自锚式悬索桥专题
浅谈自锚式悬索桥设计
１： Ｊ ６ 混凝土
１： ７ 混 凝 土
自锚 式悬索 桥与 地锚式 悬索 桥相 同 ，由主缆 、吊
索 、加劲梁 、主塔 、鞍座及锚 固构造等部分构成。 １ 主缆 。是 悬索 桥 的主要承 重构件 ，除 承受 自身 ） 恒载外 ，还承受通过索夹 、吊索传递 的活载和加劲 梁 的恒 载 ，除 此 以外 还 承 担部 分 横 向风荷 载 ，并 将
传 统 的地 锚 式 悬 索 桥 其 主要 承重 构 件 主 缆 锚 固 于地
下锚碇 中。由于地下锚锭对地基要求较高 ，而且造 成工程造价要 比其他形式 的桥梁高得多 ，所以限制 了传统悬索桥的应用。
自锚 式悬索 桥是 把 主缆 直接锚 固于主梁 梁端 ，由
方面 的特点 。 １ 自锚 式悬 索桥 的优点 。 ）
２＋０２ ４ ６＋４
１： 』 钢 ５ １ ５５ ． ． ０：
１： ８
桂 林 丽 君 桥 中 国 ． ０ １ ２ ０
大连 金 石 滩 中 国 ２ ０ ０２ 悬 索 桥
钢
混 凝 土
梁 、主塔 完 成 后 再 吊装 主缆 ，安 装 吊索 。 施 工 主梁
６＋６＋９ ９ １２ ６ １： ７ 混 凝 土
桥 Ｉ 名 ￣ｊ －萃 ＇ Ｓ
此花 大 桥 日本 １ ９ ９０
跨， 矢 径 龇 ｍ
１０ ３０ １０ ２＋０＋２ １： ６ 钢
科隆 一迪兹桥 德国 ｊ９５；９． １ ． ９． １ ：．ｊ 钢 １ １ ２ ＋８ ５ ２ ． ８ ３ ４＋ ３ ０ ６
上 ，梁承受很大 的轴 向力 ，为此需加 大梁 的断面 。 随着 跨 径 的增 大 ，对 于钢 结 构 的加 劲 梁 造价 明显 增
中 图分 类 号 ： ４ ８２ Ｕ ４ ．５ 文献标识码： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ５ ２ ０ ） ２ ０ ３ — ３ ０ ４ ４ ５ Ｉ０ ７ ０ — ０ １ ０
自锚式斜拉—悬索协作体系桥活载响应分析
Ｅ
●
几何非线性和接触非线性三类问题。由于主缆及斜 拉索的存在 ， 大跨度 自锚式斜拉一悬索协作体系桥
表现 出明显 的大位 移 非 线 性 的力 学 特 征 ， 即三 类 非
线性 中的几何非线性问题。几何非线性使得线性计 算中常用的叠加原理失效 ， 不能利用影响线加载方 法准确地进行活荷载作用下的内力、 位移计算 ， 进而 也就无法准确得出大跨度体系桥梁的受力特点及受 力状 态 ， 无法应 用 于 理 论 研 究 与 工程 实 践 。如 果 想 准确计算活载作用下体系的内力和位移等 的响应就
桥向变宽 ， 截面形式兼顾美 观和减小风阻的受力需
求 。横桥向两塔柱 自下而上逐渐 内倾收小 ， 增加 了 主塔的耸立感 。主缆矢高 ６ ｍ， ０ 主跨 ４０ 矢跨 比 ０ｍ，
多的优点， 近年来国内外对 自锚式斜拉一悬索协作 体系桥的研究 日 益增多 ， 得出了许多有益的结论 。
对于 自 锚式斜拉一悬索协作体 系桥 ， 缆索是结
１ 前 言
系平衡 ， 表现出大位移非线性的力学特征 ， 这是 自 锚 式斜拉—悬索协作体系桥的重要特征之一。因此本 文以一座 ４ ０ ０ ｍ主跨 的自锚式斜拉—悬索协作体系 桥方案设计为例重点针对活载作用非线性计算及其 简化计算进行研究 ， 讨论其受力特点和变形特征 。 ２ 主要 构 造 此方案设计为 １２ ４０＋ ３ ｍ 自 ３ ＋ ０ １２ 锚式斜拉 一 悬索协作体 系桥 ， 采用 了修正 的狄辛格体系 （ 即悬 索 桥体 系和斜 拉 桥 体 系分 为 两 个相 互 独 立 的部分 ， 斜拉索部分采用密索体系） 边中跨 比为 ０ ３ １ ， ．３： 。 为增加主梁 刚度 ， 减小跨 中挠度 ， 改善体 系受力性 能， 边跨设置一处辅助墩。全桥采用双 向 ６车道 布 置， 公路 Ｉ 级汽车荷载。主塔采用 Ｈ型双独柱索塔 、 扇形索面， 设有 ０号索 ， 全桥采用漂浮体系 ， 布置图 如图 ｌ 所示 。 全桥 主梁采用 混合梁构造 ， 断面采用流线型扁
