小跨径悬索桥设计规范

第1章总那么本标准主要适用于以下类型悬索桥：〔1〕市镇村道〔除重要市镇村道〕中跨径低于200m的桥〔2〕主要用于行人和自行车通行的桥〔3〕新建桥道路法规定的高速国道、一般国道、都道府县道中的新建桥，以及市镇村道中重要路线或地方的新建桥都必须按照道路桥梁示方书的规定进行设计。道路桥梁示方书中没有规定的桥，如果其他标准中也没有规定，那在需要设计时应以道路桥梁示方书为依据自行研究设计。一般市镇村道中的悬索桥，如果没有标准规定，且架设地点的地形、交通状况等与平常明显不同时，必须提高设计标准。鉴于以上原因特制定本标准，用于道路桥梁示方书适用范围外的市镇村道新建的跨径200m以下且主要用于行人通行的桥梁。1.2设计、施工根本要求〔1〕在选择架设地点时，必须充分考虑注意地形、地质条件等。〔2〕桥的各局部尽量设计成简单的结构，便于制作、搬运、架设、涂装和管理。〔3〕根据架设地点的地形确定合理的施工方法。〔4〕本标准没有规定的事项以道路桥梁示方书为准。〔1〕确定悬索桥架设位置时，必须充分考虑桥的各局部结构与地形、地质条件的对应性。例如，确定锚栓位置时，应注意地质条件或是锚碇位置日后是否会被泥土覆盖。本标准规定，为保证桥梁抗风稳定性必须设置抗风索，所以在选择此类桥的架设地点时，必须注意不能选在无法设置抗风索的地方。〔2〕本标准中桥梁的架设地点，地形条件恶劣，搬运、架设管理等比一般情况要困难。因此，桥的各局部应尽量设计成简单的结构，便于施工、管理。〔3〕因为施工方法也受到地形条件限制，所以在设计阶段就应该选择符合现场情况的施工方法。〔4〕本标准主要是由以下两方面内容构成：一是为方便对小跨径悬索桥进行设计、施工、管理而新规定的内容；二是道路桥梁示方书的条文中没有规定的可能造成混乱的内容。但道路桥梁示方书条文中已经明确规定的内容〔例如，下部结构的设计〕，本标准就没有再另行规定了。因此，在小跨径悬索桥的设计、施工、管理时，如果遇到本标准没有规定的内容请以道路桥梁示方书的规定为标准进行设计。第2章设计的一般规定建造极限桥的建造极限以图2.1.1所示为标准。人行道或自行车专用道的宽度〔图中文字〕图2.1.1桥的建造极限上述的建造极限是以道路构造法为依据确定的，主要适用于行人和自行车通行的桥。因此有汽车通行时，应另行研究确定。桥的宽度应在1.0m~2.5m。当存在地域交通状况等其他特别理由时可另行设定不在此限。特别值规定为1.0m。同时，还考虑了以下因素确定桥宽度：=1\*GB3①架桥地点人流量极少，即使不是较宽的路面也不会对平安和流畅通行造成不良影响；=2\*GB3②架设地点地形特殊，绕远路极不方便，尽管主要是用于人行道或自行车道，但也可能会出现紧急汽车或农耕用车通过的情况，因此宽度应设在2.0m左右；=3\*GB3③宽度超过2.5m主要是因为考虑到可能会有大型车量通过，即使是以行人和自行车为主要设计对象的桥也不能排除大型车通行的可能。考虑到地域交通状况等，设计的桥梁宽度大于2.5m时，本标准条规定的活荷载应根据实际情况适当调整，同时必须在对本标准进行修订的根底上进行设计。第3章荷载设计上部结构时，主要考虑以下荷载。1.恒荷载变化影响设计本标准桥梁的上部结构时，需要考虑的荷载可以根据架桥地点的各项条件适中选择。例如雪荷载只需在产生积雪的地域考虑。除此之外，需要特别注意的荷载以及设计下部结构和锚块时，应以道路桥梁示方书的规定为准。，所以本节荷载不包括撞击力。设计上部结构时应根据表3.2.1的荷载组合，选择最不利情况。表3.2.1荷载组合荷载组合〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕恒荷载+活荷载+雪荷载恒荷载+活荷载+雪荷载+温度变化影响恒荷载+温度变化影响+风荷载恒荷载+地震影响+温度变化影响风荷载施工荷载注：〔1〕、〔2〕组合中雪荷载根据条规定分类。表3.2.1列出了设计上部结构时应考虑的荷载组合。设计桥构件时并不需要对每个荷载组合都进行验证，只要选择必要荷载组合那么可。一般情况下可以以此为根底进行桥的设计。恒荷载以条规定为准。活荷载以以下情况为准，可根据地域交通情况选择。〔1〕设计桥面板、桥面系和悬索桥的吊索时均布荷载取300kg/m2。〔2〕设计主缆、索塔、主梁及下部结构时均布荷载取200kg/m2。〔1〕调查实际状况可知，在特别混乱的状态〔照片-解3.4.1〕下，人群荷载每平米大概有300kg。本标准中悬索桥的行人密度一般比拟低，但特别情况时也可能产生照片所示的混乱状况。而且，本标准没有把撞击作为主要荷载研究，只是将撞击的影响包含在活荷载里，所以设计桥面板、桥面系、吊索时均布荷应取300kg/m2。