理论教育 大跨度铁路悬索桥设计:吊索和大直径索夹技术

大跨度铁路悬索桥设计:吊索和大直径索夹技术

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:以五峰山长江大桥为例,其恒载较重,每个节点处均悬吊吊索,吊索受力较大。图5-24骑跨式索夹结构图综合考虑上述因素,五峰山长江大桥吊索及索夹采用销接式结构,索夹采用上下两半对合的构造,索夹螺杆竖向布置。

大跨度铁路悬索桥设计:吊索和大直径索夹技术

吊索及索夹常用的形式有骑跨式(图5-23a)和销接式(图5-23b)两种。

图5-23 吊索及索夹形式

骑跨式吊索采用钢丝绳结构,通过索夹上的槽道骑跨在索夹(主缆)上,吊索对上半索夹的压紧作用增加了摩擦力,有利于索夹抗滑;钢丝绳由于弯曲会产生弯曲次应力,应力折减较多,不能充分利用材料的强度,且存在微动磨损,因此骑跨式钢丝绳吊索强度安全系数按不小于4.0设计,更换吊索时安全系数不小于2.5。

销接式吊索一般采用平行钢丝结构,通过锚头销接在索夹上,平行钢丝受力直接,不存在弯曲应力折减的问题,材料利用充分,强度安全系数按不小于3.0设计,更换吊索时安全系数不小于1.8。

以五峰山长江大桥为例,其恒载较重,每个节点处均悬吊吊索,吊索受力较大。若采用骑跨式钢丝绳吊索,考虑4.0的安全系数(更换吊索时2.5的安全系数),如果每个吊点采用两对钢丝绳,钢丝绳直径需112 mm,需要的最小弯曲半径为840 mm,而主缆(主缆直径已很大)实际提供的弯曲半径为727 mm,构造不满足要求。因此每个吊点至少需要采用三对钢丝绳,钢丝绳直径需92 mm,需要的最小弯曲半径为690 mm,主缆提供的弯曲半径可以满足要求;但采用三对钢丝绳,由于钢丝绳槽道构造需要,索夹长度需要加长1 m左右,最长索夹需要3.6 m(图5-24),弯曲的主缆线形难以适应这么长的索夹。

采用销接式平行钢丝吊索,考虑3.0的安全系数(更换吊索时1.8的安全系数),抗拉强度采用1 770 MPa,吊索断面采用337丝φ5 mm镀锌平行钢丝,每个吊点设置两根吊索。销接式平行钢丝吊索采用全密封锚头,防水耐久性好。(www.daowen.com)

骑跨式吊索安全系数4.0,销接式吊索安全系数3.0,骑跨式钢丝绳吊索理论工程量约是销接式平行钢丝吊索的1.33倍。

钢丝绳弹性模量值较低且存在一定的离散性,非弹性变形较大且难以完全消除;骑跨式钢丝绳吊索的钢丝绳直接露在空气中,通过刷涂油漆防护。销接式吊索的平行钢丝弹性模量值高且稳定,平行钢丝通过外挤包双层PE护套进行防护。

图5-24 骑跨式索夹结构图(尺寸单位:mm)

综合考虑上述因素,五峰山长江大桥吊索及索夹采用销接式结构,索夹采用上下两半对合的构造,索夹螺杆竖向布置。

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