悬索桥的结构构造

(1)悬索桥的构造‎组成: 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。

成桥后，主要由主缆和‎桥塔承受结构‎的自重，结构共同承受‎外荷载作用，受力按刚度分‎配。

(2)主缆：主缆是悬索桥‎的主要承重构‎件，除承受自身恒‎载外，缆索本身通过‎索夹和吊索承‎受活载和加劲‎梁(包括桥面系)的荷载。

除此以外主缆‎还承担一部分横向风荷载‎，并将它传递到‎桥塔顶部。

主缆不仅可以‎通过自身弹性‎变形，而且可以通过其几‎何形状的改变‎来影响体系平‎衡，表现出大位移‎非线性的力学‎特征，这是悬索桥区‎别于其他桥梁‎结构的重要特‎征之一。

主缆在恒载作‎用下具有很大‎的初始张拉力，对后续结构形‎状提供强大的‎“重力刚度”，这是悬索桥跨‎径得以不断增‎大、加劲梁高跨比‎得以减小的根‎本原因。

主索鞍：主索鞍在桥塔‎上，用来支承和固‎定主缆，通过它可以使‎主缆的拉力以垂直力和‎不平衡力的方‎式均匀地传递‎到塔顶。

(2)悬索桥的结构‎特点①主缆是几何可‎变体，只承受拉力作‎用。

主缆通过自身‎的弹性变形和‎几何形状的改变来影‎响体系的平衡‎。

所以悬索桥的‎平衡应建立在‎变形后的状态‎上。

②主缆在初始恒‎载作用下，具有较大的初‎拉力，使主缆保持着‎一定的几何形‎状。

当外荷载作用‎时，缆索发生几何‎形状的改变。

初拉力对在外‎荷载作用下产‎生的位移存在着‎抗力，它和位移有关‎，反映出缆索几‎何非线性的特‎性。

③改变主缆的垂‎跨比将影响结‎构的受力和刚‎度。

垂跨比增大，则主缆的拉力‎减小，刚度减小，恒、活载作用产生‎的挠度增大。

④悬索桥的跨度‎越大，加劲梁所受竖‎向活载的影响‎越小，竖向活载引起‎的变形也越小。

⑤增大加劲梁的‎抗弯刚度对减‎小悬索桥竖向‎变形的作用不‎大，这是因为竖向‎变形是悬索桥‎整体变形的结‎果。

加劲梁的挠度‎受到主缆变形‎的影响，跨度增大时加劲梁在承受‎竖向荷载方面‎的功能逐渐减‎小到只能将活‎荷载传递给主‎缆，其自身刚度的贡献较‎小。

典型悬索桥构造与设计要点引言悬索桥是一种常见的桥梁形式，以悬挂在主跨上的主索为承重构件，采用悬索的方式进行跨越，具有独特的结构形式和美观的外观。

本文将对典型的悬索桥构造和设计要点进行详细介绍。

主要构造要素典型的悬索桥通常由以下主要构造要素组成：1.主塔：主塔是悬索桥的主要支撑结构，负责承受悬挂在主跨上的主索的重量，并将重力传递给桥墩或基础。

主塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。

2.张力调节系统：悬索桥在使用过程中会受到风、温度等外部因素的影响，悬索的张力可能会发生变化。

为了保持悬索的稳定性和桥梁的平衡，需要配备张力调节系统。

张力调节系统可以通过调整锚固点位置或添加张力调节装置来实现。

3.主索：主索是悬挂在主塔上的承重构件，其形状为弧线状，材料通常为钢缆。

主索通过锚固点固定在主塔上，并悬挂在辅助塔上。

4.辅助塔：辅助塔位于主跨两侧，用于支撑主索，并平衡主跨上的荷载。

辅助塔通常采用混凝土或钢构建，形状可以是单塔或双塔。

5.承重索：承重索是悬挂在主索下方的承载桥面荷载的构件，其形状通常为平直线状。

承重索通过悬挂索连接到主索上，将桥面荷载传递给主索。

6.桥面：桥面是承载行车和行人的部分，通常由钢梁或混凝土板构成。

桥面可以采用悬挂桥面或刚性桥面，具体选择取决于桥梁设计要求和实际情况。

设计要点在设计悬索桥时，需要考虑以下要点：1.荷载分析：悬索桥的设计要充分考虑到桥梁所承受的荷载，包括静态荷载和动态荷载。

静态荷载主要包括桥面荷载、人行荷载和防护栏荷载，动态荷载主要包括风荷载和地震荷载。

荷载分析对桥梁的设计方案和结构设计具有重要影响。

2.结构稳定性：悬索桥的结构稳定性是桥梁设计的基本要求。

在设计过程中，需要进行结构计算和抗震计算，确保主塔和辅助塔的稳定性，以及主索和承重索的牢固性。

3.张力调节：悬索桥在使用过程中，由于外界因素会导致主索的张力发生变化。

为了保持悬索桥的平衡和稳定，需要设计合适的张力调节系统，对张力进行调整和控制。

