悬索结构和膜结构施工技术交底

1悬索结构的形式和特点2悬索结构的构造3悬索结构施工4悬索桥的构造5悬索桥的施工悬索结构和膜结构施工技术交底课程内容悬索结构：以一系列受拉钢索为主要承重构件，按照一定规律组成各种不同形式的布置方式，并悬挂在边缘构件或支承结构上而形成的一种空间结构。钢索一般采用由高强钢丝组成的钢丝束，钢绞线或钢线绳用圆钢筋或带状的薄钢板。边缘构件或支承结构用于锚固钢索并承受悬索的拉力，其结构形式可依据建筑物不同类型采用圈梁、拱、桁架或框架等。

3.1

悬索结构的形式和特点3.1.1概述悬索结构单层悬索结构双层悬索结构

悬索结构的分类一、单层悬索体系:

由一系列按一定规律布置的单根悬索组成，悬索两端锚挂在稳固的支承结构上。在悬索结构中，单层悬索体系在构造和理论计算上都比较简单。单层悬索体系又可细分为单层单向悬索结构、单层辐射状悬索结构和单层网状悬索结构三种。

①单层单向悬索结构。由一群平行走向的承重索组成，并构成单曲下凹屋面。如图所示：图5-1单层单向悬索结构②单层辐射状悬索结构。当屋盖为圆形或椭圆形平面时，悬索一般按辐射状布置，整个屋面形成下凹的旋转曲面，悬索支承在周边构件受压圈梁上

。如图所示：图5-2辐射式布置的单层索体系③单层网状悬索结构。网状布置的单层索形成下凹的双曲率曲面，两个方向的索一般是正交布置，适用于圆形、矩形等各种平面。单层网状悬索结构其边缘构件的弯矩大于辐射式布置，但省去了中心拉环

。如图所示：图5-3网状布置的单层索体系图5-4淄博市化纤厂的单层悬索屋盖

单层悬索体系与单根悬索相似，其稳定性较差

：a)单层悬索体系是一种可变体系，平衡形式随荷载分布方式而变。b)单层悬索体系抗风能力差。作用在屋盖上的风力主要是吸力，而且分布不均匀，会引起较大的机构性位移，降低屋盖稳定性。当屋面较轻时，甚至可被风力掀起。

为增大单层悬索体系的稳定性，一般可采取如下措施：a)采用重屋面，如装配式钢筋混凝土屋面板等；b)采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳；c)采用横向加劲构件（如图5-5）。图5-5预应力横向加劲单层索系横向加劲单层索系一般有三个工作阶段：a)第一阶段在锚固好的索上敷设横向构件b)第二阶段为预应力阶段C)第三阶段为荷载阶段

横向加劲单层索系不但受力合理，用料经济，施工也比较方便。我国是世界上首先成功地将预应力横向加劲单层索系应用于工程实践的国家之一。先后在1989年、1992年建成安徽省体育馆、潮州体育馆，上海杨浦体育馆等工程。如图所示：图5-6安徽省体育馆的结构示意图

双层悬索体系是由一系列下凹的承重索和上凸的稳定索以及它们之间的连系杆组成。双层索系中的每对承重索、稳定索一般位于同一竖向平面，二者之间通过受拉或受压的连系杆相连（图5一8)，其外形与受力特点类似于承受横向荷载的传统平面桁架，所以又称为索桁架。

二.预应力双层悬索体系

图5一8预应力双层悬索体系的平面布置简图图5一9

预应力双层悬索体系的一般形式

☆双层索系的布置也有平行布置、辐射式布置和网状布置三种形式:

①

双层单向悬索结构（平行布置）。双层单向悬索结构是由一群平行走向的索桁架组成，图5一10，多用于矩形、多边形建筑平面，并可用于单跨或多跨建筑结构（图5一11）。

图5一10双层单向悬索结构图5一11平行布置的多跨双层索系

②

双层辐射状悬索结构。当平面为圆形时，常将承重索、稳定索沿辐射状布置，周边锚固在受压圈梁上，中心宜设置受拉环。③

双层双向悬索结构。双层双向悬索结构是将平面索桁架沿相互正交的两个方向布置的结构形式

鞍形索网是由相互正交，曲率相反的承重索和稳定索叠交而形成的负高斯曲率的曲面悬索结构。下凹的钢索为承重索，上凸的钢索为稳定索，两组索在交点处相互连接在一起，索网周边悬挂在强大的周边构件上。常见的鞍形索网形式如图21所示。为了保证索网具有足够的刚度和稳定性，必须对索网施加预应力。由于两组索的曲率相反，因此可以对其中任意一组或同时对两组索进行张拉，均可实现预应力。

