悬索桥设计－下.pdf

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1、大跨度悬索桥概念设计大跨度悬索桥概念设计大跨度悬索桥概念设计大跨度悬索桥概念设计(下下下下)long span suspension bridge conceptual designlong span suspension bridge conceptual design四川省公路设计研究院 王应良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔桥塔为压弯构件桥塔为压弯构件四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔圬工桥塔圬工桥塔四川省公路设计研究院

2、四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔圬工桥塔圬工桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔钢塔和圬工桥塔对比钢塔和圬工桥塔对比四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设

3、计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索

4、桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公

5、路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计

6、悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川

7、省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良奥克兰海湾桥桥塔内部

8、3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔奥克兰海湾桥桥塔顶部四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.7 3.7 桥塔桥塔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3.8.13.8.1 主梁截面类型和选用原则主梁截面类型和选用原则早期的悬索桥直接将桥面置于主缆之上。早期的悬索桥直接将桥面置于主缆之上。后来的悬索桥开始采用主梁。后来的悬索桥开始采用主梁。主梁的截面类型主梁的截面类型:1)1)开口的钢

9、板梁开口的钢板梁2 2）闭口钢箱梁）闭口钢箱梁3 3）桁架梁）桁架梁4 4）结合梁）结合梁5 5）混凝土箱梁）混凝土箱梁6)6)混凝土板混凝土板3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良混凝土主梁3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良混凝土主梁3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公

10、路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良闭口钢箱梁3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁钢板梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢桁架（双层桥面）3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢桁架（单层桥面）3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研

11、究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3.8.13.8.1 主梁截面类型和选用原则主梁截面类型和选用原则主梁的截面的选择原则主梁的截面的选择原则:1)1)大跨悬索桥注意减少结构恒载大跨悬索桥注意减少结构恒载2)2)便于制造、运输和架设便于制造、运输和架设3)3)考虑桥址区域的风况。考虑桥址区域的风况。主梁的常用截面形式：主梁的常用截面形式：1 1）美式的桁架梁）美式的桁架梁适用于双层桥面适用于双层桥面2 2）英式的扁平钢箱梁）英式的扁平钢箱梁对大跨悬索桥从用钢量和结构抗风的角度来说，钢箱梁稍有优势。对大跨悬索桥从用钢量和结构抗风的角度来说，钢箱梁稍有优势。钢箱梁对制造、运输和架设

12、的要求较高，对交通不便的区域，桁架梁和钢箱梁对制造、运输和架设的要求较高，对交通不便的区域，桁架梁和混凝土板梁有优势。混凝土板梁有优势。3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3.8.23.8.2 钢箱梁的设计细节钢箱梁的设计细节钢箱梁的强度通常不控制设计，主要确定以下参数：钢箱梁的强度通常不控制设计，主要确定以下参数：1)1)截面的外型形状截面的外型形状2)2)顶板的厚度顶板的厚度3)3)顶板加劲肋的类型、间距和厚度顶板加劲肋的类型、间距和厚度4)4)横隔板的类

13、型和间距横隔板的类型和间距5)5)腹板的类型腹板的类型6)6)底板的厚度底板的厚度7)7)底板加劲肋类型、间距和厚度底板加劲肋类型、间距和厚度8)8)吊杆和主梁的锚固形式吊杆和主梁的锚固形式9)9)梁端的支承方式梁端的支承方式10)10)钢箱梁的现场接头钢箱梁的现场接头3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良顶板顶板(桥面板桥面板)1 1）作用）作用桥面系直接承受车轮荷载；桥面系直接承受车轮荷载；钢箱梁的上翼缘共同抵抗外力钢箱梁的上翼缘共同抵抗外力(纵向纵向)；横

14、隔板的上翼缘共同抵抗外力横隔板的上翼缘共同抵抗外力(横向横向)。2 2）设计注意的要点）设计注意的要点强度：一般不控制设计强度：一般不控制设计刚度：桥面板的刚度是指纵肋腹板之间的桥面板在车轮荷载作用下局部刚度：桥面板的刚度是指纵肋腹板之间的桥面板在车轮荷载作用下局部挠曲变形。挠曲变形。规范要求小于板宽度的规范要求小于板宽度的1 1300300。3 3）厚度）厚度在制造和安装过程中大量的焊接，为了保证精度一般不小于在制造和安装过程中大量的焊接，为了保证精度一般不小于1010毫米。毫米。厚度一般取厚度一般取12121414毫米；毫米；3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁

