桥梁施工 课件 第7-9章 斜拉桥构造与施工、悬索桥构造与施工、钢梁桥制造技术VIP

2023/12/12第7章

斜拉桥构造与施工2023/12/12一、斜拉桥总体布置二、斜拉桥的构造三、桥塔施工技术四、主梁施工技术五、拉索施工技术斜拉桥总体布置12023/12/1232023/12/1241、斜拉桥总体布置排名

桥名

国家地区

主跨跨径/m 主梁 通车时间1 常泰过江通道 中国江苏

1176

钢桁梁

在建2 俄罗斯岛大桥 俄罗斯

1104

钢箱梁

20123 沪通长江大桥 中国江苏

1092

钢桁梁

20204 苏通大桥

中国江苏

1088

钢箱梁

20085 昂船洲大桥 中国香港

1018

混合梁

20096 武汉青山长江大桥

中国湖北

938

钢箱梁

20197 鄂东长江大桥 中国湖北

926

混合梁

20108 嘉鱼长江公路大桥

中国湖北

920

混合梁

20199 多多罗大桥 日本

890

混合梁

199910 诺曼底大桥 法国

856

混合梁

1995世界大跨斜拉桥2023/12/1251、斜拉桥总体布置按桥塔数目可分为独塔双跨式、双塔三跨式和多塔多跨式。其中双塔三跨式斜拉桥是一种最常见的孔跨布置方式。孔跨布置2023/12/1261、斜拉桥总体布置独塔双跨式

独塔双跨式是一种较常见的孔跨布置方式，由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小，适用于跨越中小河流和城市通道。

独塔双跨式斜拉桥的主跨跨径L2与边跨跨径L1之比一般为L1=（0.5~0.8）L2，但多数接近L1=0.66L2，两跨相等时，由于失去了边跨及辅助墩对主跨变形的有效约束作用，因而这种形式较少采用。2023/12/1271、斜拉桥总体布置独塔无背索斜拉桥

图所示为独塔无背索斜拉桥。与常规斜拉桥不同，无背索斜拉桥桥塔仅有单侧索，桥塔结构为在斜拉索索力及自身重力作用下的悬臂梁。为确保主塔处于良好的受力状态，无背索斜拉桥的塔身一般都设计成倾斜的，依靠塔身的自重力矩来平衡斜拉索的倾覆力矩，因此组成了梁塔结构的平衡体系。2023/12/1281、斜拉桥总体布置双塔三跨斜拉桥

双塔三跨式斜拉桥是一种最常见的孔跨布置方式。由于它的主跨跨径可以比较大，一般适用于跨越较大的河流。在这类桥型中，边跨与主跨的比例选取非常重要，从受力上边主跨之比与其整体刚度、端锚索的应力变幅有着很大的关系。当主跨有活载时边跨梁端点的端锚索产生正轴力（拉力），而当边跨有活载时端锚索又产生负轴力（拉力松减），由此引起较大应力幅而产生疲劳问题。边跨较小时，边跨主梁的刚度较大，边跨拉索较短，刚度也就相对较大，因而此时边跨对索塔的锚固作用就大，主跨的刚度也就相应增大。2023/12/1291、斜拉桥总体布置多塔多跨斜拉桥

图示为三塔四跨斜拉桥。三塔及以上的多塔多跨式斜拉桥刚度较低，根本原因是中间塔的塔顶区域没有端锚索有效地限制塔的水平变位，导致一侧主梁在活载作用下，中间塔和主梁的变形及内力过大，在同等跨径、同等荷载条件下，双塔斜拉桥的中跨跨中挠度要比三塔的小许多。2023/12/12101、斜拉桥总体布置多塔多跨斜拉桥

在活载作用下，边跨梁端附近区域会产生很大的正弯矩，并导致梁体转动，伸缩缝易受损，在此情况下，可以通过加长边梁以形成引跨或设置辅助墩的方法予以解决；同时，设辅助墩可以减小拉索应力变幅，提高主跨刚度，又能缓和端支点负反力，是大跨度斜拉桥中常用的方法。斜拉桥辅助墩设置如图7-5。2023/12/12111、斜拉桥总体布置索面横向布置一般有三种类型：单索面、双索面及多索面。索面布置1、斜拉桥总体布置12索面纵桥向布置索面纵桥向布置形式有扇形、竖琴形、辐射形、星形等。具体布设如图所示。

根据索距大小，分为稀索体系和密索体系斜拉桥。早期斜拉桥由于多次超静定结构分析存在困难而多采用稀索，目前已很少采用稀索布置方式。斜拉索的索距和主梁的重量有关，应该根据主梁的截面等因素综合确定。当桥面为钢主梁结构或为结合梁结构时，斜拉索标准间距一般取为8~16m，采用混凝土主梁时取4~10m。1、斜拉桥总体布置13结构体系按照塔、梁、墩相互结合方式，斜拉桥的结构体系可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固接体系和塔梁墩固接体系。

飘浮体系（图a）。特点是塔墩固结，塔梁分离，主梁除梁端有支承设置外，其余全部用拉索悬吊，是一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支撑连续梁。斜拉索不能对梁提供有效的横向支撑的，一般通过设置板式或盆式橡胶支座来来抵抗风力引起的横向水平位移。1、斜拉桥总体布置14结构体系按照塔、梁、墩相互结合方式，斜拉桥的结构体系可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固接体系和塔梁墩固接体系。

半漂浮体系（图b）。特点是塔墩固结、塔梁分离，需要在主梁下设置支撑使其成为三跨连续梁。一般设置四个活动支座，以避免由于不对称约束而导致不均衡变位，半漂浮体系斜拉桥水平位移将由斜拉索制约。1、斜拉桥总体布置15结构体系按照塔、梁、墩相互结合方式，斜拉桥的结构体系可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固接体系和塔梁墩固接体系。

塔梁固结体系（图c）。特点是将塔梁固结并支承于墩上，为斜拉索提供多点弹性支承。主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比值有关。这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座，而其余均为纵向可以活动的支座。1、斜拉桥总体布置16结构体系按照塔、梁、墩相互结合方式，斜拉桥的结构体系可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固接体系和塔梁墩固接体系。

塔梁墩固结体系（图d）。特点是在索塔处不需要设支座，整体刚度大，但是温度内力大。该体系最适用于独塔斜拉桥。1、斜拉桥总体布置17结构体系按照塔的高度不同，分为常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥体系（见图）。由于塔高降低后拉索水平倾角减小，对主梁不能提供足够的支撑刚度，故要求主梁的刚度较大。因拉索只提供部分刚度，“部分斜拉桥”由此得名。其受力性能介于梁式桥和普通斜拉桥之间。斜拉桥的构造22023/12/12182023/12/12192、斜拉桥的构造主梁的构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。主梁按材料的不同分为钢梁、混凝土梁、钢-混组合梁及混合梁。这也是混凝土斜拉桥、钢斜拉桥、组合梁斜拉桥及混合梁斜拉桥的区别标志。a）整体式箱形截面b）分体式箱形截面c）边箱梁截面-1d）边箱梁截面-2

