橋梁索鞍索夾

1.索 鞍

索鞍重量、外形尺寸應(yīng)綜合考慮運(yùn)輸和安裝成本，運(yùn)輸、吊裝重量宜控制50噸以內(nèi)，否則應(yīng)進(jìn)行分塊。

索鞍鑄件越大，鋼水流動距離越長，越容易出現(xiàn)欠鑄、疏松等缺陷，質(zhì)量保證難度越大，鑄造單位的可選范圍大大縮小，為控制質(zhì)量、降低成本，單個鑄件重量宜控制在30噸以內(nèi)，否則應(yīng)采用鑄焊結(jié)構(gòu)。

鑄造時應(yīng)保證鋼水充型順利，盡量減少結(jié)構(gòu)壁厚差異以達(dá)到順序

凝固，索鞍鑄件主肋厚度不應(yīng)小于鞍體外形尺寸的7%，加勁肋厚度不應(yīng)小于主肋厚度的50%。

 2. 索夾

索夾分半常采用左右半或上下半，由于主纜鋼絲直徑的偏差和主纜孔隙率偏差，索夾內(nèi)孔直徑大于300mm的銷接式，應(yīng)選用上下半結(jié)構(gòu)以保證橋位順利安裝。

索夾圓弧部位壁厚薄，為保證鑄造時鋼水充填順利，其長度尺寸應(yīng)小于壁厚的50倍，否則應(yīng)分段。

利用緊固時圓弧部位變形，增加索夾與主纜的接觸，提高其抗滑安全系數(shù)，這是國際上近幾年的先進(jìn)技術(shù)，其具體方法是采用低合金鑄鋼調(diào)質(zhì)提高材料強(qiáng)度，在同等荷載下，材料強(qiáng)度增加了，就可適當(dāng)降低索夾壁厚，達(dá)到增加索夾的彈性的目的。

七、探 傷：

現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或通用做法是對加工面及焊縫進(jìn)行探傷，但通過應(yīng)力有限元分析知道，其實危險截面或應(yīng)力Zui大往往不在這些位置，因此探傷部位應(yīng)根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果進(jìn)行選擇，加強(qiáng)對諸如索鞍主肋、索夾圓弧部位等的缺陷控制。

射線探傷在索鞍、索夾的質(zhì)量控制中，適用性不高。射線探傷利用射線穿透產(chǎn)品成像，對圓弧、厚薄差異失真嚴(yán)重，對厚度方向重疊缺陷無法識別，其準(zhǔn)確性不夠。同時射線輻射對人危害大，需要有效屏蔽，索鞍索夾體積大，進(jìn)出屏蔽室操作困難。超聲波探傷準(zhǔn)確、可靠、方便，完全能滿足索鞍、索夾探傷的要求。

索鞍、索夾現(xiàn)場安裝周期長，安裝過程中要對涂裝層進(jìn)行有效保護(hù)，杜絕裸露存放，減少安裝碰劃傷，對碰劃傷及時修補(bǔ)。

座板、底板等預(yù)埋件，外形大、板薄，吊裝時應(yīng)保證合理的吊點布置，防止變形。壓漿前應(yīng)準(zhǔn)確定位、有效固定，防止壓漿時產(chǎn)生位移和板的變形。

（1）設(shè)計階段：

從設(shè)計上應(yīng)增加系統(tǒng)、科學(xué)的維護(hù)技術(shù)要求及方法。

（2）懸索橋營運(yùn)階段應(yīng)：

定期檢查、維護(hù)索鞍、索夾的防腐涂裝層。 定期補(bǔ)足連接螺栓的預(yù)緊力。

定期檢查結(jié)構(gòu)、材料、焊縫的應(yīng)力及疲勞情況，對輕微疲勞應(yīng)及時進(jìn)行焊補(bǔ)，防止擴(kuò)大。對重大缺陷應(yīng)報大橋管理者制定解決方案。

索鞍索夾是懸索橋中的重要受力構(gòu)件，使用周期長、涉及專業(yè)多、工藝復(fù)雜，任何一家單位對其研究都有局限。本文只是作者的一些淺見，不對之處還望專家、同行指正。希望大家都來重視、研究，通過不斷的討論、研究，找到更為科學(xué)、合理的控制方法。

