CN103643635A - 用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，涉及桥梁施工领域，包括上斜拉索锚固块、下斜拉索锚固块、斜拉索锚垫板、第一预应力束、第二预应力束和第三预应力束，第一预应力束与第二预应力束数量相等，第一预应力束的一端与第一倒角连接，另一端依次穿过第一斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后与上锚固块第二侧面的内表面连接；第二预应力束的一端与第二倒角连接，另一端依次穿过第二斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后与上锚固块第一侧面的内表面连接，第三预应力束纵向设置于下斜拉索锚固块的内部，第三预应力束的两端均固定于顶板的下表面。不仅施工方便，施工成本低，而且有效缓解了混凝土箱梁的受力，比较安全。

Description

用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置。

背景技术

随着时代的进步，我国设计出了一系列质量指标较高的中央索面斜拉桥，中央索面斜拉桥通常采用混凝土箱梁作为主梁，混凝土箱梁除了承受弯曲应力外，还需要承受来自斜拉索的拉力。

混凝土箱梁包括相对设置的顶板和底板，顶板和底板之间设置有箱梁腹板，混凝土箱梁还包括斜拉索梁端固定装置。现有的斜拉索梁端固定装置包括设置于顶板上表面的上斜拉索锚固块、设置于顶板下表面的下斜拉索锚固块、设置于下斜拉索锚固块和底板支架的斜撑、设置于下斜拉索锚固块和底板之间的锚固腹板、设置于锚固断面的横隔墙。

但是，现有的斜拉索梁端固定装置在使用时，存在以下缺陷：

（1）锚固腹板位于下斜拉索锚固块和底板之间，同时在锚固断面上设置横隔墙。斜拉索梁端固定装置受到弯曲应力时，锚固腹板产生应力抵消小部分的弯曲应力，大部分弯曲应力由横隔板传递到底板和腹板；斜拉索梁端固定装置受到斜拉索的拉力时，下斜拉索锚固块将拉力传递到顶板和腹板。斜撑和锚固腹板的设置，仅起到传递弯曲应力和斜拉索拉力的作用，难以缓解混凝土箱梁的受力情况，混凝土箱梁的顶板、底板和腹板长期受力，容易发生开裂，存在安全隐患。

（2）锚固腹板和横隔墙均由混凝土浇筑而成，在混凝土箱梁中设置锚固腹板和横隔墙，不仅提高了施工难度，而且增加了混凝土的用量，提高了施工成本。

（3）锚固腹板、横隔板均采用混凝土制成，在压力和斜拉索拉力的作用下，锚固腹板和横隔板容易出现裂缝，导致混凝土箱梁不稳定，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，不仅有效的降低了施工成本，而且有效的延长了混凝土箱梁的使用寿命，比较安全。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，包括混凝土箱梁主体、斜拉索套筒、对称设置的第一斜撑和第二斜撑，所述混凝土箱梁主体包括相对设置的顶板和底板，顶板和底板之间设置有第一腹板和第二腹板，所述底板与第一腹板连接之处设置有第一倒角，底板与第二腹板连接之处设置有第二倒角。

所述顶板的上表面设置有上斜拉索锚固块，顶板的下表面设置有下斜拉索锚固块，下斜拉索锚固块的内部设置有斜拉索锚垫板；所述斜拉索套筒的一端与斜拉索锚垫的上表面固定连接，另一端依次穿过下斜拉索锚固块、顶板和上斜拉索锚固块，所述上斜拉索锚固块相对的两侧分别为上锚固块第一侧面和上锚固块第二侧面；所述下斜拉索锚固块包括第一底侧面、第二底侧面、第一转角侧面和第二转角侧面，所述第一底侧面和第二底侧面相对设置，所述第一转角侧面和第二转角侧面相对设置。

所述第一斜撑的底部与第一倒角连接，顶部与第一底侧面连接；所述第二斜撑板的底部与第二倒角连接，顶部与的第二底侧面连接。

还包括若干第三预应力束、若干第一预应力束、若干第二预应力束，第一预应力束与第二预应力束的数量相同；第一预应力束所在的平面与第二预应力束所在的平面平行，第一预应力束的一端与第一倒角连接，另一端依次穿过第一斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后，与上锚固块的第二侧面的内表面连接；第二预应力束的一端与于第二腹板倒角连接，另一端依次穿过第二斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后，与上锚固块的第一侧面的内表面连接；若干第一预应力束与若干第二预应力束交错设置；所述第三预应力束横向设置于下斜拉索锚固块的内部，第三预应力束的两端均固定于顶板的下表面。

在上述技术方案的基础上，所述顶板和底板之间还设置有第一内置腹板、第二内置腹板、第三斜撑、第四斜撑；第一内置腹板的一端与顶板的下表面连接，另一端与底板的上表面连接；第二内置腹板的一端与顶板的下表面连接，另一端与底板的上表面连接；第一内置腹板与底板的连接之处设置有第三倒角、第二内置腹板与底板的连接之处设置有第四倒角。