15、四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良加劲肋加劲肋1 1）作用）作用钢箱梁的上翼缘共同抵抗外力；钢箱梁的上翼缘共同抵抗外力；桥面板的弹性支承；桥面板的弹性支承；提高桥面板的局部承载力。提高桥面板的局部承载力。2 2）类型）类型闭口闭口肋肋（多采用倒梯形截面）多采用倒梯形截面）抗扭和抗弯刚度大、经济、焊缝数量少。抗扭和抗弯刚度大、经济、焊缝数量少。和桥面板之间采用贴角焊缝，一般溶深为其厚度的和桥面板之间采用贴角焊缝，一般溶深为其厚度的80%80%。厚度不小于厚度不小于6 6毫米，一般取毫米，一般取6 68 8毫米。毫米。上口宽

16、度（顶板）：上口宽度（顶板）：300300320320毫米毫米间距：间距：大致和上口宽度相等大致和上口宽度相等下口宽度：下口宽度：3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良开口肋开口肋抗扭和抗弯刚度小，焊缝数量多，相对不经济。抗扭和抗弯刚度小，焊缝数量多，相对不经济。尽量采用定型产品，间距大约尽量采用定型产品，间距大约300300毫米。毫米。底板不直接承受桥面荷载底板不直接承受桥面荷载加劲肋的间距可以大一些，闭口肋一般加劲肋的间距可以大一些，闭口肋一般4004005

17、00500，厚度一般取，厚度一般取6 6毫米。毫米。底板的厚度可以小一些，一般取底板的厚度可以小一些，一般取1010毫米。毫米。3 3）纵向加劲肋和横隔板交叉处的构造）纵向加劲肋和横隔板交叉处的构造a a 纵肋连续，在横隔板上挖孔通过。纵肋连续，在横隔板上挖孔通过。b b 遇到横隔板时，直接焊接在横隔板上。遇到横隔板时，直接焊接在横隔板上。工程中多采用纵肋连续，在横隔板上挖孔通过的构造。工程中多采用纵肋连续，在横隔板上挖孔通过的构造。3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应

18、 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良U型加劲肋通过横隔板球头扁钢加劲肋通过横隔板3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥

19、各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良工厂中的桥面板块3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢箱梁制造钢箱梁制造3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢箱梁的现场接头钢箱梁的现场接头1 1）位置）位置一般位于纵肋跨度的一般位于纵

20、肋跨度的1/41/41/3 1/3 处，该处活载弯矩小。处，该处活载弯矩小。2 2）连接方式）连接方式全焊接头全焊接头行车舒适，造价节约，但顶板纵向加劲肋仰焊行车舒适，造价节约，但顶板纵向加劲肋仰焊栓焊接头栓焊接头桥面板焊接，顶板纵肋栓接。桥面板焊接，顶板纵肋栓接。栓接接头栓接接头桥面板和纵向加劲肋都采用栓接。桥面板和纵向加劲肋都采用栓接。3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良顶板U肋的现场焊接接头3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁

21、顶板U肋的现场栓接接头四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良底板球头扁钢的现场接头3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁底板U肋的栓接接头四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良横隔板的类型：板式、桁架式板式：整体刚度好，用料稍多，通风性能差。桁架式：整体刚度差，用料稍省，通风性能好。横隔板的间距一般34米。需要结合梁段的划分、吊杆的间距和桥面刚度等综合确定。横隔板的厚度一般为812毫米。人洞和电缆洞的开设3 3 悬索桥各构件设计悬

22、索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良整体式板式横隔板3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良桁架板横隔板3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究

23、院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良非吊点横隔板采用部分板式日本多用，中国宜昌长江大桥采用3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良分离的边箱梁，抗风性能好3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢箱梁的腹板类型：直腹板斜腹板在桥塔位置处注意取掉风嘴3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构

24、件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良斜腹板钢箱梁3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁直腹板钢箱梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良桥塔附近钢箱梁3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良销接式锚固销接式锚固3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁

25、主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良销接式锚固销接式锚固3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良承压式锚固承压式锚固3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院

26、四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁主梁上的排水孔主梁上的排水孔主梁上的开孔主梁上的开孔四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良抽湿机抽湿机3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良梁端的横向限位支座梁端的横向限位支座3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川

27、省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良检查车轨道检查车轨道3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良钢箱梁吊装钢箱梁吊装3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁钢箱梁吊装方法钢箱梁吊装方法1 1）缆载吊机（日本）缆载吊机（日本）2 2）主梁吊机）主梁吊机四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良克利克吊机吊装主梁克利克吊机吊装主梁3

28、 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良大跨度斜拉桥和悬索桥迅速发展的一个重要原因是正交异性板流线型扁平薄壁钢箱梁设计水平和制造工艺的日趋成熟。1966年英国建成采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁，跨度为988m的塞文(Severn)桥以后，流线型扁平钢箱梁以其突出的优点逐渐被工程界所认识和重视，现代大跨度桥梁加劲梁多数采用流线型扁平钢箱梁。流线型扁平钢箱梁和正交异性板钢桥面技术已经成为衡量一个国家钢桥技术水平的重要标志。3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8