钢梁一般用在跨度大于500m的斜拉桥上，其价格昂贵，后期养护工作量大，抗风稳定性较差；但跨越能力大，施工速度快，质量可靠。常用的钢主梁截面如右图所示。2023/12/12202、斜拉桥的构造主梁的构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。混凝土梁造价低、刚度大、抗风稳定性好。缺点是跨越能力不如钢梁大，施工速度也不如钢梁快。一般来说适用于梁式桥的横截面形式，可用于斜拉桥。只有T形截面由于抗扭刚度小、锚梁弯矩大，一般很少采用。混凝土主梁可采用实心板截面、边箱梁截面（PK梁）、箱形截面、带斜撑箱形截面和肋板式截面，如右图所示。a）实心板截面

b）边箱梁截面（PK梁）c）箱形截面

d）带斜撑箱形截面

e）肋板式截面2023/12/12212、斜拉桥的构造主梁的构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。组合梁是在钢主梁上用预制或现浇混凝土桥面板代替正常的正交异性钢桥面板。除具有与钢主梁相同的优缺点外，还能节约钢材用量且其刚度及抗风稳定性均优于钢主梁。组合梁主梁截面可采用工字钢主梁或边箱梁加小纵梁截面形式，也可采用扁平流线型箱梁以及钢桁梁截面形式。a)工字钢主梁截面b)边箱梁加小纵梁截面c)扁平流线型钢箱梁截面d)箱形梁截面

e)钢桁梁截面2023/12/12222、斜拉桥的构造主梁的构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。混合梁斜拉桥是指主梁部分用混凝土梁（通常布置在边跨，有的还从边跨延长至中跨的一部分），部分用钢梁（通常在中跨或中跨的大部分）。这种桥型特别适合于边跨与主跨比值较小的情況。预应力混凝土梁与钢梁的连接位置宜选择在弯矩和剪力较小的地方。混合梁典型断面及结合部构造见右图。a）钢梁断面

b）混凝土梁断面1—端板2—连接钢束3—剪力键4—加劲梁2023/12/12232、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。索塔应传力简单明确，适合于拉索的布置。在恒载作用下，索塔应尽可能处于轴心受压状态。索塔结构形式、高度、截面尺寸、塔底支承形式，应根据桥位处地质、环境条件、斜拉桥跨径、桥面宽度、拉索布置，以及建筑造型等因素确定。其主要组成部分有下塔柱、下横梁、中塔柱、上塔柱、上横梁等。1—下塔柱2—下横梁3—中塔柱4—中横梁5—上横梁6—上塔柱7—斜拉索8—人孔2023/12/12242、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。索塔的纵向造型和相应的受力条件必须同时满足纵向稳定性和运营条件下发挥正常功能的要求。索塔设计要考虑到诸如拉索数目、拉索间距以及局部条件等所有相关的参数。从顺桥向看，主塔结构形式有单柱式、A字形和倒Y形等。单柱式主塔构造简单，而A形、倒Y形主塔刚度大，能抵抗较大的弯矩。

a）单柱式

b）A字形

c）倒Y形2023/12/12252、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。从横桥向看，索塔形式有单柱式、双柱式、门形、A形、倒Y形及菱形等。柱式塔构造简单但承受横向水平力的能力差。单柱式常用于主梁抗扭刚度较大的单索面斜拉桥。门式塔系两根塔柱组成的门形框架，抵抗横向水平荷载的能力较强。双柱及门式塔一般适用于桥面宽度不大的双索面斜拉桥。A形和倒Y形主塔的特点是结构横向刚度大，但构造、受力复杂、施工难度大。a）单柱式b）双柱式c）门式d）花瓶式

e）花瓶式f）A形

g）A形

h）倒Y形

i）宝塔式j）钻石式2023/12/12262、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。索塔高度不仅与桥梁的主孔跨径有关，也与斜拉索的索面形式、拉索间距以及拉索的水平倾角有关。根据计算分析和设计实践经验，双塔斜拉桥索塔高（桥面以上索塔的高度）与主跨比宜选用0.15~0.25，独塔斜拉桥的塔高与主跨比宜选用0.30~0.45，并宜使边索与水平线夹角控制在220~450左右。欧洲第一座铁链吊桥是英国的蒂斯河桥，建于1741年，跨径20米，宽0.63米。塔柱之间的横梁一般可分为承重横梁与非承重横梁。承重横梁为设置主梁支座的受弯横梁，以及塔柱转折处的压杆或拉杆横梁；非承重横梁为塔顶横梁和塔柱无转折的中间横梁。2023/12/12272、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。索塔的截面形状及尺寸可根据斜拉桥结构的强度、刚度、稳定计算的需要以及建筑造型要求设计成等截面或变截面的。主塔截面按照主塔受力大小、拉索锚固区构造位置以及张拉设备所需空间，采用实心截面或空心截面。对于钢斜拉桥主塔材料可以选用钢材，也可选用混凝土材料，而对于混凝土斜拉桥，一般均采用钢筋混凝土主塔结构。欧洲第一座铁链吊桥是英国的蒂斯河桥，建于1741年，跨径20米，宽0.63米。2023/12/12282、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。混凝土索塔。混凝土塔柱截面基本上都是矩形。采用实体塔柱时，斜拉索在塔柱中作交错锚固。因此，塔柱上部的斜拉索锚固区可在塔轴线两侧布置斜拉索锚头的部位各挖一槽口，使截面成为如图所示的H形。实心体索塔一般适用于中小跨度的斜拉桥，小跨度时可采用等截面，中等跨度时可采用变截面。而较大跨径斜拉桥一般均采用空心截面。2023/12/12292、斜拉桥的构造索塔构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。钢索塔。桥塔采用钢结构的实例以日本最多。除了日本因钢材产量较高且因考虑地震因素之外，世界各国大部分的斜拉桥多采用混凝土塔。这是因为对同等外部尺寸截面的塔，混凝土塔的塔身刚度较钢塔的要大、造价较低，也可以更方便地塑造出与全桥景观协调的外形；另外，混凝土塔几乎不需要保养维修。大多数钢塔柱的截面做成矩形空心箱式，箱室四周的各主壁板上均布有竖向加劲肋，箱室内上下相隔一定的距离设有水平横隔板。2023/12/12302、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。在近代大跨度斜拉桥中，拉索的构造基本上分为整体安装的拉索和分散安装的拉索两大类。前者的代表为平行钢丝索配冷铸锚，后者的代表为平行钢绞线索配夹片锚。平行钢丝索配冷铸锚的拉索，在工厂整体制造。平行钢丝由ø5mm或ø7mm高强度镀锌钢丝（抗拉强度Ryb=1600MPa左右）组成，一般排列成六角形，表层由玻璃丝布包扎定型后用热挤高密PE（HDPE）塑造成正圆形截面。这种斜索具有厚镀锌层（锌层300g/m）和厚PE层（厚度6mm）的双重防腐保护。2023/12/12312、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。平行钢绞线索配夹片锚。平行钢绞线索截面组成和夹片锚如图7-23所示。钢索线在索中是平行排列的，此种ø15mm钢绞线为后张法体内预应力无粘结钢绞线（抗拉强度Ryb=1860MPa），系将镀锌钢绞线表面涂油（或蜡）后外套两层PE管而成。钢绞线成盘运至现场，在现场截取需要长度后除去两端部分长度的套管，逐根安装、张拉，两端裸线由夹片锚固定。2023/12/12322、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。斜拉索与主梁的锚固。斜拉索与混凝土主梁的锚固有顶板锚固、箱内锚固、斜隔板锚固、梁体两侧锚固、梁底锚固等形式，如图所示。a）锚固在顶板上

