四、加劲梁的高宽比与高跨比 加劲梁的梁高和梁宽之比与梁高与主孔跨度之比是密切相关的两个指标,由于加劲梁的受力状态是多跨弹性支承连续梁,看来梁高和主孔跨径不是那么密切,但是从风动稳定性来看,还要考虑加劲梁要有足够的抗扭刚度,以抵抗涡激共振的发生。 加劲梁常有桁架式和箱梁式。80年代以前建成的悬索桥以抗架梁为主,它对布置双层桥面的适应性较好,有的下层是铁路,加劲梁的梁高在7.5~14m,高跨比为1/180~1/70.(详见表1)在过去不需要双层交通时,也有用箱梁和板梁断面。特别是Tacoma桥由于采用版梁断面,流线型很差,在不大的风速下被风吹得扭曲失稳而破坏。1966年塞文桥首次采用了箱梁为加劲梁,80年代,英国亨伯桥成功地建成,以后单层桥面的加劲梁多数采用箱梁。加劲梁高一般在2.5~4.5m,箱形梁的高跨比大体在1/400~1/300,为了有比较好的流线型,加劲梁的高宽比一般在1/7~1/11(详见表1)。但是81年建成的亨伯桥和1997年建成的瑞典高海岸桥桥宽都为22m,梁高达4.5~4m. 考试大-全国最大教育类网站(www.Examda。com) 实际上高宽比和高跨比是存在一定的矛盾的。在桥面宽度确定以后,梁高小一些,断面的流线型可以好一些,有利于风动稳定,但高度太小会导致加劲梁的抗扭刚度削弱太多,容易导致涡振和抖振的发生产生结构疲劳,人感不适及行车不安全。为此还要控制高跨比。在设计中初选加劲梁断面方案后,对于特大桥应做风洞的节段模型试验,修改断面、测定各种参数进行抗风验算和各类风振分析。特别要注意风向带有一定攻角时,加劲梁断面的流线型"钝化",风动稳定性要差一些。对于特大跨度的桥或高风速地区的桥梁,采用如同墨西拿海峡大桥方案,做成左右两个能适应风流线型的桥面系,利用宽的中央分隔带透风解决风动稳定。 五、加劲染的支承体系 加劲梁的支承体系主要有主跨单孔简支,主边跨三孔连续或三跨双铰以及两跨简支或连续。三跨连续能减小桥面变形,包括支座处的转角、伸缩量和跨中挠度,但结构较复杂,多用于铁路桥梁中。但是边跨采用钢加劲梁,边跨的造价大约是预应力混凝土连续梁的两倍所以国内公路悬索桥边跨多用预应力混凝土连续梁。 为了进一步减少跨中挠度和加劲梁伸缩量,1959年法国Tancarville桥首创采用主跨叫点将主缆和加劲梁直接固结的方法。相当于增加一个半刚性的支承点,使用这种方法使该桥可以减少非对称荷载作用下的挠度值,提高纵向位移的复原力,减少正常情况下活载引起的振动以及风荷载和地震荷载引起的纵向变位量。以后的丹麦大海带桥,瑞典高海岸桥,东京湾彩虹桥等也都采用了主缆和加劲梁在跨中直接固结的方法,他们有的是用大夹具来箍结,也有的用短斜索和端斜索来固结,都起着相同的作用。
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