如果预想中行人密度很低时，设计活荷载可以自行选择适当的值。各种活荷载状况如照片-解3.4.2~3.4.6所示。在设计桥面板时，应研究集中荷载〔行人单脚站立时〕作用，但此项内容已在规定最小构件尺寸的时候进行了考虑，所以3.4条没有进行规定。本标准在设计行人和自行车用悬索桥时，也考虑了不能绕远路等特殊情况下可能会有紧急车辆、农耕用车通过，且根据道路交通法第8条规定，也可能有电动车、摩托车、小型汽车通过。此时，应按照使用后实际情况设定汽车荷载〔集中荷载〕，并将由此产生的应力和本条规定的均布荷载产生的应力进行比拟，从而确定最不利应力状况。作为设计荷载考虑的汽车荷载，可以根据桥的宽度确定可通行的汽车种类，再取值。但近年来汽车种类不断增加，一些卡车的宽度到达了2.0~2.2m左右，有此类车辆通行的桥应另行研究设计。表-解3.4.1设计集中荷载桥宽度总荷载〔kg〕前轮荷载〔kg〕后轮荷载〔kg〕前轮宽度〔cm〕后轮宽度〔cm〕车轮着地长度〔cm〕≤35010025010108≤1200250350121210≤500010001500123017注：W：桥宽度〔图中文字自上而下：排气量750cc的摩托车；排气量550cc的小型汽车；最大堆载量大2t的装载车〕照片-解3.4.1人群荷载300kg/m2照片-解3.4.2人群荷载250kg/m2.3人群荷载100kg/m2照片-解3.4.4人群荷载150kg/m2照片-解3.4.5人群荷载100kg/m2照片-解3.4.6人群荷载50kg/m2〔2〕〔1〕中规定的均布荷载300kg/m2并不是说整个悬索桥都保持着这个荷载状态的，而只是在悬索桥局部部位上产生的。因此，在设计主缆、索塔、下部构造和主梁时，可降低极限荷载设为200kg/m2。烟花、祭祀、新年初次参拜神社时，整座桥可能会行人密布，此时设计荷载应大于200kg/m2。但是如果估计将来不会发生行人非常集中的情况时，主缆等的设计荷载可以低于200kg/m2，但不能低于100kg/m2。另外，即使是有汽车通行的桥，在设计索塔、主缆时均布荷载也可以取200kg/m2。这主要是因为以下两点：=1\*GB3①如图-解3.4.1所示，将设计集中荷载换算成均布荷载，摩托车相当于176kg/m2，小型汽车相当于268kg/m2，装载车相当于416kg/m2，最大也就是200kg/m2的2倍；=2\*GB3②此类桥有汽车通行的可能性极低。以跨度50m的桥为例，5辆装载车〔总重5t〕同时通行的荷载也就相当于200kg/m2的均布荷载。但是，如果是跨径小且同时通过的汽车数量较多的桥，或者是行人和汽车同时非常密集的桥应该根据实际情况研究讨论。在不考虑活荷载时，风荷载最大值为：对应迎风面的有效垂直投影面积450kg/m2。本标准规定的桥梁与道路桥梁示方书中规定的桥梁相比，重要性比拟低，因此设计风速可以低于55m/s。风荷载可以取，原因如下：=1\*GB3①为方便设计，从出现概率来看，可以不考虑雪荷载和风荷载的组合。=2\*GB3②为代替雪荷载和风荷载组合，表-3.2.1〔3〕或〔5〕的组合中风荷载的超过概率要低。设计风速55m/s时的风压为300kg/m2，综合考虑迎风面、背风面各自的风压，在迎风面有效投影面积风上的荷载取450kg/m2〔300kg/m2×〕。温度变化影响以为准。地震影响以道路桥梁示方书V抗震设计篇的规定为准。在必须考虑雪荷载时，雪荷载如下取值：〔1〕考虑活荷载同时加载时，取100kg/m2。〔2〕不考虑活荷载同时加载时，由式〔3.8.1〕确定。SW=P·Zs〔3.8.1〕式中，SW：雪荷载〔kg/m2〕；P：雪荷载单位重量〔相当于1厘米积雪，kg/m2〕Zs：设计积雪深度〔cm〕雪荷载必须考虑通常情况下的积雪深度〔活荷载同时加载〕和异常情况下的积雪深度〔不考虑活荷载同时加载〕，并将两种情况时的荷载分别研究。也就是说在验证应力时，应根据〔1〕或〔2〕两种不同情况下的雪荷载，确定最不利荷载。〔1〕考虑活荷载同时加载时积雪如果超过某种程度，就很难产生活荷载，因此加载活荷载时的雪荷载可以取100kg/m2“活荷载+100kg/m2〞换算成积雪深度大约为150cm，通常情况下，常年平均积雪深度要低于这个值。因此，即使是冬季期间停止通行没有除雪的桥，产生的雪荷载一般都可以取“活荷载+100kg/m2〞。在多雪地区，常年平均积雪深度超过150cm且不除雪的桥，可以用常年平均积雪深度对应的雪荷载〔此时，不考虑活荷载〕替换“活荷载+100kg/m2〞进行计算。