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平拉索桥的的构造与材料 发布时间:2017-07-23 浏览次数:1512
平拉索桥的的构造与材料:
1、 锚碇
平拉索桥的锚碇形式主要有重力式、隧洞式、锚杆(锚索)式、组合式等。锚碇形式选择需充分考虑桥位地形、地质条件,进行必要的技术经济比较。过去,重力式锚碇应用比较多,其优点在于可以适应各种地质条件,包括硬岩、软岩甚至土质地层,同时锚碇结构可以与桥台(或桥头引道)结合,且受力明确,施工简便,锚碇效果易于评价。缺点是用于平衡主索拉力的平衡体(一般为混凝土)通常体积较大,从而提高了锚碇的造价。隧洞式锚碇适合于较陡的地形及较好的地质条件,其优点是能充分利用两岸基岩条件,节省锚碇结构(主要是混凝土)工程量,但对于车行桥而言,由于隧洞式锚碇不能与桥台(或桥头引道)结合,反而增加了索鞍至锚碇间过渡结构的布置难度与工程量。锚索式锚碇是将主索连接在两岸的锚索上,通过锚索将主索的拉力传递到山体中,其优点是基础开挖工程量小,且主索(特别是钢绞线主索)与锚碇的连接结构比较简单,主索不高,主索的调节也较方便,缺点是对两岸地质条件及施工的要求相对较高。平拉索桥的锚碇还有锚桩式、地垄式等,此外,还可以将上述锚碇形式中的两种或多种组合使用,形成组合式,例如重力式+锚杆(锚索)式、重力式+锚桩式、隧洞式+锚杆(锚索)式、半隧洞式半重力式、重力式+锚索式+锚桩式,等。由于组合式可以根据不同的锚碇条件,充分发挥不同锚碇形式的优势,达到节约投资、方便施工的目的,因而组合式锚碇也越来越多地被采用。
2、 主索
平拉索桥的主索分为桥面索和稳定索,可采用钢丝绳、钢绞线或平行钢丝束。其材料应尽量采用直径不小于2mm的镀锌高强钢丝。用作主索的钢丝绳、钢绞线和平行钢丝束各有特点,选型时需综合考虑抗拉强度、变形性能、连接方法、施工操作、价格因素等情况进行技术经济比较。早期的平拉索桥选用钢丝绳的较多,后期因形变较小、连接较方便而采用钢绞线的也逐渐增多。一般而言,临时性桥梁、跨径较小或对桥面变形要求不高时可以采用钢丝绳,而大跨径、大荷载情况或永久性桥梁、对桥面变形要求较高时则可优先选用钢绞线及平行钢丝束。
3、稳定系统
平拉索桥的横向稳定主要依靠稳定梁和稳定索,而桥面索也起到重要作用。稳定梁的作用是将稳定索和桥面索连为一体,增加桥梁的横向刚度,提高抵抗横向变形的能力。桥面索、稳定索及稳定梁的关系参见图3,桥面索位于中部,稳定索位于两侧,稳定梁与桥面索、稳定索垂直。目前平拉索桥的稳定梁均采用钢结构,从横桥向看其形状有倒八字形和一字形。为方便运输,稳定梁可以分段(多为3段)制作、现场拼装。
4、连接与支承
平拉索桥的“连接”重点是解决主索与锚碇之间的连接问题。钢丝绳主索传统的连接方式如图6所示,其中连接器用来连接锚碇中拉杆和主索(或松紧器),松紧器用来调节主索的垂度,其一端与连接器相连,另一端与主索相连。
不同类型的主索有不同的锚固形式,例如钢丝绳可以采用绳套连接、也可以采用合金锚头固接,钢绞线可以采用预应力夹片锚具固接,平行钢丝束可以采用冷铸或热铸锚头锚固等。
5、桥面系
桥面系构件主要包括车行道、人行道、栏杆等。实践中桥面板采用木结构和钢结构较多,由于木材存在耐久性问题,也有研究者尝试采用钢筋混凝土或其他新型材料。笔者认为桥面结构一直是制约平拉索桥应用和发展的瓶颈问题,如能在桥面材料及结构上有所突破,
必将给这种桥型的发展应用带来质的飞跃。桥面结构设计应朝着减小变形的方向努力,同时重点需关注桥面构造与主索、稳定梁等的连接,以及与桥台的衔接问题,避免对主索、稳定梁等产生挤压、应力集中等不良影响。平拉索桥多采用金属栏杆,需要指出的是应杜绝使用柔性栏杆。