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。
索鞍一般分为主索鞍和散索鞍,主索鞍主要是将主缆传来的巨大压力传递到主塔,散索鞍主要是改变主缆的传力方向,并将主缆分散为索股分别锚固在锚碇上。
主索鞍
主索鞍由座板、座体两部分组成,多为铸钢件制造,也有用钢板组焊加工的。安放索股的鞍槽要加工成精确的阶梯形圆弧曲面。以适应主缆索股在鞍内的设计形状、排列,主缆与鞍座为有足够的摩擦力,在索槽加设形状复杂的钢板垫片,以克服相对滑动。
由于鞍体承受主缆的张力,要求曲面圆弧半径为主缆直径的8~10倍,为此鞍座体大质重。为便于铸造和吊装,将鞍体分为几段浇铸,先加工结合面,再合口钻孔安装连接螺栓,最后冉进行整体加工,安装定位销和打上对位刻度线。以便解体运输和保证安装对接精度。
鞍座随安装荷载增加,缆力增大,边跨缆增长鞍座在座板上位移,使主缆在塔顶两端内力相等而减小对塔身的弯矩。鞍座与座板的相对滑动(也有用滚轴的)即可实现此功能。
散索鞍
散索鞍多为铸钢件,主要由座板、盆式橡胶支座、鞍体三部分组成,为便于铸造、运输安装,将鞍体分成几段加工,组装成整体。散索鞍形状复杂,鞍体主要有两个功能(即两部分组成),一是将主缆索股六边形整形为矩形,压紧在鞍槽内;二是将主缆索殷顺鞍内弧形槽散开。
如果主缆在展束过程巾轴线方向不变(无转折)就不设散索鞍,而用展束套。展束套呈漏斗状,其构造沿内壁纵向是曲线,曲率半径由大变小,从母线处分为两半,用铸钢制造。