斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系培训

1、1同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强2斜拉桥斜拉桥 (Cable-stayed bridge )由梁、索、塔及边墩等构件组成，是一种桥面体系以主梁受压（密索）由梁、索、塔及边墩等构件组成，是一种桥面体系以主梁受压（密索）或受弯（稀索）为主，支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。或受弯（稀索）为主，支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。 内容: 1）、斜拉桥的总体布置和结构体系； 2）、斜拉桥的构造； 3）、斜拉桥的施工； 4）、斜拉桥的设计与计算。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强3一、总体布置及结构体系总体布置跨径布置索塔布置拉索布置主梁布置1、总体布置同济大学土木工程学院桥

2、梁工程系 王志强4跨径布置双塔三跨 边跨l1/中跨l2=0.250.5独塔双跨 边跨l1/中跨l2=0.51.0同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强5索塔布置索塔的形式顺桥方向横桥方向同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强6索塔高度主跨跨径索面形式（辐射式、竖琴式或扇式）拉索的索距拉索的水平倾角双塔：H/l2=0.180.25单塔：H/l2=0.300.45索塔高度 (一般应从桥面以上算起，不包括由于建筑造型或观光等需要的塔顶高度一般应从桥面以上算起，不包括由于建筑造型或观光等需要的塔顶高度)同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强7拉索布置空间布置形式单索面双索面竖直双索面倾斜双索面斜拉索横

3、向布置斜拉索横向布置同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强8拉索在平面内的布置型式辐射式竖琴式扇式同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强9拉索间距拉索间距早期：稀索混凝土达 15m30m钢斜拉桥达 30m50m现代：密索混凝土达 4m12m钢斜拉桥达 8m24m稀索特点：稀索特点：主梁间距大，梁的弯矩及剪力较大，需要较高的梁高；斜索的内力与截面尺寸相对也较大，因此对架设和施工带来较多困难；斜索锚固点的构造细节也较复杂，其附近常需作大规模补强，耗料也多。但稀索结构体系的超静定次数较少。密索特点：密索特点：密索主梁间距短，主梁中的弯矩较小；每索的拉力较小，索截面尺寸小，锚固点构造简单，补强范围也小

4、；悬臂施工所需辅助支撑少，甚至可不要；斜索更换容易。但端锚索（与端支点连接的斜索）刚度较小，边跨主梁可能产生较大的负弯矩。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强10主梁的布置Ayunose 日本 连续体系非连续体系同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强112、斜拉桥的结构体系按梁、索、塔和墩的不同结合方式可按梁、索、塔和墩的不同结合方式可分为分为 (索塔的支承体系不同索塔的支承体系不同)：漂浮体系（塔墩固结、塔梁分离） 斜拉桥是由上部结构的主梁、拉索、索塔及下部结构桥墩、桥台等基本构件组成的组合体系。斜拉桥的结构体系可以根据主梁、拉索、索塔和桥墩的不同结合方式形成不同的结构体系，也可以根据拉索

5、的锚拉体系来形成斜拉桥的不同结构体系。半漂浮体系（塔墩固结、塔梁分离，塔墩处主梁下设置竖向支承）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强12塔梁固结体系（塔梁固结、塔墩分离）刚构体系（主梁、塔和墩三者为固结）铰支桥塔体系（塔柱底部在纵桥向采取铰支形式）一般将塔柱下端的支承铰设在墩顶上；有时也可以设在主梁顶上，形成塔梁铰接、梁墩分离。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强13梁体的支承体系 斜拉桥的梁体除了用斜拉索以弹性支点的形式支承外，其纵、横和竖三个方向均应在边墩及塔墩上有所支承，塔梁墩固结也是一种支承形式，除此之外还可以采用活动支座（M），固定支座（F）、铰（H）阻尼减震支座（D）和弹性支点

6、等多种方式的支承。 1、竖向的支承 2、横向的支承 3、纵向的支承 (纵桥向支承条件要考虑地震力、温度变化、制动力和风力等)同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强14 按拉索的锚拉体系分类自锚式斜拉桥地锚式斜拉桥同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强15锚拉体系与主梁轴力的关系部分地锚式斜拉桥郧阳汉江桥郧阳汉江桥斜拉桥主梁内的轴力随斜拉桥的斜索锚拉体系及梁体支承条件不同而变化。斜拉桥主梁内的轴力随斜拉桥的斜索锚拉体系及梁体支承条件不同而变化。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强16二、混凝土斜拉桥的构造拉索种类与构造1 1、拉索的种类、构造及防护、拉索的种类、构造及防护 每一根拉索都包括钢索

7、和锚具两大部分。钢索承受拉力，设置在钢索两端的锚具用来传递拉力。钢索作为斜拉索的主体主要有如下几种形式：平行钢筋索、钢丝索（平行钢丝股索Parallel-Wire-Strand、平行钢丝索PWC、半平行钢丝索）、钢绞线索（平行钢绞线索、半平行钢绞线索）、封闭式钢缆、单股钢绞缆。 同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强17将7丝钢绞线平行排列，布置成六脚形截面平行钢筋索： 高强钢筋平行布置组成，标准强度不低于1470MPa钢丝索 平行钢丝股索PWS 平行钢丝索PWC半平行钢丝索采用镀锌高强钢丝，其标准强度不低于1600MPa，常采用5或 7镀锌钢丝制造钢绞线 平行钢绞线索： 半平行钢绞线索， 标

