Beschrijving:

Kabelbrug, een soort brug die kabels gebruikt om het brugdek te ondersteunen.Het kenmerkt zich door zijn onderscheidende toren- of pylonontwerp en de opstelling van kabels die uitstralen van de torens en aansluiten op het brugdek.

Onder de verticale belasting wordt de kabel gespannen, de toren wordt samengeperst en gebogen, en de balk is gebogen en onder druk gezet, dus de brugspanningsstructuur is een combinatie van drie spanningsvormen,druk en buigingNatuurlijk, onder de onevenwichtige levensbelasting van de brug, zal de hoofdbalk ook worden gedraaid, die een combinatie structuur van vier spanningsvormen van spanning, druk,buigwerk en torsies.

De kabelbrugis hoofdzakelijk verdeeld in drie delen: hoofdstraal, kabeltoren en staande kabel.

De hoofdbalk heeft over het algemeen een betonnen structuur, een staal-beton combinatiestructuur.

Staalconstructie of staal-beton gemengde structuur.

Kabeltoren - het heeft een beton-, staal-betoncombinatie of een staalconstructie.

Staakkabel - is gemaakt van hoogsterk materiaal (hoge sterkte stalen draad of stalen draad).

De ladingoverdracht van de kabelbrug is als volgt: de twee uiteinden van de kabel zijn respectievelijk verankerd op de hoofdstraal en de kabeltoren,en de dode lading en de voertuiglading van de hoofddraai worden overgebracht naar de kabeltoren, en dan verzonden naar de stichting via de kabeltoren.

Daarom wordt de hoofdstraal ondersteund door de verschillende punten van de kabel, en wordt de continue straal met meervoudige elastische steun gespannen,het interne buigmoment van de balk wordt sterk verminderd, en de grootte van het hoofdstraal is sterk verminderd (de balkhöhe is over het algemeen 1/50 ~ 1/200 van de span, of zelfs kleiner),die het structuurgewicht vermindert en het doorgangsvermogen van de brug aanzienlijk verhoogt.

Span lay-out

1. Twin Tower drie span: vanwege de grote span is het grotere, meestal geschikt voor het oversteken van grotere rivieren.

2. enkelvoudige toren met dubbele spanning: door de grote openingspanning is deze over het algemeen kleiner dan de grote openingspanning van de tweelingtoren met drie spanningen,geschikt voor het oversteken van kleine en middelgrote rivieren en stedelijke grachten.

3.Drie torens met vier en meerdere torens met meerdere spanning:vanwege de middelste toren top van de multi-toren multi-span kabel-staande brug en hangbrug heeft geen eind ankerkabel om effectief te beperken van de verplaatsing, kabelbruggen of hangbruggen met flexibele structuur met meerdere torens en meerdere spanningen zal de flexibiliteit van de structuur verder verhogen, wat kan leiden tot overmatige vervorming.

4. Hulppier en zijdelingse loodspanning

Bij een live belasting ontstaat vaak een groot positief buigmoment bij het einde van de zijspanning van de balk, wat leidt tot de rotatie van de balk, waardoor het uitbreidingsgewricht gemakkelijk beschadigd raakt.het kan worden opgelost door het verlengen van de zijbalk om de lead span te vormen of het instellen van de hulp pier.

Cable tower arrangement van kabel-stage brug

De vorm van de kabeltoren

De kabeltoren is de belangrijkste structuur om de persoonlijkheid en het visuele effect van de kabelbrug uit te drukken, dus aan het esthetische ontwerp van de kabeltoren moet voldoende aandacht worden besteed.

Het ontwerp van de toren moet geschikt zijn voor de opstelling van de kabel, de krachtoverdracht moet eenvoudig en duidelijk zijn,en de toren moet zo veel mogelijk onder axiale druk staan onder de werking van dode lading.

(a) Het is een hoofdtoren met een enkele zuil, die een eenvoudige structuur heeft.

(b) Het is A-vormig.

(c) Het is een omgekeerde Y-type, die een hoge stijfheid langs de brug heeft en bevorderlijk is om de onevenwichtige spanning van de kabel aan beide zijden van de kabeltoren te weerstaan.De A-vorm kan ook het negatieve buigmoment van de hoofdstraal op dit punt verminderen.

