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文檔簡(jiǎn)介
1、第1章 總 則1.1適用范圍本規(guī)范主要適用于下列類型懸索橋:(1)市鎮(zhèn)村道(除重要市鎮(zhèn)村道)中跨徑低于200m的橋(2)主要用于行人和自行車通行的橋(3)新建橋道路法規(guī)定的高速國(guó)道、一般國(guó)道、都道府縣道中的新建橋,以及市鎮(zhèn)村道中重要路線或地方的新建橋都必須按照道路橋梁示方書的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。道路橋梁示方書中沒(méi)有規(guī)定的橋,如果其他規(guī)范中也沒(méi)有規(guī)定,那在需要設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以道路橋梁示方書為依據(jù)自行研究設(shè)計(jì)。一般市鎮(zhèn)村道中的懸索橋,如果沒(méi)有規(guī)范規(guī)定,且架設(shè)地點(diǎn)的地形、交通狀況等與平常明顯不同時(shí),必須提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于以上原因特制定本規(guī)范,用于道路橋梁示方書適用范圍外的市鎮(zhèn)村道新建的跨徑200m以下且主要用于
2、行人通行的橋梁。1.2 設(shè)計(jì)、施工基本要求(1)在選擇架設(shè)地點(diǎn)時(shí),必須充分考慮注意地形、地質(zhì)條件等。(2)橋的各部分盡量設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),便于制作、搬運(yùn)、架設(shè)、涂裝和管理。(3)根據(jù)架設(shè)地點(diǎn)的地形確定合理的施工方法。(4)本規(guī)范沒(méi)有規(guī)定的事項(xiàng)以道路橋梁示方書為準(zhǔn)。(1)確定懸索橋架設(shè)位置時(shí),必須充分考慮橋的各部分結(jié)構(gòu)與地形、地質(zhì)條件的對(duì)應(yīng)性。例如,確定錨栓位置時(shí),應(yīng)注意地質(zhì)條件或是錨碇位置日后是否會(huì)被泥土覆蓋。本規(guī)范規(guī)定,為保證橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定性必須設(shè)置抗風(fēng)索,所以在選擇此類橋的架設(shè)地點(diǎn)時(shí),必須注意不能選在無(wú)法設(shè)置抗風(fēng)索的地方。(2)本規(guī)范中橋梁的架設(shè)地點(diǎn),地形條件惡劣,搬運(yùn)、架設(shè)管理等比一般情況
3、要困難。因此,橋的各部分應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),便于施工、管理。(3)因?yàn)槭┕し椒ㄒ彩艿降匦螚l件限制,所以在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該選擇符合現(xiàn)場(chǎng)情況的施工方法。(4)本規(guī)范主要是由以下兩方面內(nèi)容構(gòu)成:一是為方便對(duì)小跨徑懸索橋進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、管理而新規(guī)定的內(nèi)容;二是道路橋梁示方書的條文中沒(méi)有規(guī)定的可能造成混亂的內(nèi)容。但道路橋梁示方書條文中已經(jīng)明確規(guī)定的內(nèi)容(例如,下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)),本規(guī)范就沒(méi)有再另行規(guī)定了。因此,在小跨徑懸索橋的設(shè)計(jì)、施工、管理時(shí),如果遇到本規(guī)范沒(méi)有規(guī)定的內(nèi)容請(qǐng)以道路橋梁示方書的規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第2章 設(shè)計(jì)的一般規(guī)定2.1建造極限橋的建造極限以圖2.1.1所示為標(biāo)準(zhǔn)。人行道或自行車專用
4、道的寬度(圖中文字)圖2.1.1 橋的建造極限上述的建造極限是以道路構(gòu)造法為依據(jù)確定的,主要適用于行人和自行車通行的橋。因此有汽車通行時(shí),應(yīng)另行研究確定。2.2寬度橋的寬度應(yīng)在1.0m2.5m。當(dāng)存在地域交通狀況等其他特別理由時(shí)可另行設(shè)定不在此限。寬度最小取1.0m是因?yàn)榈缆窐?gòu)造法中人行道的寬度特別值規(guī)定為1.0m。同時(shí),還考慮了以下因素確定橋?qū)挾龋杭軜虻攸c(diǎn)人流量極少,即使不是較寬的路面也不會(huì)對(duì)安全和流暢通行造成不良影響;架設(shè)地點(diǎn)地形特殊,繞遠(yuǎn)路極不方便,盡管主要是用于人行道或自行車道,但也可能會(huì)出現(xiàn)緊急汽車或農(nóng)耕用車通過(guò)的情況,因此寬度應(yīng)設(shè)在2.0m左右;寬度超過(guò)2.5m主要是因?yàn)榭紤]到可能
5、會(huì)有大型車量通過(guò),即使是以行人和自行車為主要設(shè)計(jì)對(duì)象的橋也不能排除大型車通行的可能??紤]到地域交通狀況等,設(shè)計(jì)的橋梁寬度大于2.5m時(shí),本規(guī)范3.4條規(guī)定的活荷載應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整,同時(shí)必須在對(duì)本規(guī)范進(jìn)行修訂的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。第3章 荷載3.1荷載種類設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)時(shí),主要考慮以下荷載。1.恒荷載2.活荷載3.風(fēng)荷載4.溫度變化影響5.地震影響6.雪荷載7.施工荷載設(shè)計(jì)本規(guī)范橋梁的上部結(jié)構(gòu)時(shí),需要考慮的荷載可以根據(jù)架橋地點(diǎn)的各項(xiàng)條件適當(dāng)選擇。例如雪荷載只需在產(chǎn)生積雪的地域考慮。除此之外,需要特別注意的荷載以及設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)和錨塊時(shí),應(yīng)以道路橋梁示方書的規(guī)定為準(zhǔn)。因?yàn)?.4條的活荷載是在考慮撞擊
6、影響的條件下進(jìn)行設(shè)定的,所以本節(jié)荷載不包括撞擊力。3.2荷載組合設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)表3.2.1的荷載組合,選擇最不利情況。表3.2.1 荷載組合荷載組合(1)(2)(3)(4)(5)(6)恒荷載+活荷載+雪荷載恒荷載+活荷載+雪荷載+溫度變化影響恒荷載+溫度變化影響+風(fēng)荷載恒荷載+地震影響+溫度變化影響風(fēng)荷載施工荷載注:(1)、(2)組合中雪荷載根據(jù)3.8條規(guī)定分類。表3.2.1列出了設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮的荷載組合。設(shè)計(jì)橋構(gòu)件時(shí)并不需要對(duì)每個(gè)荷載組合都進(jìn)行驗(yàn)證,只要參照表-解4.1.1選擇必要荷載組合則可。一般情況下可以以此為基礎(chǔ)進(jìn)行橋的設(shè)計(jì)。3.3恒荷載恒荷載以道路橋梁示方書I共通篇2.1
7、.2條規(guī)定為準(zhǔn)。3.4活荷載活荷載以下列情況為準(zhǔn),可根據(jù)地域交通情況選擇。(1)設(shè)計(jì)橋面板、橋面系和懸索橋的吊索時(shí)均布荷載取300kg/m2。(2)設(shè)計(jì)主纜、索塔、主梁及下部結(jié)構(gòu)時(shí)均布荷載取200kg/m2。(1)調(diào)查實(shí)際狀況可知,在特別混亂的狀態(tài)(照片-解3.4.1)下,人群荷載每平米大概有300kg。本規(guī)范中懸索橋的行人密度一般比較低,但特別情況時(shí)也可能產(chǎn)生照片所示的混亂狀況。而且,本規(guī)范沒(méi)有把撞擊作為主要荷載研究,只是將撞擊的影響包含在活荷載里,所以設(shè)計(jì)橋面板、橋面系、吊索時(shí)均布荷應(yīng)取300kg/m2。如果預(yù)想中行人密度很低時(shí),設(shè)計(jì)活荷載可以自行選擇適當(dāng)?shù)闹?。各種活荷載狀況如照片-解3.
