懸索橋的組成

（1）橋塔

橋塔是懸索橋最重要構(gòu)件。它支承主纜索和加勁梁，將懸索橋的活載和恒載(包括橋面、加勁梁、吊索、主纜索及其附屬構(gòu)件如鞍座和索夾等的重量)以及加勁梁在橋塔上的支反力直接傳至塔墩和基礎(chǔ)，同時(shí)還受到風(fēng)載與地震的作用。橋塔的高度主要由橋面標(biāo)高和主纜索的垂跨比f(wàn)/L確定，通常垂跨比f(wàn)/L為1/9～1/12。大跨度懸索橋的橋塔主要采用鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式可分為桁架式、剛架式和混合式三種(圖5-23)。剛架式橋塔通常采用箱形截面。由于預(yù)應(yīng)力混凝土和爬模技術(shù)的發(fā)展，鋼筋混凝土橋塔的橋塔的使用呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)。橋塔塔頂必須設(shè)主索鞍，以便主纜索能與橋塔合理的銜接和平順的轉(zhuǎn)折，并將主纜索的拉力均勻的傳至橋塔。

（2）錨碇

錨碇是主纜索的錨固構(gòu)造。主纜索中的拉力通過(guò)錨碇傳至基礎(chǔ)。通常采用的錨碇有兩種形式：重力式和隧洞式。重力式錨碇依靠其巨大的自重來(lái)承擔(dān)主纜索的垂直分力，而水平分力則由錨碇與地基之間的摩阻力或嵌固阻力承擔(dān)。隧道式錨碇則是將主纜中的拉力直接傳遞給周圍的基巖。隧道式錨碇適用于錨碇處有堅(jiān)實(shí)基巖的地質(zhì)條件。當(dāng)錨固地基處無(wú)巖層可利用時(shí)，均采用重力式錨碇。錨碇主要由錨碇基礎(chǔ)、錨塊、錨碇架及固定裝置和錨固索鞍組成。

（3）主纜索

主纜索是懸索橋的主要承重構(gòu)件，不僅承擔(dān)自重恒載，還通過(guò)索夾和吊索承擔(dān)加勁梁(包括橋面)等其它恒載以及各種活載。主纜索還要承擔(dān)部分橫向風(fēng)載，并將其傳至橋塔頂部。主纜索可采用鋼絲繩鋼纜或平行絲束鋼纜，由于平行絲束鋼纜彈性模量高，空隙率低，抗銹蝕性能好，因此大跨度吊橋的主纜索均采用這種形式。現(xiàn)代懸索橋的主纜索多采用直徑5mm的高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲組成(圖5-25)。先由數(shù)十到數(shù)百根5mm的高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲制成正六邊形的索束(股), 再將數(shù)十至上百股索束擠壓形成主纜索,并做防銹蝕處理。設(shè)計(jì)中主纜索的線形一般采用二次拋物曲線。

主纜索的架設(shè)方法主要有兩種：空中送絲成纜法和預(yù)制鋼絲束成纜法�？罩兴徒z成纜法在現(xiàn)場(chǎng)空中編纜,每根主纜索所含索束數(shù)較少,但每根索束所含鋼絲根數(shù)較多；施工工期較長(zhǎng)；所需錨碇面積較小；是最早采用的成纜法。預(yù)制鋼絲束成纜法在工廠先預(yù)制鋼絲索束,然后在現(xiàn)場(chǎng)使用索束編纜；每根主纜索所含索束數(shù)較多,但每根索束所含鋼絲根數(shù)較少；施工周期較短；所需錨固面積較大；是現(xiàn)代懸索橋較多采用的成纜法。

（4）吊索

吊索也稱吊桿，是將加勁梁等恒載和橋面活載傳遞到主纜索的主要構(gòu)件。吊索可布置成垂直形式的直吊索或傾斜形式的斜吊索，其上端通過(guò)索夾與主纜索相連，下端與加勁梁連接。吊索與主纜索連結(jié)有兩種方式：鞍掛式和銷接式。兩種方式各有所長(zhǎng)。吊索與加勁梁連結(jié)也有兩種方式：錨固式和銷接固定式。錨固式連結(jié)是將吊索的錨頭錨固在加勁梁的錨固構(gòu)造處。銷接固定式連結(jié)是將帶有耳板的吊索錨頭與固定在加勁梁上的吊耳通過(guò)銷釘連結(jié)。吊索宜采用有繩芯的鋼絲繩制作，二根或四根一組；兩端均為銷接式的吊索可采用平行鋼絲索束作為吊索。

（5）加勁梁

加勁梁的主要作用是直接承受車輛、行人及其它荷載，以實(shí)現(xiàn)橋梁的基本功能，并與主纜索、橋塔和錨碇共同組成懸索橋結(jié)構(gòu)體系。加勁梁是承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)件，應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定特性，防止其發(fā)生過(guò)大撓曲變形和扭曲變形，避免對(duì)橋梁正常使用造成影響。大跨度懸索橋的加勁梁均為鋼結(jié)構(gòu)，通常采用桁架梁和箱形梁。預(yù)應(yīng)力混凝土加勁梁僅適用于跨徑500m以下的懸索橋，大多采用箱形梁。采用箱形梁時(shí)，應(yīng)選擇流線型主梁截面，并適當(dāng)設(shè)置風(fēng)嘴、導(dǎo)流板、分流板等抗風(fēng)裝置；采用桁架梁時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)主梁和橋面車道部分的聯(lián)系，并注意保證主梁及橋面構(gòu)造橫向通風(fēng)良好，不得有任何阻礙空氣流動(dòng)的多余障礙物存在，也可適當(dāng)設(shè)置抗風(fēng)裝置。

加勁梁的構(gòu)造和尺寸主要取決于其抗風(fēng)穩(wěn)定性。通常參考其它已建成懸索橋的加勁梁擬定其初步設(shè)計(jì)的構(gòu)造和尺寸，再根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修改，最后對(duì)較為合理的幾個(gè)方案，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)檢驗(yàn)其抗風(fēng)性能，并選擇抗風(fēng)性能好的加勁梁及其構(gòu)造和尺寸。

（6）索鞍

索鞍是支承主纜的重要構(gòu)件，其作用是保證主纜索平順轉(zhuǎn)折；將主纜索中的拉力在索鞍處分解為垂直力和不平衡水平力，并均勻地傳至塔頂或錨碇的支架處。索鞍可分為塔頂索鞍和錨固索鞍。塔頂索鞍設(shè)置在橋塔頂部，將主纜索荷載傳至塔上；錨固索鞍(亦稱散索鞍)，設(shè)置在錨碇的支架處，主要作用是改變主纜索的方向，把主纜索的鋼絲繩束在水平及豎直方向分散開(kāi)來(lái)，并將其引入各自的錨固位置。為了減少塔頂索鞍處鋼絲的彎曲次應(yīng)力，塔頂索鞍彎曲半徑一般為主纜索直徑的8—12倍；而散索鞍必須考慮鋼絲繩束的水平曲率半徑和豎直曲率半徑，以確定索鞍合理形狀。索鞍通常采用鑄焊組合件組成，大型組件采用分塊制作，安裝后通過(guò)螺栓或焊接連成整體。