〔2〕不考虑活荷载同时加载时在积雪特别多的地区，只按照〔1〕规定的雪荷载进行验证并不充分，应根据使用期间可能出现的最大积雪深度验证。此时的雪荷载由式〔3.8.1〕计算，雪单位重量参照表-解3.8.1，设计积雪深度应考虑架桥地点往年的最大积雪深度和桥上的积雪状况确定。表-解3.8.1雪的平均单位重量积雪深度〔dm〕雪的平均单位重量P〔相当于1cm积雪，kg、m2〕小于50100200400大于700施工荷载施工荷载以道路桥梁示方书I共通篇2.1.18条款为准。第4章容许应力强度容许应力强度条规定的值乘以表-4.1.1的修正系数。所给出的施工荷载修正系数，应该在施工的实际状况与设计计算时假设的施工条件根本相同的情况下使用。表-4.1.1容许应力强度的修正系数荷载组合修正系数〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕恒荷载+活荷载+雪荷载采用3.8条〔1〕规定的雪荷载采用3.8条〔2〕规定的雪荷载〔注〕恒荷载+活荷载+雪荷载+温度变化影响采用3.8条〔1〕规定的雪荷载采用3.8条〔2〕规定的雪荷载〔注〕恒荷载+温度变化影响+风荷载恒荷载+地震影响+温度变化影响风荷载施工荷载注：3.8条〔2〕款规定的雪荷载不与活荷载同时加载。荷载可能存在一些一般情况下很少出现的特性，可以通过修正容许应力强度来表达，因此需要规定各种荷载组合的容许应力强度的修正系数。道路桥梁示方书中，主要荷载和相当于主要荷载的特殊荷载组合不需要进行容许应力强度修正，但本标准中的恒荷载和雪荷载组合应进行修正。根据各种试算设计结果来看，桥的每个构件需要验证的荷载组合如表-解4.1.1所示。表-解4.1.1起支配作用的荷载组合荷载组合修正系数主缆框架纵梁主梁横向结构抗风钢索索塔〔1〕D+L+SW1○○○○D+SW2○○○○〔2〕D+L+SW1+T○D+SW2+T○〔3〕D+T+W○○〔4〕D+EQ+T○○○○〔5〕W○○〔6〕ER注1：表中，D：恒荷载；L：活荷载；SW：雪荷载；T：温度变化影响；W：风荷载；EQ：地震影响ER：施工荷载。注2：〔1〕和〔2〕中的SW1是指3.8条〔1〕规定的值，SW2是3.8条〔2〕规定的值。注3：梁上有加劲肋时，应考虑主缆的徐变影响进行校验〔参照8.1条〕。横向结构：桥面中平行设置的，为了抵抗风、地震等横向和在作用而设置的框架结构。如以下图所示。悬索桥的结构用钢材、铸造锻造钢材、焊接和连接用钢材、钢管和钢筋等的容许应力强度参照道路桥梁示方书II钢桥篇2.2条规定。SF45A〔锻造钢材〕的容许应力强度如表-4.2.1所示。表-4.2.1SF45Q的容许应力强度单位kg/cm2轴向应力弯曲应力剪应力压应力拉伸压缩拉伸压缩无摩擦平面有摩擦平面用赫兹公式计算时压应力硬度值HB130013001300130075019009505500112HB吊索采用杆时，SF45A〔锻造品〕的容许应力强度如表-4.2.1所示，此值是将JISG3201中的规定值除以平安系数得到的。混凝土的容许应力强度以条为准。木材的容许应力强度按照表-4.4.1取值。表-4.4.1木材的容许应力强度单位kg/cm2种类材料轴向拉力〔净截面〕与纤维平行轴向压缩〔全截面〕与纤维平行弯曲张拉〔净截面〕和压缩〔全截面〕与轴向平行压力剪力与纤维平行与纤维垂直与纤维平行与纤维垂直针叶树杉、松、扁柏等80908020812阔叶树橡木、栗子、栎等110120110351218注：l：构件长度〔cm〕；r：截面的最小截面回转半径。钢材板厚按照以下规定选取。栏杆、十字形结构〔这个词我实在不知道什么意思〕、桥面板等可以不再此规定之列。〔1〕主要材料的板厚必须大于8mm。板梁的腹板、钢管和型钢应大于6mm。〔2〕次要构件的板厚必须大于6mm。立交桥设施技术基准中，人行桥钢材最小厚度主要构件为6mm，次要构件为4mm，本标准考虑到悬索桥的特殊状况将最小板厚加大，但仍比道路桥梁示方书中的值小，主要是针对本标准悬索桥的设计荷载选取的。构件的长细比以道路桥梁示方书II钢条为准。〔1〕构件的连接以道路桥梁示方书II钢桥篇的规定为准。但杆直径可以不按照道路桥梁示方书II钢桥篇4.5〔2〕条规定取值。〔2〕摩擦连接型螺栓、螺母和垫片可以采用JISB1186规定的第1种和第2种也就是M12和M16型螺栓。1〕M12型和M16型摩擦连接型高强度螺栓的承载力如表-4.7.1所示。表4.7.1摩擦连接高强度螺栓的承载力〔1个螺栓1个摩擦面〕单位：kg 螺栓等级螺栓型号F8TF10TM12M1610002000130024002〕M12型和M16型螺栓的最小中心间距如表-4.7.2所示。特殊情况下最多可以减小到螺栓直径的3倍。