三.预应力鞍形索网

组合悬索结构是指将悬索体系（索网、单层索系、双层索系等）与中间支承结构组合在一起而形成的一种新型结构。中间支承结构由于要承受较大载，因此多采用刚度大，受力合理的拱、刚架、索拱体系等结构形式。

四.组合悬索结构

混合悬畏挂体系拌是由柔妻性悬索博与刚性扬构件组除合而成。酿在这躺类体急系中伪，或退用钢摆索悬获挂其顽他构蚊件，购或由钢索能对其威他构鸣件提句供附艘加支书点，添以减掏轻这族些构随件的担；或摩用刚性做的受弯束构件来楼加强悬畅索的稳柿定性，唤以减少不水均匀荷点载作用瓦下的机冈构性位诞移。混醋合悬挂缎结构常吼见的粉形式倍有索饱拱体业系、你吊挂得式混稳合结帐构和求斜拉式混菌合结尤构等棵。★索拱梨体系伤包括平面最索拱志体系和鞍形索芝拱体系两种。五.混合悬竟挂体系★吊挂爹式混愉合结君构应会用悬破索桥财的结蓬构原钓理，隐用一紫系列处吊杆吃把刚桃性的震屋面帝构件偿连接挖在悬砍索，储由悬束索承鹅担大缺部分怕刚性音屋盖惭构件服荷载慈，不酱仅节土省了匙结构梦所占促空间翼，而卵且总腐体受跨力较幼为合南理。★斜拉式肠混合结裁构应用赏斜拉桥玩的结构脊原理，福由塔柱泉顶部挂纳下斜拉域索直接幻玉与刚性遭的屋盖杠构件相绒连，大昼部分刚廉性屋盖极构件荷帐载经斜绳拉索传劲递到塔钩柱，最因终传至陡基础。①预应阁力悬表挂薄累壳②悬挂薄久膜结构（钢张悬膜贴结构弓、园涂层畜织物目悬挂辛薄膜幼）六.悬挂潜薄壳疗与薄剥膜结脏构3.岩1.嚷3悬索片结构罪的特奥点①受力受合理育，经已济性津好，殿悬索该结构朗依靠松高强泪度钢管索的盲轴向缓拉伸疤来抵晚抗外现荷载慨作用碧，最陷充分炎地利摸用了逝钢材炎的强趟度，懂因而熔可以必较经耕济地程跨越带很大弦的跨遵度。②施工弯方便听。③建筑造扒型多样悔、美观问。④悬索结迅构的边忙缘构件拦或支承慨结构受堵力较大向，一般司需要强距大的截兄面，耗元费较多为的材料脉，而且勇其刚度偷对悬索杏结构的少受力影防响较大功，因此送边缘构驼件或支野承结构果的设计绒极为重茄要。⑤悬索平结构谊设计鲁计算稀理论优相对蚀复杂捞。一、钢索蒸的分慈类用于悬瓶挂结构小的钢索殖有如下维数种：圆钢、医型钢、煌钢绞线仓、钢丝巷绳及钢禽丝束等智。3.2悬索结议构的构团造3.盘2.温1钢索二、钢索的馆制作笨钢朗索制作摔一般须殊经下料毒、编束蚂、预张免拉力及庭防护等昆几个程贺序。3.2屈.2锚具一、螺杆式叼锚具二、镦头式晃锚具三、夹片信式锚饭具四、锥销式眼锚具五、其他形恼式的锚宋具3.2衔.3其他节菜点构造一、钢索与掘钢索连盛接二、钢索润连接累件三、钢索与烧屋面板端连接图5-遇47连接杨板连鞋接图5-获48混凝讲土板交内伸沈出钢赤筋连绝接四、钢索与挂中心环徐的连接图5-建49钢索局与中蛛心环粥的连住接之忆一五、钢索箭的锚四固钢索的压锚固可伴根据拉液力的大贼小、倾害角和地茧基土等钻条件采谅用下列陷方法：谊重力式伴；板式眯；挡土把墙式；共桩式。3.少3悬索肚结构物施工3.3怜.1单层油单向德悬挂席屋盖旦结构歌施工①钢索迷的制羽作。钢丝的伸下料长帐度L可由寒下式伶计算弯：L=两锚催头之寒间钢冈丝束泪的净歌长＋2(锚头格长＋纷锚头末端部那露出婚钢丝朴长＋怖垫圈岸厚〕例如莫，本扔工程瓶钢丝泰束中悦钢丝畏的下品料长轻度为兄：L=绞54炉.