29、3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良根据结构的变形将其受力划分为以下三个体系：1)第一体系：结构总体体系，钢桥面板和纵向加劲肋作为主梁的上翼缘共同参与结构的受力，可以按照初等梁弯曲理论计算，与该变形对应的应力为第一体系的应力。2)第二体系：沿桥纵向刚性简支在钢箱梁腹板上和沿桥横向弹性支承在钢箱梁横隔板上的桥面的变形，该部分变形包括沿桥纵向的变形和沿桥横向的变形，变形后是一个曲面；与该变形对应的应力为第二体系应力。3)第三体系：支承在纵向加劲肋腹板之间的桥面板的变形，与该变形对应的应力为第三体系的应力。3 3

30、 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良第二体系(桥面体系)是多次超静定结构，计算比较复杂，通常采用简化的方法分析，如Peklian-Esslinger1理论(以下简称P-E法）、正交异性板理论、折板理论、有限元和有限条等方法。在第二体系应力计算分析中，P-E法最为常用，虽然比较繁琐，但P-E法概念明确、易于理解，且因提出比较早影响比较大，而且可以进行手算，早已被多数工程师所熟悉，至今P-E法仍被广泛地应用于正交异性板钢桥面的计算分析。3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构

31、件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.8 3.8 主梁主梁四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3.9 3.9 锚碇的类型：锚碇的类型：隧道式锚碇隧道式锚碇地质条件较好的区域，比较节约。地质条件较好的区域，比较节约。由锚塞体、散索鞍支墩和锚室构成。由锚塞体、散索鞍支墩和锚室构成。重力式锚碇：重力式锚碇：地质条件较差的区域，工程数量较大。地质条件较差的区域，工程数量较大。由锚块、散索鞍

32、支墩、锚室和基础构成由锚块、散索鞍支墩、锚室和基础构成自锚悬索桥自锚悬索桥：无需锚碇。无需锚碇。锚碇基础：地下连续墙、沉井、明挖基础锚碇基础：地下连续墙、沉井、明挖基础3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良锚碇的计算和控制工况：锚碇的计算和控制工况：隧道式锚碇隧道式锚碇检算混凝土和洞壁的抗压强度；检算混凝土和洞壁的抗压强度；锚塞的抗拔力锚塞的抗拔力重力式锚碇：重力式锚碇：整体抗滑：安全系数大于整体抗滑：安全系数大于2.02.0整体抗倾覆整体抗倾覆基础底部的应力：

33、施工阶段、运营阶段基础底部的应力：施工阶段、运营阶段施工阶段基础的后端施工阶段基础的后端运营阶段基础的前端运营阶段基础的前端3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良隧道锚隧道锚3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇岩锚的拉力分散型锚索现场岩锚的拉力分散型锚索现场四川省公

34、路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良岩锚的拉力分散型锚索的分散型锚头岩锚的拉力分散型锚索的分散型锚头3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良隧道锚隧道锚3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良嵌入式重力锚碇嵌入式重力锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.

35、9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良重力式嵌入锚碇重力式嵌入锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良重力式嵌入重力式嵌入锚碇锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良日本东京港桥的锚碇日本东京港桥的锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.

36、9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良维拉扎诺桥的锚碇维拉扎诺桥的锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇使用散索套的锚碇使用散索套的锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良锚碇锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良三角形锚碇三角形锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件

37、设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良重力式锚碇重力式锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良直立式锚碇直立式锚碇3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研

38、究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良圆形地下连续墙圆形地下连续墙3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良虎门桥圆形地下连续墙虎门桥圆形地下连续墙四四川省公路设计研究院川省公路设计研究院四四川省公路设计研究院川省公路设计研究院王应良王应良王应良王应良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇扬逻长江大桥桥圆形地下连续墙扬逻长江大桥桥圆形地下连续墙3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.

39、9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良圆形地下连续墙的内衬圆形地下连续墙的内衬3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良虎门桥圆形地下连续墙虎门桥圆形地下连续墙3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9

40、3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良3 3 悬索桥各构件设计悬索桥各构件设计3.9 3.9 锚碇锚碇四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良悬索桥结构分析4.1 总体静力计算4.2 动力特性和抗震4.3 抗风计算4.4 构件的局部计算4.5 施工阶段计算4 4 悬索桥结构

41、分析悬索桥结构分析四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.1 总体静力计算空间计算模型：采用空间鱼刺梁模型空间计算模型：采用空间鱼刺梁模型桥塔和主梁为空间梁单元桥塔和主梁为空间梁单元主缆和吊杆为有初应力的杆单元主缆和吊杆为有初应力的杆单元四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良北半跨加载结构变形图北半跨加载结构变形图南半跨加载结构变形图南半跨加载结构变形图控制工况：1）半跨加载，主梁的位移和内力最大2）全跨加载主缆的内力