表4.7.2螺栓最小中心间距〔单位：mm〕螺栓型号最小中心间距M16M1250403〕螺栓最大中心间距取表-4.7.3中较小值。螺栓型号最大中心间距pgM1610015t-3/8g且小于12t24t且小于300M1280注：t：外侧板或型钢厚度〔mm〕；p：螺栓在应力作用方向的间距〔mm〕；g：螺栓在应力垂直方向的间距〔mm〕〔图中文字：应力方向〕图4.7.1螺栓位置和间距取值4〕螺栓孔中心到板边缘的距离如表-4.7.1所示。表4.7.4螺栓孔中心到板边缘的最小距离〔单位：mm〕螺栓型号最小边缘距离剪切边，手工气割边轧制边、锯割边、自动切割边M162822M1222185〕螺栓孔中心到结构重叠局部的最大距离以道路桥梁示方书II钢桥篇4.3.10〔2〕条为准。本标准悬索桥构件产生的应力较小，所以构件摩擦连接型螺栓可以采用JISB1186规定的M12和M16。第5章主缆等5.1主缆、吊索和抗风索主缆种类主缆主要有以下几种：〔1〕平行钢丝束主缆〔不包括麻绳〕〔2〕钢丝绳主缆〔包括封闭式钢绞线索〕市场上的索股、绞线，可以作为桥构件使用的必须是质量和机械性质值得信赖的。最好是弹性模量不是很小，截面密实，且操作容易的。因此一般情况下只使用钢材制成的索股。平行钢丝束主缆是用钢丝合成的平行钢筋束，操作简单且容易入手，所以在国内悬索桥中被广泛采用。麻绳缺乏长期的承载力所以不被使用。钢丝绳主缆除了有圆形钢丝构成以外，也有由异型线构成的封闭式钢绞线索〔简称LCR〕。主缆的索股，LCR的构成如表-解5.1.2所示。钢丝绳主缆与平行钢丝束主缆相比，强度和弹性模量都要大，所以即使减小主缆直径或者是为减少固定位置而减少主缆的构成根数，其承载力也是足够的。而且LCR还有抗腐蚀性较好的优点。平行线型的绞线从构造和施工费用上来看，并不适合用于本标准的悬索桥设计，所以很少使用。表-解5.1.1索股的一般构成平行钢丝束主缆钢丝绳主缆7×77×197×371×371×611×911×127LCR表-解5.1.2LCR的一般构成C形D形下层〔圆形层〕19~9119~91中层〔T线层〕1层1层上层〔Z线层〕1层2层构成中间1个周围6个7股钢丝中间1个周围6个19股钢丝中间1个周围6个37股钢丝符号7×77×197×37截面图-解5.1.1平行钢丝束主缆截面构成19股37股61股91股127股符号1×191×371×611×911×127截面图-解5.1.2钢丝绳主缆截面束线构成圆形层+1层T线+1层Z线圆形层+1层T线+2层Z线符号C形D形截面形式图-解5.1.2封闭式钢绞线索主缆截面吊索种类吊索主要采用以下几种形式。〔1〕平行钢丝束吊索〔不包括麻绳〕〔2〕钢丝绳吊索〔包括封闭式钢绞线索〕〔3〕钢杆因为悬索桥是小型桥，所以吊索除了采用平行钢丝束吊索之外大多采用经济且操作容易的钢杆。本标准中悬索桥的吊杆根本上使用平行钢丝束就可以满足设计要求，除非是在沿海或温泉之类的存在腐蚀性雾气的地域，才使用抗腐蚀性较强的LCR。规定。索种类抗风索主要采用平行钢丝束〔不包括麻绳〕。用于主缆的钢丝直径以道路桥梁示方书II钢桥篇14.3条为准。且主缆钢丝直径应大于2mm。索股的钢丝直径以道路桥梁示方书II钢桥篇14.3条为准。主缆的钢丝直径从防腐蚀的角度考虑应大于2mm。索股的弹性模量索股的弹性模量以道路桥梁示方书II钢桥篇条规定为准。索股的弹性模量取道路桥梁示方书II钢桥篇表-14.4.1中的值。这个值是剔除了构造伸长率得到的，这是因为索股必须设置预应力枕，所以弹性模量必须剔除构造伸长率才能使用。通常情况下，索股的构造伸长率大约是0.2%，如果不设置预应力枕，这个拉伸率会造成倾斜度降低，从而导致排水不良，加劲桁架上弦屈服等，所以必须准确设置预应力枕。预应力枕的加工条件荷载荷载持续时间操作次数名义剪切应力的45~50%30分钟以上2次以上〔1〕索股的张拉容许值为剪切荷载除以平安系数。〔2〕索股的剪切荷载以道路桥梁示方书II钢桥篇1.4.5〔2〕条为准。〔3〕主缆、吊索和抗风索的张拉荷载平安系数如表-5.2.1所示。除以强度修正系数。抗风索不进行容许应力强度修正。表-5.2.1平安系数构件平安系数主缆吊索抗风索条为准。吊索所用索股的张拉容许值取4.2条规定的值。固定〔1〕主缆主要采用插座式固定，如果受施工条件限制，也可以使用紧压式固定或楔式固定。〔2〕吊索〔除钢杆〕和抗风索可以采用插座式固定、紧压式固定或楔式固定。由于施工等条件限制，也可使用夹子固定。〔1〕主缆的固定主缆的固定关系到整个悬索桥的生命，必须采用平安可靠的固定方式。因此主缆一般采用插座式固定。