大跨懸索橋的設(shè)計與施工

第一章 構(gòu)思

（一）關(guān)于工程構(gòu)思

（二）纜在豎向荷載下的計算

（三）兩鉸式懸索橋在豎向荷載下的計算

（四）纜、錨、塔

（五）加勁梁

（六）懸索橋在大跨范圍內(nèi)的適用情況

（七）將構(gòu)思轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實時的注意事項

第二章 設(shè)計原則

（一）汽車活荷載

（二）其它荷載

（三）荷載組合，兩類驗算方法

（四）纜的驗算

（五）錨碇驗算

（六）塔的驗算

（七）加勁梁計算

（八）吊索計算

第三章 構(gòu)造述要

（一一）纜

（二）錨碇

（三）塔

（四）加勁梁

（五）鞍

（六）靴跟

（七）索夾及吊索

第四章 施工特點

（一）用空中送絲法架纜

（二）預(yù)制平行絲股的制造及架設(shè)

（三）加勁梁架設(shè)

第五章 美國工程師修建的懸索橋

（一）華盛頓橋

（二）舊金山海灣橋

（三）金門橋

（四）韋拉扎諾橋

（五）葡萄牙的四月二十五日橋

（六）紐波特橋

第六章 英國工程師修建的懸索橋

（一）福斯橋

（二）塞文橋

（三）土耳其的博斯普魯斯海峽兩座橋

（四）亨伯橋

（五）香港青馬大橋

第七章 丹麥和瑞典的懸索橋

（一）丹麥小貝耳特橋

（二）丹麥大貝耳特橋

（三）瑞典濱海高橋

第八章 日本的懸索橋

（一）大鳴門橋

（二）下津井瀨戶大橋

（三）北備贊及南備贊瀨戶大橋

（四）明石大橋

第九章 我國的懸索橋

（一）汕頭海灣大橋

（二）豐都長江大橋

（三）西陵峽長江大橋

（四）虎門珠江大橋

（五）江陰長江大橋

（六）廈門海滄大橋

附錄（一） 英國公路橋荷載規(guī)范BD37/88摘譯

附錄（二） 重要橋名的英譯名

附錄（三） 主要中英名詞對照

附錄（四） 單位轉(zhuǎn)換

參考文獻2100433B

《大跨懸索橋的設(shè)計與施工》是高等院校的基礎(chǔ)課教材，共分為九章，內(nèi)容包括構(gòu)思、設(shè)計原則、構(gòu)造述要、施工特點、美國工程師修建的懸索橋、英國工程師修建的懸索橋、丹麥和瑞典的懸索橋、日本的懸索橋和我國的懸索橋?！洞罂鐟宜鳂虻脑O(shè)計與施工》給供相關(guān)學(xué)者參考閱讀。

《大跨懸索橋施工抗風(fēng)》較系統(tǒng)地闡述了大跨懸索橋施工抗風(fēng)的理論、方法和應(yīng)用。第一章和第二章重點介紹大跨懸索橋橋塔施工期的馳振和抖振性能分析方法；第三章和第四章主要論述大跨懸索橋施工貓道的動力特性和靜風(fēng)穩(wěn)定性分析方法；第五章和第六章重點闡述大跨懸索橋主纜施工期馳振性能及控制方法；第七章主要介紹大跨懸索橋施工期吊梁的顫振可靠性分析。

《大跨懸索橋施工抗風(fēng)》可供從事懸索橋研究、設(shè)計、施工與管理的廣大科技人員參考，亦可作為高等學(xué)校土木工程、交通工程、道路橋梁與渡河工程等專業(yè)的研究生和高年級本科生的學(xué)習(xí)參考書。

