桥梁的常见构造-悬索桥的构造

悬索桥的构造2.4.1悬索桥的基本情况悬索桥的外形特征：高耸的桥塔、弯曲的主缆、笔直的吊杆基本承重体系：桥塔、主缆、吊杆、锚碇2.4.2悬索桥的跨度优势悬索桥是我们解决大跨度阻隔山谷、江河、海峡的最后手段，或者说当我们发现需要修建的桥梁跨度非常大，悬索桥是一种不错的选择。根据理论计算，悬索桥的跨度甚至可以达到5000米。这个数据确实让人咋舌，难怪很多难以逾越的天险最终都是用悬索桥征服的。2.4.3悬索桥的跨度优势

从我们这张图片可以看到同样的跨越河流的两岸，悬索桥的横跨能力比拱桥强悍很多。2.4.4悬索桥的发展史1.谷岸间的藤蔓在古代，我们的先民利用谷岸间的藤蔓就是悬索桥的雏形。甚至，现在在我国有些地方还在使用的溜索，也能看到悬索桥的影子。其实我们重庆也有全国网红的类似过江交通工具——长江索道。2.4.4悬索桥的发展史2.吊桥从溜索或者索道的样式来看，解决一、两个人或者少部分人的通行是完全可行的，但是如果考虑很多人或者大量的货物通行时，似乎有一定的难度。有人就想如果多架设几条缆索，然后在上面铺设固定可以让人通行的桥面，不是就解决了多人通行的问题了嘛？这样就出现了吊桥。2.4.4悬索桥的发展史3.铁索桥曾经红军长征的路上有很重要的一役叫——飞夺泸定桥。实际上当时红军要夺取的就是大渡河上的铁索桥，正是因为顺利的拿下的泸定桥，才保证了红军大部队及时顺利的战略转移，最终确保了革命的胜利和新中国的成立。这类索桥和吊桥很显著的特点是没有吊杆或者吊索，承重结构和使用构件合二为一。2.4.4悬索桥的发展史吊桥存在的问题似乎，这种吊桥是不错的跨江选择。但是如果我们仔细观察，或者有过亲身体验的同学就会发现，吊桥存在承载力有限、晃动严重、桥面弯曲弧度过大，无法满足车辆通行等问题。随着桥梁技术的发展人们发现可以用竖直吊杆或吊索将具有一定刚度的桥面结构吊在大的主缆下面。2.4.4悬索桥的发展史什么是刚度刚度在建筑力学的定义是物体抵抗变形的能力，其实它和另一个词是相对应的——柔度。比方说，铁棍和木棍比，我们说在外力的作用下，铁棍更不容易变形，同等受力条件下，铁棍抵抗由外力产生的变形能力强，我们就可以说铁棍的刚度比木棍大。因此，在悬索桥发展的这个阶段以美国为代表的一些桥梁，采用了由桁架组成的加劲梁结构形式。比如说：著名的美国金门大桥。2.4.4悬索桥的发展史什么是桁架由多个杆牢固的组成的体系结构可以看成桁架，比如如图所示的结构就是桁架。2.4.5悬索桥的主要组成

1.加劲梁加劲梁的刚度对于桥体抗风能力十分重要。比如前段时间网络热议的虎门大桥桥面晃动的现象，就是因为风对加劲梁造成了显著的影响。美国塔科马大桥为了加深大家对加劲梁刚度重要性的进一步认识，我们来看一段视频：https://www.ix71255811/?fromvsogou=1&utm_source=sogou_duanshipin&utm_medium=sogou_referral&utm_campaign=cooperation美国塔科马大桥损坏视频1940年11月7日位于美国华盛顿州塔科马的第一座悬索桥塔科马海峡大桥戏剧性地被微风摧毁。通过后来的理论研究，人们发现悬索桥的加劲梁要采用大刚度的结构，并且要有好的空气动力性能。因此，与采用桁架的加劲梁相比，有足够刚度，建筑高度小，自重较轻，用钢量省，结构抗风性能好的梭形扁平钢箱梁被大量应用到悬索桥的加劲梁部位。它也是我国近些年修建悬索桥时常采用的形式。2.4.5悬索桥的主要组成通过后来的理论研究，人们发现悬索桥的加劲梁要采用大刚度的结构，并且要有好的空气动力性能。因此，与采用桁架的加劲梁相比，有足够刚度，建筑高度小，自重较轻，用钢量省，结构抗风性能好的梭形扁平钢箱梁被大量应用到悬索桥的加劲梁部位。它也是我国近些年修建悬索桥时常采用的形式。

2.4.5悬索桥的主要组成把钢箱梁一段段的首尾连接起来，就可以形成一个整体、刚度足够的加劲梁，然后在箱梁组成的加劲梁表面铺设相应的沥青、环氧树脂等材料，就可以满足人、车的通行需要了。

2.4.5悬索桥的主要组成

2.吊索（吊杆）我们前面说过，通过竖直的吊索（吊杆）就可以把桥面结构及其上面的荷载传递给悬索桥的主缆。所以，我们需要把主缆高高举起，这就需要主塔了，那高耸的主塔有时候我们也叫它索塔。门字型的主塔的主要作用就是支承从主缆传递来的荷载，并把荷载依次从塔身再传到塔基部分，最终传递给基础周围的岩土层中去。2.4.5悬索桥的主要组成

3.主塔2.4.5悬索桥的主要组成

3.主缆主缆是由很多根高强度钢丝按照一定方式缠绕捆扎在一起的。比如，我们重庆的鹅公岩大桥，每根主缆由110束索股组成，每索股为91根直径5.22mm的镀锌高强钢丝组成。所以，我远远的看去会发现主缆都很粗大。2.4.5悬索桥的主要组成

4.鞍座吊索除了下部是和钢箱梁连接外，上端是通过索夹与主缆连接的。而主缆和索塔间是通过鞍座连接的。鞍座一般是置于塔顶用以支撑主缆传来的力的。2.4.5悬索桥的主要组成

5.锚碇按照锚碇的形式来分，主要有三种：重力式锚碇、隧道式（岩洞式）锚碇和岩锚锚碇。主缆受到的力很大一部分是通过主塔传给塔基础周围的岩土层的，那么主缆两端的力又传给谁呢？平时生活中我们如果用绳子晾晒衣服，两端必须固定起来。悬索桥是一样的道理，主缆的两端必须固定起来，这就需要锚碇出场了。5.锚碇这三种锚碇形式总体来看各有优缺点，重力式锚碇结构可靠但是由于体积庞大不经济，隧道式锚碇充分利用岩体对浇筑后的混凝土的嵌固效应，混凝土用量比重力式少很多，因此很经济。岩锚锚碇看似最经济，但是主要受到岩石强度质量的制约，应用受限。2.4.6悬索桥的新技术悬索桥有大跨度的优势，但是存在整体刚度不足的问题，不适合作为铁道专用桥梁。但是，什么事情都不是绝对的。鹅公岩轨道专用桥就是悬索桥！只是它采用了新技术，新型的锚碇形式——自锚式悬索桥。2.4.6悬索桥的新技术这种桥，主缆的拉力是直接传递给它的加劲梁来承受的。这样加劲梁受力负担就变大了，因此自锚式悬索桥的跨度不宜过大。否则，为了抵抗巨大的