8、准强度不低于1860MPa封闭式钢缆单根钢缆施工操作过程繁杂，索中钢筋都有接头，目前很少使用同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强18拉索端部的锚具热铸锚墩头锚冷铸锚夹片式群锚 锚具的主要构造为：锚环、锚圈、锚垫块、填充固化料、防漏板及夹片等，为便于穿锚具的主要构造为：锚环、锚圈、锚垫块、填充固化料、防漏板及夹片等，为便于穿索、张拉，在锚具的尾部须设置张拉连接器及引出杆连接等附属构造。索、张拉，在锚具的尾部须设置张拉连接器及引出杆连接等附属构造。拉索的防护 拉索防护分为钢丝防护和拉索防护两个方面。拉索防护分为钢丝防护和拉索防护两个方面。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强192、拉索锚固结构

9、拉索与主梁的锚固构造在主梁顶板设置锚固构造（适用于单索面有加劲斜杆的整体箱梁）在箱梁内锚固构造在梁体两侧和梁底设锚固同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强20拉索与混凝土塔的锚固构造拉索在塔上交叉锚固拉索在塔柱上对称锚固直接锚固以及钢锚梁锚固利用钢锚箱对称锚固同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强213、主梁构造特点主梁的总体布置1)1)主梁的边跨和主跨比主梁的边跨和主跨比2) 主梁端部处理主梁端部处理3) 主梁高度沿跨长的变化主梁高度沿跨长的变化主梁的立面布置混凝土主梁横截面形式 1）实体双主梁截面；）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；）板式边主梁截面；3）分）分离双箱截面；离双箱截面；4

10、）整体箱形截面；）整体箱形截面；5）板式梁截面）板式梁截面双索面钢主梁横截面形式双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、多室钢梁和钢桁梁多室钢梁和钢桁梁同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强22主要尺寸拟定主梁高度h：h/l=1/501/200主梁宽度B: 主梁宽与主跨的比值宜大于1/30，与主梁高 的比宜大于8横梁、桥面板尺寸：局部荷载截面调试：强度、刚度和稳定性；单索面需考虑抗扭刚度主梁细部尺寸：主要根据轴力来确定3、主梁构造特点（续）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强23混凝土主梁中钢筋的布置普通钢筋的配置纵向预应力筋：分段布置，一般在主跨跨中

11、和边跨端部横向预应力筋、竖向预应力筋配置预应力度 (单索面箱形主梁为了防止混凝土开裂降低抗扭刚度，宜采用全预应力结构，双索面可采用部分预应力结构)3、主梁构造特点（续）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强24钢混凝土结合梁的构造特点总体布置1）结构体系；2）边跨设置辅助墩及过渡孔；3）结合梁节段布置；4）结合梁横截面布置；5）桥面板结合梁截面中混凝土桥面板与钢梁的联接构造拉索在结合梁上的锚固构造同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强254、索塔的构造和截面尺寸索塔的组成同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强261）矩形截面2) 非矩形截面索塔的截面形式和截面尺寸混凝土索塔的截面形式钢索塔的截

12、面形式索塔的截面尺寸横梁与塔柱的连接构件的截面尺寸索塔的截面尺寸应根据塔柱受力、拉索锚固区构造位置以及张拉设备所需空间等因素决定。 塔柱之间的横梁截面形式由塔柱截面尺寸决定，应注意与塔柱截面尺寸相配合，并考虑与塔柱的连接及施工方法等问题。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强27三、斜拉桥的施工 斜拉桥施工方法的选择需要考虑如下一些因素：施工现场自然条件、桥梁斜拉桥施工方法的选择需要考虑如下一些因素：施工现场自然条件、桥梁规模、结构形式、主梁截面形式、桥塔的形状和斜索的构造和布置形状等。规模、结构形式、主梁截面形式、桥塔的形状和斜索的构造和布置形状等。 混凝土斜拉桥可先施工墩、塔。然后施工主梁

13、和安装拉索；也可按索塔、混凝土斜拉桥可先施工墩、塔。然后施工主梁和安装拉索；也可按索塔、主梁、拉索三者同时并进。主梁、拉索三者同时并进。分别按：主梁、索塔、斜索以及施工管理与控制四个方面给予介绍。分别按：主梁、索塔、斜索以及施工管理与控制四个方面给予介绍。1 1、主梁施工方法介绍、主梁施工方法介绍2、索塔施工、索塔施工3、斜拉索的制作、挂索和张拉、斜拉索的制作、挂索和张拉4、斜拉桥的施工控制与调整、斜拉桥的施工控制与调整同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强281 1、主梁施工方法介绍、主梁施工方法介绍1)支架法施工 斜拉桥主梁施工方法的选择需要考虑如下一些因素：施工现场自然条件、斜拉桥主梁施

14、工方法的选择需要考虑如下一些因素：施工现场自然条件、施工设备、结构体系、索型、索距和主梁截面形式等。施工设备、结构体系、索型、索距和主梁截面形式等。2）悬臂法施工(悬臂拼装、悬臂浇注)4）平转法施工3）顶推法施工同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强29典型的塔墩固接混凝土索塔的施工可按上图施工顺序进行。典型的塔墩固接混凝土索塔的施工可按上图施工顺序进行。2 2、索塔施工方法、索塔施工方法1）混凝土索塔施工顺序2）塔柱的施工方法 塔柱混凝土一般采用就地浇注，模板和脚手平台的做法常用支架法支架法、滑模法、爬模法滑模法、爬模法和大型模板构件法大型模板构件法等。3）横梁施工要点 4）混凝土索塔施工注

