悬索桥的构造组成.doc

主缆:主缆是悬索桥的主要承重构件,除承受自身恒载外,缆索本身通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面系)的荷载。除此以外主缆还承担一部分横向风荷载,并将它传递到桥塔顶部。主缆不仅可以通过自身弹性变形,而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡,表现出大位移非线性的力学特征,这是悬索桥区别于其他桥梁结构的重要特征之一。主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力,对后续结构形状提供强大的“重力刚度”,这是悬索桥跨径得以不断增大、加劲梁高跨比得以减小的根本原因。主索鞍:主索鞍在桥塔上,用来支承和固定主缆,通过它可以使主缆的拉力以垂直力和不平衡力的方式均匀地传递到塔顶。(2)悬索桥的结构特点①主缆是几何可变体,只承受拉力作用。主缆通过自身的弹性变形和几何形状的改变来影响体系的平衡。所以悬索桥的平衡应建立在变形后的状态上。②主缆在初始恒载作用下,具有较大的初拉力,使主缆保持着一定的几何形状。当外荷载作用时,缆索发生几何形状的改变。初拉力对在外荷载作用下产生的位移存在着抗力,它和位移有关,反映出缆索几何非线性的特性。③改变主缆的垂跨比将影响结构的受力和刚度。垂跨比增大,则主缆的拉力减小,刚度减小,恒、活载作用产生的挠度增大。④悬索桥的跨度越大,加劲梁所受竖向活载的影响越小,竖向活载引起的变形也越小。⑤增大加劲梁的抗弯刚度对减小悬索桥竖向变形的作用不大,这是因为竖向变形是悬索桥整体变形的结果。加劲梁的挠度受到主缆变形的影响,跨度增大时加劲梁在承受竖向荷载方面的功能逐渐减小到只能将活荷载传递给主缆,其自身刚度的贡献较小。这一点和其他桥型中主要构件截面面积总是随着跨径的增大而显著增大不同。⑥边跨的不同形式对悬索桥有很大的影响,通常悬索桥边跨与中跨跨径比对悬索桥的挠度和内力有影响,当边跨与中跨跨径比减小时,其中跨的跨中和L/4处的挠度和弯矩值减小,而主缆拉力有所增加。缆索腐蚀一般发生在钢绞线裸露的并且存在交变应力的部位,主要存在以下几种腐蚀类型。(1)应力腐蚀。应力腐蚀存在3个必要的条件:1)存在产生腐蚀倾向的材料处于应力状态;2)存在产生腐蚀倾向的材料处于电解质环境里;3)电解质里有处于应力状态下的材料敏感的元素或物质。材料同时具有上述3种条件就会发生应力腐蚀。比如处于高应力状态下的钢丝在水环境或含氯离子的环境中极易发生应力腐蚀。应力水平的高低与应力腐蚀产生的强度存在一定的比例关系。(2)微动磨耗腐蚀。在桥梁缆索的锚固区,由于车辆运行产生振动,使得钢丝之间发生微小的振动和往复的摩擦。在高应力状态下,紧邻的钢丝之间发生电子移动而导致钢丝磨损,钢丝表面出现麻点或沟纹。麻点或沟纹进一步增加了钢丝之间的摩擦力,使钢丝磨耗腐蚀的程度更加严重。(3)腐蚀疲劳。桥梁缆索在交变应力作用下的腐蚀疲劳和应力腐蚀不同,腐蚀疲劳不需要金属一环境的特殊组合。交变应力条件下,材料发生疲劳腐蚀具有普遍性。桥梁缆索钢丝由于任何一种腐蚀的原因使其表面产生坑蚀或产生裂纹,在交变应力的作用下,坑蚀部位则极易产生应力集中,从而产生滑移而诱发裂纹,裂纹的内部新表面进一步发生腐蚀。随着裂纹的不断扩展,钢丝的抗疲劳性明显降低有悬索桥主缆现状由于现代悬索桥在中国历史较短,中国还尚未开展类似的调查工作。日本从1988年起对多座悬索桥的主缆内部防护效果进行了调查,结果显示并不理想,普遍存在以下问题:1)主缆内部有积水;2)防