b）锚固在箱内

c）锚固在斜隔板上d）锚固在梁体两侧

e）锚固在梁底2023/12/12332、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。序号锚固形式构造要点力的传递适用范围1锚固在顶板上以箱梁顶板为基础，向上、下两个方向延伸加厚而成拉索水平分力传至梁截面，垂直分力由加劲斜杆平衡箱内具有加劲斜杆的单索面斜拉桥2锚固在箱内锚固块位于顶板之下和两个腹板之间，并与它们固结在一起垂直分力通过锚固块左右的腹板传递两个分离式单箱的双索面斜拉桥和带有中间箱室的单索面斜拉桥3锚固在斜隔上锚头设在梁底外面，也可埋入斜隔板预留的凹槽内垂直分力由斜隔板两侧的腹板以剪力形式传递同24锚固在梁体两侧锚块设在梁底——双主梁或板式截面斜拉桥5锚固在梁底设在风嘴实体之下或边腹板之下——双索面斜拉桥2023/12/12342、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。斜拉索与钢主梁的锚固有锚箱式、锚拉板式、耳板式等形式。a）锚箱式锚固b）锚拉板式锚固c）耳板式锚固2023/12/12352、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。斜拉索在索塔上的锚固。混凝土索塔与斜拉索的锚固宜采用侧壁锚固、钢锚梁锚固、交叉锚固、钢锚箱锚固、鞍座式锚固（骑跨式和回转式）等形式。a）侧壁锚固b）侧壁锚固段为单箱截面c）侧壁锚固段为双箱截面d）钢箱梁锚固e）交叉锚固f）交叉锚固对称布索g）交叉锚固交叉布索2023/12/12362、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。大跨径斜拉桥的拉索具有很小的刚度和阻尼，拉索往往具有很低的固有频率和极低的模态阻尼比，在外部激励下极易发生意想不到的振动。目前对斜拉桥的拉索采取的减振措施主要有以下几种：

气动控制法。通过改变拉索的断面形状获得拉索动力稳定的方法称为气动控制法。该法是将斜拉索原来的光滑表面做成带有螺旋凸纹、条形凸纹、V形凹纹或圆形凹点的非光滑表面，或者在拉索表面设置齿条和涡槽，这种形式通过提高斜拉索表面的粗糙度，可以破坏水路和轴向流的形成，从而防涡激共振的产生；拉索表面的凹凸纹还能阻碍下雨时拉索上缘迎风面水线的形成，从而防止雨振的发生。但其对塔、梁在外界激励下导致索两端的支座激振（又称参数振动）无减振作用，且由于表面粗糙度的增加，会增大斜拉索对风的阻力。2023/12/12372、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。

阻尼减振法。阻尼减振法的作用机理就是通过安装阻尼装置，提高拉索的阻尼比从而抑制拉素的振动。它对涡激共振、尾流驰振、雨振以及由支座激励引起的拉索共振和参数振动都能起到较好的抑制作用。根据与拉索的相互关系，阻尼装置又可分为安装在套管内的内置式阻尼器（图7-32）和附着于拉索之上的外置式阻尼器（图7-33）。采用附加阻尼器方式相对于目前的技术理论条件而言比较经济。2023/12/12382、斜拉桥的构造拉索体系构造

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。

改变拉索动力特性法。采用联结器（索夹）或辅助索将若干根索相互联结起来。其作用机理是：将长索通过连接的方式转换成为相对较短的短索，使拉索的振动基频提高，从而抑制索的振动。这样不仅能防止振动，也能降低雨振以及单根索振动发生的几率。但对通常以高阶形式出现的涡激振动抑制作用不明显。另外，辅助索易疲劳断裂，对桥梁景观有一定影响。桥塔施工技术2023/12/123932023/12/12403、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。根据斜拉桥的受力特点，索塔要承受巨大的竖向轴力，还要承受部分弯矩。斜拉桥设计对成桥后索塔的几何尺寸和轴线位置的准确性要求都很高。混凝土塔柱施工过程受施工偏差，混凝土收缩、徐变，基础沉降，风荷载，温度变化等因素影响，其几何尺寸、平面位置将发生变化，如控制不当，则会造成缺陷，影响索塔外观质量，并且产生次内力。2023/12/12413、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。混凝土塔柱的塔壁往往需要设置劲性骨架，劲性骨架在工厂分阶段加工，在现场分段超前拼接，精确定位。劲性骨架安装定位后，可供测量放样、立模、钢筋绑扎及斜拉索钢套管定位使用，也可承受部分施工荷载。劲性骨架在倾斜塔柱中功能作用更大，它的设计往往结合构件受力需要设置。当倾斜塔柱为内倾或外倾布置时，应考虑在两塔肢之间每隔一定的高度设置受压横杆（塔柱内倾）或受拉横杆（塔桂外倾）以减小斜塔柱的受力和变形，具体的布置间距应根据塔柱构造经过设计计算确定。1—索塔外壁2—劲性骨架3—索塔内壁4—承台5—下横梁6—上横梁2023/12/12423、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。具体做法如下：在塔座混凝土顶面预埋劲性骨架固定埋件，将加工好的劲性骨架块件分别焊接在埋件上，并将劲性骨架连接成整体。劲性骨架位于塔柱竖向主钢筋内侧，并稍高于每节段塔柱的主筋。劲性骨架一般采用∠100×100×10mm角钢以及∠75×50×6mm角钢（或其它具有足够刚度的型钢）制作。劲性骨架的节段高度一般根据塔吊的起重能力、主筋的长度、塔柱节段高等进行划分。1—索塔外壁2—劲性骨架3—索塔内壁4—承台5—下横梁6—上横梁2023/12/12433、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。目前大多数索塔施工起重设备均采用塔吊辅以人货两用电梯。（1）塔吊。斜拉桥索塔施工中，一般均采用附着式自升塔吊，其起重力矩为600~2500kN・m不等。起重力可达100kN以上，吊装高度可达150m以上。实际施工时，可综合索塔构造特点、工期要求，塔柱施工方法等因素来确定应选用的塔吊型号和布置方式，塔吊选择应考虑如下几点：1）塔吊性能参数满足施工要求。2）起重能力和生产效率满足施工进度的要求、匹配合理、功能大小合适。3）适应施工现场的环境，便于进场、安装架设和拆除退场。1—塔吊基座2—塔吊塔身3—塔吊附着4—顶升套架5—旋转机构6—配重7—平衡臂8—塔尖（有些型号无此构件）9—拉杆（有些型号无此构件）10—起重臂11—吊钩12—斜拉桥索塔2023/12/12443、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。方案编号方案介绍优点缺点1先在索塔正面架设一台塔吊，待上横梁完成以后，再利用此塔吊在上横梁上面安装另一台塔吊。每台塔吊的高度较小。（1）一个索塔需两台塔吊；（2）转换塔吊影响工期；（3）拆除塔吊较困难。2在索塔的正面且靠近索塔处安装一台塔吊。一次安装即可完成全部起吊作业。（1）桥面需预留孔以便塔身穿过；（2）需考虑拆除时的特殊要求。3在索塔的上（下）游方向靠近索塔处安装一台塔吊。一次安装即可完成全部起吊作业。（1）桥面不能太宽；（2）需考虑塔吊的基础设置。4在索塔的上（下）游方向中塔柱底部处安装一台塔吊。一次安装即可完成全部起吊作业，不需要钢管桩基础，适合承台较小的工况。（1）面不能太宽（2）需考虑塔吊的悬臂基础设置。5先在索塔正面架设一台塔吊，待主梁0号块完成后，利用此塔吊在0号块上安装另一台塔吊。可以利用一台较小的塔吊与一台较大的塔吊。（1）一个索塔需两台塔吊；（2）转换影响工期；（3）上横梁需预留孔；（4）拆除较困难。2023/12/123、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。人货两用电梯。用于斜拉桥索塔施工的人货两用电梯一般有直爬和斜爬式两种，主要由轨道架、轿箱、驱动机构、安全装置、电控系统、提升接高系统等几大部分组成，具有构造简单、适用性强、安装可靠等特点，能极大地方便施工人员的上下及小型机具与材料的运输。电梯一般布置在顺桥向索塔的一侧，并附着在塔柱上。1—承台2—下塔柱3—下横梁4—中塔柱5—上横梁6—中塔柱横撑7—主梁8—电梯钢架9—电梯箱10—标准平台11—附着杆12—附着杆预埋套13—上塔柱2023/12/12463、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。索塔施工的模板按照结构形式不同可分为提升模和滑模。提升模按其吊点不同可分为依靠外部吊点的单节整体模板逐段提升、多节模板交替提升（翻转模板）及本身带爬架的爬升模板（爬模）滑模因只适用于等面的垂直塔柱，有较大的局限性，目前己较少采用，而提升模板因适应性强、施工快捷的特点被大量采用。1—已浇索塔2—待浇节段3—模板4—对拉螺杆5—钢架立柱6—横梁7—手拉葫芦8—模板提升前位置2023/12/12473、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。翻转模板（交替提升多节模板）。每套翻转模板由内、外模、对拉螺杆、护栏及内工作平台等组成，不必另设内外脚手架。模板分节高度及分块大小，应根据起重设备吊装能力和塔柱构造要求确定。一般情况下，每套模板沿高度方向分为底节、中节和顶节等三个分节，每个分节高度为1~3m。施工时先安装第一层模板，浇筑混凝土，完成第一层基本节段的施工；再以已浇混凝土为依托，拆除已浇节段的下两个分节模板，顶节不拆，向上提升并接于顶节之上，安装对拉螺杆和内撑，完成第二层模板安装。如此由下至上依次交替上升，直至达到设计的施工高度为止。a）浇筑混凝土，绑扎钢筋b）模板交替上升1—模板桁架2—工作平台3—已浇墩身4—外模板5—脚手架2023/12/12483、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。爬模（自备爬架的提升模板）。爬模系统一般由模板、爬架及提升系统三大部分组成，根据提升方式不同又可分为倒链手动爬模、电动爬架拆翻模、液压爬升模等几种。爬模系统所配模板一般采用钢模，且沿竖向将模板分为3~4节，模板分节高度根据塔柱构造特点、混凝土浇筑压力、爬架本身提升能力等因素确定，一般分节高度为1.5~4.5m。1—塔吊2—爬模3—电梯4—1号爬架5—2号爬架6—3号爬架7—活动脚手架8—临时支架2023/12/12493、桥塔施工技术混凝土索塔施工