8、4.23.4.6所示。在設(shè)計(jì)橋面板時(shí),應(yīng)研究集中荷載(行人單腳站立時(shí))作用,但此項(xiàng)內(nèi)容已在規(guī)定最小構(gòu)件尺寸的時(shí)候進(jìn)行了考慮,所以3.4條沒(méi)有進(jìn)行規(guī)定。本規(guī)范在設(shè)計(jì)行人和自行車用懸索橋時(shí),也考慮了不能繞遠(yuǎn)路等特殊情況下可能會(huì)有緊急車輛、農(nóng)耕用車通過(guò),且根據(jù)道路交通法第8條規(guī)定,也可能有電動(dòng)車、摩托車、小型汽車通過(guò)。此時(shí),應(yīng)按照使用后實(shí)際情況設(shè)定汽車荷載(集中荷載),并將由此產(chǎn)生的應(yīng)力和本條規(guī)定的均布荷載產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行比較,從而確定最不利應(yīng)力狀況。作為設(shè)計(jì)荷載考慮的汽車荷載,可以根據(jù)橋的寬度確定可通行的汽車種類,再參照表-解3.4.1和圖-解3.4.1取值。但近年來(lái)汽車種類不斷增加,一些卡車的寬度
9、達(dá)到了2.02.2m左右,有此類車輛通行的橋應(yīng)另行研究設(shè)計(jì)。表-解3.4.1 設(shè)計(jì)集中荷載橋?qū)挾瓤偤奢d(kg)前輪荷載(kg)后輪荷載(kg)前輪寬度(cm)后輪寬度(cm)車輪著地長(zhǎng)度(cm)1.0mW1.5m350100250101081.5mW1.8m12002503501212101.8mW2.5m500010001500123017注:W:橋?qū)挾龋▓D中文字自上而下:排氣量750cc的摩托車;排氣量550cc的小型汽車;最大堆載量大2t的裝載車)圖-解3.4.1設(shè)計(jì)集中荷載照片-解3.4.1 人群荷載300kg/m2照片-解3.4.2 人群荷載250kg/m2照片-解3.4.3 人群荷
10、載100kg/m2照片-解3.4.4 人群荷載150kg/m2照片-解3.4.5 人群荷載100kg/m2照片-解3.4.6 人群荷載50kg/m2(2)(1)中規(guī)定的均布荷載300kg/m2并不是說(shuō)整個(gè)懸索橋都保持著這個(gè)荷載狀態(tài)的,而只是在懸索橋部分部位上產(chǎn)生的。因此,在設(shè)計(jì)主纜、索塔、下部構(gòu)造和主梁時(shí),可降低極限荷載設(shè)為200kg/m2。煙花、祭祀、新年初次參拜神社時(shí),整座橋可能會(huì)行人密布,此時(shí)設(shè)計(jì)荷載應(yīng)大于200kg/m2。但是如果估計(jì)將來(lái)不會(huì)發(fā)生行人非常集中的情況時(shí),主纜等的設(shè)計(jì)荷載可以低于200kg/m2,但不能低于100kg/m2。另外,即使是有汽車通行的橋,在設(shè)計(jì)索塔、主纜時(shí)均布
11、荷載也可以取200kg/m2。這主要是因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn):如圖-解3.4.1所示,將設(shè)計(jì)集中荷載換算成均布荷載,摩托車相當(dāng)于176kg/m2,小型汽車相當(dāng)于268kg/m2,裝載車相當(dāng)于416kg/m2,最大也就是200kg/m2的2倍;此類橋有汽車通行的可能性極低。以跨度50m的橋?yàn)槔?輛裝載車(總重5t)同時(shí)通行的荷載也就相當(dāng)于200kg/m2的均布荷載。但是,如果是跨徑小且同時(shí)通過(guò)的汽車數(shù)量較多的橋,或者是行人和汽車同時(shí)非常密集的橋應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況研究討論。3.5風(fēng)荷載在不考慮活荷載時(shí),風(fēng)荷載最大值為:對(duì)應(yīng)迎風(fēng)面的有效垂直投影面積 450 kg/m2。本規(guī)范規(guī)定的橋梁與道路橋梁示方書中規(guī)定的
12、橋梁相比,重要性比較低,因此設(shè)計(jì)風(fēng)速可以低于55m/s。風(fēng)荷載可以取道路橋梁示方書I共通篇2.1.11中規(guī)定的值,原因如下:為方便設(shè)計(jì),從出現(xiàn)概率來(lái)看,可以不考慮雪荷載和風(fēng)荷載的組合。為代替雪荷載和風(fēng)荷載組合,表-3.2.1(3)或(5)的組合中風(fēng)荷載的超過(guò)概率要低。設(shè)計(jì)風(fēng)速55m/s時(shí)的風(fēng)壓為300kg/m2,綜合考慮迎風(fēng)面、背風(fēng)面各自的風(fēng)壓,在迎風(fēng)面有效投影面積風(fēng)上的荷載取450kg/m2(300kg/m21.5)。3.6溫度變化影響溫度變化影響以道路橋梁示方書I共通篇2.1.12條為準(zhǔn)。3.7地震影響地震影響以道路橋梁示方書V抗震設(shè)計(jì)篇的規(guī)定為準(zhǔn)。3.8雪荷載在必須考慮雪荷載時(shí),雪荷載如
13、下取值:(1)考慮活荷載同時(shí)加載時(shí),取100kg/m2。(2)不考慮活荷載同時(shí)加載時(shí),由式(3.8.1)確定。SW=PZs (3.8.1)式中,SW:雪荷載(kg/m2); P:雪荷載單位重量(相當(dāng)于1厘米積雪,kg/m2) Zs:設(shè)計(jì)積雪深度(cm)雪荷載必須考慮通常情況下的積雪深度(活荷載同時(shí)加載)和異常情況下的積雪深度(不考慮活荷載同時(shí)加載),并將兩種情況時(shí)的荷載分別研究。也就是說(shuō)在驗(yàn)證應(yīng)力時(shí),應(yīng)根據(jù)(1)或(2)兩種不同情況下的雪荷載,確定最不利荷載。(1)考慮活荷載同時(shí)加載時(shí)積雪如果超過(guò)某種程度,就很難產(chǎn)生活荷載,因此加載活荷載時(shí)的雪荷載可以取100kg/m2“活荷載+100kg/m
