CN102995558B - 用于索塔斜置的拉索转向器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于索塔斜置的拉索转向器，鞍体和通过过渡法兰连接的索股过渡管，设置在鞍体内的分丝管采用雨滴形分丝管，分丝管定位板上开设有雨滴形孔洞；鞍体两端与过渡法兰之间分别设有由鞍体连接法兰、分丝管过渡板、导管连接法兰、导管、线管、线管定位板和导管过渡板构成的索股导向段，导管内设有由线管定位板定位的线管，线管的一端分别插入分丝管过渡板上开设的管孔内，分丝管过渡板上开设的管孔与分丝管定位板上开设的雨滴形孔洞相对应，分丝管过渡板连接在鞍体连接法兰与导管连接法兰之间，线管的另一端插入导管端部设置的导管过渡板上开设的管孔内，导管过渡板安装在过渡段法兰内；上述成对拉索转向器的鞍体采用斜向交错的方式，锚固在索塔中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于索塔斜置的拉索转向器，属桥梁工程锚具技术领域。
背景技术
索塔是悬索桥或斜拉桥支承主索的塔形构造物。大跨径斜拉桥大多采用混凝土箱形索塔来锚固拉索，拉索常采用点对称锚固方式，索塔以使用设于内齿块、钢锚箱或钢锚梁上的传统锚具进行点对称锚索为主。
内齿块方式直接将拉索以锚具锚固在索塔内壁混凝土齿块上，并在锚固区塔壁内施加环向预应力。钢锚箱方式将拉索以锚具锚固在通过剪力钉与塔壁连接的钢锚箱上。钢锚梁方式将拉索以锚具锚固在置于塔壁牛腿处的钢锚梁上。钢锚箱或钢锚梁锚固方式有效利用了钢材的抗拉能力，通过对锚具的连接，将作用在塔壁上的锚具压力转化为压力差，由此大大降低了塔壁负荷，但由于未从根本上解决塔壁拉力问题，结构仍摆脱不了环向预应力。受结构变形、材料变异以及模型失真等的影响，三种锚固方式索下的塔锚索区应力状态常常难以得到可靠和持久的控制，混凝土塔壁裂缝时有发生。
有鉴于此，目前普遍用于斜拉桥索塔拉索锚的是跨越式的鞍座。但是，这种跨越式的鞍座由于是整体浇注成型，且鞍座没有延伸段，故不仅加工制作困难，而且使得鞍座的直线段过长，对索塔塔壁会产生劈裂力，从而影响索塔的安全；当这种鞍座埋置索塔内较深时，还会增加造价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种受力更加合理，对索塔塔壁不产生拉力和劈裂力，降低塔壁负荷和环向预应力的用于索塔斜置的拉索转向器。
其技术方案是：一种用于索塔斜置的拉索转向器，包括由上下左右四块钢板焊接构成的鞍体和通过过渡法兰连接的索股过渡管，鞍体内设有由分丝管定位板固定的分丝管并灌填微膨胀混凝土，鞍体对应的两侧设有剪力钉，其特征在于：所述设置在鞍体内的分丝管采用雨滴形分丝管，分丝管定位板上开设有与雨滴形分丝管相适应的雨滴形孔洞；鞍体两端与过渡法兰之间分别设有由鞍体连接法兰、分丝管过渡板、导管连接法兰、导管、线管、线管定位板和导管过渡板构成的索股导向段，导管内设有由线管定位板定位的线管，线管的一端分别插入分丝管过渡板上开设的管孔内，分丝管过渡板上开设的管孔与鞍体内分丝管定位板上开设的雨滴形孔洞相对应，分丝管过渡板连接在鞍体连接法兰与导管连接法兰之间，线管的另一端插入导管端部设置的导管过渡板上开设的管孔内，导管过渡板安装在过渡段法兰内；上述成对拉索转向器的鞍体采用斜向交错的方式，锚固在索塔中。
其技术效果是：由于将成对拉索转向器的鞍体采用斜向交错的方式，锚固在索塔中，索力直接以径向压力的形式传递给索塔，并最大程度地平衡了对面鞍体的径向压力，荷载通过无粘结钢绞线由轴向力转化为径向压力，传递到雨滴形分丝管、分丝管定位板和微膨胀混凝土中，再通过鞍体以及鞍体上的剪力钉将荷载分散到索塔混凝土中，使得索塔的受力更加合理，避免了在索塔内产生拉力和劈裂力，而且可以取消原塔柱环向预应力，实现了结构在受力机理上的根本变革；其次，这种锚固方式合理地利用了混凝土抗压能力，使得索塔截面形式得以简化，索塔的普通钢筋及预应力钢筋材料用量得以减小；另外，由于拉索转向器保证了所有钢铰线平行并互不干扰，故对拉索单股安装和张拉系统具有充分的兼容性，既有效的消除了使用多股张拉千斤顶对拉索规格限制的困难，也降低了对张拉空间的要求，转向器的各部分还可分别制造，施工时吊装定位后通过法兰连接，从而使转向器的安装和定位相当简单。
附图说明
图1为本发明在斜拉桥中的布置示意图；
图2为图1中的一对拉索空间示意图；
图3为拉索转向器结构示意图；