四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。爬模施工前须先施工一段爬模安装锚固段，俗称爬模起始段。待起始段施工完成后拼装爬模系统，依次循环进行索塔的爬模施工。根据爬模的施工特点，无论采用何种提升方式，相对其它施工方法均有施工速度快、安全可靠、对起重设备要求不高的特点。但此法对折线形索塔适应性较差，故一般在直线形索塔施工中应用较为广泛。1—塔吊2—爬模3—电梯4—1号爬架5—2号爬架6—3号爬架7—活动脚手架8—临时支架2023/12/12503、桥塔施工技术钢索塔施工钢索塔一般采用预制拼装的方法施工。具有价格昂贵，成桥后对维护保养要求高，施工过程中对起重设备能力及施工精度要求高等特点。钢索塔施工一般包括工厂分段预制加工和现场吊拼安装两个大的施工阶段。在制定施工方案时，应对水平运输就位、垂直运输、起重设备吊装高度、起吊吨位大小等施工因素进行充分的考虑。如日本东神户大桥的钢索塔100m以下钢塔架采用履带吊或浮吊拼装，100m以上则用塔吊吊装拼装。2023/12/12513、桥塔施工技术钢索塔施工方案主要优、缺点塔吊方案主要优点：（1）成熟产品，经适当修改即可投入使用；（2）标准设备，适用性强；（3）施工速度快，效率高，安全可靠性好；（4）作用半径大，覆盖面广，可满足所有钢塔柱施工中所有作业要求。主要缺点：（1）一次性投入大，资金回收期较长；（2）需要强大的基础。履带吊或浮吊方案主要优点：（1）吊装重量大，安全性能高；（2）不需要现场安装与拆除，快捷，灵活；（3）成熟产品，可快速投入使用。主要缺点：受索塔高度限制。42023/12/1252主梁施工技术53斜拉桥主梁的悬臂浇筑均采用挂篮施工，其施工程序与一般预应力混凝土连续梁基本相同。但由于斜拉桥结构较复杂，超静定次数高，斜拉索位置及各部位尺寸要求精确，难免结构内力发生变化。因此，斜拉桥主梁的悬浇工艺又有其自身的特点。斜拉桥与一般梁桥相比，主梁高跨比很小，梁体十分纤柔，抗弯能力差，当进行悬臂饶筑施工时，如果仍采用传统的挂篮，由于挂篮自重大，梁塔和拉索将由施工内力控制设计，则很不经济。所以在施工时可利用斜拉桥结构本身特点，采用在浇筑过程中多次张拉斜拉索的方法，以减轻挂篮荷载，从而减小了挂篮的自重，改善了梁的受力状况。4、主梁施工技术悬臂浇筑法54

斜拉桥主梁施工采用的挂篮形式主要有两种：

后锚点挂篮。在浇筑一个节段混凝土过程中，挂篮结构和索塔结构无直接关系，挂篮的定位和一个节段的混凝士浇筑过程不需调索。但挂篮需承受全部施工荷载，使浇筑节段长度受到限制，且主梁在施工过程中为悬臂受力，要求有较大的刚度。4、主梁施工技术悬臂浇筑法55

前支点挂篮。也称牵索式挂篮，是将挂篮后端锚固在已浇筑梁段上，并将待浇段的斜拉索锚固在挂篮前端，它能充分发挥斜拉索的效用，由斜拉索和已浇筑梁段共同承担待浇节段的混凝土重力。待浇梁段混凝土达到设计要求强度后，拆除斜拉索与挂篮的连接，使节段重力转换到斜拉索上，再前移挂篮。前支点挂篮的优越性在于它使普通挂篮中悬臂受力变成简支梁受力，使节段悬浇长度及承重能力均大大提高，加快了施工进度。不足之处在浇筑一个节段混凝土过程中需要分阶段多次调索、施工工艺复杂，挂篮与斜拉索之间的套管定位难度较大。4、主梁施工技术悬臂浇筑法56

悬臂拼装法进行斜拉桥主梁施工时，其拼装方法根据吊装所用设备不同可分为悬臂吊机、缆索吊机、大型浮吊等拼装法。图a）是双塔斜拉桥在采用悬臂拼装法施工时直到全桥合龙之前的全貌，b）示出其中一座索塔从两侧逐节扩展的过程，它的大体步骤图中说明已给出。4、主梁施工技术悬臂拼装法57

