第八章 其他桥型(悬索桥)
悬索桥介绍.
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自锚式施工工艺
• 悬索桥中最大的力是悬索给锚固体系，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。
如何较好地解决抗风和振动问题。 • （8）自锚式悬索桥的索-梁受力合理分配问 题。
结论及其发展
• （1）通过国内工程时间证明，钢筋混凝土自锚式
悬索桥在中小跨径上是一种既经济又美观的桥型， 结构的刚度也相对较大，对于中小跨径的公路桥 梁和人行桥都适合建造。 （2）对于钢筋混凝土结构的自锚式悬索桥，锚块 的设计是一个关键环节，它不但影响结构的整体 工作性能，也是影响桥梁的经济效益和美观要求， 应给予足够的重视。
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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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第八章 桥梁主梁施工(悬索桥施工)
施工猫道
施工猫道
二、主缆的架设
4、主缆架设 、 主缆架设的方法一般有两种，即空中编缆法（ 法 主缆架设的方法一般有两种，即空中编缆法（AS法） 和预制索股法（PWS法），我国常用 和预制索股法（ 法），我国常用PWS法。 法 我国常用 猫道由猫道承重索、面网、横向通道、扶手绳、侧网、 猫道由猫道承重索、面网、横向通道、扶手绳、侧网、 抗风索等组成。 抗风索等组成。 一般宽3~5米，猫道面层至主缆中心的高度一般为 米 一般宽 1.3~1.5米。 米
（1）重力式锚碇 ）
为大体积混凝土浇筑施工， 为大体积混凝土浇筑施工，必须注意解决混凝土的水 化热及分块浇筑的施工问题。 化热及分块浇筑的施工问题。
（2）隧道式锚碇 ）
在岩体开挖的过程中， 在岩体开挖的过程中，应注意爆破的药量 ，尽量保护 岩石的整体性，使隧道锚坚固可靠。 岩石的整体性，使隧道锚坚固可靠。
索 夹
四、加劲梁的吊装
加劲梁自重一般较大，吊装时需用大型的吊装设备。 加劲梁自重一般较大，吊装时需用大型的吊装设备。 一般使用缆索吊或跨缆吊机。 一般使用缆索吊或跨缆吊机。 每吊一片梁，主缆的线形都会有所改变，施工中注意 每吊一片梁，主缆的线形都会有所改变， 监测主缆和桥塔的变形、变位。 监测主缆和桥塔的变形、变位。 全部梁吊装到位后，准备进行加劲梁的焊接。 全部梁吊装到位后，准备进行加劲梁的焊接。
二、主缆的架设
2、先导索及牵引索架设 、 （1）海底拽拉法 ） （2）浮子法 ） （3）空中渡海法 ） （4）直升飞机牵引法 ）
牵引索架设
牵引索架设
二、主缆的架设
3、猫道架设 、 猫道相当于一个临时的轻型索桥， 猫道相当于一个临时的轻型索桥，其作用是在主缆架 设期间提供一个空中工作平台。 设期间提供一个空中工作平台。 猫道由猫道承重索、面网、横向通道、扶手绳、侧网、 猫道由猫道承重索、面网、横向通道、扶手绳、侧网、 抗风索等组成。 抗风索等组成。 一般宽3~5米，猫道面层至主缆中心的高度一般为 米 一般宽 1.3~1.5米。 米
第八章悬索桥的计算
第八章悬索桥的计算悬索桥是一种通过悬挂在主塔上的主梁和悬挂索来支撑桥面的桥梁结构。
悬索桥因其高大雄伟的造型和良好的承载能力而备受推崇，被广泛应用于各种交通工程中。
在计算悬索桥的设计方案时，需要考虑到多个因素，如主梁的形状和尺寸、悬挂索的长度和数量、主塔的高度和稳定性等。
接下来，将详细介绍悬索桥的计算方法。
首先，需要确定悬索桥的主梁形状和尺寸。
主梁的形状有直线型和曲线型两种。
在一般情况下，直线型主梁更容易计算和设计。
主梁的尺寸需要根据交通载荷和桥梁长度来确定。
通常情况下，主梁的高度应为桥梁长的1/10到1/20，宽度为主梁高度的1/5到1/10。
其次，需要计算悬挂索的长度和数量。
悬挂索的长度取决于主梁的跨度和主塔的高度。
悬挂索的数量则取决于主梁的宽度和设计要求。
通常情况下，悬挂索的长度应为主梁跨度的1/3到1/5，而悬挂索的数量应为主梁宽度的1/3到1/5然后，需要计算主梁和悬挂索的受力情况。
主梁的受力主要包括弯矩和剪力，而悬挂索的受力主要包括拉力和压力。
在计算弯矩和剪力时，需要考虑到交通载荷、自重和风荷载等因素。
在计算拉力和压力时，需要根据悬挂索的位置和受力情况来确定。
最后，需要计算主塔的高度和稳定性。
主塔的高度需要根据主梁的跨度和设计要求来确定。
主塔的稳定性则需要考虑到地震和风荷载等因素。
在计算主塔的高度和稳定性时，需要使用结构力学和土木工程的知识。
总之，悬索桥的计算是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素。
以上只是悬索桥计算中的一些基本内容，实际的计算应根据具体的设计要求和实际情况来进行。
悬索桥的设计和计算需要借助于专业的工程师和相关的计算软件，以确保桥梁的安全和稳定。
钢桥设计悬索桥.pptx
• 8.3 悬索桥的构造特点 • 主缆 • 编制方法——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。
