悬索桥结构概述历史与发展典型例子

第一章

悬索桥结构概述一、悬索桥的历史与发展悬索桥是跨越能力最大的桥型之一，其雏形三千多年前已在我国出现。十九世纪末，悬索桥跨径突破300米，当时的遇到的问题是活载挠度过大，曾通过增大加劲梁刚度来解决这一问题，主梁高跨比用到1/40左右。1888年挠度理论诞生，使人们对悬索桥结构的力学特性有了新的认识。1883年，第一座现代悬索桥，美国Brooklyn桥，主跨486m1931年，第一座突破千米的悬索桥—主跨1006米的美国纽约华盛顿桥1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金门大桥1940年，美国华盛顿州塔科马悬索桥风毁Brooklyn桥1966年，英国Severn桥，首创流线形箱梁桥面和混凝土桥塔，主跨988米的新型悬索桥1973年，日本第一座现代悬索桥,主跨712米的关门大桥1988年，日本南备赞悬索桥，主跨1100米，采用新型的预制平行钢丝索股代替传统的“空中纺缆法”编制主缆进入二十世纪后,由于材料(高强钢丝)、施工方法（AS法和PWS法）和计算理论的发展，使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，期间建成了主跨1066米的GeorgeWashington桥(1931年)；主跨1280米的金门大桥(1937年)等。这些桥加劲梁以桁架为主，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，其代表是988米的Severn桥(1966年)，此后这种桥型在美国、日本、挪威、丹麦等国家都得到广泛应用。现代悬索桥跨径仍在不断增大，我国建成的超大跨悬索桥有中国江阴长江大桥(主跨为1385米)，丹麦大贝尔特大桥(主跨1624米)和日本明石海峡桥主跨1990米。我国相继建成了汕头海湾大桥、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)和江阴长江大桥（主跨1385m）。其中，主跨452米的汕头海湾大桥采用预应力砼加劲梁，在世界同类桥中跨径排名第一。这些桥的建成，不仅填补了我国现代悬索桥的空白，而且使我国跨入了掌握现代大跨悬索桥设计、分析、修建技术的先进行列。1997年，丹麦大海带桥,主跨1624米悬索桥1997年，中国香港青马大桥,主跨1377米,是当时最大跨度公铁二用悬索桥1998年，日本明石海峡大桥，主跨1991米，是世界最大跨度悬索桥1999年，中国江阴长江大桥，主跨1385米，中国第一座超千米悬索桥世界大跨径悬索桥一览表纵观悬索桥的发展过程，可以看到：

跨径越来越大，3300m的悬索桥已在规划中梁高与跨径之比越来越小，从。主缆安全系数随跨径增大而降低,已接近2.0。

结构形式多样化，按锚固形式分：地锚（隧道锚和重力式锚）、自锚按主缆形式分：平行主缆、空间主缆、单缆按主塔形式分：单塔、双塔、多塔（多跨）

结构整体刚度变小，使结构非线性问题、静力稳定问题、抗风抗震问题更加突出，设计、施工难度加大，要精心设计施工。世界悬索桥桥现状美国流派悬悬索桥（出现较早早，技术成成熟）（1）主缆采用用AS法架设。（2）加劲梁采采用非连续续的钢桁梁梁，适应双双层桥面，并并在桥塔处处设有伸缩缩缝。（3）桥塔采用用铆接或者者栓接钢结结构。（4）吊索采用用竖直的4股骑跨式。。（5）索夹分为为左右两半半，在其上上下采用水水平高强螺栓栓紧固。（6）鞍座采用用大型铸钢钢件。（7）桥面板采采用RC构件。AS法：通过牵引索索作来回走走动的编丝丝轮，每次次将两根钢钢丝从一端端拉到另一一端，待钢钢丝达到一一定数量后后（可达400～500根）编扎成成一根索股股。钢束股股数较少，，便于集中中锚固，起起吊设备轻轻便；架设设主缆时抗抗风较弱所所需劳动力力也较多。。PS法：避免了钢丝丝编成钢丝丝束股的作作业从而加加快主缆的的施工进度度，但要求求大吨位的的起重运输输设备和拽拽拉设备来来搬运钢丝丝束股。目目前多采用用61、91、127Φ5左右钢丝，，最重可达达40吨。英国流派悬悬索桥（出现较晚晚）（1）采用流线线型扁平钢钢箱梁作为为加劲梁。。（2）早期采用用铰接斜吊吊索，经塞塞文桥、博博斯普鲁斯一一桥以及恒恒伯尔桥的的实践之后后，在博斯普鲁斯二二桥中改回回为竖直吊吊索。（3）桥塔采用用焊接钢结结构或钢筋筋混凝土结结构。（4）索夹分为为上下两半半，在其两两侧采用垂垂直于主缆的的高强螺栓栓紧固。（5）钢桥面板板采用沥青青混合料铺铺装。日本流派悬悬索桥（1）用预制平平行钢丝索索股架设主主缆，简称称PWS法。（2）加劲梁主主要沿袭美美国流派的的钢桁梁形形式，但近年来对对于非双层层桥面的加加劲梁也开开始采用流线型扁平平钢箱梁。。（3）桥塔主要要采用焊接接钢结构。。（4）吊索沿袭袭美国流派派的竖直4股骑跨式。。（5）鞍座采用用铸焊混合合方式。（6）采用钢桥桥面板沥青青混合料铺铺装桥面。。（7）主缆索股股与锚碇内内钢构架用用预应力工工艺锚固。。二、典型的的悬索桥美国新的旧旧金山海湾湾大桥方案案1936年建成的旧旧金山海湾湾桥位于旧旧金山市的的东北，跨跨越旧金山山海湾，通通往奥克兰兰及伯克利利。全桥以YERBABUENA岛作为分界界，分为西西桥与东桥桥。西桥为为两联公用用一个锚碇碇的三跨悬悬索桥，东东桥采用钢钢桁梁。新旧金山海海湾桥东桥桥方案比