阵8+凉2屑(0叶.产155允+塔0.量05叠+粥0.物03欣6)但=室55渴.28园2(寺m批)②装锚染具（掏又称份挂锚时）。③挂索。假（图5-访52）④铺槽形蜜板。⑤槽板耗加荷宋。⑥挂稳定打索。（图5-5奴3）⑦槽形彩板灌我缝。⑧预留胡孔道狐灌浆诊。⑨卸去红偏砖。3.3脏.2双层是辐射值式悬婆索屋面盖结笑构施港工双层污辐射婶式悬剧索屋捞盖适是用于盛圆形枝的建释筑平甲面，米它由探外环矛、内旦环、晓辐射多形承神重索滔及稳蜻定索涝等构辉成。该结联构体绣系分敏两种春：拉环体顾系和压环烈体系悬索杯各阶闸段进耀行施希工3.宿3.困3索网歪悬索岸屋盖悟结构例施工该结炎构由涌索网台和它丙的支怎承结沈构（摔边梁聪或边统梁与酿拱组穷合）买组成执，索蹈网由凯承重析索（鄙负高升斯曲述率）酱和稳泥定索祥（正翁高斯死曲率样）组剧成。啦稳定螺索的臣作用凝是使担索网宅屋面梦在各伴种荷嘱载作闭用下木能维奇持预侮定的炕曲面睬。①制恩索。们②穿墓索。③箱标高枕控制。率④婶张拉。3.4悬索桥斯的构造3.狭4.洗1概述悬索桥僵主要由妻悬索（剪主缆）瓣、塔柱擦、吊杆形、锚碇廉和桥道曾系组成挡。悬索比包括主擦索、边配索和锚语索；桥闭道系包粒括桥面楚、桥道松和加劲强梁。新世纪祥大跨度职桥梁的宗发展趋道势世界须桥梁堆发展养的历唯史是桥仅梁跨查度不日断增导大的益历史驶，是抓桥型府不断伙丰富悔的历挑史，电是结驴构不各断轻头型化允的历迷史。发展括现状用预示本世语纪将蓄迎来胶世界辨桥梁离更大黎规模浴的建覆设高芦潮。洲际导跨海度、建赵立全牢球交悲通网弱的构能想跨海章工程抚不是收可望鸭而不赶可即肆的宏赢伟蓝晓图。大跨度亮桥梁向饶索结构影方向发阔展特大跨栗桥梁采忌用以斜讽缆为主耍的空间赤网状臣承重眠体系或采用悬索倘加斜蔬拉的照混合种体系。采用流线签型钢穗箱或采荡用轻虚型而缝刚度处大的复合材讲料作加除劲梁河。采用悄自重响小强橡度高浩的碳纤龙维材从料做主缆未。斜拉挎桥在密索体掀系的基疮础上韵采用垒开口杆截面粪，减奥小梁雾的高室跨比犹。大跨度疫桥梁上枣部结构轻乖型化问题责。大跨仙度桥常梁的馅动力融稳定垄性问民题跨海工历程常年维受台风白、海浪粘频繁袭担击；海峡祝地震爆带，涂多支粮地震窝力激忌励；多车、芽快车、邻重车等贝行车动食力作用最；研究特泼大跨桥语梁气动逃特性，改善气例动弹性神稳定性烧。跨海遣结构东振动稳控制，抗震悟、减震叫、抑震拴。避免型车激滨共振，增大淹特大跨椒桥梁刚间度。大型深现水基础泻工程的贸难点突洞破目前监世界叫桥梁茫基础助工程帮实践姑尚未盒超过100安m深海。直布穷罗陀宫海峡疏桥的撕悬索删桥和乏多跨章斜拉碗桥方忽案，吸基础燥深达30平0m。美国将按在墨西岛哥湾修张建的石余油钻井昆平台基朴础，水样深达41鹅1m仙.解决10白0~活30归0m深海丧基础瞎施工犁难题膏迫在倚眉睫居。基础及忽桥墩分身大块预延制安装工。大跨度塌桥梁应侨是建筑任艺术精勒品空间勇艺术诊精品增添湖漫光山色网、海空石景观；成为世卵界名城颜永久的标志性渣建筑；重视建闹筑艺术滑造型，皇重视桥殿梁美学算和景观简设计，庙重视环太境保护骡，达到人文畜景观掌同环寨境景伤观的杨完美它结合。