相对于一般梁桥，斜拉桥主梁的高度较小，有些自重较大的吊机难以满足施工荷载的要求，因此在选用悬拼起吊设备时需遵循自重轻、稳定性好的原则。三角形吊机便是一种适用于斜拉桥主梁悬拼施工的简便可靠的施工机械。4、主梁施工技术悬臂拼装法a）侧面

b）正面58

对于中小跨径斜拉桥，当构件重量不大时，也可采用缆索吊装，并可利用完成的索塔作安装塔架，利用缆索吊机进行主梁拼装。

根据所在河流水深等水文条件，适合于用大型浮吊安装的斜拉桥，可根据梁段重、水深以及梁段下河条件来选择大吨位浮吊悬拼主梁。浮吊和缆索吊的最大优点是吊机不在梁上，施工荷载小，机动性好，速度快；但缺点是专用性强，成本较高。4、主梁施工技术悬臂拼装法52023/12/1259拉索施工技术605、拉索施工技术索的无应力长度冷铸锚的无应力下料长度计算公式

式中

——初拉力作用下拉索垂度修正值，规范中此值是以抛物线法简化求出的，表示索的曲线长度与其弦长之差；

——初拉力作用下拉索的弹性伸长修正值，即拉索伸长量△S；

、

、

、

——由于构造引起的修正量，其总值用

标识，各分项值可按图7-47计算，其中

及

取决于该形锚具的最终设定位置，以冷铸锚为例，张拉端锚具的最终位置可设定螺母定位于锚杯的前1/3处，固定端可设定螺母定位于锚杯的正中，为锚固板厚度，为钢丝直径，根据锚具制作厂商家提供的锚具构造尺寸，就可推算出构造所需的拉索长度。5、拉索施工技术索的无应力长度5、拉索施工技术拉索安装起吊设备1.塔顶门架对于长、重索，一般在塔顶设计门架，提供斜拉索起吊的受力支点。设计门架系统时，应考虑到斜拉索的重量、拉索的牵引力大小、风阻力等因素。由于塔顶工作空间有限，为操作方便、安全，在塔顶门架周边安装工作平台及安全防护栏杆，悬挂安全网，防止高空坠落等事故发生。2.卷扬机及钢丝绳卷扬机为斜拉索起吊、牵引的重要动力设备。根据施工内容的不同，可分为：塔外主起吊卷扬机塔内牵引卷扬机、梁端牵引卷扬机和辅助牵引卷扬机钢丝绳，一般采用多股不旋转钢丝绳。3.塔吊短索施工时一般利用塔柱施工时的塔吊，辅助斜拉索起吊。5、拉索施工技术拉索的塔部安装一般情况下，可根据斜拉索张拉方式确定拉索的安装顺序，拉索张拉端位于塔部时可先安装梁部拉索锚固端，后安装塔部拉索锚固端；反之，先安装塔部，后安装梁部。安装斜拉索前应计算出克服索自重所需的拖曳力，以便选择卷扬机、吊机及滑轮组配置方式。塔部安装张拉端时，先要计算出各施工阶段的索力，然后选择适当的牵引工具和安装方法进行拉索安装。由理论分析可知，当矢跨比小于0.15时，可以用抛物线代替悬链线来计算曲线长度。5、拉索施工技术拉索的塔部安装

索的垂度公式：

水平力：

式中fm—计算垂度值；

—两锚固点之间的距离；

—索长；

—索的重度；

—索与水平面夹角。5、拉索施工技术拉索的塔部安装（1）单吊点法。拉索上桥面后，从索塔孔道中放下牵引绳，连接拉索的前端，在离锚具下方一定距离设一个吊点，索塔吊架用型钢组成支架，，配置转向滑轮。当锚头提升到索孔位置时，采用牵引绳与吊绳相互调节，使锚头尺寸准确，牵引至索塔孔道内就位后，穿入锚头固定，如图所示。（2）多吊点法。同前述导索法，只要将导索法中的牵引索从预穿索孔中引出即可，多吊点法吊点分散、弯折小，在统一操作指挥下，可使斜拉索均匀起吊，因吊点较多，易保持索呈直线状态，两端无需用大吨位千斤顶牵引。1-索塔2-待安装拉索3-吊运索夹4-锚头5-卷扬机牵引6-滑轮7-索孔吊架8-滚轮5、拉索施工技术拉索的塔部安装

吊机安装法采用索塔施工时的提升吊机，用特制的扁担梁捆扎拉索起吊。拉索前端由索塔孔道内伸出的牵引索引人索塔拉索锚孔内，下端用移动式吊机提升。吊机法操作简单快速，不易损坏拉索，但要求吊机有较大的起重能力。5、拉索施工技术拉索的梁部安装步骤同塔部安装，基本方法有如下两种。（1）吊点法。在梁上放置转向滑轮，牵引绳从套筒中伸出，用吊机将索吊起后，随锚头逐渐地牵入套筒，缓缓放下吊钩，向套筒口平移，直至将锚头穿人套筒内。（2）拉杆接长法。对于梁部为张拉端的拉索安装，采用拉杆接长法比较方便。先加工长度为1.0m左右的短拉杆与主拉杆（张拉连接杆）连接，使其总长度超过斜拉索套筒加张拉千斤顶的长度，利用千斤顶多次运动，逐渐将张拉端拉出锚固面，并逐渐拆掉多余的短拉杆，安装锚固螺母。1—主梁2—待安装拉索3—拉索锚头4—牵引滑轮5—卷杨机牵引6—滚轮7—吊机8—索夹1—梁体2—拉索3—拉索锚头4—长拉杆5—组合螺母6—撑脚7—千斤顶8—短拉杆9—滚轮5、拉索施工技术拉索张拉与索力量测1.斜拉索张拉斜拉索的张拉一般可分为拉丝式（钢绞线夹片群锚）锚具张拉和拉错锚具张拉两种。（1）拉丝式夹片群锚钢较线斜拉索的张拉。对于配装拉丝式夹片群锚锚具的钢绞线斜拉索，挂索时先要在拉索上方设置一根粗大钢缆作为辅助索，拉索的聚乙烯套管先悬挂在辅助索上，然后逐根穿入钢纹线，用单根张拉的小型千斤顶调好每根钢绞线的初应力，最后用群锚千斤顶整体张拉。新型的夹片群锚拉索锚具，第一阶段张拉使用拉丝方式，调索阶段使用拉锚方式。5、拉索施工技术拉索张拉与索力量测（2）拉锚式斜拉索的张拉。拉锚式斜拉索张拉均为整体张拉。根据目前的技术水平，国内外拉索锚具、千斤顶、拉索设计吨位已达到“千吨”级水平大吨位拉索整体张拉工艺已十分成熟。无论是一端张拉还是两端张拉，一般情况下都需在斜拉索端头接上张拉连接杆，之后使用大吨位穿心式千斤顶实施斜拉索的张拉调索，为方便施工，张拉杆大都采用分节接长，而非整根通长。5、拉索施工技术拉索张拉与索力量测2.索力量测

斜拉索的索力正确与否，是斜拉桥设计施工成败的关键之一，必须有可靠的方法准确量测索力。目前常用的索力量测方法有压力表测定法、压力传感器测定法、频率法及磁通量测定法等。压力表测定法是利用千斤顶的液压与张拉力之间的直接关系，在张拉过程中通过读取油压，而后换算成索力的测定方法。压力传感器测定法是通过串联一个压力传感器，张拉时直接从传感器的仪表上读取索力。磁通量传感器基于铁磁性材料的磁弹效应原理进行测量，当受到外力作用时，铁磁性材料内部产生机械应力或应变，其磁导率发生相应变化，通过测定磁导率的变化来反映应力（或索力）的变化。频率法是利用索振动频率与索力之间的关系，通过测定频率，间接量测索力的方法。THANKYOU！第8章悬索桥构造与施工一、悬索桥分类及特点二、悬索桥总体布置三、悬索桥组成构造四、主缆架设五、加劲梁施工悬索桥分类及特点17475悬索桥又名吊桥（英文SuspensionBridge），指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁，是最古老的桥型之一，它主要由主缆、桥塔、锚碇、吊索、索夹、加劲梁、鞍座等组成。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间通常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。76优点：相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离；悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造；悬索桥比较灵活，自重轻。缺点：悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断；悬索桥不宜作为重型铁路桥梁；悬索桥的塔架对地面施加非常大的力,因此假如地面本身比较软的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵。77

