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悬索桥的组成

（1）桥塔

桥塔是悬索桥最重要构件。它支承主缆索和加劲梁，将悬索桥的活载和恒载(包括桥面、加劲梁、吊索、主缆索及其附属构件如鞍座和索夹等的重量)以及加劲梁在桥塔上的支反力直接传至塔墩和基础，同时还受到风载与地震的作用。桥塔的高度主要由桥面标高和主缆索的垂跨比f/L确定，通常垂跨比f/L为1/9～1/12。大跨度悬索桥的桥塔主要采用钢结构和钢筋混凝土结构。其结构形式可分为桁架式、刚架式和混合式三种(图5-23)。刚架式桥塔通常采用箱形截面。由于预应力混凝土和爬模技术的发展，钢筋混凝土桥塔的桥塔的使用呈较快增长趋势。桥塔塔顶必须设主索鞍，以便主缆索能与桥塔合理的衔接和平顺的转折，并将主缆索的拉力均匀的传至桥塔。

（2）锚碇

锚碇是主缆索的锚固构造。主缆索中的拉力通过锚碇传至基础。通常采用的锚碇有两种形式：重力式和隧洞式。重力式锚碇依靠其巨大的自重来承担主缆索的垂直分力，而水平分力则由锚碇与地基之间的摩阻力或嵌固阻力承担。隧道式锚碇则是将主缆中的拉力直接传递给周围的基岩。隧道式锚碇适用于锚碇处有坚实基岩的地质条件。当锚固地基处无岩层可利用时，均采用重力式锚碇。锚碇主要由锚碇基础、锚块、锚碇架及固定装置和锚固索鞍组成。

（3）主缆索

主缆索是悬索桥的主要承重构件，不仅承担自重恒载，还通过索夹和吊索承担加劲梁(包括桥面)等其它恒载以及各种活载。主缆索还要承担部分横向风载，并将其传至桥塔顶部。主缆索可采用钢丝绳钢缆或平行丝束钢缆，由于平行丝束钢缆弹性模量高，空隙率低，抗锈蚀性能好，因此大跨度吊桥的主缆索均采用这种形式。现代悬索桥的主缆索多采用直径5mm的高强度镀锌钢丝组成(图5-25)。先由数十到数百根5mm的高强度镀锌钢丝制成正六边形的索束(股), 再将数十至上百股索束挤压形成主缆索,并做防锈蚀处理。设计中主缆索的线形一般采用二次抛物曲线。

主缆索的架设方法主要有两种：空中送丝成缆法和预制钢丝束成缆法。空中送丝成缆法在现场空中编缆,每根主缆索所含索束数较少,但每根索束所含钢丝根数较多；施工工期较长；所需锚碇面积较小；是最早采用的成缆法。预制钢丝束成缆法在工厂先预制钢丝索束,然后在现场使用索束编缆；每根主缆索所含索束数较多,但每根索束所含钢丝根数较少；施工周期较短；所需锚固面积较大；是现代悬索桥较多采用的成缆法。

（4）吊索

吊索也称吊杆，是将加劲梁等恒载和桥面活载传递到主缆索的主要构件。吊索可布置成垂直形式的直吊索或倾斜形式的斜吊索，其上端通过索夹与主缆索相连，下端与加劲梁连接。吊索与主缆索连结有两种方式：鞍挂式和销接式。两种方式各有所长。吊索与加劲梁连结也有两种方式：锚固式和销接固定式。锚固式连结是将吊索的锚头锚固在加劲梁的锚固构造处。销接固定式连结是将带有耳板的吊索锚头与固定在加劲梁上的吊耳通过销钉连结。吊索宜采用有绳芯的钢丝绳制作，二根或四根一组；两端均为销接式的吊索可采用平行钢丝索束作为吊索。

（5）加劲梁

加劲梁的主要作用是直接承受车辆、行人及其它荷载，以实现桥梁的基本功能，并与主缆索、桥塔和锚碇共同组成悬索桥结构体系。加劲梁是承受风荷载和其它横向水平力的主要构件，应考虑其结构的动力稳定特性，防止其发生过大挠曲变形和扭曲变形，避免对桥梁正常使用造成影响。大跨度悬索桥的加劲梁均为钢结构，通常采用桁架梁和箱形梁。预应力混凝土加劲梁仅适用于跨径500m以下的悬索桥，大多采用箱形梁。采用箱形梁时，应选择流线型主梁截面，并适当设置风嘴、导流板、分流板等抗风装置；采用桁架梁时，应加强主梁和桥面车道部分的联系，并注意保证主梁及桥面构造横向通风良好，不得有任何阻碍空气流动的多余障碍物存在，也可适当设置抗风装置。

加劲梁的构造和尺寸主要取决于其抗风稳定性。通常参考其它已建成悬索桥的加劲梁拟定其初步设计的构造和尺寸，再根据结构计算结果进行适当修改，最后对较为合理的几个方案，通过风洞试验检验其抗风性能，并选择抗风性能好的加劲梁及其构造和尺寸。

（6）索鞍

索鞍是支承主缆的重要构件，其作用是保证主缆索平顺转折；将主缆索中的拉力在索鞍处分解为垂直力和不平衡水平力，并均匀地传至塔顶或锚碇的支架处。索鞍可分为塔顶索鞍和锚固索鞍。塔顶索鞍设置在桥塔顶部，将主缆索荷载传至塔上；锚固索鞍(亦称散索鞍)，设置在锚碇的支架处，主要作用是改变主缆索的方向，把主缆索的钢丝绳束在水平及竖直方向分散开来，并将其引入各自的锚固位置。为了减少塔顶索鞍处钢丝的弯曲次应力，塔顶索鞍弯曲半径一般为主缆索直径的8—12倍；而散索鞍必须考虑钢丝绳束的水平曲率半径和竖直曲率半径，以确定索鞍合理形状。索鞍通常采用铸焊组合件组成，大型组件采用分块制作，安装后通过螺栓或焊接连成整体。