De lay-out van de kabeltoren overbruggingsrichting kan worden onderverdeeld in enkelkolomtype, dubbelkolomtype, deurtype of H-type, A-type, edelsteentype of omgekeerd Y-type.

De verticale en horizontale opstelling van de pylon is van een enkelkolomtype, die alleen geschikt is voor kabelbruggen met één vlak.Wanneer het nodig is om de windstijfheid van de dwarsbrug te versterken, kan het type g of h worden gebruikt. b~d is over het algemeen geschikt voor het geval van biplanare kabels. e, f en i zijn over het algemeen geschikt voor kabelbruggen met dubbele diagonale kabeloppervlakken.

De verhouding tussen hoogte en span van de toren

De hoogte van de toren bepaalt de stijfheid en economie van de hele brug.

De voordelen van kabelbruggen:

De grootte van de balk is klein en de oversteekcapaciteit van de brug groot.

Minder beperkt door de brugvrijheid en dekhoogte.

De windstabiliteit is beter dan een hangbrug.

Er is geen behoefte aan een gecentraliseerde ankerstructuur zoals een hangbrug.

Gemakkelijk om te bouwen.

Aansluitingslijn

Positie van het kabelvlak

Er zijn in het algemeen drie soorten plaatsen op het kabeloppervlak, namelijk: a) enkelkabelvlak, b) verticaal dubbelkabelvlak, c) schuin dubbelkabelvlak en meervoudigkabelvlak.

Een enkel kabelvlak: een doos met een grote mechanische torsiestijfheid.het hoofddraailampje moet worden gebruikt op de brugvloer met een breed zichtveld.

Verticaal dubbelkabelvlak: het koppel dat op de brug werkt, kan worden weerstaan door de askracht van de kabel, en de hoofdstraal kan een sectie met een lagere torsiestijfheid gebruiken.De windweerstand is relatief zwak..

een diagonaal dubbelkabelvlak,die bijzonder gunstig is voor de brugdekbalk om de windtrillingen te weerstaan (diagonaal dubbelkabelvlak beperkt de transversale schommeling van de hoofdbalk). Neigende dubbele kabel gezichten moeten Y, A of twin pylons aannemen. Als de span is te klein, overwegen het uitzicht, moet niet worden aangenomen.of wanneer het niet kan voldoen aan de eisen van de windweerstand.

Kabelvlakvorm

Er zijn drie soorten kabeloppervlaktevormen zoals hierboven weergegeven, namelijk (a) radiële vorm, (b) harpvorm en (c) sector.

Vervanging van de hoogte van de kabel

a) stralingsvorm b) harpvorm c) sector.

a) De radiale opstelling van de kabel is gelijkmatig verdeeld over de hoofdstraal, terwijl deze op de toren op het bovenste punt is geconcentreerd.Omdat de gemiddelde snijhoek tussen de kabel en het horizontale vlak groot is, heeft de verticale component van de kabel een groot draagvermogen op de hoofdbalk, maar de structuur van het verankeringspunt op de top van de toren is ingewikkeld.

b) De kabel in de harpvormige opstelling is parallel geplaatst, wat beknopter is wanneer het aantal kabels klein is.en kan de verbindingsstructuur van de kabel en de kabeltoren vereenvoudigenHet nadeel is dat de hellingshoek van de kabel klein is.de totale spanning van de kabel is groot, zodat de kabel meer wordt gebruikt.

(c) De sectoren van de kabels zijn niet parallel aan elkaar geplaatst, hebben de voordelen van de bovenstaande twee opstellingen en zijn veel gebruikt in het ontwerp.

Inrichting van de kabels

De afmeting van de kabelsafstand kan worden onderverdeeld in "dunne kabel" en "dichte kabel".

Vroeg stadium - dunne kabel.

De voordelen van het dichte kabelsysteem zijn als volgt:

1De kabelverdeling is klein, het buigmoment van de hoofdbalk is klein (de kabelverdeling op de hoofdbalk is in het algemeen 4-10 m betonnen balk, staalbalk 12-20 m).

2De kabelkracht is klein, de verankering is eenvoudig.

3De verandering van de spanningsstroom in de buurt van het verankeringspunt is klein en het versterkingsbereik is klein.

4- Bevorderlijk voor arm erectie.

5Makkelijk te wisselen.

6Wanneer de kabelbrug met kantilever wordt opgetrokken, moet de afstand tussen de kabels 5 tot 15 m bedragen.