现代悬索桥由古老的索桥演化而来，其主要承重结构由缆索（含吊杆）、塔、锚碇三者组成.78日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥，主跨1991米，1998年建成明石海峡大桥，位于日本本州与四国之间，主跨1991米，全长3910米，为三跨二铰双层加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，高出333米桥宽35.5米，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，承受8.5级强烈地震设计，为目前世界上跨度最大的悬索桥。79杨泗港长江大桥武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1700m的单跨双层钢桁梁悬索桥[1]，主缆跨径布置为（465+1700+465)m，是世界上跨度最大的双层悬索桥，边主跨比0.274，主缆矢跨比1/9，桥面宽32.5m，设双层双向12车道（上、下层均为双向6车道）。全桥主缆共两根,每根有271根索股,每根索股由91丝直径6.2毫米镀锌铝合金高强钢丝组成,为国内强度等级最高的悬索桥主缆钢丝。80润扬长江大桥中国润扬长江公路大桥，主跨1490米，2005年建成润扬.大桥西距南京二桥约60公里，东距江阴大桥约110公里。工程全长35.66公里，由北接线、北汊桥、世业洲互通高架桥、南汊桥、南接线及延伸段等部分组成。其中南汊主桥采用单孔双铰钢箱梁悬索桥，主跨径1490米，桥下最大通航净宽700米、最大通航净高50米，可通行5万吨级巴拿马货轮。81桥名主跨径/m建成年代国家恰纳卡莱大桥2023在建土耳其明石海峡大桥19911998日本南京仙新路过江通道1760在建中国六横跨海大桥1756在建中国杨泗港长江大桥17002019中国虎门二桥坭洲水道桥16882019中国深中通道伶仃洋大桥1666在建中国舟山西堠门大桥16502009中国大贝尔特桥16241998丹麦伊兹米特大桥1550在建土耳其润扬长江公路大桥14902005中国南京长江四桥14182012中国世界典型大跨悬索桥一览82按悬吊跨数分：可将悬索桥分为单跨、双跨、三跨、以及多跨（四跨、五跨等），其最常用的是单跨和三跨结构布设。单跨悬索桥：江阴大桥仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁悬索桥分类83单跨悬索桥：矮寨大桥主跨约1176m，加劲梁长1000.5m悬索桥分类84三跨悬索桥：美国金门大桥三跨悬吊简支体系桥，加劲梁为三跨简支梁悬索桥分类85三跨悬索桥：浙江舟山西堠门大桥三跨悬吊连续体系桥，加劲梁为三跨连续梁悬索桥分类86按主缆的锚固方式可将悬索桥划分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。自锚式悬索桥：济南黄河凤凰大桥主缆锚固于主梁上，不设置锚碇悬索桥分类87地锚式悬索桥：金沙江特大桥主缆主缆拉力通过锚碇最终传给大地悬索桥分类按加劲梁的支承结构不同，悬索桥可分为单跨双铰加劲梁悬索桥、三跨双铰加劲梁悬索桥及三跨连续加劲梁悬索桥等悬索桥分类a）单跨双铰加劲梁b）三跨双铰加劲梁c）三跨连续加劲梁主缆是结构体系中的主要承重构件，主要承受拉力；桥塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，主要承受压力；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，主要承受拉力；锚碇是锚固主缆的结构，他将主缆中的拉力传递给地基。悬索桥构造特点1.主缆是几何可变体，只能承受拉力。主缆的承载方式除了通过自身的弹性变形(受力伸长)外，还通过主缆的几何形状改变(曲线形状改变)来影响体系平衡。

几何形状的改变对悬索桥受力的影响不可忽略，即缆索受力呈现明显的几何非线性特征。2.恒载给主缆提供了重力刚度，使得主缆具有较大的抵抗活载变形的能力。主缆的几何形状由恒载和活载确定，当恒载远大于活载时，活载对主缆几何形状改变很小，桥面线形变化也小。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。

悬索桥受力特点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。5.边跨的不同形式对桥梁受力有很大的影响。