自锚式悬索桥结构体系分析
限 制或 景观 要求 不方 便建 造锚 锭 的地方 修 建悬 索桥
提供 了一 种 解 决 方 ， 以必 须 在 主缆 架 设 之 前 完 成 。这 种 与一 般 地 所
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图 １ 全桥 立 面 图
２ 建 立 实 桥 有 限元 模 型 及 受 力 分 析
采用 大 型通用 有 限元 软件 建立 空 间有 限元 模 型 （ ２， 图 ） 考虑 刚性 区影 响 ， 限元模 型 中主梁采 用 有 成 桥线形 ， 即竖 曲线 半 径 采 用 １ ０ Ｉ 圆 曲 线 ， １５ ０１ 的 Ｔ 双 向按 ２ ％纵 坡设 计 ； 主缆 线 形采 用 分 段 悬链 线 ，
曲线 ， 幅桥 桥 面设 单 向 ２ 的横 坡 。 实 桥 立 面 图 单 ％
见 图 １ 。
３ （ ５３ Ｏ０ ． Ｏ０． ６ ９ ３ （ ２ ０ｌ ８（ ３ ９ ２
锚式 悬索 桥相 反 的施工 顺序 使 这种 桥梁 只 能应用 于
９０ｌ３９４ ． ０ ６ ５ ４Ｏ０ × （ ３ ． Ｏ０． ３（ ３
收 稿 日期 ： ０ ８０ —０ ２０ —３ １
作者简介 ： 杨
洪（９８）男 ， 程师 ， 要从事交通建设施工监理 。 １６ 一 ， 工 主
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８ ０
湖
湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计与研究的开题报告
湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计与研究的开题报告
标题：湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计与研究开题报告
背景介绍：
湘江三汊矶大桥是一座跨越湘江的架空式公路和铁路双层桥梁，是湖南省的重点工程之一。
该桥长1255米，主桥跨径达500米，桥面宽33米，是一座具有世界先进水平的大型自锚式悬索桥。
研究内容：
本论文将围绕湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的技术特点和工程实践进行深入研究。
具体包括以下内容：
1.自锚式悬索桥的概念和构造特点的介绍。
2.桥梁工程的设计原理和规范。
3.对湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的结构进行分析和计算。
4.通过数值模拟和实验研究考察悬索桥的结构性能和安全性。
5.根据研究结果，提出优化设计建议和桥梁运行维护策略。
研究目标：
本论文旨在深入研究湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计、建设和运行过程，提高自锚式悬索桥的结构设计水平和工程建设效率，并为后续的类似工程提供参考和借鉴。
研究方法：
本论文将采用数值模拟和实验研究相结合的方法进行研究。
具体包括以下步骤：
1.建立数值模型并进行力学分析。
2.设计并进行实验验证。
3.对模拟和实验结果进行比较和分析。
4.根据结果提出结构优化措施和运行维护策略。
预期成果：
通过本研究，预计可以得出以下成果：
1.深入理解自锚式悬索桥的设计原理和技术特点。
2.通过实验研究和数值模拟分析，进一步探究悬索桥的结构性能和安全性。
3.提出优化建议，提高自锚式悬索桥的结构设计水平和施工效率。
4.为后续类似工程提供参考和借鉴。
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。
