悬索桥的结构构造
悬索桥的施工构造简介
3.7.4索鞍的施工
● 但是主缆是不能直接放在桥塔上的，还需要——索鞍。对，就是安装在主塔顶部有点像一个马鞍 形状的构造就是索鞍。在主塔上面的索鞍又叫主鞍。
3.7.4索鞍的施工
● 除了主鞍，还有散索鞍。主缆在锚固到锚碇前要先分散，就需要安装散索鞍。
3.7.5主缆的架设
● 同学们有没有考虑过很粗的主缆是怎么样跨过江面上的呢？其实，架设主缆的原理有点类似蜘蛛 在悬空的地方织网。蜘蛛是借助风或者气流让一根蛛丝飘到对岸，而我们架设主缆也需要先让一 根很细的钢索先架到对岸，这根钢索我们叫它导索。那么问题来了，就算导索再细也不可能让风 吹得对岸啊！怎么办？当然这点小问题是难不住工程技术人员的，让导索架设到对岸的方法有： 浮筒支承、拖船拖拉、直升飞机吊拉、火箭射击拖拉、飞艇吊拉等等。同学们是不是觉得工程师 的办法真多啊！
3.7.3主塔的施工
● 通常，我们从很远就能看到悬索桥高 高耸立的主塔，主塔结构形式中门式 结构是比较常见的。主塔又叫桥塔， 它是支承大缆的重要构件。主塔采用 钢结构或者钢混凝土结构制成。采用 的
3.7.3主塔的施工
● 结构形式有桁架式、刚架式， 或者两者的混合——混合式。 主塔按照材料来分，可以是钢 筋混凝土的也可以是钢结构又 或者是两者结合而成的。现代 理论和实践桥梁界普遍认为钢 筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥 塔最佳选择。所以我们经常会 看到悬索桥的主塔施工的时候， 伴随着它的是高高的塔吊，因 为需要一步一步往上不断浇筑 钢筋混凝土结构的主塔结构。
3.7.5主缆的架设
● 以导索为过江的第一条钢索逐渐将直径越来越大的钢索拉扯到对岸，最终就形成了我们看到的很 粗的主缆横跨大江两岸的情景。当然大榄的架设过程是十分复杂的，需要工程技术人员一丝不苟 的工匠精神才能完美的实现。由于时间有限我们这里也就不再展开，感兴趣的朋友可以搜集相关 资料了解一下，我们也可以在课后进行学习和交流。
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
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拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
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拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
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1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
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3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
悬索桥的构造组成
(1)悬索桥的构造组成: 悬索桥是由主缆、加劲梁、桥塔、鞍座、锚固构造、吊索等构件构成的柔性悬吊组合体系。
成桥后，主要由主缆和桥塔承受结构的自重，结构共同承受外荷载作用，受力按刚度分配。
(2)主缆：主缆是悬索桥的主要承重构件，除承受自身恒载外，缆索本身通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面系)的荷载。
除此以外主缆还承担一部分横向风荷载，并将它传递到桥塔顶部。
主缆不仅可以通过自身弹性变形，而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡，表现出大位移非线性的力学特征，这是悬索桥区别于其他桥梁结构的重要特征之一。
主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力，对后续结构形状提供强大的“重力刚度”，这是悬索桥跨径得以不断增大、加劲梁高跨比得以减小的根本原因。
主索鞍：主索鞍在桥塔上，用来支承和固定主缆，通过它可以使主缆的拉力以垂直力和不平衡力的方式均匀地传递到塔顶。
(2)悬索桥的结构特点①主缆是几何可变体，只承受拉力作用。
主缆通过自身的弹性变形和几何形状的改变来影响体系的平衡。
所以悬索桥的平衡应建立在变形后的状态上。
②主缆在初始恒载作用下，具有较大的初拉力，使主缆保持着一定的几何形状。
当外荷载作用时，缆索发生几何形状的改变。
初拉力对在外荷载作用下产生的位移存在着抗力，它和位移有关，反映出缆索几何非线性的特性。
③改变主缆的垂跨比将影响结构的受力和刚度。
垂跨比增大，则主缆的拉力减小，刚度减小，恒、活载作用产生的挠度增大。
④悬索桥的跨度越大，加劲梁所受竖向活载的影响越小，竖向活载引起的变形也越小。
⑤增大加劲梁的抗弯刚度对减小悬索桥竖向变形的作用不大，这是因为竖向变形是悬索桥整体变形的结果。
加劲梁的挠度受到主缆变形的影响，跨度增大时加劲梁在承受竖向荷载方面的功能逐渐减小到只能将活荷载传递给主缆，其自身刚度的贡献较小。
典型悬索桥构造与设计要点 (2)
典型悬索桥构造与设计要点引言悬索桥是一种常见的桥梁形式，以悬挂在主跨上的主索为承重构件，采用悬索的方式进行跨越，具有独特的结构形式和美观的外观。