42、最大、桥塔弯矩最大4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.1 总体静力计算变形：半跨加载，主梁位移最大四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良中跨汽车满载变形图4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.1 总体静力计算四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良全桥体系升温变形图4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.1 总体静力计算全桥体系降温变形图全桥体系降升变形图四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应

43、 良良良良广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设 计主 梁 活 载 弯 距 包 络 图(KN.m)最 大 值：最 小 值：49894.670-59243.660.000-11848.730-23697.460-35546.200-47394.930-59243.660.00011848.73023697.46035546.20047394.93059243.660主梁弯矩包络图广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设 计主 梁 活 载 竖 向 位 移 包 络 图(cm)最 大 位 移：最 小

44、位 移：158.400-266.600.00053.320106.640159.960213.280266.600.000-53.320-106.640-159.960-213.280-266.6004 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.1 总体静力计算主梁活载位移包络图主梁活载位移包络图主梁活载弯矩包络图主梁活载弯矩包络图四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良空间计算模型4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.2 动力特性和抗震动力特性分析的目的：确定悬索桥的基本动力行为，包括纵飘、竖向弯曲、横向弯曲和扭转等振型的阶次和

45、频率。抗震计算：反应谱分析一致激励的时程反应分析对大跨悬索桥还要考虑非一致激励的时程反应分析四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良.000.9721.9432.9153.8864.858.000.055.110.164.219.274.000.8831.7662.6483.5314.414广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设 计桥 塔 高 度(m).000.000.00037.09437.09437.09474.18874.18874.188111.282111.2821

46、11.282148.376148.376148.376185.470185.470185.470纵 向 位 移(cm)竖 向 位 移(cm)横 向 位 移(cm)反 应 谱 分 析 桥 塔 位 移 包 络 图反应谱桥塔位移包络图4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.2 动力特性和抗震0127002540001880003760000180500361000广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设 计桥 塔 高 度(m).000.000.00037.09437.09437.09474.18874.18874.188111.282111.2821

47、11.282148.376148.376148.376185.470185.470185.470轴 力 包 络 图(kN.m)面 内 弯 矩 包 络 图(kN.m)面 外 弯 矩 包 络 图(kN.m)反 应 谱 分 析 桥 塔 内 力 包 络 图。重 要 附 注：本 图 为 桥 塔 单 肢 的 内 力！反应谱分析桥塔位移包络图反应谱分析桥塔位移包络图反应谱分析桥塔内力包络图反应谱分析桥塔内力包络图四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设

48、 计反 应 谱 分 析 主 梁 纵 向 位 移 包 络 图(cm)反 应 谱 分 析 主 梁 竖 向 位 移 包 络 图(cm)反 应 谱 分 析 主 梁 横 向 位 移 包 络 图(cm).0006.12212.24418.36624.48830.610.00014.42428.84843.27257.69672.120.00015.93431.86847.80263.73679.670反应谱主梁位移包络图4 4 悬索桥结构分析悬索桥结构分析4.2 动力特性和抗震广 州 市 东 二 环 南 汊 桥-主 跨 1138米 钢 箱 梁 悬 索 桥 初 步 设 计反 应 谱 分 析 主 梁 轴 力

49、包 络 图(kN.m)反 应 谱 分 析 主 梁 面 内 弯 矩 包 络 图(kN.m)反 应 谱 分 析 主 梁 面 外 弯 矩 包 络 图(kN.m)01 152 313 464 625 7803 18 06 36 09 54 01 27 201 59 0005 34 001 06 8001 60 2002 13 6002 67 000反应谱主梁内力包络图四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良5 5 悬索桥的发展趋势悬索桥的发展趋势随着国外和国外交通的发展，需要修建大量的悬索桥在跨海、跨越大江、大河的悬索桥向着更大跨度的

50、方向发展例如：欧亚白令海峡工程意大利墨西拿海峡桥工程，悬索桥主跨为3300米欧非跨越直布罗陀海峡的悬索桥跨度为5000米日本第二国土轴工程（太平洋沿岸高速公路）包括六个跨海工程（跨越纪淡海峡、丰予海峡、长岛海峡、津轻海峡、东京湾和伊势湾）英伦三岛之间的跨海工程马来西亚印尼马六甲海峡工程我国青岛海湾跨海大桥方案设计为主跨为1652米的悬索桥。舟山西候门大桥设计跨度为1650米。四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院四川省公路设计研究院王王王王 应应应应 良良良良5 5 悬索桥的发展趋势悬索桥的发展趋势在山区和交通运输条件不便的地方也向着中小跨度的方向发展在主跨200400米