15、意事项同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强30 制索工艺流程：制索工艺流程：钢丝除锈调直应力下料防护漆穿锚镦头浇锚烘锚拉索防护超张拉标定。 索长计算：索长计算：是为得出制作拉索的钢丝下料长度，首先求出每一根拉索的长度基数L0，然后对这一基数进行若干修正，即可得到钢丝的下料长度L。3 3、斜拉索的制作、挂索和张拉、斜拉索的制作、挂索和张拉拉索可分为预制索（成品索）和现制索。拉索可分为预制索（成品索）和现制索。1）拉索的制作2）挂索 就是将拉索架设到索塔锚固点和主梁锚固点之间的位置上。由于斜拉桥的结构特点，挂索总是从短索进行到长索。3）拉索的张拉同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强31 如果斜

16、拉桥竣工后，拉索索力、主梁内力和线形与设计相差较大，就会影响桥如果斜拉桥竣工后，拉索索力、主梁内力和线形与设计相差较大，就会影响桥梁的安全使用梁的安全使用。 斜拉桥的施工控制与调整主要包括两个方面：斜拉桥的施工控制与调整主要包括两个方面： a）对于选定施工方法的每个施工节段进行详细的理论计算，以求得各施工阶段对于选定施工方法的每个施工节段进行详细的理论计算，以求得各施工阶段的施工控制参数；的施工控制参数；b）对于实际施工中因各种原因实测值和理论计算值出现的不一致对于实际施工中因各种原因实测值和理论计算值出现的不一致问题，采取一定的方法在施工中予以控制和调整。问题，采取一定的方法在施工中予以控制

17、和调整。 1)、斜拉桥施工的理论计算；、斜拉桥施工的理论计算； 2)、施工管理和施工测试；、施工管理和施工测试； 3)、施工控制与调整、施工控制与调整4 4、斜拉索的施工控制与调整、斜拉索的施工控制与调整同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强32斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法1）斜拉桥施工的理论计算 倒拆法倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据这些参数对施工

18、进行控制与调整，并按正装顺序施工。这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。 正算法正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过求解方程得到相应的控制参数。求解方程得到相应的控制参数。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强332）施工管理和施工测试（1 1）施工管理）施工管理a)a)正确计算恒载重力；正确计算恒载重力；b b）对施工人员的要求；对施工人员的要求；c c）严格按照设计要严格按

19、照设计要求施工；求施工；d d）严格进行各节段的各项测试；严格进行各节段的各项测试；e)e)实测值与设计值的比较。实测值与设计值的比较。（2 2）施工测试）施工测试 a) a)变形测试；变形测试；b b）应力测试；应力测试；c c）温度测试。温度测试。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强343）施工控制与调整（1 1）施工控制与调整原则）施工控制与调整原则 施工控制通常是指对拉索张拉力的控制调整和主梁标高的控制，施工控制通常是指对拉索张拉力的控制调整和主梁标高的控制，以使成桥后结构内力及外形达到设计预期值。以使成桥后结构内力及外形达到设计预期值。（2 2）施工控制与调整方法）施工控制与调整方

20、法 a a）一次张拉法；一次张拉法； b b）多次张拉法；多次张拉法； c c）设计参数识别法；设计参数识别法； d d）卡卡尔曼滤波法尔曼滤波法同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强35四、斜拉桥的设计与计算四、斜拉桥的设计与计算一、斜拉桥静力分析一、斜拉桥静力分析 ( (整体分析、局部分析及稳定分析整体分析、局部分析及稳定分析) )二、斜拉桥动力分析二、斜拉桥动力分析 （风振分析和地震分析等）（风振分析和地震分析等）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强361）斜拉桥的结构体系及受力特点）斜拉桥的结构体系及受力特点2）斜拉桥计算方法概述）斜拉桥计算方法概述3）斜拉索的结构特性）斜拉索的结构

21、特性索垂度效应索垂度效应4 4）平面杆系有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形）平面杆系有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形5 5）斜拉桥的恒载计算）斜拉桥的恒载计算6) 6) 斜拉桥的活载内力分析斜拉桥的活载内力分析7) 7) 斜拉桥的温度内力计算和考虑收缩徐变影响的恒载内力计算斜拉桥的温度内力计算和考虑收缩徐变影响的恒载内力计算8) 8) 斜拉桥的稳定性及局部应力斜拉桥的稳定性及局部应力第一节 斜拉桥的静力分析同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强37主梁飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的单跨梁半飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的连续梁梁塔梁固结体系：相当于配置体外索的连续梁刚构体系

22、：相当于配置体外索的连续刚构（压弯构件）索（受拉）：为主梁提供弹性支承塔（受压为主）：承受索力1）斜拉桥的结构体系及受力特点）斜拉桥的结构体系及受力特点1、斜拉桥的静力分析同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强38分析方法一般简化为平面结构，采用杆系有限元计算直接采用空间杆系有限元方法考虑因素几何非线性中小跨度索的垂度效应P效应大跨度：大变形理论收缩、徐变、温度等引起的变形和内力重分布锚下局部应力计算:先进行整体分析，然后按圣维南假定，取出局部进行局部应力分析施工过程计算非常重要2）斜拉桥计算方法概述）斜拉桥计算方法概述同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强39 混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索

23、，高强钢丝外包的索套仅作为保护材料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影响，同时索力大小对垂度也有影响。3）斜拉索的结构特性）斜拉索的结构特性索垂度效应索垂度效应 为了简化计算，在实际计算中索一般采用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考虑。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强40等效弹性模量 实际上在应力 索的轴向变性由两部分组成 （1）索自身的弹性变形 ；（2）垂度效应 : 则结构的等效弹性模量可表示为：efeffeegEEEeeeEELE3212)(1feefeefEEEEEEE1325