但是，插座式固定由于浇筑、主缆长度等原因施工复杂，所以从施工管理角度考虑可能会需要使用紧压式固定，但是一定不能使用夹子固定。原因如下：=1\*GB3①夹子固定的效果比其他各种方法都差；=2\*GB3②夹子本身容易生锈，可能引起钢丝生锈；=3\*GB3③一般夹子紧固扭矩的管理很困难。〔2〕吊索和抗风索的固定吊索和抗风索因施工的难易程度不同，可以选择的固定方式有很多。一般只有在施工、构造或其他原因限制，不得已的情况下才使用夹子固定。吊索采用钢杆时，不能采用上述的固定方式，可以使用螺栓等适宜的方法固定。以下，对各种固定方法进行一些详细的说明。1〕插座式固定插座式固定，在套筒内将索股拆开，再用合金浇筑。插座式固定使用的合金道路桥梁示方书II钢桥篇条规定。式固定形状。a〕开放式插座b〕筒形插座c〕筒形插座+钢杆d〕桥式插座Ae〕桥式插座B图-解5.3.1插座式固定2〕紧压式固定紧压式固定是用钢制套筒将钢丝绳压紧，在套筒外表切割出螺纹或者是插入销栓的结构。图-解5.3.2列举了紧压构造实例。a〕有眼端b〕叉端c〕螺纹端d〕平端图-解5.3.2紧压式构造3〕楔式固定楔式固定一般有图-解5.3.3所示的楔式组合，钢丝绳端由夹子固定。图-解5.3.2楔式固定楔式固定的强度与主缆和插座的摩擦力有关，所以需要用夹子固定住主缆的端部。4〕夹子固定夹子固定是在与锚碇用具的接触面处安装套筒，并用钢丝绳缠绕，在钢丝绳端部用夹子固定的结构。夹子固定时，固定效果大约只有80%，所以必须使用比其他固定方式更粗的钢丝绳。也就是说夹子固定中的钢丝绳直径应在根底上再乘以1.25〔固定效果80%的倒数〕作为容许值。夹子的安装可以采用以下方法。=1\*GB3①金属夹子的安装金属夹子安装方式如图-解5.3.4所示，必须将U侧安装在钢丝绳的末端侧，离眼最近的金属夹子应尽量紧贴并夹紧。图-解5.3.4金属夹子的紧固=2\*GB3②金属夹子的安装个数金属夹子的安装个数如表-解5.3.4所示。如果钢丝直径粗、钢丝较硬难以弯曲时，金属夹子很难紧固，此时夹子个数可以增加50%。=3\*GB3③金属夹子安装间距根据实验可知，相邻夹子的中心距离和钢丝绳螺纹间距相同时，金属夹子固定效率最高。在金属夹子施工过程中，根据所用钢丝绳的螺纹间距，参照表-解5.3.4设定适当的安装间距。表-解5.3.5金属夹子安装个数标准钢丝绳直径〔mm〕适宜夹子型号安装个数安装间距〔cm〕紧固扭矩〔kg·cm〕锻造品10FR-105724012FR-125836014FR-145957016FR-1651080018FR-186121-2-20FR-20~22613122024FR-24~25616182026FR-26~28617210030FR-30~32720290036FR-33~38823400040FR-40~458267580FR-47~50931608053FR-52~541035690060FR-56~6010398250注：金属夹子的规格参照JISB2809。=4\*GB3④金属夹子的紧固扭矩金属夹子的适宜紧固扭矩如表-5.3.4所示。为了确保适宜紧固扭矩，现场使用扭矩扳手紧固。为金属夹子紧固时更为方便，小于适宜扭矩1000kg·cm时，使用如表-解5.3.5所示的适当长度的扳手，尽力紧固。钢丝直径〔mm〕紧固扭矩〔kg·cm〕扭矩扳手长度〔cm〕假设紧固扭矩大小假设作用力〔kg〕U型螺母强度极限〔kg·cm〕标准合理范围1012141618注：扳手长度比扳手宽度应长5cm以上。夹子固定时必须使用封闭套筒〔参照图-解5.3.5〕，其直径应大于钢丝绳的5倍。图-解5.3.5锁紧嵌环〔1〕主缆的弯曲处必须设置索鞍。索鞍的曲率应大于主缆直径的8倍。〔2〕索鞍上的主缆滑移平安系数为2.0。〔1〕将索股用较小的曲率半径弯曲时，索股的强度也会降低，在弯曲主缆的点必须安装索鞍，防止其折断。索鞍的半径应大于主缆直径的8倍。为保证索鞍产生最大挠度时的荷载不会使主缆折断，主缆和鞍座应有足够的接触长度。吊索、抗风索的曲率半径应大于钢丝绳直径2.5倍。钢丝绳曲线局部的曲率半径取图-解5.4.1所示的最小半径，主缆的索股直径在曲率方向上取测量直径，吊索取最大直径。〔2〕中间跨的主缆拉力和边跨的主缆拉力有一定差距，为了使索鞍上的主缆不产生滑移，必须校验其平安性。此时，摩擦系数uuu可取0.15。校验滑移平安性的公式，也有考虑主缆对鞍座的作用反力分布的杨幂公式，但一般情况下可以按照式〔解5.4.1〕计算。公式和公式中字母。〔1〕缆带是为确保吊索的拉力能够顺利传递到主缆上的构造。〔2〕缆带的滑移平安系数为4.0。缆带均匀的紧固在主缆上，且必须尽量防止其紧固力的减少。