四、国内自锚式悬索桥
尽管自锚式悬索桥在国处产生发展较早,在国内却很少建造,相关文献也很少,使这种桥型在国内的发展远远落后于国外。2002年在大连建成了世界上第一座加劲梁采用钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥,此后大连理工大学桥梁研究所又设计了多座钢筋混凝土自锚式悬索桥,为国内桥梁的建设提供了宝贵的经验。
1 大连金石滩金湾悬索桥
金石滩金湾悬索桥是我国,也是世界上第一座钢筋混凝土结构的自锚式悬索桥,位于大连金石滩旅游度假区的滨海路上,横跨帆船港池入海口,已成为当地的一处特殊景观。
金石滩金湾桥主桥为自锚式混凝土悬索桥,它直接把主缆锚固于加劲梁的两端,用加劲梁做成拱形(吊拱体系),用主缆的水平分力来抵搞拱脚的推力,起到了系杆拱桥中系杆的作用。这样既满足了跨中通航的净空要求,同时也使主桥两端高度降低,大大减少了引桥的长度,节省了投资。这种拱度也可使加劲梁刚度增加、挠度减小,从而使该桥在受力和经济上都达到了很好的效果。金湾悬索桥总长198m,其中主桥长108m,引桥长90m,主桥跨径为(24 60 24)m,桥宽10m,矢跨比为1:8,双塔双主缆结构。主桥的加劲梁采用钢筋混凝土边主梁形式,梁高1m,梁段中间浇注横隔梁,引桥为钢筋混凝土连续梁。桥塔为钢筋混凝土门式塔架,塔高27m,塔柱直径为1.5m.主桥的加劲梁及横梁采用50号混凝土。主缆索采用ф7,吊杆采用ф5镀锌高强钢丝,冷铸锚具。基础采用ф1.6m钻孔灌注桩基础。主缆跨过桥塔索鞍,不散开,两端锚固在主梁上,在端部主索套筒内设减震器。梁上吊杆间距为3m.主桥施工主要工序为:钻孔桩基础;浇筑桥墩桥塔;搭设临时支架,支架上浇筑加劲梁;加劲梁达到强度后挂主缆,上索夹,张拉吊杆。
金石滩悬殊索桥采用了新的结构形式,总造价只有498万元,不但取得了良好的经济效益,而且其独特的设计为美丽的海滨城市大连又增添了一处亮丽的风景,同时也为该类桥型的建造提供了宝贵的经验。
2、浙江省平湖市海盐塘桥
海盐塘桥位于浙江省平湖市东湖风景区,上部结构构为自锚式钢筋混凝土悬索桥,主跨跨径组合为(30 70 30)m,全桥长164m;桥面全宽40.0.m;桥梁纵坡为K2.20%.
平湖海盐塘自锚式悬索桥充分利用自锚式悬索桥的受力特性,借鉴了同类桥梁的一些优点,并经过改进。其主要有以下几个特点:主缆锚于梁端,不需要建造昂贵的锚碇;主梁采用了钢筋混凝土箱梁,利用主缆的水平分力,为主梁施加免费预应力,主梁内不再配置预应力钢束;塔顶不设置鞍座,主缆直接锚固在塔顶上。这种桥型结构新颖,造型美观,结构轻巧,构件受力合理,用材经济,造价比同等跨径的预应力混凝土连续梁桥、部分斜拉桥都要低,是一种在中小跨径内非常具有竞争力的桥型。
五、自锚式悬索桥的受力分析
1、 受力原理
自锚式悬索桥的上部结构包括:主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为:桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受,主缆承受拉力,而
主缆锚固在梁端,将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大小与主缆的矢跨比有关,所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小,一般来讲,
4、流通能力大,经济上合算。PE管内壁光滑,不结垢。PE管内表面当量绝对粗糙比值是钢管的1/20,相同管径、相同长度、相同压力下的PE管其流通能力要比钢管大30%左右,因此经济优势明显。与金属管道相比,PE管道可减少工程投资三分之一左右(直径200毫米以上大管成本略高些),可盘卷的小口径管材,可进一步降低工程造价。
5、连接方便,施工简单,方法多样。PE管管体轻,搬运方便,焊接容易,焊接口少,当管线较长时可使用盘管敷设(一般指管径小于63毫米)PE管沟要求远比钢管沟要求低,而且当施工条件受限制时,可采用电熔焊接。另外,可采用管沉入的方法在水底铺设,大大降低了施工难度和工程费用。
