大跨度懸索橋的懸索為何要由幾萬根細鋼索製成,而不用一根粗鋼索?

時間 2021-05-29 22:26:56

1樓:楊宇軒

首先回答,為什麼纜索承重體系的橋梁跨度要比梁式承重體系大?

其中乙個原因是,目前主流的建橋材料都表現出抗拉承載能力大於抗彎承載能力。

對於直徑8公釐的鋼筋,單純依靠人力你就能掰彎它。

但是你想拉斷一根HRB400的鋼筋。你需要大約20kN的拉力。

梁式結構橋梁主要靠主梁承擔彎矩,當控制截面的內力超過抗力,結構結構就失去了承載能力。對於受彎構件,截面的利用效率是偏低的。那有沒有方法使得主要的受力結構是受拉的呢?

有的,採用纜索承重體系,如果你學過懸鏈線,你就會知道,當繩索受重力作用自然下垂,則該繩索處處受拉。

那麼懸索橋就是希望,主纜在受力時也呈現處處受拉的狀態,因此,我們就需要主纜具有相當的柔性,在受豎向力作用時呈現懸鏈線一樣的效果,將豎向受力轉變為軸向受拉。

如果採用截面巨大的鋼索,其截面的抗彎剛度將使整個纜索呈現處一種剛性裝態,當受豎向荷載作用時,結構將承受較大的彎矩。

其次,纜索需要錨固,在錨固端將承受巨大的拉力作用,因此需要在錨固端進行分索,減小錨點的應力。

單索的比表面積更小,提供的錨固摩擦力更小。

多束索的安全冗餘更高,檢修、養護、更換更方便。

巨大的單索帶來的巨大重量在架設時將非常困難。

此外,風阻,熱傳導,振動特性等等方面都具有相當的影響。

因此工程上採用多束的纜索體系是多方面控制的自然選擇。

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