悬索桥,又名吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小荷载所引起的挠度变形。悬索桥中大的力是悬索中的张力和塔架中的压力!由于塔架基本上不受侧向的力,它的结构可以做得相当纤细,此外悬索对塔架还有一定的稳定作用!假如在计算时忽视悬索的重量的话,那么悬索形成一个抛物线!
如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m.悬索桥的历史是古老的!早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪,使用的悬索有竖直的,斜拉的,或者两者混合的!婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥,都是早期悬索桥的雏形。不过具有文字记载的悬索桥雏形,早的要属中国,直到今天,仍在影响着世界吊桥形式的发展!一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上,在少数情况下,为满足特殊的设计要求,也可将主缆直接锚固在加劲梁上,从而取消了庞大的锚碇,变成了自锚式悬索桥!
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柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁,因而刚度较小,在车辆荷载作用下,桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形,对行车不利,但它的构造简单,一般用作临时性桥梁!刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强,刚度较大!加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载!除以上形式外,为增强悬索桥刚度,还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式,但构造较复杂.桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥!英文为SuspensionBridge,是“悬挂的桥梁”之意,故也有译作“吊桥”的.
“吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成,故译作“悬索桥”,但个别情况下,“索”也有用刚性杆或键杆做成的,故译作“悬索桥”不能涵盖这一类用桥.和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上.通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。与拱桥用刚性的拱肋作为承重结构不同,其采用的是柔性的悬索作为承重结构。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁).
由于悬索桥可以充分利用材料的强度,并具有用料省、自重轻的特点,因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力大,跨径可以达到1000米以上!1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米,是世界上跨径大的桥梁!悬索桥的主要缺点是刚度小,在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动,需注意采取相应的措施。悬索桥特点:相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离!悬索桥可以造得比较高,容许船在下面通过,在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩,因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造。
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