24、2323212cos11)(12)(1112)(11HAElgAFLAgELeecosFH Ag /coslL gAg同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强414 4）有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形）有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形 国内对于中小跨度斜拉桥一般采用平面杆系有限元计算斜拉桥的恒载、活载下的内力和变形等，分析时主梁和塔采用梁单元，而索采用直杆单元，杆单元的弹性模量采用前面推导的修正弹性模量考虑垂度效应。进行稳定及动力计算时，大多采用空间杆系有限元分析模型进行。对于大跨径斜拉桥，通常必须考虑主梁、塔柱几何非线性及其对结构的影响，对于平面模型，杆（索）单元和梁单元

25、的单刚矩阵分别为：同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强425 5）斜拉桥的恒载计算）斜拉桥的恒载计算 索力优化概念 成桥状态内力的初步确定 斜拉桥施工的理论计算斜拉桥索力优化方法斜拉桥索力优化方法归结起来分为三大类： 指定受力状态的索力优化，无约束的索力优化以及有约束的索力优化，具体方法分别有： 1) 指定受力状态的索力优化方法：刚性支承连续梁法和零位移法等； 2) 斜拉索力的无约束优化法：弯曲能量最小法和弯矩最小法等； 3) 索力的有约束优化：用索量最小法和最大偏差最小法同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强43（2）成桥状态内力的初步确定成桥状态内力的初步确定问题提出：问题提出：斜拉索是

26、可以主动张拉的，因此索力可以认为指定，索力不同，结构的内力分布会产生极大差异，因此需要对拉索索力进行优化，使斜拉桥在施工完成后在恒载状态下获得一种合理的内力状态。 因此，选择一组最优的索力是斜拉桥设计的首要问题，获得最优的索力方案可从两方面着手：a)a)从力学概念上判别最优从力学概念上判别最优;b);b)通过数学上的优化理论获得最优通过数学上的优化理论获得最优状态。状态。 成桥索力确定_基于数学优化理论的方法：1）通过数学方法建立一个优化方程，通过优化方程的求解得到最优索力，如：建立索力与主梁的弯矩、材料用量或其它指标函数之间的关系（势能最小或材料最省等），采用数学优化算法求解索力，使指标函数

27、达到最小值；2）优化方法可以适用于任意形式的斜拉桥。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强44 刚性支承连续梁法刚性支承连续梁法 所谓刚性支承连续梁法就是求一组恒载索力值，使主梁在恒载和索力作用下，成桥后索梁连接点处的位移为零。这时主梁的恒载弯矩即为刚性支承连续梁的弯矩。具体计算过程如下：首先根据一次落架，计算在恒载作用下（索力为零）索梁连接点处的垂直位移和塔顶水平位移 i=1,2,3）i然后依次计算出拉索为单位力时对这些点的影响量 ，k为节点编号，i为拉索边号。于是在恒载和索力共同作用下，以使各节点竖向位移为零为条件可以写出如下线性方程组：ki 00021212212222111211NNn

28、nnnnXXX 成桥状态内力的初步确定目前有多种方法，这里以刚性支承连续梁法进行简要描述：同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强45该方法只能提供成桥索力的参考值，在实际桥梁中通常不易实现。若索距有变化，对应连续梁可能出现负反力而索力不能为负值；只有边跨和中跨索距均相同，边跨的跨径约为中跨0.5倍时，上述方法的计算结果才可使用；如果主梁有竖曲线，拉索索力的水平分力将会产生很大的弯矩；没有考虑塔的受力。 刚性支承连续梁法（续）刚性支承连续梁法（续）_ _ 特点特点（2）成桥状态内力的初步确定（续）成桥状态内力的初步确定（续） 成桥索力确定成桥索力确定_ _基于数学优化理论的方法基于数学优化理论的

29、方法_ _弯曲能量最小法弯曲能量最小法 dsEIsMU222214iRiLniiiiMMIELU 合理状态下主梁结构应最接近轴向受力状态，弯曲能量是表达结构弯矩整体水平的重要指标，可通过优化计算减小弯曲能量。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强46(3) 斜拉桥施工理论计算斜拉桥施工理论计算 施工受力状态问题提出施工受力状态问题提出 指各施工阶段结构的受力状态，必须面临两方面的要求：其一为施工过程中受力安全；其二为成桥后满足合理成桥状态要求。当施工工序已确定好后，控制施工受力状态的参数主要就是斜拉索各次张拉力和各粱段立模(或安装定位)标高。 斜拉桥主要施工工况包括（施工方案拟定和施工荷载确定

30、）：1）结构构件的安装；2）临时构件的拆除；3）斜拉索的张拉与索力调整；4）施加各种集中或均布力；5）预应力张拉、收缩和徐变等因素。 软件应具备考虑上述工况的功能，通过前处理把上述工况变为计算模型的变化、体系转换、作用施加等等。 斜拉桥合理状态包括：合理成桥状态和合理施工状态。斜拉桥合拢后，还可以通过张拉或者放松拉索调整成桥内力状态。一般是先确定合理成桥状态，再反推出合理施工状态。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强47(3) 斜拉桥施工理论计算（续）斜拉桥施工理论计算（续） 斜拉桥施工状态的确定斜拉桥施工状态的确定 斜拉桥的施工过程是复杂的，为了使施工过程中的受力合理，同时又能满足成桥受力

31、和线形的要求。就必须根据施工方案确定好施工过程中的控制参数，对于采用悬臂法施工的情况控制参数为各粱段施工时的立模(或定位)标离和斜拉索的张拉索力。斜拉桥施工状态确定基本理论计算方法有：倒拆法、正装倒拆迭代法、正算法和无应力状态控制法等。a）倒拆法（倒退分析，计算施工时张拉索力、及施工时梁段标高、预拱度确定）倒拆法（倒退分析，计算施工时张拉索力、及施工时梁段标高、预拱度确定） 倒拆法是从斜拉桥成桥状态（初始恒载状态）出法，按照与实际施工次序相反的顺序，进行逐步倒退计算而得到各施工阶段的控制参数。结构据此数据按正装顺序施工完毕，在理论上斜拉桥的恒载内力和变形便可达到预定的成桥状态。同济大学土木工程

