悬索桥简介、施工工艺及未来发展展望

悬索索桥桥简简介介、、施施工工工工艺艺及及未未来来发发展展展展望望08项目目（（2）班班第二二大大组组开始始悬索索桥桥简简介介基本本结结构构结构构类类型型分类类及及其其相相应应的的特特点点适用用性性施工工方方案案进一一步步研研究究的的问问题题结论论及及其其发发展展悬索索桥桥桥桥型型说说明明悬索索桥桥，，又又名名吊桥桥（suspensionbridge）指指的的是是以以通通过过索索塔塔悬悬挂挂并并锚锚固固于于两两岸岸(或桥桥两两端端)的缆缆索索(或钢钢链链)作为为上上部部结结构构主主要要承承重重构构件件的的桥桥梁梁。。其其缆缆索索几几何何形形状状由由力力的的平平衡衡条条件件决决定定，，一一般般接接近近抛物物线线。从从缆缆索索垂垂下下许许多多吊吊杆杆，，把把桥桥面面吊吊住住，，在在桥桥面面和和吊吊杆杆之之间间常常设设置置加加劲劲梁梁，，同同缆缆索索形形成成组组合合体体系系，，以以减减小小活活载载所所引引起起的的挠挠度度变变形形。。悬索桥的的构造方方式是19世纪初被发明明的，现现在许多多桥梁使使用这种种结构方方式。现现代悬索索桥，是是由索桥桥演变而而来。适用范围围以大跨跨度及特特大跨度度公路桥桥为主，，当今大大跨度桥桥梁全采采用此结结构。现现代悬索索桥通常常有桥塔塔、锚碇碇、主缆缆、吊索索、加劲劲梁及鞍鞍座等主主要部分分组成。。下页悬索桥构构造特点点1、桥塔桥桥塔是支支撑主缆缆的重要要构件。。2、锚碇锚锚碇是主主缆的锚锚固体。。通常采采用的有有重力式式锚碇和和隧洞式式锚碇。。重力式锚锚碇和隧隧洞式锚锚碇3、主缆主主缆是悬悬索桥的的主要承承重构件件。4、吊索是是将活载载和加劲劲梁的恒恒载传递递到主主缆的的构件。。5、加劲梁梁加劲劲梁的主主要功能能是提供供桥面和和防止桥桥面发生生过大的的挠曲变变形和扭扭曲变形形。6、鞍座鞍鞍座是支支承主缆缆的重要要构件。。重力式锚锚碇和隧隧洞式锚锚碇重力式锚锚碇依靠靠巨大自自重来抵抵抗主缆缆的垂直直分力，，水平分分力则由由锚碇与与地基间间的摩擦擦力或嵌嵌固力来来抵抗。。隧洞式锚锚碇则是是将主缆缆中的拉拉力直接接传递给给周围的的基岩。。返回原页页↑悬索桥结结构类型型1.柔式悬索索桥：不不设加劲劲梁;只在活载载于恒载载的比值值不大时时适用：：如人行行桥或早早期的一一些主缆缆很大的的悬索桥桥等。2.单跨悬吊吊：仅主主跨悬吊吊，并在在主跨上上设加劲劲梁；如如存在边边跨，则则边跨独独立。3.三跨悬吊吊简支体体系：加加劲梁为为三跨简简支梁。。4.三跨悬吊吊连续体体系：加加劲梁为为三跨连连续梁。。5.自锚式悬悬索桥：：与组合合体系中中的系杆杆拱相似似，悬索索的水平平拉力不不传给锚锚碇二传传给加劲劲梁。6.缆索中段段同加劲劲桁架的的上弦合合为一体体。下页（受力原原理）悬索桥分分类及其其相应的的特点1.美国式悬悬索桥其基本特特征是采采用竖直直吊索，，并用钢钢桁架作作为加劲劲梁。这这种形式式的悬索索桥绝大大部分为为三跨地地锚式。。加劲梁梁是不连连续的，，在主塔塔处有伸伸缩缝，，桥面为为钢筋混混凝土桥桥面，主主塔为钢钢结构。。其优点点是可以以通过增增加桁架架高度来来保证桥桥梁有足足够的刚刚度，且且便于实实现双层层通车。。2.英式悬索索桥60年代英国国提出了了新型的的悬索桥桥，突破破了悬索索桥的传传统形式式。