14、2”換算成積雪深度大約為150cm,通常情況下,常年平均積雪深度要低于這個(gè)值。因此,即使是冬季期間停止通行沒(méi)有除雪的橋,產(chǎn)生的雪荷載一般都可以取“活荷載+100kg/m2”。在多雪地區(qū),常年平均積雪深度超過(guò)150cm且不除雪的橋,可以用常年平均積雪深度對(duì)應(yīng)的雪荷載(此時(shí),不考慮活荷載)替換“活荷載+100kg/m2”進(jìn)行計(jì)算。(2)不考慮活荷載同時(shí)加載時(shí)在積雪特別多的地區(qū),只按照(1)規(guī)定的雪荷載進(jìn)行驗(yàn)證并不充分,應(yīng)根據(jù)使用期間可能出現(xiàn)的最大積雪深度驗(yàn)證。此時(shí)的雪荷載由式(3.8.1)計(jì)算,雪單位重量參照表-解3.8.1,設(shè)計(jì)積雪深度應(yīng)考慮架橋地點(diǎn)往年的最大積雪深度和橋上的積雪狀況確定。表-解
15、3.8.1 雪的平均單位重量積雪深度(dm)雪的平均單位重量P(相當(dāng)于1cm積雪,kg、m2)小于50100200400大于7001.01.52.23.54.53.9施工荷載施工荷載以道路橋梁示方書I共通篇2.1.18條款為準(zhǔn)。第4章 容許應(yīng)力強(qiáng)度4.1一般規(guī)定容許應(yīng)力強(qiáng)度為4.2、4.3和4.4條規(guī)定的值乘以表-4.1.1的修正系數(shù)。表-4.1.1中所給出的施工荷載修正系數(shù),應(yīng)該在施工的實(shí)際狀況與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)假設(shè)的施工條件基本相同的情況下使用。表-4.1.1 容許應(yīng)力強(qiáng)度的修正系數(shù)荷載組合修正系數(shù)(1)(2)(3)(4)(5)(6)恒荷載+活荷載+雪荷載 采用3.8條(1)規(guī)定的雪荷載 采用3
16、.8條(2)規(guī)定的雪荷載(注)恒荷載+活荷載+雪荷載+溫度變化影響 采用3.8條(1)規(guī)定的雪荷載 采用3.8條(2)規(guī)定的雪荷載(注)恒荷載+溫度變化影響+風(fēng)荷載恒荷載+地震影響+溫度變化影響風(fēng)荷載施工荷載1.001.401.151.601.351.701.201.25注:3.8條(2)款規(guī)定的雪荷載不與活荷載同時(shí)加載。荷載可能存在一些一般情況下很少出現(xiàn)的特性,可以通過(guò)修正容許應(yīng)力強(qiáng)度來(lái)體現(xiàn),因此需要規(guī)定各種荷載組合的容許應(yīng)力強(qiáng)度的修正系數(shù)。道路橋梁示方書中,主要荷載和相當(dāng)于主要荷載的特殊荷載組合不需要進(jìn)行容許應(yīng)力強(qiáng)度修正,但本規(guī)范中的恒荷載和雪荷載組合應(yīng)進(jìn)行修正。根據(jù)各種試算設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)看,
17、橋的每個(gè)構(gòu)件需要驗(yàn)證的荷載組合如表-解4.1.1所示。表-解4.1.1 起支配作用的荷載組合荷載組合修正系數(shù)主纜框架縱梁主梁橫向結(jié)構(gòu)抗風(fēng)鋼索索塔(1)D+L+SW11.00D +SW21.40(2)D+L+SW1+T1.15D +SW2+T1.60(3)D+T+W1.35(4)D+EQ+T1.70(5)W1.20(6)ER1.25注1:表中,D:恒荷載;L:活荷載;SW:雪荷載;T:溫度變化影響;W:風(fēng)荷載;EQ:地震影響ER:施工荷載。注2:(1)和(2)中的SW1是指3.8條(1)規(guī)定的值,SW2是3.8條(2)規(guī)定的值。注3:梁上有加勁肋時(shí),應(yīng)考慮主纜的徐變影響進(jìn)行校驗(yàn)(參照8.1條)。
18、橫向結(jié)構(gòu):橋面中平行設(shè)置的,為了抵抗風(fēng)、地震等橫向和在作用而設(shè)置的框架結(jié)構(gòu)。如下圖所示。4.2鋼材的容許應(yīng)力強(qiáng)度懸索橋的結(jié)構(gòu)用鋼材、鑄造鍛造鋼材、焊接和連接用鋼材、鋼管和鋼筋等的容許應(yīng)力強(qiáng)度參照道路橋梁示方書II鋼橋篇2.2條規(guī)定。SF45A(鍛造鋼材)的容許應(yīng)力強(qiáng)度如表-4.2.1所示。表-4.2.1 SF45Q的容許應(yīng)力強(qiáng)度單位kg/cm2軸向應(yīng)力彎曲應(yīng)力剪應(yīng)力壓應(yīng)力拉伸壓縮拉伸壓縮無(wú)摩擦平面有摩擦平面用赫茲公式計(jì)算時(shí)壓應(yīng)力硬度值HB130013001300130075019009505500112HB吊索采用桿時(shí),SF45A(鍛造品)的容許應(yīng)力強(qiáng)度如表-4.2.1所示,此值是將JIS G
19、3201中的規(guī)定值除以1.7的安全系數(shù)得到的。4.3混凝土的容許應(yīng)力強(qiáng)度混凝土的容許應(yīng)力強(qiáng)度以道路橋梁示方書III混凝土橋篇3.2.1條及IV下部結(jié)構(gòu)篇3.2.2條為準(zhǔn)。4.4木材的容許應(yīng)力強(qiáng)度木材的容許應(yīng)力強(qiáng)度按照表-4.4.1取值。表-4.4.1 木材的容許應(yīng)力強(qiáng)度單位kg/cm2種類材料軸向拉力(凈截面)與纖維平行軸向壓縮(全截面)與纖維平行彎曲張拉(凈截面)和壓縮(全截面)與軸向平行壓力剪力與纖維平行與纖維垂直與纖維平行與纖維垂直針葉樹(shù)杉、松、扁柏等80908020812闊葉樹(shù)橡木、栗子、櫟等110120110351218注:l:構(gòu)件長(zhǎng)度(cm);r:截面的最小截面回轉(zhuǎn)半徑。4.5鋼材
20、的最小板厚鋼材板厚按照下列規(guī)定選取。欄桿、十字形結(jié)構(gòu)(這個(gè)詞我實(shí)在不知道什么意思)、橋面板等可以不再此規(guī)定之列。(1)主要材料的板厚必須大于8mm。板梁的腹板、鋼管和型鋼應(yīng)大于6mm。(2)次要構(gòu)件的板厚必須大于6mm。立交橋設(shè)施技術(shù)基準(zhǔn)中,人行橋鋼材最小厚度主要構(gòu)件為6mm,次要構(gòu)件為4mm,本規(guī)范考慮到懸索橋的特殊狀況將最小板厚加大,但仍比道路橋梁示方書中的值小,主要是針對(duì)本規(guī)范懸索橋的設(shè)計(jì)荷載選取的。4.6構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比以道路橋梁示方書II鋼橋篇3.1.7條為準(zhǔn)。4.7構(gòu)件的連接(1)構(gòu)件的連接以道路橋梁示方書II鋼橋篇的規(guī)定為準(zhǔn)。但桿直徑可以不按照道路橋梁示方書II鋼橋篇4.