第六章悬索桥及斜拉桥第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造一、悬索桥、斜拉桥的分类（一）悬索桥悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。

其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。

悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。

1．按悬吊跨数分类其结构形式如图6-1。

其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。

图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥a)单跨悬索桥；b)三跨悬索桥；c)四跨悬索桥；d)五跨悬索桥1）单跨悬索桥2）三跨悬索桥3）多跨悬索桥图6-2 联袂布置的悬索桥2．按主缆的锚固方式分类按主缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。

3．根据悬吊方式分类1）采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁，如图6-4所示。

2）采用三角布置的斜吊索，并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁，如图6-5所示。

3）混合式，即采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作加劲梁。

如图6-6所示。

图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥图6-6 带斜拉索的悬索桥4．按支承结构分类图6-7 按支承构造划分悬索桥形式a)单跨两铰加劲梁；b)三跨两铰加劲梁；c)三跨连续加劲梁（二）斜拉桥斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。

1．按索塔布置方式分1）单塔式斜拉桥采用图6-8-b）的单塔式斜拉桥。

2）双塔式斜拉桥桥下净空要求较大时，多采用图6-8 a）所示的双塔式斜拉桥。

图6-8 斜拉桥跨径布置3）多塔式斜拉桥在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。

2．按主梁的支承条件分1）连续梁式斜拉桥如图6-9 a）。

2）单悬臂式斜拉桥如图6-9 b）。

3）T形刚架式斜拉桥如图6-9 c）。

图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式二、悬索桥、斜拉桥的构造（一）悬索桥上部结构的主要形式和构造特点现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。

悬索桥结构组成与分布构造概述
悬索桥结构主要由桥墩、主跨杆、桥弦、桥节及其他悬索构件组成。

桥墩主要由地基墙、主梁、安全墙等构件组成，它们主要支撑悬索桥结构，承重阻尼和散乱振动，以及承受牵张力的轴向作用的影响。

主跨杆是悬索桥主要结构件，起到承载桥面的作用，悬索桥面的应力来源就是来自主跨杆的拉力和垂直荷载。

主跨杆大部分是伸缩管，在桥墩和桥节之间得以支撑和连接形成悬索桥。

桥弦主要由拉杆、拉杆索、支座、悬垂跳跃、拖杆、钢绳等构件组成，拉杆索用来把桥墩和桥节之间的拉力传输出去。

其作用是把桥墩两端施加的拉力平均分布到整个桥弦上，从而形成一个支撑系统，使桥面均匀、平稳地受力，并确保桥墩受力合理。

桥节是悬索桥的重要结构，在悬索桥中，桥节的主要部分是协调桥墩和桥弦的伸缩量。

它起到了悬索桥的支撑和支承作用，为桥面受力和拉杆索的分配提供了便利条件。

其他悬索构件主要是把拉力传输到桥弦上，把悬索构件连接在一起，以及把拉力分配到桥底处，其中拖杆、导线索、安全墙、减震装置等都是悬索桥结构不可或
缺的重要部件或结构。

附录三：悬索桥施工实例简介一. 汕头海湾大桥简介汕头海湾大桥位于汕头经济特区的汕头港东部出海口处，是深汕高速公路上的一座特大桥，其主桥为154+452+154m的三跨双铰预应力混凝土悬索桥，是我国第一座现代化的悬索桥。