32、学院桥梁工程系 王志强48b) 正算法（前进分析，根据施工过程计算恒载正算法（前进分析，根据施工过程计算恒载(3) 斜拉桥施工理论计算（续）斜拉桥施工理论计算（续） 正装法也称前进分析法：1）拟定理想的成桥状态；2）建立施工张拉索力与成桥索力之间的影响关系，从任意施工初值索力开始，通过数学优化理论和迭代计算，求得最接近理想成桥状态的施工索力。（1）刚性支承连续梁法；（2）五点（四点）为零法；（3）零弯矩悬拼法同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强496) 6) 斜拉桥的活载内力分析斜拉桥的活载内力分析 斜拉桥活载内力采用影响线加载法计算，对于小跨径斜拉桥可以不考虑几何非线性,索弹性模量仅考虑恒

33、载修正，刚度矩阵的P-效应仅考虑恒载； 大跨径斜拉桥非线性影响明显增大，叠加原理不再适用，影响线加载法也就不能使用，最不利内力只能通过力学概念判断荷载位置后，通过非线性程序计算； 但为避免费时费力，一般先用影响线加载计算不计非线性因素的内力，然后乘以非线性修正系数； 桥面板及桥面系构件的活载冲击系数一般仍可按规范规定的计算； 斜拉桥的主梁、拉索和塔柱等主要构件的冲击系数计算还有待研究，故在实际设计中考虑的方法也不一致。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强508 8) ) 斜拉桥的稳定性及局部应力斜拉桥的稳定性及局部应力稳定性斜拉桥平面稳定塔墩面内稳定塔墩面外稳定7) 7) 斜拉桥的温度内力计

34、算和考虑收缩徐变影响的恒载内力计算斜拉桥的温度内力计算和考虑收缩徐变影响的恒载内力计算杆件两边缘发生均匀温度（年温差）杆件两边缘发生不均匀温度（日照温差）考虑收缩徐变影响_换算弹性模量法主梁及塔柱、索锚固区的局部应力同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强512、斜拉桥的动力分析1 1）概述）概述引起振动的主要因素车辆引起振动地震风振雨振结构自振频率与周期及振型同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强522 2）斜拉桥的风振问题）斜拉桥的风振问题 风对桥梁的作用机理与风的自然特性，桥梁自身的动力特性和风与桥梁结构相互作用这三个因素相关，风对桥梁的作用包括静力作用和动力作用两方面。 静力作用动力作用

35、 桥梁作为一个振动体系，在近地紊流风作用下，产生的风致振动可以概括为5种类型: 涡激共振：风流经各种断面形态的钝体结构时都有可能发生旋涡的脱落，而出现两侧交替变化的涡激力。当旋涡脱落频率接近或等于结构的自振频率时，将由此激发出结构的共振。 抖振 ：大气中的紊流成分所激起的强迫振动，由于阵风是断续的，也称为抖振。抖振是一种随机性的限幅振动（不致于发散），由于抖振发生的频度高，可能会引起结构的疲劳。过大的抖振振幅会引起人感不适，甚至危及桥上行车的安全。 同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强53 发生涡振和抖振的风速都在一定的范围，其振幅也是在一定范围内，故也称这两种振动为有限振动。 驰振：驰振也

36、是一种危险性的自激发散振动，由于桥梁振动导致气流相对攻角增大，又由于升力曲线的负斜率，使升力减小，相当于又增加了一个加剧振动的气动力，而使桥梁产生像骏马奔驰那样上下舞动的竖向弯曲振动，同样当达到临界风速时，桥梁振幅不断增大而最终导致破坏。 颤振 ：颤振是一种危险性的自激发散振动，当自然风速达到桥梁的颤振临界风速时，自然风给桥梁输入的能量大于桥梁本身的阻尼在振动中所能耗散的能量，导致振幅逐步增大直至最后结构破坏。颤振有扭转颤振和弯扭耦合颤振两种形式。 驰振主要发生在斜拉索和非流线型截面的主梁上；颤振主要发生在比较扁平但还不够扁平的主梁截面上。 斜拉索的风雨振和尾流驰振： 下雨时，雨水沿斜拉桥拉索

37、下流时的水道改变了原来的截面形状，从圆形异化为类似于结冰电缆的三角形。在一定的临界风速下，拉索会出现驰振。在并排拉索的斜拉桥中，处在前排拉索尾流区的后排拉索如果正好位于不稳定的驰振区，后排（下风侧）拉索会比前排（迎风侧）拉索发生更大的风致振动，这就是尾流驰振现象。 同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强54时 间 （ 秒 ）加速度(g)0510152025-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.4 3 3）斜拉桥的地震问题）斜拉桥的地震问题地震动地震响应计算分析方法 静力法 反应谱分析方法 时程分析法同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强55定义：悬索桥也叫吊桥，是以悬索（大缆）为

38、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。 一、悬索桥结构形式、构造和布置一、悬索桥结构形式、构造和布置二、悬索桥的施工二、悬索桥的施工三、悬索桥的设计三、悬索桥的设计四、悬索桥计算理论和计算内容简介四、悬索桥计算理论和计算内容简介同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强56一、悬索桥结构形式、构造和布置一、悬索桥结构形式、构造和布置 悬索桥的组成 悬索桥的形式 悬索桥的各部分构造 悬索桥的布置同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强571 1、 悬索桥的组成和作用悬索桥的组成和作用组成：组成：悬索桥是

