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莲河简易悬索吊桥简介

2016-12-20于东红

黑龙江交通科技 2016年8期
关键词:塔柱吊桥缆索

于东红

(穆棱市农村公路管理站,黑龙江 牡丹江 157000)



莲河简易悬索吊桥简介

于东红

(穆棱市农村公路管理站,黑龙江 牡丹江 157000)

对莲河简易悬索吊桥进行了简要介绍。

莲河;简易悬索;吊桥;简介

1 设计要点

悬索吊桥就是靠矗立在河两岸的塔架支撑缆索悬吊桥面,使竖向荷载转化为缆索拉力,从而达到通行目的的桥梁,它的主要构件是受拉的缆索。如图1所示,它的主要组成部分是:塔架、地锚、缆索、吊杆和桥梁。

图1 悬索抛物线

这种桥型的历史悠久,可追溯到公元前,它最大的特点是跨超能力大,荷载作为拉应力传递时,杆件形成最经济的截面,当今世界上已有跨度达500~1 000 m的吊桥,而且还有公铁两用吊桥。

但缆索是一种柔性材料,它能承受拉力,而不能承受弯矩,随着荷载的位移,它将以随时改变形状而保持平衡,不仅表明它的稳定性不佳,而且将对行车造成很大的不舒畅性和不安全感,这是不允许的。

为改变缆索这种固有的特性,就必须对缆索予施横向应力,通常是采用加劲梁或桁架梁,以其刚度和自重抵抗缆索的变形,从而达到稳定性的要求。这样建造的吊桥稳定性虽好,但造价较高,我们无力兴建。我们的想法是进行简化,在保证能承受最大集中荷载10 t(即可通行重车10 t)和满足强度、刚度及必要的稳定性要求的前提下,能简则简,从而达到降低造价的目的。

本桥在设计上的基本假定是:

(1)在竖直平面内的受力性能,按弹性理论计算。

(2)缆索不抵抗弯曲,采用同芯螺旋形钢丝索,拉应力的安全系数要大于4.0,恒载和集中荷载全部由缆索承担。

(3)恒载和缆索的自重按跨度均匀分布,缆索的线形为抛物线。

(4)两塔架等高,顶部对缆索在桥轴方向不受约束,只承受垂直反力。

(5)地锚为重力式,安全系数大于1.5。

(6)为抵抗侧向风力振动,单设抗风结构。

(7)本桥为偏远山区的农桥,交通量很小,设计频率4%,除限定载重汽车单行外,对行人和其它小型车辆不加限制。

(8)采用钢木结合的重型桥面无加劲简易悬索结构,以吊杆吊挂横梁为支撑,按简支构造铺装桥面。

(9)温度变化对缆索伸长的影响不计。

以上面这些假定为依据,本桥的具体设计如下:

①塔架

设计桥塔的目的是支撑缆索的竖直反力,并传给下部结构。当然塔架的雄伟和壮观也是决定悬索桥的景色和特点的重要标志。

本桥塔架底部按重力式桥墩拟定,基础埋深3.5 m,地基为密实砂砾,几何尺寸确定为7.6×2.8 m2,7.5﹟浆砌片石,园端,目的是为将来改建永久性大桥时,做中墩使用(做为永久桥,现在桥长明显不足,需要向两端延伸)。

塔柱为钢筋混凝土浇制,高8.7 m,底部和顶部截面分别是0.8×1.2 m2和0.4×0.6 m2的变截面,两柱之间设三道横系梁,以保证两塔柱在横向有足够的刚度,并增强全桥的景色。

塔柱顶端安装动滑轮,地缆索置于轮槽之上,以利缆索移动,从而解除塔顶对缆索在桥轴方向的约束,使桥塔只承受竖直反力。但为抵抗滑轮的摩阻力和安装时可能出现的意外拉力,所以塔柱内仍设置抗弯钢筋。

桥塔的基础部分固定,顶端在桥轴方向为自由端,塔身是柔性体,其压屈应力限度可按缆索对塔柱的压屈荷载确定。

其公式

式中:Pk为压屈荷载强度;E×I为塔柱的抗弯刚度;I为 塔柱高。

②地锚

地锚是将缆索的拉力传递到地基的结构,采用重力式锚,每端锚块的体积为2×2×3 m3,为混凝土浇制,予埋联结钢索要牢固拉住承托板,与锚块成一整体。不计锚块上的填土重和侧向土的内摩阻力,其自重便可完全抵御缆索的水平拉力和垂直上拔力。

③吊杆

吊杆底挂横梁,上挂缆索,并做成螺丝口,可适当调整长度。

2 其它附属设施

风荷载是悬索桥不稳定的一个不可忽视的重要方面,为避免因共振而造成桥梁的破坏,在桥两侧设置抗风结构,增设抗风缆索,上梁端拉紧。

为保障行人和车辆行驶中的安全,增设护柱,用∮20圆钢焊制,塔接在吊杆上,纵向可滑动。

塔柱顶端设置避雷装置。

塔柱埋设攀登爬梯,以备登高检查和注油。

设置照明设施。

2016-02-01

于东红(1969-),女,从事公路工程造价,内业管理。

U441

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1008-3383(2016)08-0122-02

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