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1、萬方數(shù)據(jù)公路2009年1月第1期HIGHWAYJan．2009No．1文章編號：0451--0712(2009)01一0080—06中圖分類號：U443．38文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B西堠門大橋主索鞍座設(shè)計(jì)常志軍，張克(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司北京市100010)摘要：根據(jù)以往國內(nèi)大型懸索橋的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對西堠門大橋主索鞍座的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討；并通過傳統(tǒng)公式計(jì)算和有限元分析，對主索鞍座受力進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：西堠門大橋；主索鞍；有限元分析主索鞍是懸索橋用于支撐主纜的永久性結(jié)構(gòu)件。主索鞍安裝于索塔頂部，承受主纜的豎向壓力，并將主
2、纜的豎向壓力均勻地傳遞到索塔，使主纜在塔頂處平緩彎曲過渡，減小主纜通過塔頂?shù)膹澱蹜?yīng)力，同時可以方便地實(shí)現(xiàn)懸索橋施工過程中的預(yù)偏問題。西堠門大橋?yàn)橹骺?650m的兩跨連續(xù)鋼箱梁懸索橋，其主索鞍順橋向長度為8m，全橋總重量686t，半鞍體吊裝重量超過60t，肋板最大厚度120mm，是國內(nèi)目前承載力最大的主索鞍。1主索鞍的分類1．1按傳力方式分類按主索鞍的傳力方式可分為兩類：斜肋板直接傳力式和縱橫肋間接傳力式。斜肋板直接傳力式，主索鞍主要適用于柔性塔，如鋼塔。鋼塔一般為箱形薄壁鋼構(gòu)件組合而成，主索鞍的縱肋與底板傾斜一個
3、角度布置，主纜的壓力通過鞍頭、斜縱肋直接傳遞到鋼塔的塔壁上，見圖1所示。近年來，日本修建的大部分懸索橋都采用鋼塔，因此所采用的主鞍基本上都是斜肋板直接傳力式。圈1斜肋板直接傳力式主索鞍縱橫肋間接傳力式主索鞍更適合于剛性塔，如混凝土塔。鞍頭下的縱橫肋與底板垂直(或稍有傾斜)布置，主纜的壓力通過縱橫肋、底板傳遞到塔頂上，見圖2、圖3所示。我國目前已建成的懸索橋，收稿日期：2008—12—15pasteintotheinnerofsuspender’steelstrandsandsubsequentlycoatinga
4、vulcanizedpolysulfiderubbersealantandsurroundingafewlayersofcoatedglasscloth，theanchorrootoftheslingstrandsiswellpro—tectedagainstinvasionofmoistureandrainingwatertoensureits10ngservicelife．Bothsimulationexperi-mentandsitetestsshowthattheprocessiSquitereliabl
5、eandpracticable．Keywords：suspensionbridge；suspender；anchoringhead；sealing；corrosion—proof萬方數(shù)據(jù)2009年第1期常志軍張克：西堠門大橋主索鞍座設(shè)計(jì)一81一均采用混凝土塔，因此主索鞍的形式都采用縱橫肋直接傳力式。塔中心線：—————、!一邊跨鞍頭主纜(＼，＼，承纜槽圖2全鑄式主索鞍中跨——限位拉桿圖3鑄焊式主索鞍l(fā)-2按制作方式分類按主索鞍的不同制作方式可分為4種：全鑄式、全焊式、鑄焊式、組合式。全鑄式主索鞍是將鞍頭、鞍體及底
6、板作為一整體鑄造出來的鑄件，經(jīng)過熱處理、機(jī)械加工制作完成，見圖2所示。全鑄式主索鞍工藝比較單一，制造周期也相對較短。但由于鑄造工藝的要求，當(dāng)鞍座的尺寸、重量較大時，會給后序的機(jī)械加工造成困難。廈門海滄大橋、西陵長江大橋都是采用全鑄式主索鞍。全焊式主索鞍的制作材料均為厚鋼板，無論是鞍頭、鞍身和底板，均由厚鋼板焊接而成。鞍座的重量相對較小，用鋼量小。但鞍槽部分的結(jié)構(gòu)大多為半徑很大的階梯圓弧，各部分所需厚度相差較大，焊接工藝復(fù)雜，只有少數(shù)橋梁采用了這種制作方式，如土耳其的博斯布魯斯Ⅱ橋、英國的塞文橋等。在使用中，塞文橋
7、又由于主索鞍剛度不足，進(jìn)行過加固處理。鑄焊式主索鞍吸取了全鑄式和全焊式這兩種制人!絲塹作方式的優(yōu)點(diǎn)：鞍頭部分形狀復(fù)雜，采用鑄鋼鑄造成形；鞍體、底板等結(jié)構(gòu)比較簡單的構(gòu)造采用鋼板焊接成型；較好地利用了兩種制造方法的優(yōu)勢，解決了簡化制造工藝與材料的合理利用之間的矛盾，見圖3所示。主索鞍鞍頭一般采用ZG275--485H焊接鑄鋼鑄造成型，鞍體、底板一般為厚鋼板焊接而成。國內(nèi)及日本大型懸索橋均采用這種構(gòu)造形式。組合式是近年來出現(xiàn)的一種主索鞍結(jié)構(gòu)型式，主索鞍由多組厚鋼板通過高強(qiáng)拉桿連接而成。鋼板厚度與索股寬度相等，隔板位于兩
8、厚鋼板之間，橫肋與底板及鞍槽壁相焊接，組合后加工槽道，見圖4所示。這種型式結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，避免了周期較長的鑄造工序，減少了焊接施工。組合式主索鞍目前只應(yīng)用于一些小跨徑的橋梁。瀾滄江橋采用的就是這種結(jié)構(gòu)型式。1．3按組成方式分類按照鞍體的結(jié)構(gòu)組成方式可以分為兩種：整體式和分體式。由于主索鞍需安裝在塔頂，鞍體的整體重量受萬方數(shù)據(jù)一82一公路2009年第1期圖4鋼板組合式主