前言

主要符號

緒論

0．1 大跨懸索橋發(fā)展概況

0．2 大跨懸索橋施工抗風(fēng)研究現(xiàn)狀

0．2．1 懸索橋抗風(fēng)研究方法

0．2．2 橋塔施工期抗風(fēng)研究

0．2．3 貓道抗風(fēng)研究`

0．2．4 主纜施工期抗風(fēng)研究

0．2．5 加勁梁施工期抗風(fēng)研究

第一章 大跨懸索橋施工期橋塔馳振性能分析

1．1 引言

1．2 橋塔施工期變截面塔柱的馳振分析方法

1．2．1 基本假定

1．2．2 馳振響應(yīng)計算公式

1．2 13馳振臨界風(fēng)速的判定

1．2．4 本節(jié)方法的驗證

1．3 橋塔塔柱靜風(fēng)系數(shù)識別的數(shù)值方法

1．4 變截面雙塔柱橋塔施工期馳振性能分析

1．4．1 工程實例

1．4．2 數(shù)值建模

1．4．3 考慮氣動干擾效應(yīng)的塔柱馳振性能分析

1．5 橋塔施工期馳振臨界風(fēng)速的計算

1．5．1 橋塔施工期暫態(tài)結(jié)構(gòu)動力特性

1．5．2 橋塔施工期暫態(tài)結(jié)構(gòu)馳振判定

1．6 本章小結(jié)

第二章 大跨懸索橋橋塔施工期風(fēng)致抖振分析及舒適性評定

2．1 引言

2．2 橋塔時域抖振分析

2．2．1 橋塔有限元模型及其施工期動力特性分析

2．2．2 脈動風(fēng)速場模擬

2．2．3 風(fēng)荷載計算

2．3 橋塔施工期抖振響應(yīng)

2．4 橋塔施工舒適性評定

2．5 本章小結(jié)

第三章 大跨懸索橋無抗風(fēng)纜貓道動力特性分析

3．1 引言

3．2 理論建模

3．2．1 無抗風(fēng)纜貓道的豎向固有振動

3．2．2 無抗風(fēng)纜貓道的側(cè)向固有振動

3．2．3 無抗風(fēng)纜貓道的扭轉(zhuǎn)固有振動

3．3 有限元建模

3．4 數(shù)值分析

3．5 無抗風(fēng)纜貓道動力特性影響因素分析

3．5．1 橋塔對無抗風(fēng)纜貓道振動特性的影響

3．5．2 無抗風(fēng)纜貓道矢跨比對其振動特性的影響

3．5．3 無抗風(fēng)纜貓道橫向天橋?qū)ζ湔駝犹匦缘挠绊?

3．5．4 無抗風(fēng)纜貓道材料性能對其振動特性的影響

3．5．5 聯(lián)結(jié)索對無抗風(fēng)纜貓道振動特性的影響

3．6 本章小結(jié)

第四章 大跨懸索橋無抗風(fēng)纜貓道非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性分析

4．1 引言

4．2 非線性靜風(fēng)穩(wěn)定理論

4．2．1 非線性靜風(fēng)荷載

4．2．2 非線性靜風(fēng)穩(wěn)定理論

4．2．3 非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性全過程分析方法

4．3 工程實例分析

4．3．1 工程概況及計算模型

4．3．2 貓道非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性分析

4．4 本章小結(jié)

第五章大跨懸索橋施工期暫態(tài)主纜馳振分析

5．1 引言

5．2 主纜的馳振分析方法

5．3 主纜靜風(fēng)三分力系數(shù)識別的數(shù)值方法

5．4 主纜馳振力系數(shù)比較分析

5．4．1 工程實例

5．4．2 數(shù)值建模

5．4．3 結(jié)果分析

5．5 某大跨懸索橋施工期暫態(tài)主纜馳振判定

5．5．1 暫態(tài)主纜動力特性

5．5．2 暫態(tài)主纜馳振判定

5．6 本章小結(jié)

第六章大跨懸索橋施工期暫態(tài)主纜馳振控制

6．1 引言

6．2 工程背景、有限元建模及計算工況

6．3 暫態(tài)主纜豎向振動影響參數(shù)分析

6．3．1 輔助索位置對暫態(tài)主纜1階豎向振動頻率的影響

6．3．2 輔助索縱向布置方式對暫態(tài)主纜1階豎向振動頻率的影響

6．3．3 輔助索剛度對暫態(tài)主纜1階豎向振動頻率的影響

6．3．4 輔助索對暫態(tài)主纜等效阻尼比的影響

6．4 暫態(tài)主纜馳振控制

6．5 本章小結(jié)