全桥总体布置见图附录3-1：图附录3-1 汕头海湾桥桥式布置图汕头海湾悬索桥各主要组成构造简介如下：1. 索塔：⑴. 索塔为钢筋混凝土三层框架，基础承台顶以上高度为95.10m，塔柱内侧净宽24.1m，外侧边到边为31.2m，塔柱为D型截面，顺桥向宽6m，横桥向宽3.5m，为空心结构。

⑵. 索塔顶设置大型铸钢鞍座，每个鞍座座体分为两部分，通过塔顶组拼的桁架式吊机安装。

鞍座安装时向岸侧预偏1200mm，在跨中对称架设12对梁段时逐段顶推使鞍座复位到位，共分12次进行。

⑶. 每跨混凝土加劲梁在主塔以及边墩处设置竖向拉压支座，在塔柱内侧设置阻尼束。

2. 主缆：⑴. 每根主缆由10010根ф5.1mm镀锌高强度钢丝组成，分成110束预制平行钢丝束，每束91根钢丝，长1030m左右，两根主缆的横向中距为25.2m。

⑵. 主缆采用PWS法架设编制，架设时先将110股预制平行钢丝束编排成六角形截面，再用挤紧机挤成圆形，截面挤紧的孔隙率在一般部位按20％考虑，其相应的外径为570mm 左右，在安装索架的部位由于索夹的紧固作用，孔隙率将压缩至18％左右，此处主缆的外径约为560mm；主缆采用重力式锚碇方式，在锚碇前端的铸钢散索鞍座处，各索股分散并通过锚头与锚固构架上的锚杆相连进行锚固；在N2、S2墩顶处设置竖向支撑摆柱。

见图附录3-2示意。

⑶. 主缆架设前，先安装猫道作为主缆施工脚手平台，并在两锚碇间设置循环牵索系统进行主缆的架设，采用垂度法进行主缆索股线型调整。

3. 吊索与索夹：吊索为垂直布置，采用ф45mm镀锌钢丝绳，通过索夹骑挂于主缆，顺桥向间距6m，每侧吊点有2根两端带锚头的吊索钢丝绳；每个索夹为两个半圆形空心铸钢件，装在主缆上后，通过高强螺栓对接。

悬索桥的构造组成
悬索桥(Suspension Bridg)是专为弯曲地形特有而设计的一种桥式，其由一系列索元组成，如拱轴索、倒挂索以及箍（Band）索等，它的桥墩两端固定在索没的锚段上，拱轴索和倒挂索交互运用实现悬索桥的支承。

一般情况下，悬索桥由桥墩、拱轴、悬杆、索元和桥路组成，其中，桥墩是悬索桥的基础，由桩基和建筑物有机组合而成，要保证桥墩的稳定性，一般需要在水底开挖。

拱轴是悬索桥的主体，是桥的核心组成部分，一般是以拱轴为主体桥墩、桥梁、桥架和桥面等在它的上方进行支承和受力。

拱轴的受力方式分为拱式受力和悬索受力两种形式，拱式受力是以拱轴束成拱形，使外侧两点间的端距经弯曲应力受到长度变化；悬索受力是以拱轴经悬索支承出悬距变化，以此传递对桥路的承载力。

悬杆是悬索桥上重要的路肩，在悬索桥上充当连接主伸距及路肩和分伸距的起支点，它位于桥墩顶部，而挡架则安装在悬杆上以分担负荷。

索元是悬索桥的主要支承件，一般以钢索和其它用钢材制成的悬索件的组合而成，预应力钢索可以将索距处施加到桥梁上的大径向压力分解成小半径向荷载和水平荷载。

它们的位置非常重要，索的的高度、拱轴承载力、桥梁的受力是考虑要素，它们的布置一般按照梁段受力的移位变化而调整，以确保悬索桥的稳定性。

桥路是悬索桥最后一个组成，用压路机压实后进行水封，以增加抗水性，一般是铺筑混凝土面层，其厚度一般为10cm以上,且有岩混凝土、石拌混凝土以及钢筋混凝土等形式可供选择。

总之，悬索桥是由桥墩、拱轴、悬杆、索元和桥路五部分组成，它们交互运用，使悬索桥可以更好地对弯曲地形形成支撑，并且在将大径向压力分解成小半径向荷载和水平荷载的同时，更加稳定、安全，从而实现尽可能大的铺设范围。