39、由悬索桥是由主缆、加劲梁、主主缆、加劲梁、主塔、锚碇、吊索、鞍座塔、锚碇、吊索、鞍座等构件构成的等构件构成的柔性悬吊体系，其主要构成如下图所柔性悬吊体系，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，定。成桥后结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。受力按刚度分配。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强581 1、 悬索桥的组成和作用（续）悬索桥的组成和作用（续）主缆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

40、，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。有时因地形原因，悬索桥主缆在边跨端部不能设置锚固体，则常设置副塔，使主缆先通过副塔顶部，然后延伸一定长度后再进入锚固体，副塔顶部设有能使主缆转向的鞍座；加劲梁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

41、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，除了主塔与副塔的鞍座外，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；锚碇锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基； 同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强592 2、悬索桥的形式、悬索桥的形式v 地锚式与自锚式悬索桥（地锚式与自锚式悬索桥（按主缆锚固方式划分按主缆锚固方式划分）地锚式：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。主缆拉力依靠锚固

42、体传递给地基，要求地基有较大承载力。自锚式：自锚式：主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁（轴向压力）（轴向压力）承受；竖直承受；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。分力（较小）由端支点承受。适宜：跨度不大、软土地基、城市桥等。 悬索桥的形式可从悬索桥的形式可从主缆锚固方式主缆锚固方式、悬吊跨数、悬吊方式悬吊跨数、悬吊方式以及以及加劲梁加劲梁形式形式等方面加以划分。等方面加以划分。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强60v地锚式悬索桥的孔跨布置形式(按悬吊跨数分类)单跨：适于边跨建筑高度小、曲线边跨。由于边跨主缆的垂度较小对荷载变形有利

43、。三跨：最常见，结构特性比较合理。两跨：（单边跨）一岸建筑高度小或曲线边跨时。1377米青马大桥。多跨：因中间桥塔和两边桥塔的塔高不同导致主缆垂度偏大，悬索桥整体刚度降低，非均布活载下塔顶变位及加劲梁挠曲变形和弯矩较大；固有振动频率降低。故中塔必须加大刚度或者减小主缆垂跨比。2 2、悬索桥的形式（续）、悬索桥的形式（续）l 按悬吊形式划分按悬吊形式划分 竖向、斜吊、斜拉竖向、斜吊、斜拉 悬索混合式悬索混合式同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强61 按加劲梁支承类型划分按加劲梁支承类型划分（连续加劲梁、两铰加劲梁等）连续加劲梁、两铰加劲梁等）简支（双铰）和单跨体系：梁端用吊杆或者摆柱作支撑的悬

44、浮体系，纵向位移不受限制。不太适合铁路桥。单跨适于边跨建筑高度小或曲线边跨，由于边跨主缆的垂度较小对荷载变形有利，架设主缆时索鞍预偏量较大；连续体系：加劲梁挠度（竖向及横向）、梁端角变位及伸缩量较小。但是，主塔支点处产生较大弯距；梁穿过塔，使塔柱间横向间距大，基础尺寸也相应加大；制造、架设误差以及基础的不均匀沉降对加劲梁应力影响较大。单跨悬索桥中的一些特殊布置：单跨悬索桥加劲梁在两个非悬吊的边跨内各带有连续伸出段，可有效减小变形。2 2、悬索桥的形式（续）、悬索桥的形式（续）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强62 按加劲梁类型划分按加劲梁类型划分（连续加劲梁、两铰加劲梁等）连续加劲梁、两铰

45、加劲梁等）2 2、悬索桥的形式（续）、悬索桥的形式（续）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强633 3、悬索桥各部分的构造、悬索桥各部分的构造 1 1）主缆）主缆 材料 有效拉应力大；拉伸延伸率小；弹模大；截面密度大；疲劳强度高、徐变小；成缆锚固及防锈容易；价廉物美。 类型(钢结构眼杆式缆链、钢丝绳缆、封闭式钢缆和平行钢丝索股) 钢丝绳缆：钢绞线绳、螺旋钢丝绳、封闭式钢缆等，适于600米以下； 平行钢丝索股：采用空中纺线法AS法或者预制平行钢丝索股法PS法），适于400米以上，是现代悬索桥主缆的主流结构类型。 大多采用耐疲劳的高强钢丝，因为钢绞线虽然施工方便，但弹模较低使结构变形增大，截面形

46、状不易按照设计形状压紧，防腐较难，适于中小跨度。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强64AS法：通过牵引索作来回走动的编丝轮，每次将两根钢丝从一端拉到另一端，待钢丝达到一定数量后（可达400500根）编扎成一根索股。钢束股数较少，便于集中锚固，起吊设备轻便；架设主缆时抗风较弱所需劳动力也较多。PS法：避免了钢丝编成钢丝束股的作业从而加快主缆的施工进度，但要求大吨位的起重运输设备和拽拉设备来搬运钢丝束股。目前多采用61、91、1275左右钢丝，最重可达40吨。主缆编制方法主缆编制方法同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强65锈蚀原因：架设期间水份进入；防护完成后因主缆线形变化、温度变化引起伸缩

47、而导致粗糙表面的油漆开裂和索夹上受损的密封部位开裂，水的渗入导致主缆湿度高而锈蚀。防护方法：施工期间镀锌钢丝外涂底漆或者树脂类，然后手工满刮腻子，再缠绕钢丝（退火镀锌4钢丝），最后作外涂装。 主缆的防护（不可更换的主要受力构件，必须防腐）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强662 2）吊杆（索）吊杆（索） 布置形式：竖直；倾斜（提高整体振动时的结构阻尼值）。 柔性吊杆材料：钢丝绳或者平行钢丝索（多采用）。 注意：钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。平行钢丝索（PWS）：多根57镀锌钢丝外加PE套管。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强673 3）索夹）索夹 作用：作用：刚性索夹与柔

