61悬索桥的历史与发展

第五章悬索桥5.1悬索桥的历史与发展5.2悬索桥构造简述5.3悬索桥的形式5.4悬索桥的桥塔5.5悬索桥的缆索体系5.6悬索桥的加劲梁5.7悬索桥的锚碇第一节悬索桥的历史与发展1、历史上的悬索桥2、现代悬索桥的发展3、世界悬索桥现状一、历史上的悬索桥•（一）定义：•由受拉的悬索作为承重结构的桥梁。•（二）组成：桥塔、主缆、加劲梁、吊索、鞍座、索夹等。主缆两端的锚固体，虽常被视为下部结构，但它是地锚式悬索桥的重要组成部分。（三）分类•1、受力：•牵索：由缆索组成的几何不变的牵索桁架为承重结构。已不修。•悬索：各国语言中有不同的表述。•中国：悬索桥(吊桥)；英国：SuspensionBridge；美国：SuspensionBridge；日本：吊桥；2、材料•1）悬索桥的鼻祖猴子•2）最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条•实例：我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。•3）17世纪用铁链作悬索的桥梁。•实例：我国四川省大渡河上由9条铁链组成的泸定桥是在1706年建成的。•4）19世釆用眼杆(eyebar)与销铰作悬链的桥梁。•实例：英国1826年建成跨度为177m麦地海峡桥和1864年建成跨度为214m的克利夫顿(Clifton)桥都是属于这种形式。这两座古老的悬索桥至今尚在使用。•5）利用钢缆绳、钢绞线和钢丝等现代钢材来制造的悬索桥则基本上是进入20世纪后才出现的。泸定桥:眼杆与销铰的桥梁:英国门奈桥二、现代悬索桥的发展•现代悬索桥的发展迄今出现四次高峰：•1．第一次与第二次高峰之间的20世纪40年代，因美国塔科马(Tacoma)老桥的风毁事故，大跨悬索桥的修建停顿了约有10年之久。但在此期间由于悬索桥的抗风设计引入了风洞试验而使悬索桥的发展在20世纪50年代得到复苏，•2．分别在60年代与80年代进入第二次与第三次高峰。•3．进入90年代之后，包括中国在内的在全球范围内又出现新的建设高峰，即目前的第四次高峰：以下对四次高峰，包括挫折期与复苏期，分别作概略的叙述。（一）1930年前后美国的悬索桥一第一次发展高峰•1.1883年纽约主跨为486m布鲁克林桥是美国，世界首座跨度较大的悬索桥。•2.真正的跨度较大1903年488m的威廉姆斯堡桥，其次是1909年448m的曼哈顿桥。•3.20世纪20年代美国小跨度1926年本杰明一富兰克林，主跨为533m，此桥的跨度和载重规模在当时都是空前的。•另一座1929年底特律大使桥564m，跨越底特律河。•4.20世纪30年代美国大跨度1931年建成跨度首先突破千米的乔治·华盛顿桥主跨达1067m。•5.1936年旧金山一奥克兰海湾大桥，东西两桥，其中西桥是两座一前一后串联衔接的孪生悬索桥，每座均为三跨悬吊，主跨均为704m，采用加劲钢桁梁，桥面分上下两层，上层可通行6个车道的小汽车，下层可通行三个车道的重车(货运卡车)和双轨电车。•6.1937年旧金山城市标记的金门大桥，主跨为1280m，27年布鲁克林桥:1.花岗岩砌筑的塔柱2.从锻铁到现代钢材.钢丝3.纽约象征布鲁克林桥威廉姆斯堡桥曼哈顿桥乔治·华盛顿桥:梁高小,轻、薄、纤细旧金山城市标记金门大桥二、20世纪40年代悬索桥发展史上的挫折——塔科马桥的风毁•1940年在华盛顿州建成主跨为853m的塔科马老桥。此桥的加劲梁不是钢桁梁而是下承式(半穿式)钢板梁。由于加劲梁断面抗风稳定性差，在建成当年的11月7日近中午的时候被风吹断。•三、20世纪50年代悬索桥发展的复苏——风洞试验的兴起•工作:•1.利用风洞进行了三维模型试验，•2.发现事故原因的扭曲颤振现象是无衰减的反复力逐渐累积起来发生极度共振乃至破坏。•3.1950年按原有跨度重建塔科马新桥。风洞试验,加劲梁由钢板梁改为钢桁梁，并在桥面部分开有若干带状孔隙，以进一步改善抗风性能(图1-3)。•4.悬索桥的模型风洞试验从此在设计中成为必要的手段。新塔科马海峡桥四、20世纪60年代欧美的悬索桥——第二次发展高峰•1、美国1964年超金门(1280m+18m=1298m)的维拉扎诺海峡桥，保持了17年，1981年英国1410m恒伯尔桥。•2、欧洲最早大跨度英1964年苏格兰1006m福斯公路桥•1966年布里斯托尔988m首次钢箱梁斜吊索塞文桥。•3、葡萄牙1966年首都里斯本1013m的4月25日大桥。•出现三座跨度大于千米的桥梁以美国主跨为1298m的维拉扎诺桥和英国主跨988m的塞文桥为代表。前者为美国流派，后者为新型的英国流派。•维•拉•扎•诺•海•峡•桥福斯公路桥4月25日大桥