杰出茎的桥厘梁工疗程师侧，也宝应是忍卓越避的桥昨梁建臂筑师然。3.菜4.这2悬索桥钩的构造踪蝶特点一、主缆主缆是运悬索桥吨的主要俊承重构碌件，除姻承受自忠重和吊纠索（吊赵杆）重陵外，又宇通过吊宪索承受伸加劲梁狱、桥面瓦系恒载周及活载烟。悬索酱桥一般蜜采用双厅面主缆担，一般淋是一侧宣布置一栗根，分饺别有一信侧用两部根主缆糊的设计材，对称醉设置在渗加劲梁挎的上方盖，主缆泻下的吊丑索吊挂摩加劲梁冈的上弦柱或上弦技伸出的勤抚架。哥悬索桥抓主缆主惑要有三偶种类型筒：①般平行钢品丝；②烈平行雕钢丝束县；③纲钢丝绳依。二、加劲川梁加劲梁戴由均匀寨间隔的从分布吊纷索悬挂静在主缆速的索夹帖上，其饮主要功赛能是提团供桥面睁系和防桑止桥面钉发生过酸大的挠静曲和扭桨曲变形虫。悬索桥得加劲梁着主要有池两种形项式：钢暮桁架和凭扁平钢刻箱梁三、吊索吊索成也称析吊杆深，是裁主要棵传力米杆件盼，通获过吊抗索将细桥面值荷载等传给眼悬索规。吊劳索有凑直吊贵索和呈斜吊渔索两锻种，菊如图66，其让上端石通过价索夹娃与悬劫索相厚连，远下端东与加槐劲梁陪连接辞。图5-6俯8吊索仅与主再缆连据接方诞式四、索塔索塔是店支承主塌缆的重改要构件扑，恒载水和活载磨大都通腰过索塔担传到塔冷墩和基基础。索镰塔还承佳受作用号于塔身瘦、加劲社梁及主疮缆上的忽风力。友主塔顶唤设有鞍武座，底盐部支承补于主墩坑，由立烘柱、横溉撑组成匠平面框械架。五、锚碇锚碇是非主缆的呆锚固体举，与索辉塔一样夜是支承广主缆的晌重要部振分，它联将主缆奥的拉力矛传递给秃地基。戏锚碇一私般由锚湿碇基础逆、锚块沸、主缆集的锚碇芽架及固班定装置鬼、遮棚房诚等部分专组成。传当主缆吗需要改收变方向宅时，锚粗碇中还链包括主齿缆支架副和锚固忆鞍座。六、鞍座①塔顶端鞍座爹。由主缆族传来的净很大的巡寿竖直力男通过鞍堡座均匀桥分布到验塔柱顶镜截面。②里主缆是支架应鞍座矿。主缆丑支架独鞍座霜主要地功能抛是改流变主材缆方央向，写并把维主缆锐的钢贺丝束榴股在抢水平浴及竖献直方怪向分挨散开每来，备然后死把这鸟些钢离丝束低股引净人各基自的奥锚固唉位置鞭。其歪构造咸类同姨塔顶膝鞍座少。七、慨桥面多用钢块板铺设姨，也有绕浇筑沥际青混凝饮土和铺淋设木板迈等的。虎目前，宏大跨度塑吊桥一讽般采用墓正交异肢性板作泊行车桥支面。正蚊交异性恨板在桥姑宽内是突一块很溜薄的钢鹊板，在少板下全抄长内用勿连续、区间距很甩密的纵酸肋加固衡，使它译足以承垮受活载纤的压力室，且能僵减轻桥握梁自重亮。3.5悬索常桥的青施工3.5魔.1悬索的兵施工一、俭悬索蚕的制脚作悬索由浓缆索制萍成。缆纸索在运钓输、丈绕量、切乌割和安连装中应积注意避胜免扭转辫、松散荐。钢缆阳索安装悟时应做膛破断试滋验，要唇检查破买断所在罚部位，朴总破断崇力是否版达到设作计要求兔，钢索熟应不致钳从锚头蚂中拔出挪。①下利料；偏②切恨割。二、锚伴头的制蹲作锚头颠制作乡丰是将泡钢索艺端部伞钢丝精散开利并理顾直做吊成锚控头套捏筒相册似的楚锥形捆，以冤便插腰入套油筒后斗浇铸拐合金驴时能虹均匀傻分布蔽。三、索梨鞍的安转装索鞍的希安装与竿斜拉桥扎相同，羽有强制法和预偏酷法。四、主察索的安消装安装主丘索时，辰要检查聪锚碇，摸索鞍和箱索塔的条中心线销，标高蕉、距离霸。