英国国式悬索索桥的基基本特征征是采用用呈三角角形的斜斜吊索和和高度较较小的流流线型扁扁平翼状状钢箱梁梁作为加加劲梁。。除此之之外，这这种形式式的悬索索桥采用用连续的的钢箱梁梁作为加加劲梁，，桥塔处处设有伸伸缩缝，，用混凝凝土桥塔塔代替钢钢桥塔。。有的还还将主缆缆与加劲劲梁在主主跨中点点处固结结。其优优点是钢钢箱加劲劲梁可减减轻恒载载，因而而减小了了主缆的的截面，，降低了了用钢量量总造价价。下页1.1.1.3日式悬索索桥日本的悬悬索桥出出现在20世纪70年代以后后，国际际上悬索索桥的技技术发展展已日臻臻完善，，日本结结合自己己的国情情，吸收收了世界界上先进进的技术术，形成成了日式式流派，，其主要要特征是是：主缆缆一律采采用预制制束股法法架设成成缆。加加劲梁主主要沿袭袭美式钢钢桁梁形形式，少少数公路路桥也开开始采用用英式流流线形箱箱梁结构构。吊索索沿用美美式竖向向4股骑挂式式钢丝绳绳。桥塔塔采用钢钢结构，，主要采采用焊接接，少数数用栓接接。鞍座座采用铸铸焊混合合式，主主缆采用用预应力力锚固系系统。1.1.1.4混合式悬悬索桥其特点是是采用竖竖直吊索索和流线线型钢箱箱梁作为为加劲梁梁。混合合式悬索索桥的出出现，显显示了钢钢箱加劲劲梁的优优越性，，同时避避免了采采用有争争议的斜斜吊索。。返回适用性悬索桥一一般适用用--些跨度大大的山区区山谷，，峡谷等等。相对对于其他他桥梁结结构的桥桥可以使使用比较较少的物物质来跨跨越比较较长的距距离。悬悬索桥比比较灵活活，因此此它适合合大风和和地震取取得需要要，比较较稳定的的桥在这这些地区区必须更更加坚固固和沉重重。悬索桥是是以承受拉力力的缆索或或链索作作为主要要承重构构件的桥桥梁，悬悬索桥的的主要承承重构件件是悬索索，它主主要承受受拉力，，一般用用抗拉强强度高的的钢材（钢丝、、钢绞线线、钢缆缆等）制制作。由由于悬索桥可可以充分分利用材材料的强强度，并具有有用料省、自自重轻的的特点，因此悬悬索桥在各种体体系桥梁梁中的跨跨越能力力最大，，跨径可可以达到到1000米以上。1998年建成的的日本明石海峡峡桥的跨径为为1991米，是目目前世界界上跨径径最大的的桥梁。。悬索桥桥的主要缺点点是刚度度小，在荷载作作用下容容易产生生较大的的挠度和和振动。。返回施工工艺艺绝大部分分的悬索索桥，特特别是大大跨度的的悬索桥桥，都是是地锚式式悬索桥桥。其主主缆的拉拉力由桥桥梁端部部的重力力式锚固固体(锚碇)或岩洞式式锚固体体(岩锚)传递给地地基，因因此在锚锚固体处处一般要要求地基基具有较较大的承承载力，，最好是是有良好好的岩层层作持力力地基。。悬索桥有有时也可可以采用用自锚式式。承受很大大拉力的的悬索的的端部通通过锚碇碇固定在在地基中中，个别别也有固固定在刚刚性梁的的端部者者，称为为自锚式式悬索桥桥。自锚式悬悬索桥的的主缆拉拉力是直直接传递递给它的的加劲梁梁来承受受。下页受力原理理传力路径径为：桥桥面重量量、车辆辆荷载等等竖向荷荷载通过过吊杆传传至主缆缆承受，，主缆承承受拉力力，而主主缆锚锚固在梁梁端，将将水平力力传递给给主梁。。由于悬悬索桥水水平力的的大小与与主缆的的矢跨比比有关，，所以可可以通过过矢跨比比的调整整来调节节主梁内内水平力力的大小小，一般般来讲，，跨度较较大时，，可以适适当增加加其矢跨跨比，以以减小主主梁内的的压力，，跨度较较小时，，可以适适当减小小其矢跨跨比，使使混凝土土主梁内内的预压压力适当当提高。。