文档介绍：第四篇悬索桥与斜拉桥
第一章悬索桥
第一节悬索桥的构造
第二节悬索桥的设计与计算简介
第二章斜拉桥
第一节斜拉桥的构造
第二节斜拉桥的设计
第三节斜拉桥计算简介
第四节风振问题
第一章悬索桥
悬索桥的特点是依靠固定于索塔的主缆支承梁跨(图4-1-1),梁似多跨弹性支承梁,梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关,而与吊索的间距有关。它适用于大跨、特大跨度桥梁。
悬索桥与斜拉桥是特大跨径、大跨径桥梁采用的桥型。本篇简要介绍其构造特点、总体设计和计算要点。
第一节悬索桥的构造
悬索桥主要由主缆、加劲梁、吊索、索塔、锚碇和鞍座六部分组成,如图4-1-1所示。
一、主缆
主缆是悬索桥的主要承重构件,除承受自重和吊索重外,又通过吊索承受加劲梁、桥面系恒载及活载。
(一)主缆结构
悬索桥大都采用双面主缆,一般是一侧布置一根,个别有一侧用两根主缆的设计。大多数悬索桥主缆由平行高强钢丝束股合成。由于架设方法的不同,平行钢丝束股分空中纺线法(AS法)与预制钢丝束股法(PPWS法或PS法)两种。
主缆外形多按六角形配置,一般有尖顶型和平顶型两种(图4-1-2a、b),以采用尖顶形居多。图4-1-2c是预制钢丝束股每束股钢丝的排列。
(二)主缆防锈
目前悬索桥主缆通常都采用镀锌钢丝。为了进一步增强防锈蚀能力,在主缆索四周涂以锌粉膏等防锈剂,再用直径4mm软退火的镀锌钢丝缠绕,然后在上面再涂油漆,以形成双重防锈蚀措施。也有用合成树脂的塑料包缠主缆,但实例不多。为了完全防水,主缆箍处产生的间隙要填充密实材料,图4-1-3为钢丝包缠的防锈例子。
在锚碇区主缆分散开来,锚固到锚块,无法用镀锌钢丝缠绕,常采用在锚碇箱内吹风除湿措施,保持箱内空气干燥。
二、加劲梁
(一)加劲梁结构型式
悬索桥加劲梁主要有两种型式:钢桁梁和扁平钢箱梁。
钢桁架梁用钢量较多,适宜于需要双层桥面的桥。钢桁梁的桥面板可以是钢筋混凝土板或钢桥面板。钢桥面板一般与加劲梁分离,图4-1-4为日本因岛大桥加劲梁与桥面板断面图。
图4-1-5是塞文桥扁平钢箱梁的横截面。钢箱梁抗扭刚度大、构造简单、易于制造、重量轻、省钢、易于养护,已得到了广泛应用,但扁平钢箱梁只适用于单层桥面。
为保证钢板受压稳定,顶板加劲肋间距一般为30~40倍钢板厚,腹板、底板加劲肋间距可大些。横隔板间距一般为3~5m。
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个别悬索桥也有采用混凝土箱梁,我国汕头海湾桥,加劲梁采用预应力混凝土箱梁,其断面形状及尺寸见图4-1-6所示。混凝土箱梁抗风性能好、自重大、结构刚度大、一般无需养护,但由于混凝土梁自重大,只宜在跨度不大(≤500m)的悬索桥中应用。
(二)加劲梁的支承形式
加劲梁在塔墩上的支承,分为简支与连续两种。简支形式的优点是:加劲梁构造简单;制造和架设时的误差对加劲梁无影响;简支的加劲梁不需通过桥塔,桥塔横向两塔柱的距离比连续加劲梁要小,因此其基础尺寸也相应小。连续梁并不省钢,它的优点是:梁端转角小,在索塔处不产生折角,有利车辆行驶;可以减少加劲梁的挠度。