48、而松的主缆索体间的连接为不稳定连接。依靠摩擦力来保证主缆在受拉产生收缩变形时也不致滑动。一般分为四股骑跨式与双股销铰式。吊索与索夹的联结方式吊索与索夹的联结方式4股骑跨式：两根两端带锚头的钢丝绳索绕跨在索夹顶部的嵌索槽中，锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索，索夹分左右两半。双股销铰式：两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳索或平行钢丝索，上端利用销铰与索夹下的耳板（吊板）连接，下端用锚头或者同样用销铰与加劲梁连接。索夹分上下两半。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强68结构形式：钢桁梁、钢箱梁、砼箱梁结构形式：钢桁梁、钢箱梁、砼箱梁4) 4) 加劲梁加劲梁 材料：圬工（古老、小跨简易）；钢筋砼（

49、框架式；实心矩形或者箱形）；钢（框架式、桁架式；箱形、多格箱形、H形）。 桥塔纵向结构形式：摇柱塔（摆动式）：单柱塔下设铰、塔顶索鞍固定于塔，适于小跨。柔性塔：一般为下端固定式，塔顶水平变位量相对较大，适于大跨。刚性塔：塔顶水平变位量相对较小，单柱或者A形，多用于多跨悬索桥的中间塔柱，纵向刚度较大，塔顶位移小从而减小加劲梁内的应力。5) 5) 桥塔桥塔同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强69 桥塔横向结构形式：刚构式（框架式）：单层或者多层门架，明快简洁。桁架式：若干组交叉的斜杆与水平横梁组成桁架，施工时稍显困难。混合式：仅在桥面以下设置交叉斜杆以改善受力和经济性能。 塔柱横向可竖直或者稍带

50、倾斜（斜柱式）或转折点（折柱式），后两者稳定性能好且较为经济。 现代认为钢筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥塔最佳选择。现代认为钢筋砼刚构式桥塔是悬索桥的桥塔最佳选择。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强70 基本组成：主缆的锚碇架及固定装置、锚梁、锚碇基础。 基本分类：重力式锚碇、隧道式（岩锚）锚碇。 重力式锚碇：依靠锚块自重来抵抗主缆的竖直分力，水平分力则由锚碇与地基之间的摩阻力（包括侧壁的）或者嵌固阻力来抵抗。 隧道式锚碇（岩洞式）:主缆散开后各索股通过岩洞中的混凝土锚块内埋设的锚梁与拉杆的伸出端连接，并利用预应力工艺调整松紧。 5) 5) 锚碇（用于地锚式悬索桥锚碇（用于地锚式悬索桥）前锚式

51、：主缆采用PS法施工时的缆索锚固方式，支承（定位）钢构架与传力钢构架的结合。 后锚式：主缆采用AS法施工时的缆索锚固方式，铸钢索靴与眼杆的结合。 同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强716) 6) 塔顶鞍座和散索鞍座塔顶鞍座和散索鞍座索鞍（鞍座）属于支承主缆的支承件或配件。 类型：塔顶主索鞍；支架副索鞍（副鞍座）：边跨靠近岸端的墩架或钢排架的顶部，改变主缆在竖平面内的倾角。也可不设。散索鞍座（展束锚固索鞍）：多设置在桥台上，使构成主缆的许多钢丝束股在水平向及竖直向分散开的支撑鞍座，并导引各索股入锚固部分。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强72主要构件：鞍槽、腹板底板和加劲肋板等（腹板传递

52、鞍槽压力，横肋加强）。布置形式：两块斜腹板，大部分鞍下应力由斜腹板直接径塔柱两侧横壁板传给桥塔、单（两）块竖腹板：大部分压力经鞍座板间接传递给塔柱顶板。塔顶鞍槽的纵向曲率半径： 纵向圆弧半径（可为纵向非对称多段圆弧）不小于主缆直径的812倍，入口处鞍槽半径局部略小以防破坏主缆防腐。鞍槽的截面形状：配合主缆钢丝索股的排列形状。制造方法：全铸、铸件鞍槽焊接钢板（铸焊）、全焊。塔顶主索鞍塔顶主索鞍江阴主索鞍同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强73构造形式 为调节主缆在各种条件下的长度变化，散索鞍由辊轴、摇轴支承，或者作成摆柱构件。鞍槽的纵向曲率半径 入口处鞍槽形状与塔顶鞍槽相同，出口处略小，要同时

53、满足主缆转向和散索的功能要求。鞍槽的截面形状 配合主缆钢丝索股的排列形状。散索鞍：散索鞍：主缆进入锚碇之前的最后一个支撑主缆的构件。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强744、悬索桥的总体布置、悬索桥的总体布置拱桥：拱桥：主拱是压弯构件，过大的轴力和弯距会使其失稳，材料强度很难发挥；拱质量中心较高，不利于抗震；施工难。斜拉桥：斜拉桥：受压弯的加劲梁在跨度很大时恒载压力巨大，截面尺寸势必加大；跨度较大时刚度较好；施工、抗风难。适用范围 1000米以上几乎是唯一可选桥型；3001000米之间采用钢加劲梁也可与斜拉桥竞争。与其它大跨度桥梁的比较选择：同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强75 跨度