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• 8.3 悬索桥的构造特点 • 主缆的保护
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• 8.1悬索桥概述 • 悬索桥的发展 • 进入二十世纪以来，悬索桥进入了一个朝低高度主梁、高强度材料和大跨径方向发展的阶段，加 劲梁以桁架为主，梁的高跨比在1/150左右。 • 二战后，悬索桥进入了新的发展时期，欧洲各国采用了抗风性能好的薄壁箱形截面加劲梁。
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• 8.1悬索桥概述 • 我国悬索桥的发展 • 汕头海湾大桥 • 西陵长江大桥(主跨900米) • 广东虎门大桥(主跨888米) • 香港青马桥(主跨1377米) • 江阴长江大桥（主跨1385m）
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• 8.1悬索桥概述 • 按锚固形式分 • 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。 • 按力学性态分 • 柔性悬索桥 • 刚性悬索桥
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• 8.1悬索桥概述 • 典型的悬索桥
• 截面形状（六角形）
• 尖顶形； • 平顶形； • 方阵式；
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• 8.3 悬索桥的构造特点 • 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。
预应力混凝土连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等详解
3）肋拱桥
1988广东广州流溪桥 （L=90m）
钢筋混凝土箱肋中承式拱，拱矢度1/4.5，全桥采用喷塑装修工艺，建筑宏 伟壮丽，已成为公园的重要景观。
4）箱拱桥
1979四川省宜宾市金沙江大桥 （L=150m）
中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主拱圈箱高 2.0m，箱宽7.60m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5个箱室；纵向分5段预制，缆 索吊装就位后再组合成整体箱。
四川万州长江大桥： 四川万州长江大桥：拱
交界墩翻模施工
圈劲性骨架分段吊装
四川万州长江大 桥：骨架吊装
四川万州长江大桥：骨架合龙
四川万州长江大桥：浇筑箱形拱圈混凝土
四川万州长江大桥：浇筑次序
四川万州长江大桥： 浇注拱上立柱
四川万州长江大桥： 吊装桥面T梁
四川万州长江大桥：竣工后全景
第四节 拱桥实例介绍
7）桁式组合拱桥中国首创的一种桥型，它除保持桁式拱结构用料省、竖向刚度大等特点外，
更具有桁梁的特性和可以采用悬臂法施工、施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点。
1990四川自贡160米牛佛沱桥
桁式组合拱为三室箱形截面，桁架片按节段分件预制，采用人字扒杆悬拼安装。
8）钢管混凝土拱桥
1990四川旺苍115米东河桥
公路双曲拱桥多是多肋波 截面；对于跨径和荷载较小的 单车道桥可采用单波的形式。
双曲拱桥施工工序多，组合截面的整体性差，易开裂，因此，只 宜在中小跨径桥梁中采用。
Байду номын сангаас
4、箱形拱桥： 箱形拱桥拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大，
可达全截面的50%-70%，较实体板拱桥可减少圬工用料与自 重，适用于大跨度拱桥。截面抗扭刚度大，横向整体性和稳 定性好，特别适用于无支架施工。
西南交通大学-桥梁工程概论-课程习题讲解
2299
第五章 混凝土简支梁
一、选择题
1.适应于较大跨度混凝土简支梁桥的主梁截面形式为：________。
A.箱形截面
B.T形截面
C.Π形截面
D.空心板式截面
2011-6-20
第四章 桥面构造
三、简答题
B2.试根据下图中混凝土桥面铺装上的车轮荷载作用示意图简述桥 梁结构中桥面铺装层的主要作用。
• 桥面铺装的功用 – 防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板 – 保护主梁免受雨水侵蚀 – 对车辆轮重的集中荷载起分布作用
9.高速公路和汽车专用公路上的桥梁必须设置人行道栏杆。（ X ） 安全护栏
7
第四章 桥面构造
三、简答题
C3.在桥梁工程中,设置伸缩缝的作用是什么？
原因和作用－桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝 土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面 按照设计的计算图式自由变形，同时又保证车辆能平 顺通过，就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或 桥梁的铰接位置上预留断缝，并在桥面设置伸缩装置。