索鞍供懸索或拉索通過塔頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)。索鞍的上座由肋形的鑄鋼塊件組成，上設(shè)有弧形索槽，安放懸索或拉索。剛性橋塔的索鞍，一般要設(shè)輥軸裝置，將傳來的集中荷載分布在塔柱上，而擺柱式或柔性索鞍則直接將鑄鐵上座與塔柱用螺栓固定。 

索鞍是懸索繞過塔頂?shù)闹尾⑹怪骼|平順地改變方向的結(jié)構(gòu)。索鞍的上座由肋形的鑄鋼塊件組成，上設(shè)有索槽安放懸索。在剛性橋塔中的索鞍，一般還在上座下設(shè)一排輥軸，輥軸下設(shè)下座底板，把輥軸傳來的集中載荷更好地分布在塔柱上。在擺柱式或柔性橋塔中的索鞍，僅設(shè)鑄鋼的上座，并通過螺栓與塔柱固定。索鞍鑄件較重，例如金門大橋索鞍重150噸，長6.58m，寬3.05 m，高3.22m。為了便于制造，分三段澆鑄。為了在安裝時便于調(diào)整，在上座下往往設(shè)一排輥軸，當(dāng)調(diào)整完畢后將其封死，仍然使它固結(jié)在塔頂。有的吊橋為了減輕索鞍重量不采用鑄件，而采用焊接的鋼結(jié)構(gòu)索鞍，圓弧半徑一般為主索直徑的8～12倍，以此減少主索鋼絲的二次應(yīng)力。 

結(jié)構(gòu)

索鞍一般分為主索鞍和散索鞍，主索鞍主要是將主纜傳來的巨大壓力傳遞到主塔，散索鞍主要是改變主纜的傳力方向，并將主纜分散為索股分別錨固在錨碇上。

主索鞍

主索鞍由座板、座體兩部分組成，多為鑄鋼件制造，也有用鋼板組焊加工的。安放索股的鞍槽要加工成的階梯形圓弧曲面。以適應(yīng)主纜索股在鞍內(nèi)的設(shè)計形狀、排列，主纜與鞍座為有足夠的摩擦力，在索槽加設(shè)形狀復(fù)雜的鋼板墊片，以克服相對滑動。

由于鞍體承受主纜的張力，要求曲面圓弧半徑為主纜直徑的8～10倍，為此鞍座體大質(zhì)重。為便于鑄造和吊裝，將鞍體分為幾段澆鑄，先加工結(jié)合面，再合口鉆孔安裝連接螺栓，Zui后冉進(jìn)行整體加工，安裝定位銷和打上對位刻度線。以便解體運(yùn)輸和保證安裝對接精度。

鞍座隨安裝荷載增加，纜力增大，邊跨纜增長鞍座在座板上位移，使主纜在塔頂兩端內(nèi)力相等而減小對塔身的彎矩。鞍座與座板的相對滑動(也有用滾軸的)即可實現(xiàn)此功能。

散索鞍

散索鞍多為鑄鋼件，主要由座板、盆式橡膠支座、鞍體三部分組成，為便于鑄造、運(yùn)輸安裝，將鞍體分成幾段加工，組裝成整體。散索鞍形狀復(fù)雜，鞍體主要有兩個功能(即兩部分組成)，一是將主纜索股六邊形整形為矩形，壓緊在鞍槽內(nèi)；二是將主纜索殷順鞍內(nèi)弧形槽散開。

如果主纜在展束過程巾軸線方向不變(無轉(zhuǎn)折)就不設(shè)散索鞍，而用展束套。展束套呈漏斗狀，其構(gòu)造沿內(nèi)壁縱向是曲線，曲率半徑由大變小，從母線處分為兩半，用鑄鋼制造。

