较大;固有振动频率降低。故中塔必须 加大刚度(4柱立体桥塔)或者减小主缆垂跨比。
布置形式:竖直;倾斜(提高整体振动时的结构阻尼值)。 材料:刚性吊杆(少量小跨:圆钢或钢管);
柔性吊索:钢丝绳或者平行钢丝索(多采用)。 • 钢丝绳索 绳心式:以一股钢丝绳为中央形心,外围用钢丝束股围绕扭
绞而成。 股心式:7股钢丝束股扭绞而成,中央一股为股心。
注意:钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。
❖ 吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件, 是连系加劲梁和主缆的纽带。
❖ 锚碇是锚固主缆的结构,它将主缆中的拉力传递给地基。
二、悬索桥的形式
❖ 地锚式与自锚式悬索桥
地锚式:主缆拉力依靠锚固体传递给地基。 自锚式:主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁(轴向压力)承受;竖
直分力(较小)由端支点承受。适宜:跨度不大、软土地基、城 市桥等。
方阵式主缆断面
施工中的主缆断面
悬索桥的构造——主缆
主缆编制方法 AS法:通过牵引索作来回走动的编丝轮,每次将两根
钢丝从一端拉到另一端,待钢丝达到一定数量后(可 达400~500根)编扎成一根索股。钢束股数较少,便 于集中锚固,起吊设备轻便;架设主缆时抗风较弱所 需劳动力也较多。 PS法:避免了钢丝编成钢丝束股的作业从而加快主缆 的施工进度,但要求大吨位的起重运输设备和拽拉设 备来搬运钢丝束股。目前多采用61、91、127Φ5左右 钢丝,最重可达40吨。
AS法 示意图
主缆断面
AS法示意图
悬索桥的构造——主缆
主缆的防护(不可更换的主要受力构件,必须防腐)
锈蚀原因:架设期间水份进入;防护完成后因主缆线形变化、 温度变化引起伸缩而导致粗糙表面的油漆开裂和索夹上受损 的密封部位开裂,水的渗入导致主缆湿度高而锈蚀。
防护方法:施工期间镀锌钢丝外涂底漆或者树脂类,然后手 工满刮腻子,再缠绕钢丝(退火镀锌Φ4钢丝),最后作外 涂装。
(优选)第十章悬索桥构造及 设计
第一部分 悬索桥的构造与设计
主要内容 • 悬索桥的组成 • 悬索桥的形式 • 悬索桥的各部分构造 • 悬索桥的设计
一、 悬索桥的组成
组成:悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索 等构件构成的柔性悬吊体系,其主要构成如下图所示。成桥 时,主要由主缆和主塔承受结构自重,加劲梁受力由施工方 法决定。成桥后结构共同承受外荷作用,受力按刚度分配。
❖ 双链式悬索桥(小跨度悬索桥)
双链式悬索桥的恒载及均布活载由上下链平均负担,非均布活载以及 半跨活载时结构的受力及变形特性较好,分散构件受力可减小构 件截面尺寸和单件重量;缺点:构件增多分散,安装及养护维修 不利。
悬索桥的形式(续)
❖ 地锚式悬索桥的孔跨布置形式(力学体系) 单跨:适于边跨建筑高度小、曲线边跨。由于边跨主缆的垂
改良措施: 以S 形截面的缠绕钢丝代替圆端面钢丝,使主缆表面光滑、
丝丝相扣,油漆不易开裂、水不能渗入。 开空气导入法:将除湿机产生的干燥空气用管道输送,通过
入口索夹输入主缆,经出口索夹排出主缆(出入口索夹间距 140米左右),一般可维持相对湿度在40%以下。
悬索桥各部分构造—wenku.baidu.com吊索(吊杆)
吊索
悬索桥各部分的作用
❖ 主缆是结构体系中的主要承重构件;通过塔顶索鞍悬挂 在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承重构件。
❖ 主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件;支承主缆 的重要构件。
❖ 加劲梁是悬索桥承受风荷载和其它横向水平力的主要构 件,提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变 形,主要承受弯曲内力。
• 平行钢丝索(PWS):多根Φ5~7镀锌钢丝外加PE套管。
悬索桥各部分构造——索夹
索夹
作用:刚性索夹与柔而松的主缆索体间的连接为不稳定连接。依靠摩擦 力来保证主缆在受拉产生收缩变形时也不致滑动。
构造:
六边形(中小跨):少用; 圆形:一对铸钢半圆构件以高强螺栓相连接,依靠高强
螺栓拧紧后的拉力来提供足够索夹固定位置的摩擦阻力, 两半圆构件之间留有一定空隙,以保证螺栓拉力,空隙 内填防腐料;索夹半圆内表面加工后不能磨光。 骑跨式:索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽; 销铰式:下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
单面主缆;空间主缆;
复式主缆(双链吊桥: 朝阳大桥)。
• 截面形状(六角形)
尖顶形:将钢丝索故在竖向排列,列间插放隔片有助于通风和保持真圆 度较高的截面形状,截面温度均匀。主缆施工之初的钢丝定位较难。
平顶形:下层的钢丝索股会受到较大的挤压力,截面水平直径较竖向直 径大。
方阵式:竖横双向均利于插放隔片,钢丝束股数目较为灵活,紧缆机操 作时也较容易形成圆形截面。
平行丝股主缆:采用空中绕线法——AS法或者预制丝股法——PS 法), 适于400米以上,是现代悬索桥主缆的主流结构类型。
大跨多采用耐疲劳的高强钢丝,因为钢绞线虽然施工方便,但弹 模较低使结构变形增大,截面形状不易按照设计形状压紧,防腐较难, 适于中小跨度。
悬索桥的构造——主缆
• 结构形式
双面平行主缆(绝大多数);
单塔悬索桥效果图
单塔悬索桥
直布罗陀跨海大桥
空间主缆悬索桥
南备赞悬索桥
刚性缆索体系悬索桥
三、悬索桥的构造
主缆
• 材料
有效拉应力大;拉伸延伸率小;弹模大;截面密度大;疲劳强度高、 徐变小;成缆锚固及防锈容易;价廉物美。
• 类型
钢丝绳主缆:钢绞线绳、螺旋钢丝绳、封闭式钢绞线索等, 适于 600米以下;
悬索桥各部分构造——索夹
吊索与索夹的联结方式(钢丝绳) • 4股骑跨式:两根两端带锚头的钢丝绳索绕跨在索夹顶部的
嵌索槽中,锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索,索夹 分左右两半。
• 双股销铰式:两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳索或 平行钢丝索,上端利用销铰与索夹下的耳板(吊板)连接, 下端用锚头或者同样用销铰与加劲梁连接。索夹分上下两 半。
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