第一章 绪论
一、选择题
5. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的________。 (A) 斜拉桥 (B) 刚构桥 (C) 结合梁桥 (D) 梁拱组合桥
梁 拱 体系 索
组合
1
第一章 绪论
2.桥梁的建筑高度是指_______ 。 A.桥面与桥跨结构最低边缘的高差； C.桥面与地面线之间的高差；
3.公路桥梁总长是指_______ 。 A.桥梁两桥台台背前缘间的距离； C.桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离；
跨 越
桥梁是供汽车、 火车、行人等跨越障碍（河流、山谷或其它线路）
的建筑工程物。
11
10
第一章 绪论
悬索桥简介
（第八章 第四节）
—— 悬 索 桥
教材：《桥梁工程概论》，西南交通大学出版社，李亚东主编
1
引 言
三环路南 天府立交
二环路西 清水河大桥
2
世界著名桥梁
日本明石海峡大桥（1991m） 浙江 西堠门大桥（1650m）
丹麦 大贝尔特桥（1624m）
美国 金门大桥（1280悬索桥
五跨悬索桥
二、悬索桥基本类型
按主缆锚固形式分类 自锚式
在边跨两端将主缆直接锚固在加劲梁上，主缆的水 平拉力由加劲梁提供的轴压力自相平衡。
自锚式悬索桥
地锚式
主缆的拉力由重力式锚碇或岩隧式锚碇传递给地基
重力式锚碇
岩隧式锚碇
西堠门大桥： 主跨1650m、地锚式、两跨连续钢箱梁悬索桥， 世界第二、建成于2008年。
作业内容：
任选世界范围内的一座悬索桥，收集相关资料，整理分析。
包含内容：建造原因、年份、设计方案、施工方法、主要特点，
画出受力情况简图。
19
敬请批评指正！
20
四、悬索的结构组成
（5）索 鞍
作用：用以支承主缆并改变其方 向或摆动的重要部件，使主缆中的
拉力以垂直分力和不平衡水平分力
的方式均匀地传到塔顶。
16
四、悬索的结构组成
（6）吊索与索夹—连接大缆与加劲梁
索夹 吊索
17
总 结
悬索桥体系受力特征明显，传力途径清晰，充分利用了各 种材料的力学性能，是当今跨越能力最强的一种桥梁形式。 随着新施工技术和新建筑材料的发展，悬索桥的跨度还会 进一步变大。 1. 悬索桥的发展历程、概念（了解） 2. 几座代表性悬索桥的设计参数（重点） 3. 悬索桥的几个主要组成部分及其作用（重点） 4. 悬索桥的传力途径、受力特点（难点）
西南交通大学-桥梁工程概论-09-第八章1节-其它桥型-预应力混凝土连续梁及连续刚构桥
第八章其它桥型本章主要内容第一节预应力混凝土连续梁及连续刚构桥第二节拱桥第三节斜拉桥第四节悬索桥本节主要内容一、总体布置、构造特点和设计概要二、施工概要三、设计计算概要第一节预应力混凝土连续梁桥及连续刚构桥引言连续梁桥与简支梁桥连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三孔简支梁桥VS由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用。
由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大。
超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感。
行车条件好。
连续梁桥的体系特点引言连续梁与连续刚构均布荷载q连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三跨连续刚构桥VS恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近； 桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；弯矩图面积的小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低； 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；连续刚构桥的体系特点平面布置方式：¾正交¾斜交¾单向曲线¾反向曲线联－连续梁由若干梁跨（通常为3∼8跨）组成一联，每联两端设置伸缩缝，整个桥梁可由一联或多联组成。
连续梁桥平面布置示例（1）分跨的选择布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。
等跨布置不等跨布置VS¾适用于中小跨度连续梁。
¾边跨与中跨之比L1/L 一般为0.5～0.8（过大，过小的不利情况)（2）梁高的选择等高度连续梁等截面连续梁变高度连续梁变截面连续梁¾梁高不变。
具有构造、制造和施工简便的特点。
适用于中等跨度（40∼60m左右）的、较长的桥梁。
可按等跨或不等跨布置。
长桥多采用等跨布置，以简化构造，统一模式，便于施工。
¾更能适应结构的内力分布规律。
受力状态与其施工时的内力状态基本吻合。
梁高变化规律可以是斜（直）线、圆弧线或二次抛物线。
箱型截面的底板、腹板和顶板可作成变厚度，以适应梁内各截面的不同受力要求。
VS高跨比h/L (公路：跨中1/30～1/50；中支点1/16～1/25)。
预应力混凝土连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥
