主要是充分利用了钢材抗拉强度、混凝土抗压强度高的特点,来适应大跨度穿越。
一是利用了钢材抗拉强度高的性能。一般钢材的抗拉强度约210MPa,高强钢绞线的抗拉强度达到2000~3000MPa。斜拉桥即利用了这一特性,其不同钢绞线借助专用卡扣被固定在一起,可以承担数千吨的拉力,从而将桥梁牢牢拉住。
二是将桥面系荷载转化为垂直集中荷载。借助高强度钢铰线,其近乎均匀分布于桥梁两侧的纵梁上,以承担桥面系传来的垂直荷载,悬索沿桥塔对称分布,不同组钢绞线合力共同形成垂直向下的集中压应力,该荷载最大达10000多吨。
三,利用了混凝土抗压强度高的特性,建设斜拉桥塔。混凝土的抗压强度达40~60MPa。断面大小合适,比如有10多个m^2,是可以承担钢绞线传来的数万吨的压应力的。
四,进一步地,我们借助并由桥墩、桩基、地基等平衡桥塔传来的压应力。
斜拉结构、纵横梁及桥面板形成的桥面系、桥塔、承台、桩基等整个结构体系形成了斜拉桥。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
桥的主要承重并非它上面的汽车或者火车,而是它本身,也即我们看的的路面。现在我们就分析这个:
我们以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。现在假设索塔两侧只有两根斜拉索,左右对称各一条,
这两根斜拉索受到主梁的重力作用,对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力,根据受力分析,左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力;同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力;由于这两个力是对称的,所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了,
最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力,这样,力又传给索塔下面的桥墩了。从材料学上来看,索主要承受轴向拉力,而塔主要承受轴向压力,充分发挥了各种材料的性能
桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车,而是其自重,主要是主梁。以一个索塔为斜拉桥 例,索塔的两侧是对称的斜拉索,通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。假设索塔两侧只有两根斜拉索,左右对称各一条,这两根斜拉索受到主梁的重力作用,对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力,根据受力分析,左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力;同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力;由于这两个力是对称的,所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了, 最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力,这样,力又传给索塔下面的桥墩了。斜拉索数量再多,道理也是一样的。之所以要很多条,那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。
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