21、5(2)條規(guī)定取值。(2)摩擦連接型螺栓、螺母和墊片可以采用JIS B 1186規(guī)定的第1種和第2種也就是M12和M16型螺栓。1)M12型和M16型摩擦連接型高強(qiáng)度螺栓的承載力如表-4.7.1所示。表4.7.1 摩擦連接高強(qiáng)度螺栓的承載力(1個(gè)螺栓1個(gè)摩擦面)單位:kg螺栓等級(jí)螺栓型號(hào)F8TF10TM12M1610002000130024002)M12型和M16型螺栓的最小中心間距如表-4.7.2所示。特殊情況下最多可以減小到螺栓直徑的3倍。表4.7.2 螺栓最小中心間距(單位:mm)螺栓型號(hào)最小中心間距M16M1250403)螺栓最大中心間距取表-4.7.3中較小值。螺栓型號(hào)最大中心間距p
22、gM1610015t-3/8g且小于12t24t且小于300M1280注:t:外側(cè)板或型鋼厚度(mm);p:螺栓在應(yīng)力作用方向的間距(mm);g:螺栓在應(yīng)力垂直方向的間距(mm)(圖中文字:應(yīng)力方向)圖4.7.1 螺栓位置和間距取值4)螺栓孔中心到板邊緣的距離如表-4.7.1所示。表4.7.4 螺栓孔中心到板邊緣的最小距離(單位:mm)螺栓型號(hào)最小邊緣距離剪切邊,手工氣割邊軋制邊、鋸割邊、自動(dòng)切割邊M162822M1222185)螺栓孔中心到結(jié)構(gòu)重疊部分的最大距離以道路橋梁示方書II鋼橋篇4.3.10(2)條為準(zhǔn)。本規(guī)范懸索橋構(gòu)件產(chǎn)生的應(yīng)力較小,所以構(gòu)件摩擦連接型螺栓可以采用JIS B 118
23、6規(guī)定的M12和M16。第5章 主纜等5.1 主纜、吊索和抗風(fēng)索5.1.1主纜種類主纜主要有以下幾種:(1)平行鋼絲束主纜(不包括麻繩)(2)鋼絲繩主纜(包括封閉式鋼絞線索)市場(chǎng)上的索股、絞線,可以作為橋構(gòu)件使用的必須是質(zhì)量和機(jī)械性質(zhì)值得信賴的。最好是彈性模量不是很小,截面密實(shí),且操作容易的。因此一般情況下只使用鋼材制成的索股。平行鋼絲束主纜是用鋼絲合成的平行鋼筋束,操作簡(jiǎn)單且容易入手,所以在國(guó)內(nèi)懸索橋中被廣泛采用。麻繩缺乏長(zhǎng)期的承載力所以不被使用。鋼絲繩主纜除了有圓形鋼絲構(gòu)成以外,也有由異型線構(gòu)成的封閉式鋼絞線索(簡(jiǎn)稱LCR)。主纜的索股構(gòu)成如表-解5.1.1所示,LCR的構(gòu)成如表-解5.1
24、.2所示。鋼絲繩主纜與平行鋼絲束主纜相比,強(qiáng)度和彈性模量都要大,所以即使減小主纜直徑或者是為減少固定位置而減少主纜的構(gòu)成根數(shù),其承載力也是足夠的。而且LCR還有抗腐蝕性較好的優(yōu)點(diǎn)。平行線型的絞線從構(gòu)造和施工費(fèi)用上來(lái)看,并不適合用于本規(guī)范的懸索橋設(shè)計(jì),所以很少使用。表-解5.1.1 索股的一般構(gòu)成平行鋼絲束主纜鋼絲繩主纜777197371371611911127LCR表-解5.1.2 LCR的一般構(gòu)成C形D形下層(圓形層)19911991中層(T線層)1層1層上層(Z線層)1層2層構(gòu)成中間1個(gè)周圍6個(gè)7股鋼絲中間1個(gè)周圍6個(gè)19股鋼絲中間1個(gè)周圍6個(gè)37股鋼絲符號(hào)77719737截面圖-解5.1
25、.1 平行鋼絲束主纜截面構(gòu)成19股37股61股91股127股符號(hào)1191371611911127截面圖-解5.1.2 鋼絲繩主纜截面束線構(gòu)成圓形層+1層T線+1層Z線圓形層+1層T線+2層Z線符號(hào)C形D形截面形式圖-解5.1.2 封閉式鋼絞線索主纜截面5.1.2吊索種類吊索主要采用以下幾種形式。(1)平行鋼絲束吊索(不包括麻繩)(2)鋼絲繩吊索(包括封閉式鋼絞線索)(3)鋼桿因?yàn)閼宜鳂蚴切⌒蜆?,所以吊索除了采用平行鋼絲束吊索之外大多采用經(jīng)濟(jì)且操作容易的鋼桿。本規(guī)范中懸索橋的吊桿基本上使用平行鋼絲束就可以滿足設(shè)計(jì)要求,除非是在沿海或溫泉之類的存在腐蝕性霧氣的地域,才使用抗腐蝕性較強(qiáng)的LCR。鋼桿
26、的材質(zhì)主要是SF45A(鍛造品)。鋼桿容許應(yīng)力參照4.2條規(guī)定。5.1.3抗風(fēng)索種類抗風(fēng)索主要采用平行鋼絲束(不包括麻繩)。5.1.4鋼絲用于主纜的鋼絲直徑以道路橋梁示方書II鋼橋篇14.3條為準(zhǔn)。且主纜鋼絲直徑應(yīng)大于2mm。索股的鋼絲直徑以道路橋梁示方書II鋼橋篇14.3條為準(zhǔn)。主纜的鋼絲直徑從防腐蝕的角度考慮應(yīng)大于2mm。5.1.5索股的彈性模量索股的彈性模量以道路橋梁示方書II鋼橋篇14.4條規(guī)定為準(zhǔn)。索股的彈性模量取道路橋梁示方書II鋼橋篇表-14.4.1中的值。這個(gè)值是剔除了構(gòu)造伸長(zhǎng)率得到的,這是因?yàn)樗鞴杀仨氃O(shè)置預(yù)應(yīng)力枕,所以彈性模量必須剔除構(gòu)造伸長(zhǎng)率才能使用。通常情況下,索股的構(gòu)造
27、伸長(zhǎng)率大約是0.2%,如果不設(shè)置預(yù)應(yīng)力枕,這個(gè)拉伸率會(huì)造成傾斜度降低,從而導(dǎo)致排水不良,加勁桁架上弦屈服等,所以必須準(zhǔn)確設(shè)置預(yù)應(yīng)力枕。表-解5.1.3 預(yù)應(yīng)力枕的加工條件荷載荷載持續(xù)時(shí)間操作次數(shù)名義剪切應(yīng)力的4550%30分鐘以上2次以上5.2索股的容許值(1)索股的張拉容許值為剪切荷載除以安全系數(shù)。(2)索股的剪切荷載以道路橋梁示方書II鋼橋篇1.4.5(2)條為準(zhǔn)。(3)主纜、吊索和抗風(fēng)索的張拉荷載安全系數(shù)如表-5.2.1所示。(4)各種荷載組合的安全系數(shù)為表-5.2.1所示的值除以4.1的容許應(yīng)力強(qiáng)度修正系數(shù)。抗風(fēng)索不進(jìn)行容許應(yīng)力強(qiáng)度修正。表-5.2.1 安全系數(shù)構(gòu)件安全系數(shù)主纜3.0吊