上：钢箱梁截面组 成 左：实物
2013年7月17日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
42
虎门大桥施工：钢箱梁吊装与焊接
梁段提升法，箱梁吊装从跨中开始 梁段之间的连接方式和时机
2013年7月17日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 43
虎门大桥施工：钢箱梁吊装与焊接
液压提升吊机跨猫道布置
2013年7月17日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 36
虎门大桥施工：猫道
2013年7月17日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
37
虎门大桥施工：索股预制
2013年7月17日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
38
虎门大桥施工：索股架设等
左：索股沿猫道滚筒前进 右：牵引索股
2013年7月17日
2013年7月17日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 44
虎门大桥施工：桥面铺装
左：白色第一道防水胶底漆，起到钢板与防水胶粘结 作用 右：黄色第二道防水胶底漆，起防水作用
2013年7月17日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 45
虎门大桥施工：桥面铺装
左：红色第三道防水胶面漆，起到与粘结层、防水层 粘结作用 右：喷沥青粘结剂
空中送丝法：空中编制大缆，猫道等设备，调丝、调股、紧 缆、缠缆等工序 预制平行丝股法：丝股工厂制造，工地就位形成大缆，仍需 上述工序
加劲梁－悬臂安装（桁架梁）或梁段提升（浮运就位 后），连同吊索安装
2013年7月17日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 24
用空中送丝法架缆的基本原理
安装无端牵引绳 及固定的送丝轮 卷筒钢丝，一头 固定在靴跟处， 套过送丝轮 动力机驱动送丝 轮，将钢丝套圈 送至对岸 返回（可放空， 或从对岸的卷筒 钢丝带一钢丝套 圈回来） 反复进行直至一 根丝股的设计数 目
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。
这一点和其他桥型中主要构件截面面积总是随着跨径的增大而显著增大不同。
⑥边跨的不同形式对悬索桥有很大的影响，通常悬索桥边跨与中跨跨径比对悬索桥的挠度和内力有影响，当边跨与中跨跨径比减小时，其中跨的跨中和L／4处的挠度和弯矩值减小，而主缆拉力有所增加。
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2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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施工
施工顺序－锚碇、桥塔、大缆、吊索、加劲梁、桥面 锚碇－基础施工 桥塔－混凝土：滑模施工；钢：拼装连接 大缆－空中送丝法，预制平行丝股法
空中送丝法：空中编制大缆，猫道等设备，调丝、调股、紧 缆、缠缆等工序 预制平行丝股法：丝股工厂制造，工地就位形成大缆
主 缆
称呼－缆、索、链、绳都是柔性大的构件，独立的、直径较大 的，宜称为缆。 特点－抗弯刚度EI/L很小，只适合于受拉 布置－全桥设２根平行的主缆，4根（极少），1根（一座） 材料－直径5mm左右，镀锌冷拔低碳钢丝，平行丝股（另，钢 丝绳） 截面－如图 架设－空中送丝法和预制丝股法
长臂浮 吊架设 先锋绳 架设牵 引绳并 猫道绳
猫道面 层，溜 放到位
安装抗 风索
架缆 （未绘） 安装索夹 拆抗风索 （未绘） 安装吊索
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索塔
塔身：翻模施工 系梁：支架施工
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：钢箱梁吊装与焊接
液压提升吊机跨猫道布置
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 42
虎门大桥施工：桥面铺装
左：白色第一道防水胶底漆，起到钢板与防水胶粘结 作用 右：黄色第二道防水胶底漆，起防水作用
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 43
虎门大桥施工：锚锭及钢框架
桥墩 顶板 散索鞍 散索室 后锚块
散索鞍墩
钢框架
鞍部
地下连续墙基础
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章
西锚锭
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虎门大桥施工：锚锭及钢框架（续）
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索鞍及索夹
左上：主鞍（一半） 右上；展索鞍 右下：索夹
