江陰長江大橋國內(nèi)外橋發(fā)展橋未來發(fā)展(編輯修改稿)
2024-07-19 18:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大的想法。有些專著的作者也以為“從總體受力角度要求邊跨與主跨的主纜水平分力在塔頂處互相干衡，這要通過邊跨與中跨的主纜在塔頂兩側(cè)的夾角盡量相近來保證?！币虼耍绻皇艿匦沃萍s，邊跨跨度就應(yīng)該根據(jù)這個原則來確定。實際上，這種設(shè)計原則是值得商榷的。懸索橋的主纜由中纜和邊纜組成。對于大多數(shù)懸索橋來說，不論單跨還是三跨，中跨的跨越能力都是倍受關(guān)注的。由于懸索橋的主要承重構(gòu)件是主纜，因此，中跨的跨越能力是由中纜的強度和剛度來決定的。而中纜是由索塔和邊纜所組成的結(jié)構(gòu)來支承的，支承的剛度也就支配了中纜的剛度。在索塔和邊纜所組成的支承結(jié)構(gòu)中，邊纜又起著主導(dǎo)作用，邊纜的剛度直接影響索塔的受力，也影響中纜的剛度，因此，邊纜的設(shè)計至關(guān)重要，不可忽視。實際上，這和三跨連續(xù)梁的邊跨對中跨的作用以及斜拉橋的背索和輔助墩對中跨的作用的道理是一樣，都是以提高邊跨對中跨的支承作用來加強中跨的剛度和跨越能力的。實踐證明，有意識縮短懸索橋的邊跨跨度可有效改善索塔受力，節(jié)省主纜鋼絲用量，提高整橋剛度。如果，再配合使用增加邊纜索股的做法來避免因邊纜纜力增大帶來中纜鋼絲用量增加，則可進一步節(jié)省鋼絲用量。2．主纜垂跨比選用 主纜垂跨比是主纜線形設(shè)計中一項重要指標。它影響纜力，從而影響鋼絲用量；影響水平拉力，從而影響錨碇。此外還影響橋梁的整體剛度、塔高和吊索長度。綜合考慮這些因素，江陰橋采用的主纜垂跨比為1：10．5。由于爬模技術(shù)的進步，無論是鋼塔還是混凝土塔，增加塔高都不是難題，因此在滿足橋梁的整體剛度的前提下，增大垂跨比有利于節(jié)省鋼絲用量和減小錨碇尺寸。大跨懸索橋具有足夠的重力剛度，可以采用較大的垂跨比。大帶東橋跨度1624m，重力剛度大，大膽地采用1／9 垂跨比，取得很好的經(jīng)濟效益。江陰橋跨度較大帶東橋小，加勁梁也較輕，重力剛度遠不如大帶東橋大。加之，我國現(xiàn)行橋規(guī)，對懸索橋剛度要求過于苛刻，即使采用1：10．5 的垂跨比，實際的撓度值已超出橋規(guī)的允許范圍。 按橋規(guī)對懸索橋的規(guī)定：荷載在同一橋跨內(nèi)移動所產(chǎn)生的正負撓度絕對值之和應(yīng)不超過跨度的1：400。江陰橋在6 車道荷載作用下，正撓度3．33m，負撓度1．85m，疊加為5．18m，僅為跨度的l／267。如果只考慮單向撓度也只達跨度的1／416。這里需要討論的是現(xiàn)行橋規(guī)懸索橋撓度規(guī)定對特大跨度懸索橋的合理性。如能放寬，可使我國懸索橋設(shè)計更為經(jīng)濟、合理。3．主纜索股錨頭型式 江陰橋為配合螺桿式錨固系統(tǒng)，采用帶錨板的主纜索股錨頭。由于第一次設(shè)計這種形式的錨頭，缺乏工程經(jīng)驗，為謹慎計，考慮到索股安裝時錨板容易轉(zhuǎn)動，便于孔眼與螺桿對準，將錨板與錨頭分開。這樣做還使得錨板與錨杯有可能采用不同的材料，錨杯使用鑄鋼，滿足復(fù)雜的形狀需要；錨板則使用鍛鋼，以滿足復(fù)雜的受力要求。從索股安裝實踐看，前者的考慮似乎沒有必要；而后者只要適當調(diào)整錨板尺寸，錨板與錨杯使用同樣的鑄鋼也有可能。如將錨板與錨杯做成一體，還可節(jié)省錨頭長度，減輕重量，節(jié)省材料，并可避免錨板刮傷鋼絲。豐都大橋與海滄大橋的實踐都證明了這一點。盡管這兩座橋索股都是91絲的，對127 絲的索股，做些改正也應(yīng)該是可行的。 圖l 帶錨板主纜索股錨頭 1索股；2錨板；3錨杯4．主纜安全系數(shù)取用 。懸索橋驗算安全系數(shù)時，一般都是考慮各鋼絲均勻受力的，并未考慮局部彎曲等因素所產(chǎn)生的“次應(yīng)力”。如果認真分析一下主纜的次應(yīng)力，其數(shù)值是相當可觀的。 的安全系似有必要，再說主纜是懸索橋的主要受力構(gòu)件，它在橋梁的整個使用期中是不能更換的永久性構(gòu)性，需要確保萬無一失。，至今日本所建造的懸索橋大多數(shù)也采用這個數(shù)值，這是問題的一個方面。然而另一方面，主纜安全系數(shù)又直接影響主纜的“效率系數(shù)。