另外，自自锚式悬悬索桥中中的主梁梁的形式式以采用用具有一一定抗弯弯刚度的的箱形断断面较为为合适。。返回自锚式施施工工艺艺悬索桥中中最大的的力是悬悬索中的的张力和和塔架中中的压力力。其主要靠靠主缆承承受荷载载，并通通过主缆缆将拉力力传给锚锚固体系系，加劲劲梁仅仅仅起到局局部承受受荷载、、传递荷荷载的作作用；大大跨度的的悬索桥桥的加劲劲梁多采采用自重重较轻的的钢材。。。现代的悬悬索一般般是多股股的钢筋。悬索桥的的施工顺顺序是锚锚碇、桥桥塔、主主缆、吊吊索、加加劲缆，，施工需要要的机械械、技术术和工艺艺相对较较简单；；结构的的线型主主要取决决于主缆缆线型和和吊杆长长度，因因而施工工控制相相对比较较简单。。下页自锚式的的施工1.主塔施工工2.鞍部施工工3.主梁浇筑筑4.索部施工工1、主塔施施工悬索桥一一般主塔塔较高，，塔身大大多采用用翻模法法分段浇浇筑，在在主塔连连结板的的部位要要注意预预留钢筋筋及模板板支撑预预埋件。。对于索索鞍孔道道顶部的的混凝土土要在主主缆架设设完成后后浇筑，，以方便便索鞍及及缆索的的施工。。主塔的的施工控控制主要要是垂直直度监控控，每段段混凝土土施工完完毕后，，利用全全站仪对对塔身垂垂直度进进行监控控，以便便调整塔塔身混凝凝土施工工，应避避免在温温度变化化剧烈时时段进行行测试，，同时随随时观测测混凝土土质量，，及时对对混凝土土配比进进行调整整。2、鞍部施施工检查钢板板顶面标标高，符符合设计计要求后后清理表表面和四四周的销销孔，吊吊装就位位，对齐齐销孔使使底座与与钢板销销接。在在底座表表面进行行涂油处处理，安安装索鞍鞍主体。。索鞍安安装误差差控制在在横向轴轴线误差差最大值值3mm标高误差差最大值值3mm.吊装入座座后，穿穿入销钉钉定位，，要求鞍鞍体底面面与底座座密贴，，四周缝缝隙用黄黄油填实实。3、主梁浇浇筑主梁混凝凝土的浇浇筑同普普通桥一一样，首首先梁体体标高的的控制必必须准确确，要通通过精确确的计算算预留支支架的沉沉降变形形；其次次，梁体体预埋件件的预埋埋要求有有较高的的精度，，特别是是拉杆的的预留孔孔道要有有准确的的位置及及良好的的垂直度度，以保保证在正正常的张张拉过程程中拉杆杆始终位位于孔道道的正中中心。下页主梁浇筑筑顺序应应从两端端对称向向中间施施工，防防止偏载载产生的的支架偏偏移，施施工时以以水准仪仪观测支支架沉降降值，并并详细记记录。待待成型后后立即复复测梁体体线型，，将实际际线型与与设计线线型进行行比较，，及时反反馈信息息，以调调整下一一步施工工。下页4、索部施施工（1）主缆架设设（2）主缆调整整（3）索夹安装装（4）吊杆安装装及加载载（1）主缆架架设悬索桥的的钢缆有有钢丝绳绳钢缆和和平行线线钢缆。。平行线线钢缆根根据架设设方法分分为空中中送丝法法(AS法)及预制索索股法(PWS法)。缆索的支支撑：为为避免形形成绞，，将成圈圈索放在在可以旋旋转的支支架上。。在桥面面每4-5m，设置索索托辊（（或敷设设草包等等柔性材材料。）），以保保证索纵纵向移动动时不会会与桥面面直接摩摩擦造成成索护套套损坏。。因锚端端重量较较大，在在牵引过过程中采采用小车车承载索索锚端。。缆缆索索的牵引引：牵引引采用卷卷扬机，，为避免免牵钢丝丝绳过长长，索的的纵向移移动可分分段进行行，索的的移动分分三段，，分别在在二桥塔塔和索终终点共设设三台卷卷扬机。。