悬索桥边中跨之比对挠度和内力有影响。边中跨比减小中跨跨中和L/4的挠度和弯矩值减小，塔根弯矩也减小，主缆拉力增加。6.与其他桥型相比，悬索桥的刚度小，固有频率低。固有频率是影响抗风稳定性和动力特性方面的一个重要因素，直接关系到结构的安全，因而对悬索桥进行动力分析是十分重要的。悬索桥总体布置22023/12/12922023/12/12931.跨度比2.垂跨比3.宽跨比4.高跨比5.加劲梁的支撑体系总体布置应考虑的结构特性：1.跨度比三跨对称悬索桥边跨与中跨跨度比.般为0.3~0.5。从结构特性来考虑，悬索桥单位长度桥长所需钢材随跨度比减小而增大;从结构竖向变形来看，则以减小跨度比有利。2.垂跨比主缆拉力随垂跨比按反比例关系变化。垂跨比越大，悬索桥横向和竖向整体刚度越小。一般取1/8-1/12。3.宽跨比在理论上，当主孔跨度L为定值时，宽跨比越大，结构整体刚度越大，特别是横向刚度。对中小跨度桥梁而言，宽跨比习惯上选用1/20。大跨度悬索桥的宽跨比大部分在1/60～1/40之间。3.高跨比桁架式加劲梁：梁高一般为1/180~1/70；箱型加劲梁：梁高一般为1/400~1/300。4.加劲梁的支撑体系主要指在桥塔处主梁是否连续，一般有主跨单孔简支，主边跨三孔连续或三跨双铰及两跨简支或连续。三跨悬索桥大多为非连续。32023/12/1296悬索桥组成构造悬索桥是由主缆、加劲梁、桥塔、鞍座、锚固构造、吊索等构件构成的柔性悬吊组合体系。这里主要针对地锚式悬索桥进行介绍，地锚式悬索桥主要由主缆、桥塔、锚碇、吊索、加劲梁等几部分组成。1.主缆主缆是悬索桥的主要承重构件之一，以受拉力为主。除承受自重、索夹、吊索、加劲梁等恒载外，还承受通过吊索传来的活载。另外，主缆还承担一部分横向风力以及温度变化的影响，并直接传到桥塔顶部。主缆类型钢丝绳主缆钢绞线螺旋钢丝绳封闭式钢绞线平行钢丝股主缆（1）常用主缆截面组成国内外的大跨悬索桥多采用平行钢丝股主缆。缆内的丝股数目一般是19、37、61、91、127、169、217、271等。预制丝股常用截面（2）主缆制作方法①空中送丝法（airspinningmethod，常简称为AS法）②预制平行丝股法（prefabricatedparallelwirestrandsmethod，常简称为PPWS法）2.桥塔支承主缆的主要构件，分担主缆所受的竖向荷载，并传递到下部的塔墩和基础。另外，在风荷载和地震荷载的作用下，还可对全桥的总体稳定提供安全保证。按材料分类：石砌圬工塔、摆动式钢塔、下端固定钢塔、钢筋混凝土塔。按纵向结构形式：刚性塔、柔性塔、摇柱塔。按横向结构形式：钢构式、桁架式、混合式。桁架式刚构式混合式桁架式：桥塔在横向采用这种结构形式,无论在塔顶水平变位、用钢数量(经济性)及塔架内力(功能性)等方面均较有利。在风力和地震力引起桥轴垂直方向的塔顶水平位移最小。刚构式：单层(横梁)或多层(横梁)的门架式,这种形式在外观上明快简洁,它既能适应钢桥塔,又能用于混凝土桥塔。混合式：在景观上可以保留刚构式的明快简洁,而在桥面以下设置少量交叉，斜杆以改善塔架的功能(内力)性和经济(耗钢)性。由于具有交叉斜杆的关系此种形式也只宜用于钢桥塔桁架式桥塔刚构式桥塔混合式桥塔刚性塔（矮而胖）：指塔顶水平变位量较小的桥塔，需在主鞍座下设辊轴，使鞍座可沿纵向移动；柔性塔（高而细）：指塔顶水平变位量较大的桥塔鞍座固定于塔顶，构造简单，维修保养容易；摇柱塔：下端做成铰接的单柱形式，一般适用于跨度较小的悬索桥，较少使用。3.锚碇（1）重力式锚碇重力式锚碇依靠其巨大的重力抵抗主缆拉力，其基础可采用扩大基础、沉井基础、地下连续墙基础等。广东虎门大桥重力式锚碇传力途径（2）隧道式锚碇（也称隧洞式）锚体嵌入基岩内，借助基岩抵抗主缆拉力，隧道式锚碇适合在基岩坚实完整的地区使用。隧道式锚碇（乔治华盛顿大桥新泽西侧）4.加劲梁（1）作用：加劲梁的主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形，它直接承担竖向活载，也是悬索桥承受风荷载和其他横向水平荷载的主要构件，所以，必须具有足够的抗扭刚度或自重以保持在风荷载作用下的气动稳定性。（2）材料：多为钢结构。（3）形式：钢桁梁（早期多用，美）扁平钢箱梁（今多用，美）钢板梁（早期个别中小跨径，今不用）（4）加劲梁桥面构件：钢筋混凝土桥面板（早期），钢桥面板（当前）矮寨特大悬索桥钢桁架梁架设重庆寸滩长江大桥钢箱梁架设5.吊索与索夹吊索是将加劲梁上的竖向荷载通过索夹(CableBand)传递到主缆的受力构件。其下端通过锚头与加劲梁两侧的吊点联结，上端通过索夹与主缆联结。主要布置形式有竖向和斜向两种。索夹是主缆和吊索连接的关键部件，吊索与索夹的连结方式上一般分为四股骑跨式和双股销铰式两种，其中，前者不宜采用平行钢丝索，而后者对钢丝绳索与平行钢丝索都能适应。吊索与索夹6.鞍座（1）主索鞍主索鞍位于主缆和塔顶之间，其上座设有索槽用以安放主缆，平衡主缆两侧的分力。一般由铸钢件构成,包括鞍槽、腹板、底板、加劲肋等。鞍槽采用铸钢件，鞍槽下的支撑结构用厚钢板的焊接结构，鞍槽与支撑结构之间也用焊接。为方便吊装，主鞍座在纵向可分为两段或三段吊装。日本关门悬索桥主索鞍乔治华盛顿桥塔顶主索鞍（2）散索鞍散索鞍或散索套设置于锚碇前段，起支承转向及分散丝股便于主缆锚固的作用。福斯湾桥的展束锚固鞍座42023/12/12120主缆架设主缆的架设1.架设步骤主缆架设前，应先安装索鞍（包括主副索鞍,展束锚固索鞍等）,安装塔顶吊机或吊架以及各种牵引设施和配套设备,然后依次进行导索、牵引索、猫道的架设，为主缆架设做好准备。主缆的架设主缆的架设2.牵引系统（1）牵引系统形式牵引系统是架于两锚碇之间，跨越索塔的用于空中拽拉的牵引设备，主要承担猫道架设、主缆架设以及部分牵引吊运工作。常用的有循环式和往复式两种。循环式牵引系统：把牵引索的两端插接起来，形成环状闭合索，通过一台驱动装置连续牵引这个闭合索，由滚筒和塔架滑轮等做支撑和导向，闭合索循环运动，同时将连接其上的钢丝或丝股从一侧锚碇带到另一侧，就实现了主缆钢丝或丝股的输送。小循环牵引系统大循环牵引系统往复式牵引系统：牵引索的两端分别卷入主、副卷扬机，一端用于卷绳进行牵引，另一端用于放绳，牵引所作往复运动，其牵引力的大小容易实现，跨径大的悬索桥丝股架设需要较大的牵引力时可采用往复式牵引系统。索股盘装上放索器牵引时索股出盘索股盘及放索器安装在锚碇后部索股即将置入滚轮牵引过江牵引方式门架拽拉器猫道轨道小车低位索轨小车丝股架设架空索道丝股架设门架拽拉器牵引方式：预制主缆索股与安装于牵引索上的拽拉器相连，通过驱动装置收放使牵引索带动拽拉器穿过猫道门架导轮组、塔顶门架导轮组、锚碇门架导轮组作往复运动，将索股逐根沿猫道滚简拉铺到猫道上。猫道轨道小车牵引方式：在猫道上布置两条木制轨道，轨道间设置滚筒，牵引索运行于猫道滚筒上，小车沿轨道运行，小车与牵引索固结，丝股前端锚头置于小车上，这样通过牵引卷扬机的收放绳，牵引索就带着小车在轨道上做往复运动。低位索轨小车丝股架设牵引方式：在猫道上方1m附近布设两条轨道索，轨道索越过塔顶连续布置，两端锚固于两岸锚碇顶面，运送丝股的小车沿轨道索往复运行，丝股及牵引索尾绳沿猫道支架上的尼龙滚轮运行。架空索道丝股架设牵引方式：在桥塔间，塔与锚碇间分段布设承重索，猫道上每6m设一滚筒。