一般用螺栓紧固，防止带子和主缆间、或主缆构成要素之间的滑移。此时，带子内面和主缆外表必须紧贴。主缆使用索股时，带子内面应切割或填充成钢丝绳的形状。一般情况下都是切割成钢丝绳的形状，不能切割时再进行填充。填充一般采用锌、钢线或是钢丝等。计算滑移时，摩擦系数取0.15。缆带最好是在吊索的张力作用下不会产生扭矩的结构，可以通过在吊索位置改变带子形状等方式保证固定部位不产生不好的力。第6张索塔索塔一般采用钢制或钢筋混凝土材料。以往的悬索桥，也有一些索塔采用了木材，但木材强度不稳定，与钢材和混凝土相比缺乏耐久性，如果想要加强索鞍处的集中荷载承载能力很困难，所以索塔一般不使用木材。索塔的形式必须考虑施工等的条件。索塔的形式从大方面来说一般分为下端固定和下端铰接2种。下端固定的索塔，索鞍形式一般分为固定式、滚动式、柜式〔参照图-解6.2.1〕。下端固定——〔a〕索鞍固定〔b〕滚动式索鞍〔c〕柜式索鞍下端铰接图-解索塔的形式悬索桥索鞍一般采用固定式，不采用滚动式和柜式。下端、索鞍都固定时，必须注意以下两点：=1\*GB3①索塔产生的弯矩可能变大；=2\*GB3②鞍座上主缆可能产生滑移。根据刚性索塔的试算结果可知，索塔的弯矩并不大，且作用在主缆上的力低于主缆和鞍座之间的摩擦力。索塔刚性较大时，需要验证索塔的弯矩和鞍座与主缆之间的滑移。决定索塔形式时，应以施工情况为根底，充分考虑将来维护管理的难易程度综合讨论。6.3钢制索塔的应力校核设计钢制索塔时，应根据道路桥梁示方书II钢桥篇3.3条校核应力强度。设计钢制索塔时，不仅要保证应力低于本标准第4章规定的容许应力，还要按道路桥梁示方书II钢桥篇第3章规定的内容进行校验。索塔是轴向力和弯矩同时作用的部件，应满足道路桥梁示方书II钢桥篇3.3条规定。根据此规定计算轴向容许压应力时，应采用压弯长度计算的长细比中较大的值。设计钢筋混凝土索塔时，应根据道路桥梁示方书III混凝土桥篇2.4.1条校核应力强度。设计钢筋混凝土索塔时，应对设计荷载作用和最终荷载作用情况分别进行校核。由于索塔形式不同，有时需要对轴向荷载和弯矩同时作用的长柱进行校核。长柱的轴向荷载和弯矩，可用相同截面短柱的容许轴向荷载和容许弯矩分别乘以下式的系数a得到。a〕箍筋柱b〕螺旋箍筋柱式中：柱的有效高度；箍筋柱的最小横向尺寸螺旋箍筋柱的有效截面直径鞍座安装处的构造必须保证能将鞍座的荷载顺利的传递到塔柱上。鞍座正下方作用有很大的铅垂荷载，此荷载必须顺利的传递。实际设计过程中，以道路桥梁示方书II钢桥篇8.7.1条为准。第7章锚碇主缆的锚碇应考虑架设地点的地形、地质条件等选择适宜方法。锚碇方式一般采用重力式主缆锚碇，但架设地点地质是巩固岩石时，也可以将锚具打入基岩中锚碇。由于架桥地点的地形不同，紧接主跨的侧跨桥脚也需要锚碇。锚碇方式需研究架设地点的地形、地质后选择。重力式锚碇必须保持稳定，不能倾覆和滑移。本节对锚碇方式中最常用的重力式锚碇稳定性进行了特别规定。支撑、倾覆和滑移有关的稳定计算以道路桥梁示方书IV下部构造篇的规定为准，但在锚块形状、锚碇深度等方面本章有一些不同需要注意。例如，道路桥梁示方书IV下部构造篇5.2〔1〕条规定了稳定计算适用的根底形状〔分成直接根底和沉箱根底〕，直接根底应以道路桥梁示方书为准，沉箱根底应以本章规定为准。〔1〕锚具是将主缆的拉力准确的传递到锚块等的结构，应具有一定强度。〔2〕锚具应注意排水等防止其腐蚀。〔1〕主缆采用锚块锚碇时，必须将主缆直接埋入锚块中固定，将锚具直接埋入锚碇部位，锚具和主缆结合。此时，必须采用夹式固定。为了使锚具能够承当主缆的拉力，在固定锚块的同时，还要保证其构造、强度都能够承当主缆的拉力。构造不同那么平安系数也会变化，所以应考虑弯曲影响进行设计。主缆的拉力作用线和锚具的方向不同时，锚具内会产生弯矩，从而产生设计中没有预想到的应力，此时，锚具可打入混凝土块，保证其方向与主缆拉力作用线方向一致。〔2〕锚具和主缆固定处如果腐蚀，会造成整个桥的功能降低。如以往的小规模悬索桥，有很多锚具被土、砂等掩埋的情况，同时还要特别注意这些部位的排水问题〔参见照片-解7.3.1〕。在设计锚碇局部时，应考虑到尘土等可能恶化将来的排水性，从而确定锚具的安装位置，同时也要保证锚碇部位的良好排水性。第8章悬索结构〔1〕悬索桥一般不加劲。〔2〕悬索桥设有横向结构。〔1〕不加劲的悬索桥与加劲的悬索桥相比，挠曲刚度小。只供行人和自行车通行的悬索桥，桥面板如果采用8.2条规定的纵梁，即使不加劲也不会产生使行人不舒适的挠度和振动。因此，只供行人和自行车使用的悬索桥可以采用不加劲结构。