下页缆索的起起吊：在在塔的两两侧设置置导向滑滑车，卷卷扬机固固定在引引桥桥面面上主桥桥索塔附附近，卷卷扬机配配合放索索器将索索在桥面面上展开开。当拉拉索锚固固端牵引引到位时时，用锚锚固区提提升吊机机安装主主索锚具具，并一一次锚固固到设计计位置，，吊机起起重力在在5t以上；主主索塔顶顶就位吊吊机用于于将主索索直接吊吊上塔顶顶索鞍就就位，主主索在提提升到塔塔顶时，，由于主主跨的索索段比较较长，为为确保吊吊机稳定定，可在在适当的的时候用用塔上提提升倒链链协助吊吊装。返回（2）主缆调调整在制作过过程中要要在缆上上进行准准确标记记。安装装前按设设计要求求核对各各项控制制值。调调整工作作包括测测定跨长长、索鞍鞍标高、、索鞍预预偏量、、主索垂垂直度标标高、索索鞍位移移量以及及外界温温度，然然后计算算出各控控制点标标高。主主缆的的调整采采用75t千斤顶在在锚固区区张拉。。先调整整主跨跨跨中缆的的垂直标标高，完完成索鞍鞍处固定定。调整整时应参参照主缆缆上的标标记以保保证索的的调整范范围。主主跨调整整完毕后后，边跨跨根据设设计提供供的索力力将主缆缆张拉到到位。返回（3）索夹安安装为避免索索夹的扭扭转，索索夹在主主索安装装完成后后进行。。索夹安安装采用用工作篮篮作为工工作平台台，将工工作篮安安装在主主缆上，，承载安安装人员员在其上上进行操操作。索索夹起吊吊采用汽汽吊，索索夹安装装的关键键是螺栓栓的坚固固，要分分二次进进行）索索夹安装装就位时时用扳手手预紧，，然后用用扭力扳扳手第一一次坚固固，吊杆杆索力加加载完毕毕后用扭扭力扳手手第二次次紧固。。索夹安安装顺序序是中跨跨从跨中中向塔顶顶进行，，边跨从从锚固点点附近向向塔顶进进行。返回（4）吊杆安安装及加加载吊杆在索索夹安装装完成后后立即安安装。小小型吊杆杆采用人人工安装装，大型型吊杆采采用吊车车配合安安装。主主缆相对对于主梁梁而言刚刚度很小小。如果果吊杆一一次直接接锚固到到位，无无论是张张拉设备备的行程程或者张张拉力都都很难控控制而全全桥吊杆杆同时张张拉调整整在经济济上是不不可行的的。为了了解决这这个问题题，就必必须根据据主梁和和主缆的的刚度、、自重采采用计算算机模拟拟的办法法，得出出最佳加加载程序序。并在在施工过过程中，，通过观观测，对对张拉力力加以修修正。下页第一次张张拉施加加1/4的设计力力将每一一根吊杆杆临时锁锁定！第第二次顺顺序与第第一次相相同，按按设计力力张拉完完，然后后检测每每一根吊吊杆的实实际荷载载，最后后根据设设计力具具体对每每一根吊吊杆进行行微调。。张拉一一定程度度后，根根据实际际观测及及计算分分析！进进行索鞍鞍顶推，，使塔顶顶回到原原来无水水平位移移时的状状态，如如此反复复后！将将每根吊吊索的张张拉力调调整至设设计值。。返回（简介介）需要进一步步研究的问问题（1）更优越的的施工方法法的研究。。（2）主缆锚固固点锚下应应力的分布布研究。（3）当主缆外外包钢管混混凝土时，，吊杆在主主缆上的锚锚固方式研研究。（4）吊杆及主主缆的合理理张拉顺序序研究。返回（5）新型材料料的研究和和开发。（6）受力体系系及理论的的进一步完完善。（7）悬索桥以以缆索承重重其柔度、、变形较大大，如何较较好地解决决抗风和振振动问题。。（8）自锚式悬悬索桥的索索-梁受力合理理分配问题题。结论及其发发展（1）通过国内内工程时间间证明，钢钢筋混凝土土自锚式悬悬索桥在中中小跨径上上是一种既既经济又美美观的桥型型，结构的的刚度也