于東紅
(穆棱市農(nóng)村公路管理站,黑龍江 牡丹江 157000)
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蓮河簡易懸索吊橋簡介
于東紅
(穆棱市農(nóng)村公路管理站,黑龍江 牡丹江 157000)
對蓮河簡易懸索吊橋進行了簡要介紹。
蓮河;簡易懸索;吊橋;簡介
懸索吊橋就是靠矗立在河兩岸的塔架支撐纜索懸吊橋面,使豎向荷載轉(zhuǎn)化為纜索拉力,從而達到通行目的的橋梁,它的主要構(gòu)件是受拉的纜索。如圖1所示,它的主要組成部分是:塔架、地錨、纜索、吊桿和橋梁。
圖1 懸索拋物線
這種橋型的歷史悠久,可追溯到公元前,它最大的特點是跨超能力大,荷載作為拉應力傳遞時,桿件形成最經(jīng)濟的截面,當今世界上已有跨度達500~1 000 m的吊橋,而且還有公鐵兩用吊橋。
但纜索是一種柔性材料,它能承受拉力,而不能承受彎矩,隨著荷載的位移,它將以隨時改變形狀而保持平衡,不僅表明它的穩(wěn)定性不佳,而且將對行車造成很大的不舒暢性和不安全感,這是不允許的。
為改變纜索這種固有的特性,就必須對纜索予施橫向應力,通常是采用加勁梁或桁架梁,以其剛度和自重抵抗纜索的變形,從而達到穩(wěn)定性的要求。這樣建造的吊橋穩(wěn)定性雖好,但造價較高,我們無力興建。我們的想法是進行簡化,在保證能承受最大集中荷載10 t(即可通行重車10 t)和滿足強度、剛度及必要的穩(wěn)定性要求的前提下,能簡則簡,從而達到降低造價的目的。
本橋在設計上的基本假定是:
(1)在豎直平面內(nèi)的受力性能,按彈性理論計算。
(2)纜索不抵抗彎曲,采用同芯螺旋形鋼絲索,拉應力的安全系數(shù)要大于4.0,恒載和集中荷載全部由纜索承擔。
(3)恒載和纜索的自重按跨度均勻分布,纜索的線形為拋物線。
(4)兩塔架等高,頂部對纜索在橋軸方向不受約束,只承受垂直反力。
(5)地錨為重力式,安全系數(shù)大于1.5。
(6)為抵抗側(cè)向風力振動,單設抗風結(jié)構(gòu)。
(7)本橋為偏遠山區(qū)的農(nóng)橋,交通量很小,設計頻率4%,除限定載重汽車單行外,對行人和其它小型車輛不加限制。
(8)采用鋼木結(jié)合的重型橋面無加勁簡易懸索結(jié)構(gòu),以吊桿吊掛橫梁為支撐,按簡支構(gòu)造鋪裝橋面。
(9)溫度變化對纜索伸長的影響不計。
以上面這些假定為依據(jù),本橋的具體設計如下:
①塔架
設計橋塔的目的是支撐纜索的豎直反力,并傳給下部結(jié)構(gòu)。當然塔架的雄偉和壯觀也是決定懸索橋的景色和特點的重要標志。
本橋塔架底部按重力式橋墩擬定,基礎(chǔ)埋深3.5 m,地基為密實砂礫,幾何尺寸確定為7.6×2.8 m2,7.5﹟漿砌片石,園端,目的是為將來改建永久性大橋時,做中墩使用(做為永久橋,現(xiàn)在橋長明顯不足,需要向兩端延伸)。
塔柱為鋼筋混凝土澆制,高8.7 m,底部和頂部截面分別是0.8×1.2 m2和0.4×0.6 m2的變截面,兩柱之間設三道橫系梁,以保證兩塔柱在橫向有足夠的剛度,并增強全橋的景色。
塔柱頂端安裝動滑輪,地纜索置于輪槽之上,以利纜索移動,從而解除塔頂對纜索在橋軸方向的約束,使橋塔只承受豎直反力。但為抵抗滑輪的摩阻力和安裝時可能出現(xiàn)的意外拉力,所以塔柱內(nèi)仍設置抗彎鋼筋。
橋塔的基礎(chǔ)部分固定,頂端在橋軸方向為自由端,塔身是柔性體,其壓屈應力限度可按纜索對塔柱的壓屈荷載確定。
其公式
式中:Pk為壓屈荷載強度;E×I為塔柱的抗彎剛度;I為 塔柱高。
②地錨
地錨是將纜索的拉力傳遞到地基的結(jié)構(gòu),采用重力式錨,每端錨塊的體積為2×2×3 m3,為混凝土澆制,予埋聯(lián)結(jié)鋼索要牢固拉住承托板,與錨塊成一整體。不計錨塊上的填土重和側(cè)向土的內(nèi)摩阻力,其自重便可完全抵御纜索的水平拉力和垂直上拔力。
③吊桿
吊桿底掛橫梁,上掛纜索,并做成螺絲口,可適當調(diào)整長度。
風荷載是懸索橋不穩(wěn)定的一個不可忽視的重要方面,為避免因共振而造成橋梁的破壞,在橋兩側(cè)設置抗風結(jié)構(gòu),增設抗風纜索,上梁端拉緊。
為保障行人和車輛行駛中的安全,增設護柱,用∮20圓鋼焊制,塔接在吊桿上,縱向可滑動。
塔柱頂端設置避雷裝置。
塔柱埋設攀登爬梯,以備登高檢查和注油。
設置照明設施。
2016-02-01
于東紅(1969-),女,從事公路工程造價,內(nèi)業(yè)管理。
U441
C
1008-3383(2016)08-0122-02