文档介绍:悬索桥构造及设计
第一页,共一百二十七页。
主 要 内 容
悬索桥的组成
悬索桥的形式
悬索桥的各部分构造
悬索桥的设计
第一部分 悬索桥的构造与设计
第二页,共一百二十七页。
一、 悬索桥的组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Φ4钢丝),最后作外涂装。
改良措施:
以S 形截面的缠绕钢丝代替圆端面钢丝,使主缆表面光滑、丝丝相扣,油漆不易开裂、水不能渗入。
开空气导入法:将除湿机产生的干燥空气用管道输送,通过入口索夹输入主缆,经出口索夹排出主缆(出入口索夹间距140米左右),一般可维持相对湿度在40%以下。
悬索桥的构造——主缆
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悬索桥各部分构造——吊索(吊杆)
吊索
布置形式:竖直;倾斜(提高整体振动时的结构阻尼值)。
材料:刚性吊杆(少量小跨:圆钢或钢管);
柔性吊索:钢丝绳或者平行钢丝索(多采用)。
钢丝绳索
绳心式:以一股钢丝绳为中央形心,外围用钢丝束股围绕扭绞而成。
股心式:7股钢丝束股扭绞而成,中央一股为股心。
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Φ5~7镀锌钢丝外加PE套管。
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索夹
作用:刚性索夹与柔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。
构造:
六边形(中小跨):少用;
圆形:一对铸钢半圆构件以高强螺栓相连接,依靠高强螺栓拧紧后的拉力来提供足够索夹固定位置的摩擦阻力,两半圆构件之间留有一定空隙,以保证螺栓拉力,空隙内填防腐料;索夹半圆内表面加工后不能磨光。
骑跨式:索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽;
销铰式:下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
悬索桥各部分构造——索夹
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悬索桥各部分构造——索夹
吊索与索夹的联结方式(钢丝绳)
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。
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悬索桥各部分构造——索夹主缆与索夹的连接方式
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吊索与主缆连接4股骑跨式
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吊索与主缆连接双股销铰式索箍索夹
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图为香港青马桥
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图为骑跨式吊索与主缆(索夹)以及与加劲梁之间的连接
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桥塔
材料:圬工(古老、小跨简易);钢筋砼(框架式;实心矩形或者箱形)最高155米;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。
悬索桥各部分构造——塔
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悬索桥各部分构造——塔
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。
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虎门大桥主塔
第三十页,共一百二十七页。
乔治华盛顿桥
第三十一页,共一百二十七页。
Panay-Guimaras
第三十二页,共一百二十七页。
锚碇(用于地锚式悬索桥)
基本组成:主缆的锚碇架及固定装置、锚块、锚块基础。
基本分类:重力式锚碇、隧道式锚碇、岩锚。
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。
前锚式: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。
现代预应力锚拉工艺:近期已经陆续取代前两者。
悬索桥各部分构造——锚碇
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