有汽车通行的悬索桥，考虑到集中荷载可能产生弯曲，需要另行讨论适当的主梁形式。汽车荷载可看做集中荷载作用，因为移动速度快而桥的挠曲刚度又小，所以汽车乘客和行人会产生一定心理恐慌。本标准的中限制了挠度，但有汽车通行时仍应尽量防止产生很大挠度。≤W<1.8m〔汽车荷载1200kg，参照≤W<2.5m〔汽车荷载5000kg，参照表-解3.4.1〕时，以恒荷载和梁刚度为变量，1辆汽车荷载产生的最大挠度。有汽车通行桥选择梁和桥面板形式时，可以参照这两幅图。道路桥梁示方书II钢桥篇1.4条规定了容许挠度，考虑本标准桥的实际使用状态不一定非要满足这个值。汽车荷载产生的最大挠度可以取跨度的1/200。图-解8.1.2和图-解8.1.3是1辆汽车荷载产生的最大挠度，与道路桥梁示方书II钢桥篇1.4中规定的最大挠度〔均布荷载的影响线〕不同，需要注意。图中，虚线表示木质桥面板，点划线表示开敞式钢格板桥面板，实线表示钢筋混凝土桥面板，在恒荷载作用下的梁刚度和最大挠度的关系。梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕注：1〕最大挠度只是集中荷载P〔每个主缆600kg〕产生的；2〕Wd是包含主缆重量的全部恒荷载；3〕Wd1，I都是指单侧主缆；4〕垂跨比为1/10；〔指主缆下垂高度和跨度之比〕5〕L是梁跨间距。1辆汽车荷载〔总重1200kg〕的最大挠度〔≤〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕梁的截面惯性矩I〔cm4〕注：1〕最大挠度只是集中荷载P〔每个主缆600kg〕产生的；2〕Wd是包含主缆重量的全部恒荷载；3〕Wd1，I都是指单侧主缆；4〕垂跨比为1/10；〔指主缆下垂高度和跨度之比〕5〕L是梁跨间距。图-解8.1.31辆汽车荷载〔总重5000kg〕的最大挠度〔1.8m≤W<m〕梁形式采用加劲桁架时，设计中应考虑主缆徐变的影响。主缆的徐变会降低弯曲弧度，下部桁架的上弦结构可能会被压屈。设主缆的徐变值为一浦西龙，徐变引起的跨中挠度为得他，由式〔解8.1.1〕近似计算。式中：跨中的梁挠度〔m〕主缆的徐变值〔mm〕主缆支点建的主缆长度〔m〕此时的跨中弯矩M〕近似计算。式中，EI：量的弯曲刚度。徐变引起的梁弯矩与刚度成比例，梁采用金属板时徐变产生的应力较小，所以只在加劲桁架时考虑徐变的影响。为了防止产生反方向的弯曲弧度，可采取下述对策。=1\*GB3①设计弯曲弧度不能过小。=2\*GB3②吊索上安装旋转螺丝，可以调整弯曲弧度。=3\*GB3③架设主缆时先预拉预想的徐变值。每米主缆的徐变值如下：平行钢丝束主缆：5×10-3×10-3m钢丝绳主缆：5×10-3×10-3m〔2〕即使是不加劲悬索桥，如果设有横向结构，也可以改变梁间荷载分配，从而抵消异常的摇晃、挠度等。横向结构对行人的通行有利，无论是哪种悬索桥结构都可以设置横向结构。设计横向结构为了承当作用在悬索桥上的横向力。横向力中有一局部是由主缆和抗风索等传递至索塔和桥台的，横向结构可以作为分担这些横向力的结构进行设计。此时，对主缆、梁需要加上这局部横向力进行应力校核。。〔1〕纵梁截面可以采用轧钢H型钢H-100×100×6×8或者是与此截面性能相同的结构。〔2〕纵梁是连接桥轴方向的结构。〔3〕纵梁除了作为桥面板的应力外，还要加上作为加劲梁时的应力，校核其平安性。此时，钢材的容许应力强度修正系数为1.35。〔1〕对已建的行人专用悬索桥进行调查可知，本标准规定的刚度不会产生使行人感到不舒适、恐慌的震动。〔2〕纵梁主要是连接桥轴方向，同时对其有加劲效果〔3〕本节规定的纵梁在设计计算中只作为桥面系〔不加劲〕进行设计。因此，尽管纵梁在桥轴方向连续，但仍可以作为吊索间的简支梁进行应力计算。实际上为了连续，纵梁根据其刚度不同有时可能起到加劲梁作用，从而产生应力。因此，纵梁除了作为桥面系的应力，还有作为加劲梁时的应力，此时钢材的容许应力强度的修正系数为1.35。这个修正系数是为了使钢材不会局部屈服而产生变形，且应力强度控制在钢材的比例极限之内而确定的。连续的纵梁在支点处屈服一般不会出现问题，主要是因为：在连续的纵梁中，吊索安装处的应力如果到达屈服点，那么会产生塑性铰，从而使纵梁的刚性降低变成设计计算上假定的不加劲悬索桥构造系。因此，纵梁支点即使产生这种超过应力，悬索桥的承载力也不会降低。本规定充分考虑了构件屈服不产生变形的情况，所以不需要担忧结构承载力。第9章桥面板〔1〕桥面板一般采用木质桥面板、钢筋混凝土桥面板或钢制桥面板。〔2〕桥面系采用构造钢材。〔1〕桥面板直接承受荷载作用，所以比其他部件对荷载条件的要求更为严格。