五、霞索夹胃和吊驳杆的损安装索夹和啄吊杆可疫在施工碰索道上参安装。3.5役.2索塔的绣施工索塔贺材料锅可用煎金属学、钢永筋混蚂凝土抄或预柳应力柏混凝毯土。钢索垒塔需豪要用凳铆、业栓、拘焊等尾连接页形式杏进行第装配箭，截咏面一岗般是怪由型使钢组台成的城桁架调和框引架形受式。混凝土拿索塔施后工大体起上可分锋为搭架告现浇、袄预制吊送装、滑联升模板巨浇筑等惯几种方处法。一、诵搭架躁现浇二、预易制吊装三、港滑模疫施工这种喝方法屋的最舌大优编点是借施工捐进度培快，盖适用笛于高植塔的贱施工努。3.5嘴.3加劲眉梁的山架设加劲洲梁架摩设的涨主要特工具肢是缆衫载起医重机唉。架夜设顺虽序可以从主海跨跨中害开始，很向桥塔昂方向逐错段吊装前；也可夜以从床桥塔美开始资，向啄主跨祝跨中欧及边漆跨岸歇边前犯进。一、叉架设素方式二、缆盈载起重钥机缆载起倒重机由桌主梁、芹端梁及栋各种运糊行、提弓升机构聪组成。3.5妥.4支座、善桥面和内锚碇的刑施工一、姨支座固定和瞒活动支制座、混锈凝土垫哄块等均闹要在吊甚桥全部依构件的夹安装、辨加劲梁粪的建筑起拱度调础整、桥射端标高晴的调整颂和临时糕支座垫刻搁置等艺工序全挨部完成明后，再光安装。二、朽桥面安装距正交饱异性付板桥浸面时王，可皆将正滥交异夸性板研作为蹄加劲春梁的丈上弦牌杆或弊上翼坟缘的欲一部留分，炉使之况与梁晋共同榜受力漂。板钳上设傍一层38一51泻mm厚的掘沥青叮磨耗洪层使暗之与孟钢板辞牢固纠粘结罢在一欲起。三、锚加碇空间膜卡结构3.6扎.1概述膜结破构又兴叫张讲拉膜贞结构苹（Te润ns桂io叫ne弊d剪Me倾mb赴ra季ne菜s捷tr买uc糕tu颈re），海是洒以建愉筑织畏物，盆即膜且材料江为张非拉主怒体，造与支姑撑构足件或倡拉索铲共同乱组成位的结莫构定体系味，它熔以其惹新颖股独特喇的建萝筑造召型，举良好耻的受冤力特染点，德成为缠大跨烂度空折间色结构地的主晴要形波式之胁一。静膜结讲构是涛一种天建筑使与结芹构完袄美结羡合的守结构驾体系宏。它月是用乔高强呀度柔答性薄迈膜材袍料与东支撑蒸体系妙相结独合形虑成退具有懂一定多刚度驶的稳答定曲己面，塘能承累受一阀定外啊荷载旱的空戒间结宅构形锐式。训其造栗型自嘱由轻逃巧、竞阻燃踪蝶、制补作简绳易、剃安碰装快躲捷、公能易却于施悬工、挨使用逝安全腔等优辰点，踏因而用使它争在世辉界各驴地受嫂到广射泛应妙用。臭这种露结构俱形式并特别适用于界大型铲体育场逢馆、入悲口廊道娘、小品饼、公众绣休闲娱老乐广场方、展览位会场、安购物中市心等领职域。3.6三.2膜结呆构的救分类膜结构容按其支医承方式庙的不同瓶，一般东可以分为空想气膜喂结构和、悬梅挂膜戒结构食、骨尤架模梳结构枯和复合膜结拘构（索变穹顶）恳等。一、内空气场膜结撒构图5-8醋5空气界膜结平构二、悬销挂膜结午构一般采当用独立隆的桅杆害或拱作加为支承结消构将钢斥索与膜运材悬挂悔起来，然肉后利用炒钢索向集膜面施厦加张力将海其绷紧蔽，这样技就形成丢了具有一干定刚度寻的屋盖图5-8蝴6悬挂膜密结构三、骨烫架支承刚膜结构以钢骨竹架代替塔了空气糖膜结构波中的空结气作为缴膜的支柴承结构违，骨架飘可按建流筑要求忧选用拱今、网壳未之类的寒结构，吸然后在淹骨架上首敷设膜