54、比 垂跨比 宽跨比 高跨比 主缆与加劲梁的特殊联结结构布置主要参数和特殊连接：结构布置主要参数和特殊连接：4 4、悬索桥的布置悬索桥的布置同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强76跨度比跨度比（边跨与中跨之比 L1/L）一般取值自由度较小，为0.30.5。单位桥长用钢量随跨度比的减小而增大；大跨悬索桥多用小边跨来增加刚度的同时又使用钢量较省，跨度比在0.20.4之间。 结构的竖向变形及竖向挠角随跨度比的减小而减小；取消悬吊的边跨加劲梁又导致结构的整体刚度降低。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强77垂跨比垂跨比 （主缆矢跨比）（f/L）一般取值范围为1/91/12。垂跨比对主缆拉力影响较大，

55、垂跨比越小主缆拉力越大，从而所需主缆截面面积越大，增加单位桥长用钢量；缆索单位桥长用钢量是随垂跨比增加（从1/12增大到1/10）而减小，但钢桥塔的用钢量则随垂跨比的增加而增加；垂跨比越大，悬索桥的竖向、横向整体刚度越小；对振动特性的影响：垂跨比增大时，竖向挠振固有频率和极惯矩降低；扭振固有频率增大。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强78一般中小跨度桥梁：宽跨比一般取值范围为大于等于1/20。但是大跨度悬索桥的宽跨比尚无合理而科学的标准。一般而言，宽跨比越大，梁体越宽，梁体横向挠曲刚度越大，可以非常有效地减小边跨梁体的横向最大挠角以及主跨梁体的横向最大挠角（对主跨梁体的横向最大挠度减小不是

56、很显著）。已建大跨度悬索桥的宽跨比大致在1/601/40。 宽跨比宽跨比（B/L）同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强79高跨比高跨比（H/L 加劲梁高与主孔跨度之比）悬索桥加劲梁在恒载作用下除了承受与吊索节间长度有关的挠曲应力外，一般处于无应力状态，所以加劲梁高度与主孔跨度基本没有关系。减小加劲梁竖向变形的有效办法是减小跨度比而不是增大加劲梁高度。一般而言，桁架式加劲梁的高度为814米，箱型加劲梁高度为2.54.5米。已建桁架式加劲梁悬索桥的高跨比大致在1/1801/70； 箱型加劲梁悬索桥的高跨比大致在1/4001/300； 扁平钢箱梁的流线型设计有利于风动稳定，但高度太小会导致加劲梁抗

57、扭刚度削弱太多，容易导致涡振和抖振发生而导致结构疲劳。因此，一般控制高宽比在1/71/11。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强80主缆与加劲梁的特殊联结及其它主缆与加劲梁的特殊联结及其它：传统做法：主缆只通过吊索与加劲梁联结。特殊做法：主跨中点将主缆与加劲梁直接固结。优点：可以减小非对称荷载作用下的挠度，提高纵向位移的复原力，改善短吊杆的疲劳特性，减小正常情况下活载引起的振动以及风荷载和地震荷载引起的纵向位移量，1959年法国首创，现逐渐广泛。 布置方式：主跨跨中设计特殊夹具连接主缆与加劲梁；主跨跨中设计一对相对的短斜索；主跨跨中（中斜索）以及边跨端部（端斜索）设计一对相对的短斜索。同济大

58、学土木工程学院桥梁工程系 王志强81二、悬索桥的施工二、悬索桥的施工 加劲梁拼装施工加劲梁拼装施工 缆索施工缆索施工 桥塔施工桥塔施工 锚碇施工锚碇施工同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强82主缆施工主缆施工 悬索桥主缆施工可分为以下几个步骤： 1）准备工程 2）架设导索 3）架设牵引索和猫道索 4）架设猫道桥面板及横向天桥 5）架设抗风索以及完成猫道，并架设主缆（纺线法、改进纺线法，预制平行索股法） 6）将猫道转载于主缆后拆除抗风索，并架设竖吊杆。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强83三、悬索桥的设计三、悬索桥的设计加劲梁在活载与其他荷载作用下与主缆共同受力，因此必须与主缆共同考虑，所

59、以悬索桥设计按顺序包括以下内容，先考虑主缆及加劲梁的设计，然后根据已决定的主缆及加劲梁体系考虑桥塔和锚碇的设计，最后进行其它辅助构件的设计。悬索桥设计包括：1、总体设计；2、主缆的设计；3、加劲梁；4、主塔的设计；5、吊索和锚碇等的设计等。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强84 悬索桥的总体构思 悬索桥的设计计算内容 悬索桥的设计计算程序悬索桥的总体设计悬索桥的总体设计同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强851）悬索桥的适用范围2）悬索桥与其它大跨度桥式的比较选择3） 悬索桥的美学比例4）悬索桥总体设计的参考数据：跨度比，垂跨比，宽跨比，高跨比等 1）边跨跨径与主跨跨径的比例；2）桥下空

60、间形式；3）加劲梁选择；4）悬索挢的锚碇选择；5）桥塔选择。 悬索桥的总体构思悬索桥的总体构思同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强86 主缆的类型和材料主缆的总体设计主缆的总体设计 主缆的设计 主缆成桥几何线型的确定； 主缆截面及预制平行钢丝束设计； 主缆钢丝束的无应力长度。同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强87加劲梁设计加劲梁设计悬索桥加劲梁的主要功能：首先是直接承受竖向活载；其次是能够安全地抵抗横向风压， 并在风动力作用下不丧失稳定；最后要能抗震。1）加劲梁结构形式和布置2）加劲梁计算考虑应包括如下内容：（1）加劲梁在使用活载作用下的弯矩、剪力和扭矩；（2）横向风力的效应；（3）起控