戴昌林-宝鸡渭河自锚式悬索桥设计实践
宝鸡渭河自锚式悬索桥设计实践中国市政工程中南设计研究总院有限公司Central and Southern China Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd.戴昌林 2019.052019I BT Cp 项目概况p 总体布置p 施工方案p 计算分析p BIM 应用内 容2019I BT Cp 项目概况内 容第 3 页2019I BT C福谭大桥神农大桥胜利桥金渭大桥石鼓隧道蟠龙大桥卧龙寺大桥凤凰大桥虢镇大桥植物园大桥联盟路大桥阳平大桥宝烟立交桥目前，宝鸡市区过渭河通道间距大，导致南北两岸之间绕行距离长，关键节点拥堵严重，无法满足交通需求。
因此增加连接渭河南北的新通道十分必要。
项目为陕西宝鸡市跨渭河的一座特大桥增建新通道：室鸡植物园渭河大桥、宝鸡联盟路渭河大桥、宝鸡阳平渭河大桥。
项目概况2019I BT C桥位示意联盟路渭河大桥位于宝鸡市中心城区石鼓山风景区附近，是沟通渭河南北两岸的重要通道，桥位位于现状金渭大桥与石鼓隧道之间。
约2.1Km约2.1K m 项目概况2019I BT C联盟路渭河大桥南起渭滨大道与石鼓西路交叉口，北至陈仓园二路以北落地；桥梁全长1.225Km，跨越渭河河道，两侧设引桥。
橡胶坝子堤项目概况桥位示意2019I BT C气 象地形、地貌区域地质构造场地、地 震中纬度大陆季风区域暖温带半湿润、半干旱气候，季风盛行，四季分明。
年平均气温为12.8℃。
受构造断裂控制，宝鸡形成南北隆起、中间低平、西窄东宽的河谷断陷盆地景观。
东西向断裂大体以渭河为界，以北的断裂向南陡倾斜，以南断裂向北陡倾斜，构成了阶梯状下降的复式地堑盆地场地地基土类型属中硬土，场地类别为Ⅱ类；地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.20g，地震基本烈度8度场地自然条件项目概况2019I BT C技术标准(1)道路等级：城市主干路(2)设计车道：双向四车道+非机车道+人行道(3)设计速度：60km／h(4)荷载等级：机动车道：城-A级非机车道：城-B级人群荷载：3.5KN/m 2(5)防洪标准：1/100，洪水流量6970m 3/s；不通航(6)地震烈度：基本烈度8度，动峰值加速度0.20g，设防类别甲类(7)基本风速：重现期100年10m高10分钟平均最大风速26.3m/s项目概况2019I BT Cp 总体布置内 容第 9 页2019I BT C桥型选择神农大桥蟠龙大桥卧龙寺大桥植物园大桥（在建）阳平大桥（在建）清溪渭河大桥（待建）总体布置2019I BT C桥梁位于宝鸡市石鼓山风景区附近，对景观要求高，按照建设方“一桥一景”的要求，力争打造宝鸡市地标式建筑，经方案比选，采用自锚式悬索桥。
修建自锚式悬索桥所面临的挑战
从图4可以看出,随边支座无索区长度的增加,主梁最大挠度经历了先减小后增加的过程,在L u /L =014附近出现了极小值;主梁塔根截面的偏心距平缓减小,但随L u 增大主梁塔根截面弯矩减小,轴力增加;斜拉索最大索力随无索区的增加而缓慢减小。
边支座无索区长度的调整主要影响主梁的活载挠度,而对斜拉索索力的影响最小。
当L u /L =013～014时主梁最大挠度较小,活载偏心距大小适中;斜拉索最大索力也较小。
综合分析,边支座无索区宜控制在L u /L =013～014。
综上所述,塔根无索区长度宜控制在(012～014)L ;边支座无索区长度宜控制在(013～014)L 。
这一结论与文献[2]中所言“通常布置在边跨中及1/3中跨附近”的结论基本一致。
在此还需说明,有时出于方便悬臂节段施工的考虑,L a 和L u 的实际取值可能较理想值偏小。