本文将对典型的悬索桥构造和设计要点进行详细介绍。
主要构造要素典型的悬索桥通常由以下主要构造要素组成：1.主塔：主塔是悬索桥的主要支撑结构，负责承受悬挂在主跨上的主索的重量，并将重力传递给桥墩或基础。
主塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。
2.张力调节系统：悬索桥在使用过程中会受到风、温度等外部因素的影响，悬索的张力可能会发生变化。
为了保持悬索的稳定性和桥梁的平衡，需要配备张力调节系统。
张力调节系统可以通过调整锚固点位置或添加张力调节装置来实现。
3.主索：主索是悬挂在主塔上的承重构件，其形状为弧线状，材料通常为钢缆。
主索通过锚固点固定在主塔上，并悬挂在辅助塔上。
4.辅助塔：辅助塔位于主跨两侧，用于支撑主索，并平衡主跨上的荷载。
辅助塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。
5.承重索：承重索是悬挂在主索下方的承载桥面荷载的构件，其形状通常为平直线状。
承重索通过悬挂索连接到主索上，将桥面荷载传递给主索。
6.桥面：桥面是承载行车和行人的部分，通常由钢梁或混凝土板构成。
桥面可以采用悬挂桥面或刚性桥面，具体选择取决于桥梁设计要求和实际情况。
设计要点在设计悬索桥时，需要考虑以下要点：1.荷载分析：悬索桥的设计要充分考虑到桥梁所承受的荷载，包括静态荷载和动态荷载。
静态荷载主要包括桥面荷载、人行荷载和防护栏荷载，动态荷载主要包括风荷载和地震荷载。
荷载分析对桥梁的设计方案和结构设计具有重要影响。
2.结构稳定性：悬索桥的结构稳定性是桥梁设计的基本要求。
在设计过程中，需要进行结构计算和抗震计算，确保主塔和辅助塔的稳定性，以及主索和承重索的牢固性。
3.张力调节：悬索桥在使用过程中，由于外界因素会导致主索的张力发生变化。
为了保持悬索桥的平衡和稳定，需要设计合适的张力调节系统，对张力进行调整和控制。
斜拉桥&悬索桥
第六章悬索桥及斜拉桥第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造一、悬索桥、斜拉桥的分类（一）悬索桥悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。
其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。
悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。
1．按悬吊跨数分类其结构形式如图6-1。
其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。
图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥a)单跨悬索桥；b)三跨悬索桥；c)四跨悬索桥；d)五跨悬索桥1）单跨悬索桥2）三跨悬索桥3）多跨悬索桥图6-2 联袂布置的悬索桥2．按主缆的锚固方式分类按主缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。
3．根据悬吊方式分类1）采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁，如图6-4所示。
2）采用三角布置的斜吊索，并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁，如图6-5所示。
3）混合式，即采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作加劲梁。
如图6-6所示。
图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥图6-6 带斜拉索的悬索桥4．按支承结构分类图6-7 按支承构造划分悬索桥形式a)单跨两铰加劲梁；b)三跨两铰加劲梁；c)三跨连续加劲梁（二）斜拉桥斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。
1．按索塔布置方式分1）单塔式斜拉桥采用图6-8-b）的单塔式斜拉桥。
2）双塔式斜拉桥桥下净空要求较大时，多采用图6-8 a）所示的双塔式斜拉桥。
图6-8 斜拉桥跨径布置3）多塔式斜拉桥在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。
2．按主梁的支承条件分1）连续梁式斜拉桥如图6-9 a）。
2）单悬臂式斜拉桥如图6-9 b）。
3）T形刚架式斜拉桥如图6-9 c）。
图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式二、悬索桥、斜拉桥的构造（一）悬索桥上部结构的主要形式和构造特点现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。
第九章 悬索桥
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
第三代悬索桥，形成了美式悬索桥体系，主缆采用纺丝法， 加劲梁采用桁架梁，桥塔以钢塔为主。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