Het structurele systeem van kabelbruggen kan op de volgende verschillende manieren worden onderverdeeld:

Volgens de combinatie van toren, balk en pier: drijvend systeem, halfdrijvend systeem, torenbalkconsolidatiesysteem en rigide structuurstelsel.

Volgens de continue modus van het hoofdstraal zijn er continue systemen en T-structuren.

Volgens de verankeringsmethode van de kabel wordt deze geclassificeerd als zelfverankerd en aan de grond verankerd

De meeste kabelbruggen zijn zelfverankerde systemen. Alleen wanneer de hoofdspanning groot is en de zijspanning klein, gebruiken een paar kabelbruggen een gedeeltelijk grondankersysteem.

Gebouwde bruggen met een lage toren

Classificatie naar torenhoogte: conventionele kabelbruggen en gedeeltelijke kabelbruggen met lage torens.

De mechanische prestaties van de gedeeltelijke kabelbrug met lage pylon liggen tussen de balkbrug en de kabelbrug.

Kenmerken van kabelbruggen:

Torens: Kabelbruggen worden gekenmerkt door hun hoge torens die zich boven het dek verheffen.Deze torens bieden verticale steun aan het brugdek en helpen de lasten op de fundering te verdelenDe torens kunnen in ontwerp verschillen en kunnen van beton, staal of een combinatie van beide zijn, afhankelijk van de specifieke vereisten van de brug.

Kabels: De kabels zijn de belangrijkste dragende elementen van een kabelbrug.De kabels zijn meestal gemaakt van sterk staal of andere sterke materialenHet aantal en de opstelling van kabels kunnen variëren afhankelijk van het ontwerp en de span van de brug.

De structuur van de hoofdbalk van de kabelbrug

De functie van het grootlicht heeft drie aspecten:

(1) Verdeel de dode belasting en de actieve belasting over de kabel: hoe kleiner de stijfheid van de balk, hoe kleiner het buigmoment.

(2) Als onderdeel van de hele brug, samen met de kabel en de toren, is de kracht die door de hoofdstraal wordt gedragen hoofdzakelijk de asdruk die wordt gevormd door het horizontale onderdeel van de kabel,dus het moet voldoende stijfheid hebben om buigingen te voorkomen.

(3) Weerstand bieden tegen dwarswind en seismische belastingen en deze krachten naar de onderbouw overbrengen.

Geschikte spanning van hoofdbalken van verschillende materialen

De hoofdbalken van kabelbruggen bestaan uit vier verschillende wegen:

1- Betonbalken, ook wel betonnen kabelbruggen genoemd, met een economische lengte van minder dan 400 m.

2. Staal-beton samengestelde balk, ook wel samengestelde balk kabel-staande brug genoemd, economische span 400 ~ 600m.

3Alle stalen hoofdbalk, bekend als stalen kabel-staande brug, economische span meer dan 600m.

4De hoofdspanning is een stalen hoofdbalk of een staal-beton samengestelde balk, en de zijspanning is een betonnen balk, die een hybride kabelbrug met een economische span van meer dan 600 m wordt genoemd.

Toepassing van kabelbruggen:

Autoverbindingsbrug, spoorwegverbindingsbrug.

Kabeltoren van de kabelbrug

De compositie van de componenten van de kabeltoren: de toren speelt een beslissende rol in de esthetiek: zorgvuldige selectie van vormen, tekenen van grootte proporties, het gebruik van modellen en lokale optimalisatie.

Het belangrijkste onderdeel van de kabeltoren is de torenkolom, en er zijn ook balken of andere verbindingsleden tussen de torenkolommen.

In het algemeen kunnen de balken tussen de torenkolommen worden onderverdeeld in dragende balken en niet-dragende balken.en een drukstaafbalk of een bandstaafbalk aan de bocht van de torenkolomDeze laatste is de bovenste balk van de toren en de middelste balk van de torenkolom zonder te draaien.

De structuur van de betonnen toren

Over het algemeen is een solide kabeltoren geschikt voor kabelbruggen met kleine en middelgrote span, voor kleine span kan een gelijke sectie worden gebruikt,voor meer dan middelgrote span kabel-staande brug kolom kan worden gebruikt holle sectie.