3 结论(1)塔根无索区长度的变化对结构的影响较边支座无索区明显,所以在设计中可将调整塔根无索区长度作为改善结构性能的一个措施。
(2)塔根无索区长度宜控制在(012～014)L ,一般可取013L ;边支座无索区长度宜控制在(013～014)L 。
(3)银湖桥的L a /L =0131,与本文的分析基本一致,L u /L =0124,略小于本文结论的范围。
参考文献:[1] 陈亨锦,王凯等.浅谈部分斜拉桥[J ].桥梁建设,2002,141(1).[2] 严国敏1再论部分斜拉桥,兼论多塔斜拉桥[C].第十三届全国桥梁学术会议论文集.上海:同济大学出版社,1998.[3] 蔺鹏臻.矮塔斜拉桥结构优化[D].兰州:兰州交通大学,2003(5).[4] Hassan I.A.Hegab.Parametric Investigation of Cable 2Stayed Bridge[J ].Journal of Structure Eng.ASCE 1988,114(8).[5] 陈德伟,范立础,张权.独塔斜拉桥的总体布置和参数研究[J ].土木工程学报,1996(6).收稿日期:20031215作者简介:钟启宾(1941—),男,教授级高级工程师,1963年毕业于新疆铁道学院。
空间半漂浮体系自锚式悬索桥施工关键技术研究
空间半漂浮体系自锚式悬索桥施工关键技术研究摘要：宝鸡市联盟路渭河大桥主桥为（50+95+200+95+50） m 的空间半漂浮体系双索面自锚式悬索桥。
主梁采用混合梁结构，钢梁部分采用边主梁断面，锚固跨混凝土梁部分采用 PC 箱梁。
桥塔采用欧式风格混凝土桥塔，主塔外表面及塔顶设置欧式建筑景观造型，造型新颖，形态优美。
该桥是宝鸡独有特色的桥型，建成后将是宝鸡市新地标。
关键词：悬索桥；边主梁；主缆；体系转换1、工程概况宝鸡联盟路渭河特大桥为空间双索面自锚式悬索桥，桥跨布置为（50+95+200+95+50）m，主桥全长490m，桥面总宽29m，其中200m为主跨，95m为边悬吊跨，50m为锚固跨，主跨和悬吊跨采用钢边主梁断面形式，锚固跨混凝土梁部分采用PC箱梁。
桥塔采用欧式风格混凝土桥塔，主塔外表面及塔顶设置欧式建筑景观造型，造型新颖，形态优美。
主桥采用半漂浮体系，竖向支座采用KZQZ双曲面球型摩擦摆减隔震支座，横向限位支座采用GPZ（KZ）抗震盆式橡胶支座，阻尼器采用液体粘滞阻尼器。
桥梁立面布置示意图见图1。
图1 桥梁立面布置示意图2、施工特点自锚式悬索桥是将主缆直接锚固于边跨加劲梁体上，主缆的水平拉力由加劲梁提供轴压力自相平衡，不需另外设置锚碇结构，由于结构设计原理不同，其施工步骤与地锚式悬索桥不然不同，自锚式悬索桥施工特点是加劲梁要先于主缆安装施工，即“先梁后缆”施工工艺。
自锚式悬索桥相对常规悬索桥而言，不仅具有造价低的特点，同时具有常规悬索桥的造型优美、线条流畅的特点。
在城市空间受到限制或者考虑经济性等因素时，自锚式悬索桥都极具竞争力。
3、加劲梁施工主梁采用混合梁结构，钢梁部分采用支架滑移法施工，混凝土两部分采用支架现浇法施工，钢梁部分采用边主梁断面，锚固垮混凝土两部分采用预应力混凝土箱梁，钢边主梁由两侧箱型边主梁、中间横梁、主梁外侧悬臂及整体桥面结构组成。
图2 加劲梁断面示意图主桥钢箱梁采用边主梁、挑臂及桥面板单元工厂制造，汽车运输至桥位现场，桥面块体在北侧95米跨进行总拼，并和边主梁连接成一个整体节段，使用80+80吨龙门吊吊装至北岸主塔北侧的滑移支架上，使用电动滑移小车滑移至安装位置，并进行环缝焊接的方案进行安装。
大跨度独塔自锚式悬索桥减隔震措施
（ 中南大学 土木 建筑 学院 ， 南 长 沙 ４ ０ ７ ） 湖 １０ ５