由悬挂于承重索的牵引小车吊起丝股前端锚头，丝股后端躺在猫道滚筒之上，通过牵引索拽拉小车往复运动实现丝股的牵引。（2）牵引系统的架设主缆开始架设时，首先需架设导索将两岸连接起来，利用它可作为完成猫道和主缆索股的架设所需要的牵引索。①水下过度法：导索的架设通常在海潮完全停止时，封锁航道，导索的前端跨过塔顶与牵引船连接，牵引船将导索从水下带过江并将其提升至塔顶。②水面过渡法：渡海（江）的导索每隔一段距离系上一浮子使其在水面上漂浮着由牵引船牵到对岸。③空中过渡法：当潮水流速很大，通航频繁时，可用不封锁航道的方法，将导索由空中牵引过海（江）的方法。根据具体情况可以使用气球法、直升飞机法、无人机法、火箭抛送法或浮吊法等。3.猫道架设主缆架设用的猫道由猫道承重索、猫道面层、栏杆和猫道风缆系统等构成。主缆与猫道面层间的高度视主缆直径及紧缆和缠丝所用的机械尺寸而定。猫道宽度4m。为增强猫道整体刚度，并满足通行需要，在适当位置设有猫道横向天桥，将两侧猫道连通。猫道的风缆设置为提高猫道的抗风稳定性和调整猫道面'层的形状。其形式有两种:一种将抗风拉索倾斜布置，另一种将抗风拉索垂直布置。猫道面层放在猫道承重索上，从塔顶开始滑移架设，也可卷成盘，将其吊放在塔顶的盘架上，边展开边将横梁、扶手立柱及扶手缆索和横向天桥安装好。江阴大桥猫道架设西堠门大桥猫道图猫道架设总的原则是做到对称施工，边跨和中跨作业平衡，减少对塔的变位影响，控制塔顶变位及扭转在设计容许的范围内。下滑猫道面层宜由塔顶向跨中、锚碇方向铺设，并且上、下游猫道要对称、平衡进行。拖船托运猫道索架设牵引索和临时轨道索4.主缆架设主缆是悬索桥上的主要受力部件，其架设质量对悬索桥的成桥线形及寿命起决定作用。悬索桥主缆施工顺序为：丝股制作→丝股架设→丝股调整→丝股偏移整形→丝股入鞍→紧缆→待索夹、吊索和加劲梁安装完成后，进行主缆缠丝和涂装。除早期悬索桥和小跨径悬索桥采用钢丝绳作为主缆外，现代大跨度悬索桥都采用高强度钢丝制作主缆。主缆根据丝股架设方式主要有两类：空中纺丝法（AS法）和预制平行丝股法（PPWS法）。（1）主缆索股的拽拉架设①空中纺丝法（AS法）所谓AS法，就是先在猫道上将一~四对的钢丝在空中猫道上以滑车牵引纺成平行钢丝索索股，然后再将若干根平行钢丝索彼此平行的捆扎成一根主缆。香港特区青马大桥主缆系采用AS法(97股，每股378丝)。对于大部分大跨径悬索桥,AS法常采用小循环牵引系统(一根主缆对应一套牵引系统)的门架拽拉法进行纺丝,每组纺丝轮在两岸往复一次就可以架设一组钢丝,若一组纺丝轮的绳槽上每次可以牵引4根钢丝,那么两组纺丝轮在两岸往复运行一次可以完成16根钢丝的牵引架设。AS法牵引系统纺丝工作原理AS法牵引系统纺丝工作原理②预制平行丝股法（PPWS法）所谓PPWS法，就是在工厂或桥址旁的预制场事先将钢丝预制成平行丝股，然后利用拽拉设施将其通过猫道拽拉架设。每股平行钢丝索中的钢丝根数一般为91或127丝。目前，国内较大跨度悬索桥基本都采用这种主缆形式，如汕头海湾大桥、西陵长江大桥、阳逻长江大桥、佛山平胜大桥、江阴长江大桥及润扬长江大桥等。主缆的架设主缆的架设正在牵引中的索股牵引过程中工人跟随锚头前进，控制索股行进速度主鞍边有槽轨引导锚头构架通过（2）主缆索股的线形调整当主塔、边墩、锚碇全部竣工后，须进行一次精密测量。在猫道铺架完毕后，应对主塔进行复测，以便依据跨距变化修正基准索股垂度值。暂时就位的索股有待整形调整股丝索股重新整形调整索股（3）基准索股测量和一般索股测量:基准索股一般为最初架设的索股(第一根)，由于其它索股(或称一般索股)的垂度测定是以基准索股为参照基准，因此基准索股的测定及垂度调整的精度，将控制影响主缆的架设精度。基准索股的测量控制采用绝对垂度法，即指主缆索股测点的绝对高程。一般索股的垂度测定，用大型卡具测定其与基准索股的相对垂度差。（4）主缆索股安装定位:每根钢丝索股安装顺序原则是先主跨后边跨。主跨调整完成后，将索股在索鞍槽口中固定，不允许再发生滑动。主跨索股线形固定后，再进行边跨的调束直至符合要求。第一根索股安装就位安装在散鞍槽内的索股索股整方安装在主鞍槽内锚头安装在螺杆后，用千斤顶调整就位张拉完成后的索股及锚体主鞍上背索的锚固（5）索股垂度调整主缆索股垂度调整顺序为先主跨后边跨，最后调锚跨。采用绝对垂度法进行基准索股的测量控制，基准索股的垂度调整好后，釆用相对垂度调整法，在各跨垂度调整点以相对垂度测量卡尺测出待调整一般索股与基准索的垂度差，通过移动索股在鞍槽内的位置来达到垂度调整的目的。（6）锚跨内钢丝束拉力调整在主边跨丝股垂度调整后，都必须调整锚跨内丝股的拉力，具体方法为：用液压千斤顶拉紧丝股，并在锚梁与锚具支承面间插入薄片的支承垫板，即可通过丝股的伸长导入拉力。实际控制时是采用伸长量和拉力“双控”。5.主缆紧缆①.初紧缆（整圆）②.挤紧成型，挤紧方向宜向塔柱方向进行紧缆机调试实验紧缆时有六个顶点同时挤压在跨中紧缆6.缠丝缠丝机缠丝缠丝完成后的主缆7.吊索与索夹吊索与主缆通过索夹连接。吊索与索夹的连接方式常采用倒U骑挂式或销接式(销板式)两种，吊索与加劲梁常用锚固于加劲梁吊点处的吊索锚头或销板予以连接。安装索夹安装吊索52023/12/12154加劲梁施工1.加劲梁架设：悬索桥的加劲梁主要采用全焊接流线型扁平钢箱梁和栓焊钢桁架梁两种形式。主要工具是缆载起重机。架设顺序可以从主跨跨中开始，向桥塔方向逐段吊也可以从桥塔开始，向主跨跨中及边跨岸边前进。从桥塔开始吊装的优点是施工比较方便，缺点是桥塔两侧的索夹首先夹紧，此时主缆形状与最终几何线形差别最大，因而主缆中的次应力较大。从跨中开始吊装的优点是在架设桥塔附近的加劲梁段时，主缆线形已非常接近其最终几何形状，此时将桥塔附近的索夹夹紧，主缆的永久性角变位最小。当加劲梁的重力逐渐作用到主缆上，主缆将产生较大的位移，改变原来悬链线的形状，所以在吊法过程中上缘一般都顶紧而下缘张开，直至全部吊装完毕下缘才闭合。2.钢桁架加劲梁架设单根杆件架设工厂完成杆件制造后，直接将杆件运输到现场，并在桥上进行组装。优点是不需要大型吊装设备，缺点是杆件数目多，现场安装工作量大，施工架设期长，受环境条件影响显著，对安装精度控制不利。立体节段架设将由2～4个节间的桁架面块在工厂组装成立体节段后，由大型驳船等交通工具运输到桥位指定位置再进行逐次连接。此方式对工期与架设精度最有利。平面构架架设介于杆件架设与立体节段架设法之间。其运输、起吊的单元可由多个杆件组成但未形成节段，一般根据运输条件及吊装能力择机采用。起吊安装方法桥面起重机悬臂拼装架设法跨缆起重机吊装法起吊安装方法轨索滑移吊装法起吊安装方法缆索吊装法3.钢箱加劲梁架设钢箱加劲梁的施工包括箱梁板件单元制造、组拼、运输和梁段架设等阶段。钢箱加劲梁只能采用立体的箱梁节段作为架设单元，采用梁段提升法架设。箱梁安置在运输船上吊装第一段钢箱梁两台吊机间用电脑控制水平箱梁吊装和对位吊装中的梁段拼合安装完成的吊索和梁段THANKYOU！2023/12/12第9章钢梁桥制造技术2023/12/12一、制作准备二、材料三、零件加工四、钢箱梁制造制作准备12023/12/121662023/12/121671、制作准备钢构件加工前，应建立健全质量保证体系和制造质量检验制度，确保制造全过程的质量管理和控制。应建立健全安全生产管理体系，明确安全责任，严格执行安全操