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。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点
主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主； 桥塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主； 加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构， 主要承受弯曲内力； 吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是 联系加劲梁和主缆的纽带，受拉。 锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。
地锚式悬索桥
斜单杆 主缆与主梁固结
主缆
自锚式悬索桥
§ 9.2 悬索桥的结构组成
9.2.1 锚碇
用来锚固主缆的重要结构，将主缆的拉力传递给地基。 重力式锚碇依靠巨大的自重来抵抗主缆的垂直分力，水 平力由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固阻力来承担。 隧道式锚碇将主缆的拉力直接传递给周围的岩石。
重力式锚碇
9.3.1 总体布臵
4、加劲梁的尺寸 加劲梁的尺寸主要是确定加劲梁的高度和宽度。 桁架式 加劲梁
梁高
h=8~14m
高跨比
h：L= 1/70~1/180
箱形 加劲梁
梁高
高宽比
高跨比
h=2.5~4.5m h：B= 1/7~1/11 h：L= 1/300~1/400
抗风稳定性需要
§ 9.4 悬索桥的计算
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点 静力特性
（3）改变主缆的垂跨比将影响结构的内力，结构体系的刚 度也将随之改变。 减小垂跨比，主缆的拉力将增大，从而起到减小挠度 的作用，即增大体系的刚度。 （4）随着跨径的增大，加劲梁的高跨比应越来越小。 加劲梁的挠度是随着主缆的变形产生的，加劲梁本身 刚度的作用已影响不大，这与其他桥型的主要构件截面积 总是随着桥梁跨径的增加而显著增加不同。
11.悬索桥解析
11.4 悬索桥构造简介 1、桥塔 （1）作用：支承主缆，分担大缆所受的竖向力，在风力和 地震力作用下，对总体稳定提供保证。 （2）形式：横桥向：按桥塔外形分，一般有刚构式、桁架 式和混合式三种结构形式； 顺桥向：按力学性质可分刚性塔、柔性塔和摇柱塔三种结构 形式。
（3）材料：除日本外，多用混凝土 （4）断面：多为箱形
4. 高跨比 指悬索桥加劲梁的高度h与主孔跨径L的比值。通常 桁架式加劲梁梁高一般为8~14m，箱型加劲梁的梁 高一般为2.5~4.5m。 5. 加劲梁的支承体系 一般三跨悬索桥中的加劲梁绝大多数是非连续的 （称为三跨双铰加劲梁）。加劲梁采用连续支承体 系近期正在增多，尤其在公铁两用的大跨度悬索桥 中。 6. 纵坡 悬索桥的中跨纵坡多为1％~1.5％的抛物线，边跨 为直线，一般为中跨坡度的两倍。
（2）主缆支架鞍座（散索鞍） 作用：改变主缆方向，并将主缆钢丝束箍在水平 和竖直方向分散开，引入各自的锚固位置 与主索鞍的区别：其在主缆受力或温度变化时， 随主缆同步移动。 结构形式：摇柱式和滑移式两种基本类型。
11.5 悬索桥的静力计算理论 大缆和主梁结构内力分析的计算理论可分为 三种： 弹性理论，挠度理论，有限变形理论。 斜拉桥与悬索桥的区别： 1、两者刚度差别很大 2、前者主梁受很大的水平分力而成为偏心 受压构件，后者加劲梁不承受轴向力 3、前者可通过调整索力调整内力分布，后 者不可
第十一章 悬索桥
悬索桥的基本类型 悬索桥的总体布置 悬索桥构造简介 悬索桥的静力计算理论
11.1 概 述 组成：主缆、加劲梁、吊索、索塔、鞍 座、锚碇（下部）及桥面结构
悬索桥基本组成
11.2 悬索桥的基本类型 1. 按主缆的锚固形式分类 地锚式：主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇 传递给地基
悬索桥结构组成与分布构造概述
悬索桥结构组成与分布构造概述
悬索桥结构主要由桥墩、主跨杆、桥弦、桥节及其他悬索构件组成。
桥墩主要由地基墙、主梁、安全墙等构件组成，它们主要支撑悬索桥结构，承重阻尼和散乱振动，以及承受牵张力的轴向作用的影响。
主跨杆是悬索桥主要结构件，起到承载桥面的作用，悬索桥面的应力来源就是来自主跨杆的拉力和垂直荷载。
主跨杆大部分是伸缩管，在桥墩和桥节之间得以支撑和连接形成悬索桥。
桥弦主要由拉杆、拉杆索、支座、悬垂跳跃、拖杆、钢绳等构件组成，拉杆索用来把桥墩和桥节之间的拉力传输出去。
其作用是把桥墩两端施加的拉力平均分布到整个桥弦上，从而形成一个支撑系统，使桥面均匀、平稳地受力，并确保桥墩受力合理。
桥节是悬索桥的重要结构，在悬索桥中，桥节的主要部分是协调桥墩和桥弦的伸缩量。
它起到了悬索桥的支撑和支承作用，为桥面受力和拉杆索的分配提供了便利条件。
其他悬索构件主要是把拉力传输到桥弦上，把悬索构件连接在一起，以及把拉力分配到桥底处，其中拖杆、导线索、安全墙、减震装置等都是悬索桥结构不可或
缺的重要部件或结构。