悬索桥主缆构造

百科   2024-12-16 00:00   福建  

      主缆是悬索桥的重要组成部分,悬索桥加劲梁上承受的荷载通过吊索传递到主缆后,再由主缆传递到索鞍、主塔及锚碇,因此,主缆是悬索桥的生命线。


一、主缆的类型和历史发展
      在悬索桥发展的早期,在欧洲和美洲都采用眼杆式缆链,其优点是可以适应缆力的变化而改变截面,使用材料经济; 缺点是若某一眼杆截面裂通会导致全桥破坏。随着工业技术的发展,逐步采用拉力强度和疲劳强度更高的钢丝,其中钢绞线绳、螺旋钢丝绳(Spiralrope)、封闭式钢绞线索(Locked coil rope)等由于施工方便在中、小跨径悬索桥上得到较多的应用,但由于它弹性模量低使桥梁变形增大、不易使截面压紧以及防腐困难等,所以,大跨度悬索桥多采用平行钢丝来制作主缆
二、平行丝股主缆的截面组成和编制方法
      现代大跨度悬索桥采用的平行丝股主缆一般都是由中5mm左右的钢丝(Wire)组成的钢丝束股(Strand)组成,然后再由若干束股组成一根主缆。每根主缆中所含的钢丝总数n由计算所得的拉力确定,而主缆有多少股钢束”和每根钢束中所含的钢丝总数”则是根据主缆的编制方法确定的。
      主缆的编制方法有空中编丝组缆法(Airspinning,简称AS法)和预制平行钢丝束股法(Prefabricated Parallel Wire Strands,简称PPWS或PWS 法或 PS 法)。
1、AS 法
      AS法通过牵引索拉动编丝轮来回纺丝,待钢丝达到一定数量后,即扎成一根索股。早期的AS法采用2台反方向走动的单轮编丝车来编制钢丝,后来发展到多台编丝车和多个编线轮,提高了编丝效率。早期欧美的大跨度悬索桥的主缆均采用AS法编制。
2、PPWS法
      PPWS法是在现场或工厂中将若干钢丝相扎成股束,将两端装上锚头,缠在卷筒上运到现场并进行架设的方法
      采用PPWS法的束股通常按正六边形平行排列,考虑到桥跨及施工条件,每股丝数n通常为61、91、127、169,组成形状稳定的正六边形,如图9.2-1所示。
      PPWS法开始于美国的新港桥,但大量的采用与发展要归功于日本,日本修建的大跨度悬索桥多采用PPWS法,我国大跨度悬索桥起步较晚,已建的汕头海湾桥、西陵长江大桥、虎门大桥、香港青马大桥、江阴长江大桥、厦门海沧大桥、重庆长江鹅公岩大桥、宜昌长江大桥、润扬长江南汉大桥、万州长江二桥等均采用了PPWS法编制主缆。
3、PPWS法与AS法的比较
      PPWS法与AS法的优缺点比较见表9.2-1。
      PPWS法特定的优点使其近年来有更多被采用的趋势,但对于超大跨径的悬索桥采用PPWS法要求有大吨位的起重运输设备和曳拉设备来运输安装整根索股,以及当采用岩锚等使锚固空间有限制时,AS仍能保持一定的地位
三、主缆的布置方式
      大多数悬索桥采用双面主缆,但也有单面主缆的(如日本大阪的此花大桥,为150m+300m+150m三跨连续钢梁自锚式单主缆悬索桥)。双面主缆一般采用竖平面内布置,但也有空间立体主缆的(如韩国的永宗大桥,为125m+300m+125m三跨连续的公铁两用自锚式悬索桥)。
      双面主缆每一侧一般布置一根主缆,但也有一侧设置两根主缆的,如美国的维拉扎诺桥和乔治华盛顿桥,全桥共设置了四根主缆。若每侧设置了两根主缆,且该两根主缆在立面的几何形状不同,称为复式主缆,如我国重庆北碚朝阳大桥,该桥主缆以跨中为界,一缆的曲率在一侧较大,另一侧较小,另一缆的曲率分布正好相反,这样布置有利于提高全桥的刚度。



参考文献:
1、《桥梁设计工程师手册》上海市政院

土木风雨
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