第七章 大跨懸索橋施工期吊梁顫振可靠性分析

7．1 引言

7．2 工程背景

7．3 顫振概率模型

7．3．1 極限狀態(tài)方程

7．3．2 橋位極值風(fēng)速效應(yīng)模型

7．3．3 顫振臨界風(fēng)速抗力模型

7．4 顫振可靠性方法

7．4．1 基于Matlab的Monte Carlo顫振可靠性計算

7．4．2 JC法

7．5 顫振可靠性分析

7．5．1 東海某大跨懸索橋施工期吊梁顫振分析

7．5．2 影響參數(shù)分析

7．6 本章小結(jié)

主要參考文獻2100433B

主纜的矢跨比是設(shè)計懸索橋時需要首先確定的一個重要設(shè)計參數(shù)，其對結(jié)構(gòu)剛度有較大影響。對大跨懸索橋的結(jié)構(gòu)剛度隨矢跨比的減小而增大的普遍認識存在一定的片面性，提出懸索橋的結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)綜合考慮重力剛度及幾何剛度的貢獻，兩種剛度效應(yīng)的疊加才能較真實地反映結(jié)構(gòu)剛度。懸索橋建立有限元計算模型，計算矢跨比取 1 /15 ～ 1 /5 時，懸索橋加勁梁的豎向撓度、梁端的縱向位移及梁端的豎向轉(zhuǎn)角，以重力剛度及幾何剛度各自隨矢跨比的變化規(guī)律及其在結(jié)構(gòu)剛度中所占的比重，從而得出結(jié)構(gòu)剛度隨矢跨比的真實變化規(guī)律，并給予合理解釋，得出一些有用的結(jié)論，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。

現(xiàn)有的重力剛度理論的基礎(chǔ)上，將橋塔的縱向位移對線形的影響考慮進來，得出活載下塔頂縱向位移引起的主纜豎向撓度與主纜矢跨比的二次方成反比。從而從理論上說明結(jié)構(gòu)剛度隨矢跨比出現(xiàn)非單調(diào)變化規(guī)律的可性。實際上，隨著矢跨比的改變，除了重力剛度會隨之改變以外，結(jié)構(gòu)的幾何線形也出現(xiàn)了變化，即體系本身所蘊含的勢能不同，其在結(jié)構(gòu)抵抗變形時產(chǎn)生的貢獻有差異，將幾何形狀提供的剛度稱為幾何剛度。提出分析矢跨比對懸索橋結(jié)構(gòu)剛度的影響應(yīng)綜合考慮重力剛度及幾何剛度各自的貢獻，并通過對某懸索橋的有限元分析研究結(jié)構(gòu)剛度、重力剛度及幾何剛度隨矢跨比的變化規(guī)律，從而給出工程中懸索橋合理矢跨比范圍。

矢跨比矢跨比對重力剛度的影響

重力剛度的概念

對于大跨徑懸索橋，加勁梁的豎向抗彎剛度將隨著跨度的增加而在懸索橋整體剛度中降到次要位置。在靜力分析中，可以先令加勁梁的抗彎剛度為零，取主纜作為基本體系。柔性的主纜因承受巨大的恒載而產(chǎn)生的抵抗活載變形的剛度，稱為重力剛度。

從懸掛纜索來看，在均布恒載 q 下的線形是拋物線，即曲線①； 其后，作用集中活載P(qL> P)形成曲線③； 相較于無恒載懸索上僅作用 P 時的曲線②、曲線③的變形要小得多，即懸索在恒載下獲得了保證穩(wěn)定線形的重力剛度。

矢跨比矢跨比對幾何剛度的影響

幾何剛度的概念

所謂幾何剛度是指大跨徑懸索橋在自身恒載作用下達到設(shè)計矢跨比 f /L 時，將柔性主纜及吊索均簡化成相應(yīng)的鉸接鏈桿，加勁梁簡化為連續(xù)梁，此組合體系抵抗豎向活載變形的剛度，對于大跨懸索橋而言，加勁梁的豎向抗彎剛度較小，忽略加勁梁的剛度，并將主纜簡化為最簡單的靜定結(jié)構(gòu)，即兩根鏈桿，在均布恒載下的主纜線形為拋物線，即曲線①； 在矢高f 處加入一個單鉸，將索曲線①簡化為兩根鏈桿，即折線②； 其后，作用集中活載P，體系②變形至③線，C點移動到C‘’ 點，距離CC‘’ 即為與索的幾何剛度相關(guān)的豎向位移，此位移與矢跨比 f /L 有密切的關(guān)系。 2100433B