图4为图3的三维剖视图；
图5为图3的A-A剖面图；
图6为雨滴形分丝管的结构示意图；
图7为分丝管定位板的结构示意图；
图8为挡板的结构示意图；
图9为鞍体连接法兰、分丝管过渡板和导管连接法兰结构示意图；
图10为图9的后视图；
图11为导管过渡板的连接示意图；
图12为线管定位板的结构示意图。
上述图中：鞍体1，导向段2、过渡段3、拉索4、雨滴形分丝管5、分丝管定位板6、挡板7、鞍体连接法兰8、分丝管过渡板9、导管连接法兰10、导管11、不锈钢线管12、不锈钢线管定位板13、导管过渡板14、无粘结钢绞线15、剪力钉16、过渡段法兰17、微膨胀混凝土18。
具体实施方式
如图3-12所示，一种用于索塔斜置的拉索转向器，包括由上下左右四块钢板焊接构成的鞍体和通过过渡法兰连接的索股过渡管3，鞍体内设有由分丝管定位板6固定的分丝管并灌填C50微膨胀混凝土18，定位板之间的间距为500mm，鞍体对应的两侧设有剪力钉16。
所述设置在鞍体1内的分丝管采用雨滴形分丝管5，雨滴形分丝管由外径32mm、壁厚1.5mm的不锈钢圆管压制而成，其最小半径为2000mm，用以穿过和夹持斜拉索无粘结钢绞线15，雨滴形分丝管下部的V形截面跟索股接触，径向索力产生指向索股圆心的分力，在摩擦系数相同时，对索股形成夹持作用。分丝管定位板6上开设有与雨滴形分丝管相适应的雨滴形孔洞。鞍体两端与过渡法兰17之间分别设有由鞍体连接法兰、分丝管过渡板、导管连接法兰、导管、线管、线管定位板、导管过渡板构成的索股导向段2，导管11内设有由线管定位板13定位的线管12。线管的外径为47mm、壁厚2mm。线管定位板13之间的间距为500mm。线管的一端分别插入分丝管过渡板9上开设的管孔内，分丝管过渡板上开设的管孔与鞍体内分丝管定位板上开设的雨滴形孔洞相对应，以便穿索时无粘结钢绞线15能够从线管平滑进入雨滴形分丝管中。分丝管过渡板连接在鞍体连接法兰8与导管连接法兰10之间，线管的另一端插入导管11端部设置的导管过渡板14上开设的管孔内，以满足无粘结钢绞线15的扩散要求。导管过渡板安装在过渡段法兰17内。
上述成对拉索转向器的鞍体采用斜向交错的方式，锚固在索塔中（见图1、2）。索力直接以径向压力的形式传递给索塔，并最大程度地平衡了对面鞍体的径向压力。荷载通过无粘结钢绞线15由轴向力转化为径向压力，传递到雨滴形分丝管5、分丝管定位板6和微膨胀混凝土18中，再通过鞍体以及鞍体上的剪力钉16将荷载分散到索塔混凝土中，使得索塔的受力更加合理，避免了在索塔内产生拉力和劈裂力，而且可以取消原塔柱环向预应力，实现了结构在受力机理上的根本变革。另外，拉索两端的不平衡力大大减小，使得转向器的使用范围更广。
为了避免鞍体1整体浇注而造成的加工制作困难，鞍体1采用分段安装、分段灌填C50微膨胀混凝土18的方式，拼接而成。
为阻止在向分段鞍体1内灌填的微膨胀混凝土18进入分丝管过渡板9处，鞍体的端部设有挡板7。
Claims (3)
1.一种用于索塔斜置的拉索转向器，包括由上下左右四块钢板焊接构成的鞍体和通过过渡法兰连接的索股过渡管，鞍体内设有由分丝管定位板固定的分丝管并灌填微膨胀混凝土，鞍体对应的两侧设有剪力钉，其特征在于：所述设置在鞍体（1）内的分丝管采用雨滴形分丝管（5），分丝管定位板（6）上开设有与雨滴形分丝管相适应的雨滴形孔洞；鞍体两端与过渡法兰（17）之间分别设有由鞍体连接法兰、分丝管过渡板、导管连接法兰、导管、线管、线管定位板和导管过渡板构成的索股导向段（2），导管（11）内设有由线管定位板（13）定位的线管（12），线管的一端分别插入分丝管过渡板（9）上开设的管孔内，分丝管过渡板上开设的管孔与鞍体内分丝管定位板上开设的雨滴形孔洞相对应，分丝管过渡板连接在鞍体连接法兰（8）与导管连接法兰（10）之间，线管的另一端插入导管（11）端部设置的导管过渡板（14）上开设的管孔内，导管过渡板安装在过渡段法兰（17）内；上述成对拉索转向器的鞍体采用斜向交错的方式，锚固在索塔中。
2.根据权利要求1所述的一种用于索塔斜置的拉索转向器，其特征在于：鞍体（1）采用分段安装、分段灌填微膨胀混凝土（18）的方式，拼接而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于索塔斜置的拉索转向器，其特征在于：鞍体（1）的端部设有挡板（7）。
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