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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锚碇构造华盛顿桥
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
7
锚碇构造华盛顿桥
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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锚碇构造（江阴大桥北锚碇）
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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桥 塔
作用：支承大缆 受力：巨大竖向力作用在塔顶（缆在塔顶有转角） 形式：桁架式，框架式，混合式（较少用） 材料：石料 （早期），钢，钢筋混凝土 结构：刚性、柔性和摆柱式
吊索与索夹
吊索作用：将作用在加劲梁上的恒、活载传递给大缆 吊索材料：钢丝绳，钢绞线 索夹：大缆与吊索的连接件 连接方式：鞍挂式和销接式
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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索夹构造（鞍挂式）
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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索夹构造（销接式）
虎门大桥施工：桥面铺装
左：红色第三道防水胶面漆，起到与粘结层、防水层 粘结作用 右：喷沥青粘结剂
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 44
虎门大桥施工：桥面铺装
左：铺装沥青混凝土 右：碾压
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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设计理论简介－弹性理论
弹性理论－悬索桥是大缆系统和加劲梁系统两者的简单组合。 对单跨两铰悬索桥，其为一次超静定结构。将大缆从跨中切开， 作用一对冗余力H，则可按力法（以大缆切口两面相对位移是零 为条件）分析大缆以及加劲梁的内力。若忽略不计活载p对结构 变形的影响，即假定大缆几何形状由满跨均布恒载决定（可推 算其线形为二次抛物线），且这一线形不因活载p作用而发生改 变，则由此分析悬索桥内力的方法就是传统的“弹性理论”。 在求出H之后，将H作用在基本体系上，就可以求出加劲梁的弯 矩M： M＝M0－Hy
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 11
鞍 座
主鞍：支承大缆，传递竖向力的构造，鞍座与大缆 之间不允许出现相对滑移 副鞍：设置在锚碇的前端（靠水一侧），调节大缆 进入锚碇的角度 展束鞍（散束鞍）或展束套：设置在锚碇之内，在 大缆从扎紧状态到散开状态之处
2013年7月13日
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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设计理论简介－重力刚度法
对加劲梁很柔的悬索桥，还可以先让加劲梁的抗弯刚度是零，取 大缆做基本体系，并且让基本体系用改变其几何线形的方式来承 担活荷载。在缆的线形改变量或挠度（从只受恒载变到承受恒载 加活载）求得后，可以就每一吊索上端的位置推算位于吊索下端 的梁的挠度，再凭梁的挠度的各阶导数推算梁的弯矩及其所分担 的活载集度。从给定的活载集度中将梁所分担的集度扣除，余下 者就是经由吊索传给大缆，让大缆所分担的活载集度。按吊索传 来的活载重新计算大缆挠度，将上述计算重复迭代几次，就能取 得使人满意的结果。 所谓重力刚度，指原本柔性的大缆因承受（巨大恒载所生）重力 而产生的抵抗（活载所致）变形的刚度。该法抓住了大跨悬索桥 的两大特点：一是较大恒载使缆的线形稳定（即其挠度不因活载 而发生大的变化）；二是柔性很大的加劲梁所能分担的活载份额 必然很小。这样，所需的最终结果也就同该法在迭代开始时所假 定的情况很相近了。
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索股架设等
左：索股沿猫道滚筒前进 牵引索股
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索股架设等
左：索股入鞍 上：索股锚固
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索股架设等（续）
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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加劲梁构造（续）