28、索3.5抗風(fēng)索1.5主纜和吊索的安全系數(shù)以道路橋梁示方書II鋼橋篇1 4.5條為準(zhǔn)。吊索所用索股的張拉容許值取4.2條規(guī)定的值。5.3固定(1)主纜主要采用插座式固定,如果受施工條件限制,也可以使用緊壓式固定或楔式固定。(2)吊索(除鋼桿)和抗風(fēng)索可以采用插座式固定、緊壓式固定或楔式固定。由于施工等條件限制,也可使用夾子固定。(1)主纜的固定主纜的固定關(guān)系到整個(gè)懸索橋的生命,必須采用安全可靠的固定方式。因此主纜一般采用插座式固定。但是,插座式固定由于澆筑、主纜長(zhǎng)度等原因施工復(fù)雜,所以從施工管理角度考慮可能會(huì)需要使用緊壓式固定,但是一定不能使用夾子固定。原因如下:夾子固定的效果比其他各種方法都差
29、;夾子本身容易生銹,可能引起鋼絲生銹;一般夾子緊固扭矩的管理很困難。(2)吊索和抗風(fēng)索的固定吊索和抗風(fēng)索因施工的難易程度不同,可以選擇的固定方式有很多。一般只有在施工、構(gòu)造或其他原因限制,不得已的情況下才使用夾子固定。吊索采用鋼桿時(shí),不能采用上述的固定方式,可以使用螺栓等合適的方法固定。以下,對(duì)各種固定方法進(jìn)行一些詳細(xì)的說(shuō)明。1)插座式固定插座式固定,在套筒內(nèi)將索股拆開(kāi),再用合金澆筑。插座式固定使用的合金道路橋梁示方書II鋼橋篇1 4.8條規(guī)定。圖-解5.3.1列舉了插座式固定形狀。a)開(kāi)放式插座 b)筒形插座 c)筒形插座+鋼桿 d)橋式插座A e)橋式插座B圖-解5.3.1 插座式固定2)
30、緊壓式固定緊壓式固定是用鋼制套筒將鋼絲繩壓緊,在套筒表面切割出螺紋或者是插入銷栓的結(jié)構(gòu)。圖-解5.3.2列舉了緊壓構(gòu)造實(shí)例。a)有眼端 b)叉端 c)螺紋端 d)平端圖-解5.3.2 緊壓式構(gòu)造3)楔式固定楔式固定一般有圖-解5.3.3所示的楔式組合,鋼絲繩端由夾子固定。圖-解5.3.2 楔式固定楔式固定的強(qiáng)度與主纜和插座的摩擦力有關(guān),所以需要用夾子固定住主纜的端部。4)夾子固定夾子固定是在與錨碇用具的接觸面處安裝套筒,并用鋼絲繩纏繞,在鋼絲繩端部用夾子固定的結(jié)構(gòu)。夾子固定時(shí),固定效果大約只有80%,所以必須使用比其他固定方式更粗的鋼絲繩。也就是說(shuō)夾子固定中的鋼絲繩直徑應(yīng)在5.2條規(guī)定的安全系
31、數(shù)基礎(chǔ)上再乘以1.25(固定效果80%的倒數(shù))作為容許值。夾子的安裝可以采用以下方法。金屬夾子的安裝 金屬夾子安裝方式如圖-解5.3.4所示,必須將U側(cè)安裝在鋼絲繩的末端側(cè),離眼最近的金屬夾子應(yīng)盡量緊貼并夾緊。圖-解5.3.4 金屬夾子的緊固金屬夾子的安裝個(gè)數(shù) 金屬夾子的安裝個(gè)數(shù)如表-解5.3.4所示。如果鋼絲直徑粗、鋼絲較硬難以彎曲時(shí),金屬夾子很難緊固,此時(shí)夾子個(gè)數(shù)可以增加50%。金屬夾子安裝間距 根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知,相鄰?qiáng)A子的中心距離和鋼絲繩螺紋間距相同時(shí),金屬夾子固定效率最高。在金屬夾子施工過(guò)程中,根據(jù)所用鋼絲繩的螺紋間距,參照表-解5.3.4設(shè)定適當(dāng)?shù)陌惭b間距。表-解5.3.5 金屬夾子安裝
32、個(gè)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩直徑(mm)合適夾子型號(hào)安裝個(gè)數(shù)安裝間距(cm)緊固扭矩(kgcm)鍛造品10FR-105724012FR-125836014FR-145957016FR-1651080018FR-186121-2-20FR-2022613122024FR-2425616182026FR-2628617210030FR-3032720290036FR-3338823400040FR-4045826758047.5FR-4750931608053FR-52541035690060FR-566010398250注:金屬夾子的規(guī)格參照J(rèn)IS B 2809。金屬夾子的緊固扭矩 金屬夾子的合適緊固扭矩如表
33、-5.3.4所示。為了確保合適緊固扭矩,現(xiàn)場(chǎng)使用扭矩扳手緊固。為金屬夾子緊固時(shí)更為方便,小于合適扭矩1000kgcm時(shí),使用如表-解5.3.5所示的適當(dāng)長(zhǎng)度的扳手,盡力緊固。鋼絲直徑(mm)緊固扭矩(kgcm)扭矩扳手長(zhǎng)度(cm)假設(shè)緊固扭矩大小假設(shè)作用力(kg)U型螺母強(qiáng)度極限(kgcm)標(biāo)準(zhǔn)合理范圍1012141618注:扳手長(zhǎng)度比扳手寬度應(yīng)長(zhǎng)5cm以上。夾子固定時(shí)必須使用封閉套筒(參照?qǐng)D-解5.3.5),其直徑應(yīng)大于鋼絲繩的5倍。圖-解5.3.5 鎖緊嵌環(huán)5.4索鞍(1)主纜的彎曲處必須設(shè)置索鞍。索鞍的曲率應(yīng)大于主纜直徑的8倍。(2)索鞍上的主纜滑移安全系數(shù)為2.0。(1)將索股用較小的
34、曲率半徑彎曲時(shí),索股的強(qiáng)度也會(huì)降低,在彎曲主纜的點(diǎn)必須安裝索鞍,防止其折斷。索鞍的半徑應(yīng)大于主纜直徑的8倍。為保證索鞍產(chǎn)生最大撓度時(shí)的荷載不會(huì)使主纜折斷,主纜和鞍座應(yīng)有足夠的接觸長(zhǎng)度。吊索、抗風(fēng)索的曲率半徑應(yīng)大于鋼絲繩直徑2.5倍。鋼絲繩曲線部分的曲率半徑取圖-解5.4.1所示的最小半徑,主纜的索股直徑在曲率方向上取測(cè)量直徑,吊索取最大直徑。(2)中間跨的主纜拉力和邊跨的主纜拉力有一定差距,為了使索鞍上的主纜不產(chǎn)生滑移,必須校驗(yàn)其安全性。此時(shí),摩擦系數(shù)uuu可取0.15。校驗(yàn)滑移安全性的公式,也有考慮主纜對(duì)鞍座的作用反力分布的楊冪公式,但一般情況下可以按照式(解5.4.1)計(jì)算。公式和公式中字
35、母。5.5纜帶(1)纜帶是為確保吊索的拉力能夠順利傳遞到主纜上的構(gòu)造。(2)纜帶的滑移安全系數(shù)為4.0。纜帶均勻的緊固在主纜上,且必須盡量避免其緊固力的減少。一般用螺栓緊固,避免帶子和主纜間、或主纜構(gòu)成要素之間的滑移。此時(shí),帶子內(nèi)面和主纜表面必須緊貼。主纜使用索股時(shí),帶子內(nèi)面應(yīng)切割或填充成鋼絲繩的形狀。一般情況下都是切割成鋼絲繩的形狀,不能切割時(shí)再進(jìn)行填充。填充一般采用鋅、鋼線或是鋼絲等。計(jì)算滑移時(shí),摩擦系數(shù)取0.15。纜帶最好是在吊索的張力作用下不會(huì)產(chǎn)生扭矩的結(jié)構(gòu),可以通過(guò)在吊索位置改變帶子形狀等方式保證固定部位不產(chǎn)生不好的力。第6張 索塔6.1一般規(guī)定索塔一般采用鋼制或鋼筋混凝土材料。以往