在陡峭的山岳地区建造的小规模悬索桥的桥面板应有充足的耐久性，没有耐久性时应容易替换。研究以前的实际使用情况可知，桥面板大多采用木质桥面板、钢筋混凝土桥面板和钢制桥面板。〔2〕桥面系必须和桥面板有相同的耐久性和抗腐蚀性，但桥面系除自身应力之外，还作为主结构一局部承受应力。因此应采用可靠度较高的构造钢材。〔1〕使用的木材必须缺点少质量优。〔2〕最小板厚3.5cm，最小板宽15cm。〔1〕木质桥面板使用的木材必须内部疏松、纤维倾斜、发圆等缺点较少，强度值得信赖。〔2〕由于桥面板上有复杂的应力或磨耗、损伤、劣化等作用，以及材料存在一些不可防止确实定，所以设计荷载下的桥面板计算应力及时较小，也要满足本条规定的最小厚度。木材截面积如果小于50cm2，各种缺点会明显造成强度降低，枯燥等也容易产生较大变形，所以木材作为桥面板使用时，必须保证本节规定的最小厚度和宽度。汽车通行的桥，由于汽车的通行，木材容易受到损伤和摩擦作用，为了保护桥面板，要在轮压作用位置设置宽度大于50cm的底板。钢筋混凝土桥面板最小厚度为10cm。考虑施工可靠度，钢筋混凝土桥面板的整体厚度应大于10cm。有汽车通行的桥，钢筋混凝土桥面板的整体厚度应大于16cm，为了使轮压可更好的作用在桥面板上最好进行铺装。汽车通行时，随着结构各局部的变形钢筋混凝土桥面板上的曲率变大，可能造成破坏。因此，需要限制梁的挠度，容许值为跨间距的1/350。钢制桥面板采用的钢材最小板厚为6mm，对腐蚀已经考虑的很充分时，可以取3mm。钢制桥面板一般有钢桥面板、钢格板桥面板。钢材的板厚从防腐蚀观点来看应大于6mm，但所有的板厚都大于6mm的话，缺乏一定的经济性，所以对腐蚀已经考虑充分时，板厚只要大于3mm就行了。横木桥面板宽度方向两侧应设有横木。横木一般和栏杆一样，是为了防止行人、自行车落到桥外而设置的。小规模悬索桥设的横木必须简单且有足够强度。横木高度应在5cm以上，按照侧面作用750kg/m的水平力进行设计。横木：桥栏杆最下面安装的横向结构，图中最左面箭头所指位置。第10章其他构造细那么风索桥为了提高抗风稳定性，设有抗风索。小规模悬索横向结构只有一侧，这种截面形式扭转刚度较小，对应横向压屈、横向挠曲等静态现象时是不稳定的，且对于动态不稳定现象风和气流引起的振动的起振风速也会降低。因此桥需要设置抗风索。抗风索要有独立的锚碇，因地形原因不能安装抗风索时，应把横向结构设成上下两层，形成封闭截面提高刚度从而省略抗风索。可以对抗风索施加预应力，从而减少横向挠度、主缆的疲劳等。此时，抗风索的预应力对于主缆来说是类似于恒荷载的作用力。抗风索将“预应力+风荷载〞作为整体荷载，根据主缆的设计标准进行设计。〔1〕支撑在梁两端桥轴方向都是可动的。〔2〕支撑对于上抬力和桥轴垂直方向荷载应有足够的抵抗力。〔3〕钢制支撑的厚度应在22mm以上，锚碇螺栓直径应在25mm。〔1〕悬索桥的梁因为有主缆的约束，所以两端支撑可以不固定。过去的悬索桥大多一端固定，承受面外风荷载或是温度变化时，容易产生约束力从而造成破坏。因此，支撑应两端可动。〔2〕悬索桥的梁支撑在活荷载作用下，可能有上抬力作用，所以必须有能够抵抗这个力及桥轴垂直方向的风荷载、地震作用的结构。〔3〕作用在小规模悬索桥支撑上的竖向力和水平力比拟小，但如果支撑的板厚过薄，那么不能承当均布反力。钢板构成的支撑容易产生焊接翘曲。所以，支撑结构各局部的厚度应大于本节规定。〔桥面系等〕之间的安装吊索安装在桥面系上的部位应能保证桥面系等的反力可以准确的传递到吊索上。必须十分注意吊索在桥面系上安装位置。将吊索固定在桥面系上的锚具必须有可以准确传达桥面系反力的结构和强度。也可以根据需要在锚具位置对桥面系进行补强。应十分注意吊索的安装位置，不能与栏杆等其他结构接触。吊索和桥面系等的安装部位容易腐蚀，为方便维护管理，在构造上应多加注意。栏杆栏杆以上。栏杆顶部侧面垂直方向的推力取150kg/m进行设计。架设小规模悬索桥的地形一般比拟险峻或者干脆是较深的峡谷，所以为了给予行人和骑自行车人一定的平安感，最好设置比拟高的栏杆。本节参考以往应用实例，高度设置在1.2m。本标准的桥比拟窄，宽度，很难到达道路桥梁示方书假定的250kg/m推力，所以通常情况下，栏杆顶部的水平力最大一般取150kg/m进行设计。积雪地域的悬索桥，如果栏杆连续，积雪会造成悬索桥挠曲，从而造成横木压屈。因此，积雪地域横木应隔适当间隔设置伸缩缝。第11章防腐蚀〔1〕钢材可进行涂漆或者是镀膜。〔2〕木材可根据JISA9104《加压式木焦油防腐处理枕木》的规定进行防腐处理。〔1〕生锈会造成悬索桥功能降低，所以钢材可涂漆或镀膜进行防锈