索支撑桥第十二节2016-12-22

缆索承重桥梁—悬索桥(一)_____________________________王志强，同济大学桥梁工程系，桥梁馆405室联系电话：65987577：Email:wangzhiq@定义：悬索桥也叫吊桥，是以悬索（大缆）为主要承重结构,与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构（加劲梁）组成的缆索承重桥，悬索承受拉力,现在主要由高强钢丝制成，是目前跨越能力最大的桥梁结构型式。

悬索桥(SuspensionBridge)结构构件加劲梁/桁架主缆主塔吊杆

锚碇悬索桥发展悬索桥的发展、现状和展望悬索桥现状悬索桥展望我国悬索桥的发展和现状公元651706A.D.1974~198119981931~196419981826188319311067m乔治华盛顿桥19371280m金门大桥19641298mVerazzano英国MENAI176m，1826年中国泸定桥

104m，1706年Brooklyn486米，1883年Severnbridge1974，988mHumberbridge1981，1410m

Greatbeltbridge1998,1624m明石海峡大桥

日本1991m,1999

我国跨海峡桥Messinabridge3300m安澜桥

、珠浦桥秦朝,47m缆索承重桥梁——悬索桥的发展悬索桥的起源可以追溯到很久以前，悬索桥在我国出现很早，公元前3世纪四川已有竹索桥，公元前2世纪，陕西已有铸铁修建的铁索桥。铸铁悬索桥起源于东方，16世纪出现于欧洲，发展于18世纪。缆索承重桥梁——悬索桥的发展卢定桥四川1705,104m

缆索承重桥梁——悬索桥的发展MENAI悬索桥176米，1826年，英国缆索承重桥梁——悬索桥的发展CLIFTON悬索桥214米，1864年，英国缆索承重桥梁——悬索桥的发展BROOKLYN桥286+486+286米，1883年缆索承重桥梁——悬索桥的发展GEORGE_WASHINGTON_BRIDGE，1067m,1931缆索承重桥梁——悬索桥的发展美国金门大桥美国金门大桥GoldenGateBridge1937年，1280米，主缆直径0.93米塔可马桥

美国主跨853米

旧桥宽：11.9m，梁高：2.44m;1/350新桥宽：18.3m，梁高：10.06mVerazzano1298米，1964年，

美国

SevernBridge,Wales,firstsuspensionbridgeofthemoderntype,988m,1966FirthofForthRoadBridge,1964408.4+1005.8+408.4缆索承重桥梁——悬索桥的发展HUMBER_BRIDGE1981，1410米缆索承重桥梁——悬索桥的发展

Greatbelt

Bridge(EastBridge1998)span=1624m缆索承重桥梁——悬索桥的发展明石海峡大桥

日本

缆索承重桥梁——悬索桥的发展缆索承重桥梁——悬索桥的发展1Akashi-Kaikyo1991Kobe-Naruto,Japan19982Xihoumen1650ZhoushanIsland,China20083GreatBeltEast1624Korsor,Denmark19984RunyangSouth1490Zhenjiang,China20055Humber1410Kingston-upon-Hull,UK19816Jiangyin1385Jiangsu,china19997TsingMa1377HongKong,China19978Verrazano-Narrows1298NewYork,USA19649GoldenGate1280SanFrancisco,CA,USA193710Yangluo1280Wuhan,China200711HögaKusten1210Kramfors,Sweden199712Mackinac1158MackinawCity,MI,USA195713MinamiBisan-seto1100Kojima-Sakaide,Japan198814FatihSultanMehmet1090Istanbul,Turkey198815Bosporus1074Istanbul,Turkey197316GeorgeWashington1067NewYork,NY,USA193117Kurushima-31030Onomichi-Imabari,Japan199918Kurushima-21020Onomichi-Imabari,Japan199919Ponte25deAbril1013Lisbon,Portugal196620ForthRoad1006Edinburgh,UK1964世界大跨径悬索桥一览表世界悬索桥现状总结美国流派悬索桥（出现较早，技术成熟）（1）主缆采用AS法架设；（2）加劲梁采用非连续的钢桁梁，适应双层桥面，并在桥塔处设有伸缩缝；（3）桥塔采用铆接或者栓接钢结构；（4）吊索采用竖直的4股骑跨式；（5）索夹分为左右两半，在其上下采用水平高强螺栓紧固；（6）鞍座采用大型铸钢件；（7）桥面板采用RC构件。缆索承重桥梁——悬索桥的发展英国流派悬索桥（出现较晚）（1）采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁；（2）早期采用铰接斜吊索，经塞文桥、博斯普鲁斯一桥以及恒伯尔桥的实践之后，在博斯普鲁斯二桥中改回为竖直吊索；（3）索夹分为上下两半，在其两侧采用垂直于主缆的高强螺栓紧固；（4）桥塔采用焊接钢结构或者钢筋混凝土结构；（5）钢桥面板采用沥青混合料铺装。世界悬索桥现状总结（续）缆索承重桥梁——悬索桥的发展世界悬索桥现状总结（续）日本流派悬索桥（1）采用预制平行钢丝索股架设主缆，简称PWS法；（2）加劲梁主要沿袭美国流派的钢桁梁形式，但近年来对于非双层桥面的加劲梁也开始采用流线型扁平钢箱梁；（3）桥塔主要采用焊接钢结构；（4）吊索沿袭美国流派的竖直4股骑跨式；（5）鞍座采用铸焊混合方式；（6）采用钢桥面板沥青混合料铺装桥面；（7）主缆索股与锚碇内钢构架采用预应力工艺锚固。缆索承重桥梁——悬索桥的发展重庆朝阳桥21.6+186+21.6m1969