36、的懸索橋,也有一些索塔采用了木材,但木材強(qiáng)度不穩(wěn)定,與鋼材和混凝土相比缺乏耐久性,如果想要加強(qiáng)索鞍處的集中荷載承載能力很困難,所以索塔一般不使用木材。6.2索塔的形式索塔的形式必須考慮施工等的條件。索塔的形式從大方面來(lái)說(shuō)一般分為下端固定和下端鉸接2種。下端固定的索塔,索鞍形式一般分為固定式、滾動(dòng)式、柜式(參照?qǐng)D-解6.2.1)。下端固定(a)索鞍固定(b)滾動(dòng)式索鞍(c)柜式索鞍下端鉸接圖-解6.2.1 索塔的形式懸索橋索鞍一般采用固定式,不采用滾動(dòng)式和柜式。下端、索鞍都固定時(shí),必須注意以下兩點(diǎn):索塔產(chǎn)生的彎矩可能變大;鞍座上主纜可能產(chǎn)生滑移。根據(jù)剛性索塔的試算結(jié)果可知,索塔的彎矩并不大,且作
37、用在主纜上的力低于主纜和鞍座之間的摩擦力。索塔剛性較大時(shí),需要驗(yàn)證索塔的彎矩和鞍座與主纜之間的滑移。決定索塔形式時(shí),應(yīng)以施工情況為基礎(chǔ),充分考慮將來(lái)維護(hù)管理的難易程度綜合討論。6.3 鋼制索塔的應(yīng)力校核設(shè)計(jì)鋼制索塔時(shí),應(yīng)根據(jù)道路橋梁示方書II鋼橋篇3.3條校核應(yīng)力強(qiáng)度。設(shè)計(jì)鋼制索塔時(shí),不僅要保證應(yīng)力低于本規(guī)范第4章規(guī)定的容許應(yīng)力,還要按道路橋梁示方書II鋼橋篇第3章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)。索塔是軸向力和彎矩同時(shí)作用的部件,應(yīng)滿足道路橋梁示方書II鋼橋篇3.3條規(guī)定。根據(jù)此規(guī)定計(jì)算軸向容許壓應(yīng)力時(shí),應(yīng)采用道路橋梁示方書II鋼橋篇13.5.1條規(guī)定的有效壓彎長(zhǎng)度計(jì)算的長(zhǎng)細(xì)比中較大的值。6.4鋼筋混凝土
38、索塔的應(yīng)力校核設(shè)計(jì)鋼筋混凝土索塔時(shí),應(yīng)根據(jù)道路橋梁示方書III混凝土橋篇2.4.1條校核應(yīng)力強(qiáng)度。設(shè)計(jì)鋼筋混凝土索塔時(shí),應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)荷載作用和最終荷載作用情況分別進(jìn)行校核。由于索塔形式不同,有時(shí)需要對(duì)軸向荷載和彎矩同時(shí)作用的長(zhǎng)柱進(jìn)行校核。長(zhǎng)柱的軸向荷載和彎矩,可用相同截面短柱的容許軸向荷載和容許彎矩分別乘以下式的系數(shù)a得到。a)箍筋柱b)螺旋箍筋柱式中:柱的有效高度; 箍筋柱的最小橫向尺寸 螺旋箍筋柱的有效截面直徑6.5鞍座固定處的補(bǔ)強(qiáng)鞍座安裝處的構(gòu)造必須保證能將鞍座的荷載順利的傳遞到塔柱上。鞍座正下方作用有很大的鉛垂荷載,此荷載必須順利的傳遞。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,以道路橋梁示方書II鋼橋篇8.7.1
39、條為準(zhǔn)。第7章 錨碇7.1一般規(guī)定主纜的錨碇應(yīng)考慮架設(shè)地點(diǎn)的地形、地質(zhì)條件等選擇合適方法。錨碇方式一般采用重力式主纜錨碇,但架設(shè)地點(diǎn)地質(zhì)是堅(jiān)固巖石時(shí),也可以將錨具打入基巖中錨碇。由于架橋地點(diǎn)的地形不同,緊接主跨的側(cè)跨橋腳也需要錨碇。錨碇方式需研究架設(shè)地點(diǎn)的地形、地質(zhì)后選擇。7.2重力式錨碇的穩(wěn)定重力式錨碇必須保持穩(wěn)定,不能傾覆和滑移。本節(jié)對(duì)錨碇方式中最常用的重力式錨碇穩(wěn)定性進(jìn)行了特別規(guī)定。支撐、傾覆和滑移有關(guān)的穩(wěn)定計(jì)算以道路橋梁示方書IV下部構(gòu)造篇的規(guī)定為準(zhǔn),但在錨塊形狀、錨碇深度等方面本章有一些不同需要注意。例如,道路橋梁示方書IV下部構(gòu)造篇5.2(1)條規(guī)定了穩(wěn)定計(jì)算適用的基礎(chǔ)形狀(分成直
40、接基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)),直接基礎(chǔ)應(yīng)以道路橋梁示方書為準(zhǔn),沉箱基礎(chǔ)應(yīng)以本章規(guī)定為準(zhǔn)。7.2錨具(1)錨具是將主纜的拉力準(zhǔn)確的傳遞到錨塊等的結(jié)構(gòu),應(yīng)具有一定強(qiáng)度。(2)錨具應(yīng)注意排水等防止其腐蝕。(1)主纜采用錨塊錨碇時(shí),必須將主纜直接埋入錨塊中固定,將錨具直接埋入錨碇部位,錨具和主纜結(jié)合。此時(shí),必須采用夾式固定。為了使錨具能夠承擔(dān)主纜的拉力,在固定錨塊的同時(shí),還要保證其構(gòu)造、強(qiáng)度都能夠承擔(dān)主纜的拉力。構(gòu)造不同則安全系數(shù)也會(huì)變化,所以應(yīng)考慮彎曲影響進(jìn)行設(shè)計(jì)。主纜的拉力作用線和錨具的方向不同時(shí),錨具內(nèi)會(huì)產(chǎn)生彎矩,從而產(chǎn)生設(shè)計(jì)中沒(méi)有預(yù)想到的應(yīng)力,此時(shí),錨具可打入混凝土塊,保證其方向與主纜拉力作用線方向一致
41、。(2)錨具和主纜固定處如果腐蝕,會(huì)造成整個(gè)橋的功能降低。如以往的小規(guī)模懸索橋,有很多錨具被土、砂等掩埋的情況,同時(shí)還要特別注意這些部位的排水問(wèn)題(參見(jiàn)照片-解7.3.1)。在設(shè)計(jì)錨碇部分時(shí),應(yīng)考慮到塵土等可能惡化將來(lái)的排水性,從而確定錨具的安裝位置,同時(shí)也要保證錨碇部位的良好排水性。第8章 懸索結(jié)構(gòu)8.1一般規(guī)定(1)懸索橋一般不加勁。(2)懸索橋設(shè)有橫向結(jié)構(gòu)。(1)不加勁的懸索橋與加勁的懸索橋相比,撓曲剛度小。只供行人和自行車通行的懸索橋,橋面板如果采用8.2條規(guī)定的縱梁,即使不加勁也不會(huì)產(chǎn)生使行人不舒適的撓度和振動(dòng)。因此,只供行人和自行車使用的懸索橋可以采用不加勁結(jié)構(gòu)。有汽車通行的懸索橋