摘 要： 为了减小大跨度 自锚式悬索桥在地震作 用下的主梁纵向位移 ， 以某主跨 ３０ｍ 的独塔 自锚 式悬索桥为研 究对元模 型 ， 行 动 力 特性 分析 ， 究在 实桥 地震 波 一 致 激励 作 用 下 ， 芯 橡胶 支座 和 黏 滞 阻尼 器 ２种 ｉａ 空 进 研 铅 减 震 措施 的减 震 效 果 。研 究结 果表 明 ： 通过 在 桥 墩 设 置铅 芯 橡 胶 支座 或 在 塔 梁 间 纵 向 设 置 黏 滞 阻 尼 器 可 以有 效 减 小 自锚
ｒ ｂ ｅ ｅ ｒ ｇ ｌ ｃ ｄ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｙｔ ｅ ｖｓ ｏ ｓｄ ｍｐ ｒ ｌ ｃ ｄ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔｅ ｍａ ｎ ｔｗ ｒ ｎ ｈ ｉ ｉｄ ｒ ｕ ｂ ｒｂ ａ ｎ ｓｐ ａ ｅ ｎ ｔ ｉｒ ｒｂ ｉ ｕ ａ ｅ ｓｐａ ｅ ｅｗ ｅ ｉ ｅ ｄ ｔ ｅ ｍａｎ ｇｒ ｅ ｉ ｈ ｈ ｃ ｈ ｏ ａ ｉ ｅ ｌｎ ｉ ｄ ｎ ｌ ｉｅ ｔ ｎ ｎ ｔ ｏ ｇｔ ｉ ａ ｄ ｒ ｃｉ ． ｈ ｕ ｏ
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（ｃｏｌ ｆ ｉｌ ｎ ｒｈ ｅｔｒｌ ｎｉｅｒ ｇ ｅｔ ｌ ｏ ｔ Ｕ ｉｅ ｉ ， ｈｎｓａ４ ０７ ，Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｏ Ｃｖ ｄＡｃｉ ｃ ａ ｇｎｅ ｎ ，Ｃｎｒ ｕｈ ｎｖｒｔ Ｃ ａｇｈ １０ ５ ｈｎ） ｉａ ｔ ｕ Ｅ ｉ ａＳ ｓｙ
式悬 索桥 的纵 向 位 移 响应 。
关键词 ： 自锚 式； 悬索桥 ； 减震 ； 铅芯橡胶 支座 ； 滞阻尼器 黏
中图分 类 号 ：４ ８ ２ Ｕ ４ ．５ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ７ ７２ （０ ０ ０ ０ １ ０ １ ２— ０ ９ ２ １ ）３— ０ ６— ４ ６
悬索桥
悬索桥
19世纪后半叶，奥地利工程师约瑟夫· 朗金和
美国工程师查理斯· 本德分别独立地构思出自锚式 悬索桥的造型，朗金在1859 年写出了这种构想， 本德于1867年申请了专利。 1870年，朗金在波兰设计建造了世界上首座小 型铁路自锚式悬索桥。 1915年, 德国设计师在科隆的莱茵河上建造了 主跨达185m的科隆-迪兹自锚式悬索桥，采用临时 木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。该方案的选择主 要是因为其外形美观，而地质条件又不允许修建锚 碇。主缆采用了眼杆结构，因而能方便地锚固在加 劲梁上。科隆-迪兹桥1945年被毁，但原来桥台上 的钢箱梁仍保存至今。
悬索桥概论
一 悬索桥总体设计 二 悬索桥构造 三 悬索桥施工 四 自锚式悬索桥
一 悬索桥总体设计
1. 悬索桥的组成及发展 2. 悬索桥的结构体系 3. 悬索桥的总体布置
1. 悬索桥的组成及发展概况
悬索桥是由主缆、加劲梁、塔柱和锚碇构成。
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。
单塔双跨
双塔三跨
悬索桥
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 拉索的悬索桥。
悬索桥
斜拉－悬吊混合式悬索桥
1997年建成的贵遵高等级公路乌江大桥，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。
悬索桥
悬索桥
悬索桥
3. 加劲梁
加劲梁主要起支承和传递荷载的作用。加劲 梁大都采用等高度钢桁架梁或扁平钢箱梁。桁架 的抗扭刚度相对较小，所以其梁高比流线型箱梁 的要高得多，以满足抗风要求。 加劲梁结构形式：（1）钢板梁（2）钢桁梁 （3）钢箱梁（4）钢筋混凝土箱梁