旧金山海湾大桥横截面
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 18
加劲梁构造（续）
明石海峡大桥横截面（正交异性钢桥面板）
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 19
加劲梁构造（续）
美国纽波特桥（混凝土桥面）
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 20
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：先导索及牵引系统
拖轮架设先导索 利用先导索架设牵引索
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 34
虎门大桥施工：猫道
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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虎门大桥施工：索股预制
2013年7月13日
刚性－塔不变形，主鞍座下设辊轴，可沿纵向移动； 摆柱式－塔底设铰，小跨度桥，较少采用 柔性－主鞍座固定在塔顶，桥塔可挠曲，受力常为弯、压甚 至扭转共同作用，以受压为主，靠桥塔柔性满足位移要求
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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桥塔构造
←虎门大桥 一般形式→
↓ 明 石 海 峡 大 桥
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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预制平行丝股的制造和架设
大缆由若干 两端带锚头 的丝股组成， 每丝股含丝 若干。 基准丝－确 定其他各丝 的长度。 带色丝－为 了便于检查 安装在缆中 的丝股是否 扭曲。
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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南备赞大桥架缆全过程示意
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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设计理论简介－非线性有限元分析
从60年代以来，随着计算机、计算数学和计算力学的 发展，借助于计算机，可对悬索桥进行非线性有限元 分析。对于竖向作用力（对称于桥轴的作用）来讲， 非线性有限元理论是指将悬索桥当作非线性平面框架 结构，按非线性杆系有限元求严密解的理论。由于杆 系有限元作为一种数值方法本身求得的是精确解，而 悬索桥按杆系有限元离散又在客观上代表了其实际模 型，所以，在悬素桥的所有分析方法中，该法是最精 确的。
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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设计理论简介－挠度理论
实际上，大缆是柔性受拉构件。“弹性理论”假定它的几何形 状及长度都不因活载而改变，这是一个很大的缺点。早在1888 年建立的“挠度理论”就纠正了这一缺点。“挠度理论”的主 要特点是：大缆在恒载下取得平衡的几何形状（二次抛物线） 将因活载的介入而改变，大缆因活载作用引起的拉伸量也需考 虑。因此，应采用位移法，并计及结构的几何非线形，来分析 悬索桥内力。见下图，大缆在恒载下的平衡位置（实线）因活 载作用而有所改变（虚线）。按右图的分离体，可求得加劲梁 的M为： M＝M0－Hqv－Hp（y＋v）
2013年7月13日
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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锚 碇
作用：固定大缆 自锚式和地锚式
自锚式－锚于加劲梁，适于较小跨度，施工不便，极少采用 地锚式－广泛采用者，承受水平反力和向上的竖直力，以自 重提供的摩擦力来抵抗主缆水平力 隧洞式（在坚实岩层中挖成） 重力式（由混凝土锚固体的重量或再加配重来固定主缆）
第八章 其他桥型
预应力混凝土连续梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥
背景图片：虎门大桥
2013年7月13日 李亚东：《桥梁工程概论》第八章 1
概述
同其他桥式相比，跨度越大，悬索桥的优势越明显
大跨悬索桥的加劲梁〔材料用量占相当比例）不是主要承 重构件，其截面积并不需要随跨度而增加 悬索桥的大缆、锚碇和塔在增加截面尺寸或承载能力方面 遇到的困难较小 受力：作为主要承重构件的大缆具有非常合理的受力形式 施工：先架大缆，形成一个现成的悬吊式脚手架；同悬臂 方法比，风险较小