42、,考慮到集中荷載可能產(chǎn)生彎曲,需要另行討論適當(dāng)?shù)闹髁盒问?。汽車荷載可看做集中荷載作用,因?yàn)橐苿?dòng)速度快而橋的撓曲剛度又小,所以汽車乘客和行人會(huì)產(chǎn)生一定心理恐慌。本規(guī)范的9.3條鋼筋混凝土橋面板中限制了撓度,但有汽車通行時(shí)仍應(yīng)盡量避免產(chǎn)生很大撓度。圖-解8.1.2和圖-解8.1.3分別表示寬度為1.5mW1.8m(汽車荷載1200kg,參照表-解3.4.1)和1.8mW2.5m(汽車荷載5000kg,參照表-解3.4.1)時(shí),以恒荷載和梁剛度為變量,1輛汽車荷載產(chǎn)生的最大撓度。有汽車通行橋選擇梁和橋面板形式時(shí),可以參照這兩幅圖。道路橋梁示方書II鋼橋篇1.4條規(guī)定了容許撓度,考慮本規(guī)范橋的實(shí)際使用
43、狀態(tài)不一定非要滿足這個(gè)值。汽車荷載產(chǎn)生的最大撓度可以取跨度的1/200。圖-解8.1.2和圖-解8.1.3是1輛汽車荷載產(chǎn)生的最大撓度,與道路橋梁示方書II鋼橋篇1.4中規(guī)定的最大撓度(均布荷載的影響線)不同,需要注意。圖中,虛線表示木質(zhì)橋面板,點(diǎn)劃線表示開(kāi)敞式鋼格板橋面板,實(shí)線表示鋼筋混凝土橋面板,在恒荷載作用下的梁剛度和最大撓度的關(guān)系。梁的截面慣性矩I(cm4) 梁的截面慣性矩I(cm4)梁的截面慣性矩I(cm4) 梁的截面慣性矩I(cm4)注:1)最大撓度只是集中荷載P(每個(gè)主纜600kg)產(chǎn)生的; 2)Wd是包含主纜重量的全部恒荷載; 3)Wd1,I都是指單側(cè)主纜; 4)垂跨比為1/1
44、0;(指主纜下垂高度和跨度之比) 5)L是梁跨間距。圖-解8.1.2 1輛汽車荷載(總重1200kg)的最大撓度(1.5mW1.8m)梁的截面慣性矩I(cm4) 梁的截面慣性矩I(cm4)梁的截面慣性矩I(cm4) 梁的截面慣性矩I(cm4)注:1)最大撓度只是集中荷載P(每個(gè)主纜600kg)產(chǎn)生的; 2)Wd是包含主纜重量的全部恒荷載; 3)Wd1,I都是指單側(cè)主纜; 4)垂跨比為1/10;(指主纜下垂高度和跨度之比) 5)L是梁跨間距。圖-解8.1.3 1輛汽車荷載(總重5000kg)的最大撓度(1.8mW2.5m)梁形式采用加勁桁架時(shí),設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮主纜徐變的影響。主纜的徐變會(huì)降低彎曲弧度
45、,下部桁架的上弦結(jié)構(gòu)可能會(huì)被壓屈。設(shè)主纜的徐變值為一浦西龍,徐變引起的跨中撓度為得他,由式(解8.1.1)近似計(jì)算。式中: 跨中的梁撓度(m)主纜的徐變值(mm)主纜支點(diǎn)建的主纜長(zhǎng)度(m)此時(shí)的跨中彎矩M可由式(解8.1.2)近似計(jì)算。式中,EI:量的彎曲剛度。徐變引起的梁彎矩與剛度成比例,梁采用金屬板時(shí)徐變產(chǎn)生的應(yīng)力較小,所以只在加勁桁架時(shí)考慮徐變的影響。為了防止產(chǎn)生反方向的彎曲弧度,可采取下述對(duì)策。設(shè)計(jì)彎曲弧度不能過(guò)小。吊索上安裝旋轉(zhuǎn)螺絲,可以調(diào)整彎曲弧度。架設(shè)主纜時(shí)先預(yù)拉預(yù)想的徐變值。每米主纜的徐變值如下:平行鋼絲束主纜:0.2510-31.0010-3m鋼絲繩主纜:0.1510-30.
46、6010-3m(2)即使是不加勁懸索橋,如果設(shè)有橫向結(jié)構(gòu),也可以改變梁間荷載分配,從而抵消異常的搖晃、撓度等。橫向結(jié)構(gòu)對(duì)行人的通行有利,無(wú)論是哪種懸索橋結(jié)構(gòu)都可以設(shè)置橫向結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)橫向結(jié)構(gòu)為了承擔(dān)作用在懸索橋上的橫向力。橫向力中有一部分是由主纜和抗風(fēng)索等傳遞至索塔和橋臺(tái)的,橫向結(jié)構(gòu)可以作為分擔(dān)這些橫向力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此時(shí),對(duì)主纜、梁需要加上這部分橫向力進(jìn)行應(yīng)力校核。8.2縱梁(1)縱梁截面可以采用軋鋼H型鋼H-10010068或者是與此截面性能相同的結(jié)構(gòu)。(2)縱梁是連接橋軸方向的結(jié)構(gòu)。(3)縱梁除了作為橋面板的應(yīng)力外,還要加上作為加勁梁時(shí)的應(yīng)力,校核其安全性。此時(shí),鋼材的容許應(yīng)力強(qiáng)度修正系
47、數(shù)為1.35。(1)對(duì)已建的行人專用懸索橋進(jìn)行調(diào)查可知,本規(guī)范規(guī)定的剛度不會(huì)產(chǎn)生使行人感到不舒適、恐慌的震動(dòng)。(2)縱梁主要是連接橋軸方向,同時(shí)對(duì)其有加勁效果(3)本節(jié)規(guī)定的縱梁在設(shè)計(jì)計(jì)算中只作為橋面系(不加勁)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此,盡管縱梁在橋軸方向連續(xù),但仍可以作為吊索間的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。實(shí)際上為了連續(xù),縱梁根據(jù)其剛度不同有時(shí)可能起到加勁梁作用,從而產(chǎn)生應(yīng)力。因此,縱梁除了作為橋面系的應(yīng)力,還有作為加勁梁時(shí)的應(yīng)力,此時(shí)鋼材的容許應(yīng)力強(qiáng)度的修正系數(shù)為1.35。這個(gè)修正系數(shù)是為了使鋼材不會(huì)部分屈服而產(chǎn)生變形,且應(yīng)力強(qiáng)度控制在鋼材的比例極限之內(nèi)而確定的。連續(xù)的縱梁在支點(diǎn)處屈服一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,主要