年

我国悬索桥的发展和现状西藏拉萨达孜桥500米，1984年缆索承重桥梁——悬索桥的发展福建泰宁金湖桥284米，1989年四川奉节梅溪桥205米，1990年大连市北桥48+132+48米，1987年缆索承重桥梁——悬索桥的发展汕头海湾大桥，1995.12

4x25+154+452+154+4x25米缆索承重桥梁——悬索桥的发展西陵长江桥900m1996虎门大桥888米，1997.6

缆索承重桥梁——悬索桥的发展青马大桥129.5+1377+4x72米，1997

江阴大桥1385米，1999.10

猎德大桥（自锚式悬索桥）润扬大桥1490米2005缆索承重桥梁——悬索桥的发展我国悬索桥（建成和在建，12座，L>1000m）缆索承重桥梁——悬索桥的发展面临技术挑战：

设计和计算分析理论如抗风、抗震、非线性；深水基础250-450m；缆索新材料（碳纤维等）；新施工技术等。展望21世纪的新一代悬索桥：21世纪在全球范围内需要修建跨海峡通道目前已知有：1）意大利跨墨西拿海峡通道；2）西班牙与摩洛哥之间跨直布罗陀海峡通道；3）日本的跨津轻海峡通道；4）我国跨琼州海峡通道。因此研究3000m级以上的特大跨度悬索桥是21世纪新一代悬索桥急待进行的工作。缆索承重桥梁——悬索桥的发展意大利mesina跨海峡桥缆索承重桥梁——悬索桥的发展意大利Messina大桥设计Messina大桥截面设计直布罗陀海峡桥水深达250-800m,规划跨径2000-5000m缆索承重桥梁——悬索桥的发展跨越直布罗陀海峡的桥梁设计方案桥梁是怎样做成的Location:StraitofGibraltar.LinksSpainandMorocco.

Length:9miles,twospansof41/2mileseach

Height:Eachtoweris3,000feettall,twiceashighastheworld'stallestskyscraper.

Width:5trafficlanes,2breakdownlanesineachdirection

RoadDeckMaterial:Fiberglass

LengthofWireCables:1,000,000miles(EnoughtocircletheEarthalmost30times)

二、悬索桥结构组成、形式、布置和构造悬索桥的组成悬索桥的形式悬索桥的布置和结构特性悬索桥的各部分构造1、

悬索桥的组成组成：悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、锚碇、吊索、鞍座等构件构成的柔性悬吊体系，其主要构成如下图所示。成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。成桥后结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。1、

悬索桥的组成和作用（续）主缆是通过塔顶索鞍悬挂在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承重构件，通过索夹和吊索承受活载和加劲梁恒载，此外还分担一部分横向风荷载并将它直接传递到塔顶；桥塔是支承主缆的重要构件，悬索桥的活载和恒载通过主塔传递到下部的塔墩和基础；加劲梁提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形，主要承受弯曲内力，此外，还是承受风荷载和其它横向水平力的主要构件；吊索是将加劲梁自重、活载等通过索夹传递到主缆的传力构件，上端与索夹相连，下端与加劲梁相连；索夹位于每根吊索和主缆的链接节点上，是主缆和吊索的连接件，索夹以套箍的形式紧固在主缆上，它在主缆上夹紧后产生一定的摩阻力来抵抗滑移，从而固定了吊索与主缆的节点位置，同时也是固定主缆外形的主要措施；鞍座是塔顶上承受主缆的构件，通过它可使主缆中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式均匀地传给塔顶，除了主塔的鞍座外，主缆在进入锚固体之前还必须通过散索鞍座将主缆分散以后以索股作单位分散锚固；锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基；2、悬索桥的形式地锚式与自锚式悬索桥（按主缆锚固方式划分）地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基，要求地基有较大承载力。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。悬索桥的形式可从主缆锚固方式、悬吊跨数、悬吊方式以及加劲梁形式等方面加以划分。地锚式悬索桥的孔跨布置形式(按悬吊跨数分类)单跨：适于边