De structuur van de kabeltoren met rechthoekige sectie is eenvoudig en de vier hoeken moeten worden gemaakt van ronde hoeken om de windweerstand te vergemakkelijken.De H-sectie pylon is het meest ongunstig tegen de windHet achthoekige gedeelte is gunstig voor de configuratie van gesloten omtrekvormige voorgespannen pezen, maar de structuur is enigszins ingewikkeld.

Het H-vormige gedeelte op de gevel kan de ankerkop niet blootstellen, wat het uiterlijk verbetert, maar tegelijkertijd vier kabelvlakken creëert.

Dit probleem kan worden opgelost door het gebruik van H-sectie torens met twee kabel vlakken.en met behulp van twee vormen om de bovenste en onderste instellingen te kruisen kan voorkomen dat de brug toren te worden gedraaid maar niet mooi.

Kabel van de kabelbrug

De bouw van de kabel

De structuur van de dragline is in principe verdeeld in twee categorieën: integrale installatiekabel en verspreide installatiekabel.De voornaamste afbeelding is parallelle draadkabels met koudgegooid anker, terwijl de voorstelling van de laatste parallelle draadkabels met klemverankering is.

1.Paralleldraadkabel met koudgegooid anker

2.Parallelstaalkabel met klemverankering

De staaldraad in de parallelle draadkabel wordt vervangen door een staaldraad van gelijke doorsnede, die een staaldraadkabel wordt.

Het gewicht van de staalkabel is licht, het transport en de installatie zijn handig, maar de ankerkop heeft bescherming ter plaatse nodig, waardoor de kwaliteitsborging moeilijker wordt.

Verankering van de kabel

1Verankering van de kabel op de balk

Het verticale onderdeel wordt in evenwicht gehouden door de verstijvende schuine staaf.

2. Verankering van de kabel op de kabeltoren

Demping van de kabel

De door de wind veroorzaakte trillingen van de kabel zijn gebruikelijk bij alle soorten bruggen met kabel en de trillingen van de kabel veroorzaken gemakkelijk vermoeidheid en beschadiging.de belangrijkste maatregelen om de trillingen van de kabel van de kabelbrug te verminderen zijn de volgende::

(1) Pneumatische regelmethode.

(2) Verminderingsmethode voor dempende trillingen.

(3) Wijziging van de dynamische eigenschappen van de kabel.

Het werkingsmechanisme is dat de lange kabel via de aansluiting wordt omgezet in een relatief korte kabel, zodat de trillingsbasisfrequentie van de kabel wordt verhoogd,en de trillingen van de kabel worden onderdrukt.

Het is zeer effectief om laagfrequente trillingen te voorkomen en kan ook de kans op regentrillingen en trillingen van een enkele kabel verminderen.Maar de onderdrukking van de wervelstraling komt meestal in de vorm van hoge orde niet voor de hand liggendBovendien is de hulpkabel gevoelig voor vermoeidheidsfracturen, die een zekere invloed hebben op het bruglandschap.

(1)Pneumatische bedieningsmethode

De oorspronkelijke gladde oppervlakte van de kabel wordt omgevormd tot een niet-glets oppervlak met spiraalvormige, staafvormige, V-vormige groeven of cirkelvormige holle punten.De hobbel op het kabeloppervlak kan de vorming van de kabelwaterlijn voorkomen wanneer het regent, waardoor het optreden van regenvibratie wordt voorkomen.

(2)Methode voor de vermindering van dempende trillingen

Het mechanisme voor de vermindering van de dempingsvibratie is het verhogen van de dempingsverhouding van de kabel door het installeren van een dempingsinrichting om de trillingen van de kabel te beperken.Volgens de relatie tussen de demping en de kabel, kan de dempingsinrichting worden onderverdeeld in een in de hoes geplaatste interne demper en een aan de kabel bevestigde externe demper.

(3)methode voor het wijzigen van de dynamische kenmerken van kabels

Verscheidene kabels zijn met elkaar verbonden door middel van koppelingen (kabelklemmen) of hulpkabels, die een veel kleinere diameter kunnen hebben dan de hoofdkabel.

De bouwmethode van de kabelbrug kan als volgt worden samengevat:: er zijn steunconstructiemethode, drukconstructiemethode, roterende constructiemethode en kantileverconstructiemethode (kantileverassemblage en kantilever gieten).

Overzicht van Evercross Steel Bridges: