一种新式悬索桥索夹的设计与验算

《一种新式悬索桥索夹的设计与验算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种新式悬索桥索夹的设计与验算刘桂良1贾光2郑力2（1.大连理工大学建设工程学部，辽宁，大连，116023）（2.大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁，大连，116023）【摘要】某三塔双索面自锚式悬索桥，每个索面采用两根热挤聚乙烯高强度镀锌钢丝成品索。考虑结构受力、外部景观、施工条件等因素，需要设计一种新型索夹来满足工程要求。木文结合工程实例，对此新式索夹的构造确定、索夹抗滑安全系数验算及其强度验算进行了详细介绍。【关键词】悬索桥；索夹设计；索夹强度1.引言悬索桥主缆是其主要的承重构件，作用在桥上的荷载

2、通过吊杆传递到主缆,而吊杆与主缆是通过索夾连接。因此悬索桥的索夹设计与验算是这种桥型设计的重要组成部分。木工程因其每个索面双主缆、单吊杆的特殊性，所以索夹的具体形式不同以往，更需要对其的构造、设计进行仔细地分析研究。2.工程概况某桥为一座设计中的三塔双索面混凝土自锚式悬索桥，采用塔墩固结、塔梁分离的结构。根据桥位地形条件和三塔自锚式悬索桥的结构特点，跨度布置为47m+90m+90m+47m=274m,桥宽30m。综合考虑桥梁整体刚度、主缆受力、塔高等因素，经分析比较后，主跨的理论垂跨比为1:6.5。主缆采用对称布

3、置，每个索面横桥向两根主缆，两根主缆中心间距27.5cm。主缆均采用规格649?7mm的热挤聚乙烯高强镀锌钢丝成品索，钢丝强度为1770Mpa，采用双层PE套防护，冷铸锚锚固体系。该桥主跨、边跨均设置吊索。配合主梁两端的划分及长度，主跨设顺桥向间距5.4m的15组吊点，边跨设顺桥向间距5.4m的6组吊点。靠近锚块处的4根吊索釆用直径100mm的刚性吊索，材料选用镀锌40Cr合金钢，其余吊索釆用规格为91?7mm热挤聚乙烯高强镀锌钢丝成品索，钢丝强度为1670Mpa,双层PE防护层。1.索夹布置及构造每个索夹由于吊

4、杆拉力及主缆倾角不同，所需夹紧力也不尽相同。因此索夹长度及所需螺栓数量也不相同。为了方便制造和施工，将长度相近的索夹按相冋尺寸设计。索夹一共分为A~F六类。索夹均采用上、下闭合的形式，索夹壁厚45mm。索夹所用材料为ZG20Mn：销轴所用材料为40CrNiMoA。由于该桥每个索面采用两根成品索作为主缆，为了减小索塔横桥向尺寸，照顾结构整体的经济性和美观性,所以两根主缆间距较小。故此本工程采用了一种较为新式的索夹结构形式。具体构造如图1所示：图12.索夹结构计算4.1索夹内孔直径计算根据全桥整体计算所得，单根吊杆最

5、大组合后拉力为1700KN。索夹内孔直径计算公式如下：式中：一主缆中单根钢丝直径，为7mm;一单根主缆中钢丝总数，为649;一主缆在索夹中的设计空隙率，为0.17。则求出索夹内孔直径=196mm。4.2索夹抗滑安全系数验算及强度验算(1)高强螺栓安装预紧力由于本索夹的特殊结构形式，螺栓选为10.9SM42和10.9SM36高强螺栓两种形式。M42螺栓螺距为4.5mm,M36高强螺栓螺距为4mm。经计算得出，M42螺栓安装预紧力=705KN,设计夹紧力=495.5KN；M36螺栓安装预紧力=515KN,设计夹紧力=

6、360.5KNo(1)螺栓有效直径验算：(2)设计索夹吋先大致预估出每个索夹所需螺栓的个数，然后以此来进行抗滑安全系数的验算。1.索夹实体模型应力校验因为本桥索夹构造较为特殊，除了常规对索夹的计算外，又特用ANSYS冇限元计算软件对其建立实体模型加以检验。因A类索夹销孔拉板尺汴最小，故选择其作为个例进行实体建模。吊杆拉力根据整体计算所求,取最大组合吋的拉力，为1700KN。实体应力计算图例如下：图2根据实体模型计算结果可见，索夹最人的应力值为170.76Mpa,小于索夹材料ZG20Mn的屈服强度285Mpa。2.

7、结语因为成品索作为悬索桥主缆有着施工工期短、节约梁端锚固空间、防腐性能好等优点，所以本工程根据其实际条件主缆采用了649?7mm的热挤聚乙烯高强镀锌钢丝成品索。为了保证受力要求，每个索面又需采用两根主缆，因此催生出这种结构形式较为新颖的索夹。索夹作为悬索桥中的一个关键构件，其在材料选择、强度验算、工厂制作等方面应加以重视。本文介绍的这种索夹，因其特殊的构造及不同的使用条件，更需对其进行严谨、详细的研究，以保证实际工程的安全。参考文献：[1】周燕梅，郭锦良.悬索桥索夹的设计与计算[儿北方交通，2012.[2】吉林，

8、李洪涛.来岛大桥吊索与索夹设计[儿公路交通科技，2000.[3】小西一郎.钢桥（第五分册），人民铁道出版社，1981.