48、是因?yàn)椋涸谶B續(xù)的縱梁中,吊索安裝處的應(yīng)力如果達(dá)到屈服點(diǎn),則會(huì)產(chǎn)生塑性鉸,從而使縱梁的剛性降低變成設(shè)計(jì)計(jì)算上假定的不加勁懸索橋構(gòu)造系。因此,縱梁支點(diǎn)即使產(chǎn)生這種超過(guò)應(yīng)力,懸索橋的承載力也不會(huì)降低。本規(guī)定充分考慮了構(gòu)件屈服不產(chǎn)生變形的情況,所以不需要擔(dān)心結(jié)構(gòu)承載力。第9章 橋面板9.1一般規(guī)定(1)橋面板一般采用木質(zhì)橋面板、鋼筋混凝土橋面板或鋼制橋面板。(2)橋面系采用構(gòu)造鋼材。(1)橋面板直接承受荷載作用,所以比其他部件對(duì)荷載條件的要求更為嚴(yán)格。在陡峭的山岳地區(qū)建造的小規(guī)模懸索橋的橋面板應(yīng)有充足的耐久性,沒(méi)有耐久性時(shí)應(yīng)容易替換。研究以前的實(shí)際使用情況可知,橋面板大多采用木質(zhì)橋面板、鋼筋混凝土橋面
49、板和鋼制橋面板。(2)橋面系必須和橋面板有相同的耐久性和抗腐蝕性,但橋面系除自身應(yīng)力之外,還作為主結(jié)構(gòu)一部分承受應(yīng)力。因此應(yīng)采用可靠度較高的構(gòu)造鋼材。9.2木質(zhì)橋面板(1)使用的木材必須缺點(diǎn)少質(zhì)量?jī)?yōu)。(2)最小板厚3.5cm,最小板寬15cm。(1)木質(zhì)橋面板使用的木材必須內(nèi)部疏松、纖維傾斜、發(fā)圓等缺點(diǎn)較少,強(qiáng)度值得信賴。(2)由于橋面板上有復(fù)雜的應(yīng)力或磨耗、損傷、劣化等作用,以及材料存在一些不可避免的確定,所以設(shè)計(jì)荷載下的橋面板計(jì)算應(yīng)力及時(shí)較小,也要滿足本條規(guī)定的最小厚度。木材截面積如果小于50cm2,各種缺點(diǎn)會(huì)明顯造成強(qiáng)度降低,干燥等也容易產(chǎn)生較大變形,所以木材作為橋面板使用時(shí),必須保證本
50、節(jié)規(guī)定的最小厚度和寬度。 汽車通行的橋,由于汽車的通行,木材容易受到損傷和摩擦作用,為了保護(hù)橋面板,要在輪壓作用位置設(shè)置寬度大于50cm的底板。9.3鋼筋混凝土橋面板鋼筋混凝土橋面板最小厚度為10cm。考慮施工可靠度,鋼筋混凝土橋面板的整體厚度應(yīng)大于10cm。有汽車通行的橋,鋼筋混凝土橋面板的整體厚度應(yīng)大于16cm,為了使輪壓可更好的作用在橋面板上最好進(jìn)行鋪裝。汽車通行時(shí),隨著結(jié)構(gòu)各部分的變形鋼筋混凝土橋面板上的曲率變大,可能造成破壞。因此,需要限制梁的撓度,容許值為跨間距的1/350。9.4鋼制橋面板鋼制橋面板采用的鋼材最小板厚為6mm,對(duì)腐蝕已經(jīng)考慮的很充分時(shí),可以取3mm。鋼制橋面板一般
51、有鋼橋面板、鋼格板橋面板。鋼材的板厚從防腐蝕觀點(diǎn)來(lái)看應(yīng)大于6mm,但所有的板厚都大于6mm的話,缺乏一定的經(jīng)濟(jì)性,所以對(duì)腐蝕已經(jīng)考慮充分時(shí),板厚只要大于3mm就行了。9.5橫木橋面板寬度方向兩側(cè)應(yīng)設(shè)有橫木。橫木一般和欄桿一樣,是為了防止行人、自行車落到橋外而設(shè)置的。小規(guī)模懸索橋設(shè)的橫木必須簡(jiǎn)單且有足夠強(qiáng)度。橫木高度應(yīng)在5cm以上,按照側(cè)面作用750kg/m的水平力進(jìn)行設(shè)計(jì)。橫木:橋欄桿最下面安裝的橫向結(jié)構(gòu),圖中最左面箭頭所指位置。第10章 其他構(gòu)造細(xì)則10.1抗風(fēng)索橋?yàn)榱颂岣呖癸L(fēng)穩(wěn)定性,設(shè)有抗風(fēng)索。小規(guī)模懸索橫向結(jié)構(gòu)只有一側(cè),這種截面形式扭轉(zhuǎn)剛度較小,對(duì)應(yīng)橫向壓屈、橫向撓曲等靜態(tài)現(xiàn)象時(shí)是不穩(wěn)定
52、的,且對(duì)于動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象風(fēng)和氣流引起的振動(dòng)的起振風(fēng)速也會(huì)降低。因此橋需要設(shè)置抗風(fēng)索??癸L(fēng)索要有獨(dú)立的錨碇,因地形原因不能安裝抗風(fēng)索時(shí),應(yīng)把橫向結(jié)構(gòu)設(shè)成上下兩層,形成封閉截面提高剛度從而省略抗風(fēng)索。可以對(duì)抗風(fēng)索施加預(yù)應(yīng)力,從而減少橫向撓度、主纜的疲勞等。此時(shí),抗風(fēng)索的預(yù)應(yīng)力對(duì)于主纜來(lái)說(shuō)是類似于恒荷載的作用力。抗風(fēng)索將“預(yù)應(yīng)力+風(fēng)荷載”作為整體荷載,根據(jù)主纜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。10.2支撐(1)支撐在梁兩端橋軸方向都是可動(dòng)的。(2)支撐對(duì)于上抬力和橋軸垂直方向荷載應(yīng)有足夠的抵抗力。(3)鋼制支撐的厚度應(yīng)在22mm以上,錨碇螺栓直徑應(yīng)在25mm。(1)懸索橋的梁因?yàn)橛兄骼|的約束,所以兩端支撐可以不固
53、定。過(guò)去的懸索橋大多一端固定,承受面外風(fēng)荷載或是溫度變化時(shí),容易產(chǎn)生約束力從而造成破壞。因此,支撐應(yīng)兩端可動(dòng)。(2)懸索橋的梁支撐在活荷載作用下,可能有上抬力作用,所以必須有能夠抵抗這個(gè)力及橋軸垂直方向的風(fēng)荷載、地震作用的結(jié)構(gòu)。(3)作用在小規(guī)模懸索橋支撐上的豎向力和水平力比較小,但如果支撐的板厚過(guò)薄,則不能承擔(dān)均布反力。鋼板構(gòu)成的支撐容易產(chǎn)生焊接翹曲。所以,支撐結(jié)構(gòu)各部分的厚度應(yīng)大于本節(jié)規(guī)定。10.3吊索與橋面系或梁(橋面系等)之間的安裝吊索安裝在橋面系上的部位應(yīng)能保證橋面系等的反力可以準(zhǔn)確的傳遞到吊索上。必須十分注意吊索在橋面系上安裝位置。將吊索固定在橋面系上的錨具必須有可以準(zhǔn)確傳達(dá)橋面系反力的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。也可以根據(jù)需要在錨具位置對(duì)橋面系進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。應(yīng)十分注意吊索的安裝位置,不能與欄桿等其他結(jié)構(gòu)接觸。吊索和橋面系等的安裝部位容易腐蝕,為方便維護(hù)管理,在構(gòu)造
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