在影響主纜效率系數(shù)的鋼絲強度、垂跨比以及安全系數(shù)三大要素中，鋼絲強度的提高是需要付出代價的；垂跨比的增大有時受整橋剛度等制約；唯獨安全系數(shù)的降低卻是免費的，跨徑愈大其效益越是可觀。在當今11 座千米以上的懸索橋中，有6 。英國自建造塞文橋以來，隨后的博斯普魯斯兩座橋、。值得重視的是明石大橋，加之使用l800MPa的超強鋼絲，遙遙領(lǐng)先于其他大橋。更值得注意的是大帶東橋，是目前各懸索橋中最低的。加之采用l／9大垂跨比，盡管仍使用l570MPa強度的鋼絲，主纜效率系數(shù)仍能達到0．80。這些大橋之所以敢于采用這樣低的安全系數(shù)，是出于以下考慮：由于大跨懸索橋的恒載占85％以上，恒載的計算是可以很準確的，而且在橋梁使用期中超載的可能性較小，沒有必要與活載采用同樣的安全系數(shù)。如果將恒、活載分別考慮，活載超載系數(shù)取3， 的材料安全系數(shù)，綜合的名義安全系數(shù)也只是2。，因為設(shè)計上所取的鋼絲強度是實際鋼絲強度的下降，實際鋼絲強度有變化幅度，其平均強度總是較下限大，安全度相當富裕。5．主纜鋼絲性能指標規(guī)定 江陰橋主纜鋼絲性能指標需要反思的是強度、扭轉(zhuǎn)和直線性指標。強度指標為適應(yīng)國際招標要求，定為國際上通用的1 600～l 800MPa。目前國內(nèi)生產(chǎn)的纜用鋼絲完全可以替代泊來品。按我國標準，1600MPa和l670MPa屬于同一等級，價格相近，因此，如果改用1670MPa鋼絲，可以不增加成本，％的鋼絲用量。江陰橋主纜鋼絲的扭轉(zhuǎn)指標的確定幾經(jīng)反復(fù)，在初步設(shè)計階段和技術(shù)設(shè)計階段，經(jīng)征求國外專家的意見后，認為可以不提這個指標要求，到了施工圖的審核階段又增加了扭轉(zhuǎn)指標，而為承包商制訂的技術(shù)規(guī)范再柵去這項指標。其實纜用鋼絲并不存在扭轉(zhuǎn)問題。至于扭轉(zhuǎn)指標可以反映鋼絲的延性和考核鋼絲的品質(zhì)的說法，有些道理但并不全面。因為，延性已有引伸率、反復(fù)彎曲等延性指標考核，只要滿足鋼絲的全部性能指標，已可適應(yīng)主纜結(jié)構(gòu)要求，而每增加一項指標都會提高生產(chǎn)成本。還值得指出的是，扭轉(zhuǎn)指標與直線性要求是相互制約制。江陰橋主纜鋼絲性能指標規(guī)定自由圈徑為5m，實際索股制造和架設(shè)都要求再大些，如能達到在1m 長度內(nèi)矢高3cm(自由圈徑約8m)，對于編索中保持索股六角形以及防止架索時扭轉(zhuǎn)都有好處。這樣就需要在鋼絲生產(chǎn)時進行穩(wěn)定化處理，使鋼絲的扭轉(zhuǎn)性能變差，因此，鋼絲的扭轉(zhuǎn)指標與直線性要求不可兼得。權(quán)衡之下還是以確保后者，而放棄前者為有益。十三吊索設(shè)計內(nèi)容 江陰橋吊索的上下連接方案，經(jīng)初步設(shè)計、擴大初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計多次、多方案反復(fù)比較推敲，最后選用上下均為銷接的方案。這種連接形式具有以下特點：①可以使用耐久性、結(jié)構(gòu)性好的平行鋼絲索股；②簡化加勁梁的錨箱構(gòu)造；③方便吊索和加勁梁安裝。懸索橋上部結(jié)構(gòu)部件多是預(yù)制安裝的，連接形式對安裝有很大影響。實踐表明，銷接的連接安裝非常方便，幾分鐘即可完成連接。為保證銷接長期有效，銷子需設(shè)置銷套，銷套材料要求摩阻小、耐久并有較高的承壓強度。江陰橋銷套最后采用銅與聚四氟乙稀復(fù)合材料，很好地滿足了上述要求，甚為理想。 江陰橋吊索吸取明石大橋、大帶東橋等經(jīng)驗，對大于9m的長吊索，設(shè)計為平行鋼絲索股的吊索。這種吊索經(jīng)久耐用、彈性模量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，是較為理想的吊索索股形式。索股鋼絲考慮個別吊索更換時，便于采購少量原來規(guī)格的鋼絲，因此選用市場上最通用的φ5鋼絲。應(yīng)該說，目前生產(chǎn)的鍍鋅鋼絲更多是φ7的，采用φ7鋼絲還可使索股更緊湊，縮小索徑。但考慮到φ7鋼絲索股采用熱鑄錨頭，疲勞問題較難解決，因此，若采用φ7鋼絲則錨頭需改用冷鑄錨。 對于長度小于9m的短吊索，為保證加勁梁橫向移動時吊索的柔
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1