鑄鋼節(jié)點在橋梁中的應(yīng)用

近年來，隨著鑄造工藝的提高，鑄鋼節(jié)點由于既有相貫節(jié)點的省材和美觀的效果，又避免了多桿相貫焊接鏈接中節(jié)點內(nèi)存在的殘余焊接應(yīng)力問題，并具有良好的塑性、韌性和可焊性，已成為在國內(nèi)外大跨度建筑空間結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的重要節(jié)點。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的美觀要求越來越高，許多造型新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的景觀橋梁不斷涌現(xiàn)，其中不乏結(jié)構(gòu)中存在受力復(fù)雜的相貫節(jié)點的設(shè)計。
一、鑄鋼節(jié)點的材質(zhì)：鑄鋼按化學(xué)成分分為鑄造碳鋼和鑄造低合金鋼。鑄造碳鋼由于其淬透性與力學(xué)性能較差以及對打截面構(gòu)件無法通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，因此目前鑄造材料主要用低合金鋼。

二、鑄鋼節(jié)點的形式：常用形式有樹型鑄鋼節(jié)點、鉸接鑄鋼節(jié)點及混合型鑄鋼節(jié)點等。其中混合型鑄鋼節(jié)點具有樹型鑄鋼節(jié)點很鉸接鑄鋼節(jié)點的共同特點。

鑄鋼節(jié)點的特點：

1、造型美觀、適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)實際需要生產(chǎn)出具有復(fù)雜外形和內(nèi)腔的節(jié)點；可按受力狀況采用Zui合理的截面形狀，從而改善節(jié)點的應(yīng)力分布。

2、鑄鋼節(jié)點一般為半實心節(jié)點，即使空心，也比鋼管或鋼板厚。因此承載力高、抗變形能力強(qiáng)。

3、 鑄鋼節(jié)點在廠內(nèi)整體澆鑄，可免去相貫線切割及重疊焊縫焊接引起的應(yīng)力集中。

4、焊接結(jié)構(gòu)中鑄鋼節(jié)點的化學(xué)成分比其他領(lǐng)域的鑄鋼件要高，嚴(yán)格限制C\S\P的含量，使材質(zhì)具有良好的塑性、韌性及可焊性。

5、應(yīng)用范圍廣泛，不受位置、形狀、尺寸的限制，即可用于結(jié)構(gòu)中部節(jié)點，也可用于支座節(jié)點。

鑄鋼節(jié)點的生產(chǎn)：

1、鑄造工藝的基本過程 制?！煨汀睙挕鷿沧?/p>

模型通常使用木模

造型一般采用表面穩(wěn)定性較高的型砂造型工藝

冶煉過程中控制煉鋼原料的質(zhì)量，低溫去磷，加強(qiáng)還原期的脫硫操作。

鋼水的澆注要確保進(jìn)入型腔的鋼液穩(wěn)定，不出現(xiàn)渦流現(xiàn)象。

2、為了提高鑄鋼件的機(jī)械性能以及消除鑄造過程中產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，應(yīng)對鑄鋼件進(jìn)行熱處理。根據(jù)鑄鋼牌號分別采用正火+回火或淬火+回火。

3、后處理：包括清砂、打磨、精修、拋丸、涂裝等

鑄鋼節(jié)點的質(zhì)量控制

1、模型質(zhì)量控制：采用三維坐標(biāo)系統(tǒng)對模型進(jìn)行檢測。

2、材質(zhì)控制：按要求提供每一爐的化學(xué)成分及機(jī)械性能報告。

3、內(nèi)在質(zhì)量控制：進(jìn)行檢測探傷鑄鋼節(jié)點用于橋梁結(jié)構(gòu)時，應(yīng)分析節(jié)點的疲勞性能。

懸索橋

懸索橋，又名吊橋（suspensionbridge）指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸（或橋兩端）的纜索（或鋼鏈）作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小荷載所引起的撓度變形。

2、結(jié)構(gòu)特點

采用自錨式結(jié)構(gòu)體系，和地錨式相比可以不考慮地質(zhì)條件的影響，而且由于免去了巨大的錨錠，降低了工程造價。采用自錨，將主纜錨固于加勁梁之上，相比同等跨徑的其他橋型，更有其特有的曲線線形，外觀優(yōu)雅，而且現(xiàn)代橋梁除了滿足自身的結(jié)構(gòu)要求外，也越來越注重景觀設(shè)計，其發(fā)展前途很大。