第三斜撑的底部与第三倒角连接，顶部与第一转角侧面的外表面连接；第四斜撑的底部与第四倒角连接，顶部与第二转角侧面的外表面连接。

还包括第四预应力束和第五预应力束，第四预应力束所在的平面和第五预应力束所在的平面相互平行，第四预应力束的一端与第三倒角连接，另一端依次穿过第三斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后，与上锚固块第二侧面的内表面连接；第五预应力束的一端与第四倒角连接，另一端依次穿过第四斜撑、下斜拉索锚固块和顶板后，与上锚固块的第一侧面的内表面连接，第四预应力束所在的平面与第一预应力束所在的平面平行，第五预应力束所在的平面与第二预应力束所在的平面平行。

在上述技术方案的基础上，所述第一预应力束的数量为2～7束、第二预应力束的数量为2～7束。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明中的第三预应力束的两端均固定在顶板的下表面，顶板受到拉力时，第三预应力束产生预应力，能够较好地缓解顶板的受力。在斜拉索的拉力下，上斜拉索锚固块受到的拉力传入交错设置的第一预应力束和第二预应力束，下斜拉索锚固块受到的拉力传入第一预应力束和第二预应力束，第一预应力束所在的平面与第二预应力束所在的平面平行，第一预应力束和第二预应力束受到的拉力大小相等。第一预应力束和第二预应力束在平行于顶板的方向产生大小相同，方向相反的横向预应力，并相互抵消；第一预应力束和第二预应力束在垂直于顶板的方向产生纵向预应力，纵向预应力与斜拉索的拉力相互抵消，有效地减小了底板、第一腹板和第二腹板受到的拉力作用，底板、第一腹板和第二腹板不会产生裂缝，不仅比较安全，而且有效地延长了混凝土箱梁的使用寿命。

（2）本发明中在混凝土箱梁本体中设置第一斜撑、第二斜撑、第一预应力束、第二预应力束和第三预应力束，仅需要在混凝土箱梁模具上预设第一预应力束、第二预应力束和第三预应力束的孔道，施工强度较小，待混凝土的强度达到28.8兆帕时，先张拉第一预应力束和第二预应力束，再张拉第三预应力束，预应力均在箱梁顶板上完成，劳动强度较小，便于操作，与现有技术中在混凝土箱梁中设置锚固腹板和横隔墙相比，降低了施工强度。

（3）本发明中第一预应力束、第二预应力束、第三预应力束均采用钢绞线制成，施工成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例中用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中单箱多室混凝土箱梁的中央索面斜拉桥斜拉索梁端固定装置的结构示意图。

图中：1-第一腹板，2-顶板，3-第一预应力束，4-上锚固块第一侧面，5-上斜拉索锚固块，6-斜拉索套筒，7-上锚固块第二侧面，8-第三预应力束，9-第二预应力束，10-第一倒角，11-第一斜撑，12-第一底侧面，13-斜拉索锚垫板，14-下斜拉索锚固块，15-底板，16-第二底侧面，17-第二斜撑，18-第二倒角，19第二腹板，20-第四预应力束，21-第三倒角，22-第三斜撑，23-第一转角侧面，24-第二转角侧面，25-第四斜撑，26-第四倒角，27-第五预应力束，28-第一内置腹板，29-第二内置腹板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供的用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，包括混凝土箱梁本体、斜拉索套筒6、对称设置的第一斜撑11和第二斜撑17，混凝土箱梁本体包括相对设置的顶板2和底板15，顶板2和底板15之间设置有第一腹板1和第二腹板19，底板15与第一腹板1、第二腹板19连接之处分别设置有第一倒角10和第二倒角18。

顶板2的上表面设置有上斜拉索锚固块5，顶板2的下表面设置有下斜拉索锚固块14，下斜拉索锚固块14的内部设置有斜拉索锚垫板13，斜拉索套筒6的一端与斜拉索锚垫板13的上表面固定连接，另一端依次穿过下斜拉索锚固块14、顶板2和上斜拉索锚固块5，上斜拉索锚固块5的纵截面为等腰梯形，相对的两侧为上锚固块第一侧面4和上锚固块第二侧面7；下斜拉索锚固块14包括第一底侧面12、第二底侧面16、第一转角侧面23和第二转角侧面24，第一底侧面12和第二底侧面16相对设置，第一转角侧面23和第二转角侧面24相对设置。

斜拉索梁端固定装置还包括对称设置有第一斜撑11和第二斜撑17，第一斜撑11的底部与第一倒角10连接，顶部与第一底侧面12连接；第二斜撑17板的底部与第二倒角18连接，顶部与第二底侧面16连接。

斜拉索梁端固定装置还包括若干第三预应力束3、若干第一预3和若干第二预应力束9，第一预3和第二预应力束9的数量相同，第一预应力束3所在的平面，与第二预应力束9所在的平面平行，若干第一预3和若干第二预应力束9交错设置。第一预应力束3的一端与第一倒角10连接，另一端依次穿过第一斜撑11、下斜拉索锚固块14和顶板2后，与上锚固块第二侧面7的内表面连接；每根第二预应力束9的一端与第二腹板倒角18连接，另一端均依次穿过第二斜撑17、下斜拉索锚固块14和顶板2后，与上锚固块第一侧面4的内表面连接。若干第三预应力束8横向设置于下斜拉索锚固块14的内部，第三预应力束8的两端均固定于顶板2的下表面。

参见图2所示，当混凝土箱梁主体为单箱多室结构时，顶板2和底板15之间还设置有第一内置腹板28、第二内置腹板29、第三斜撑22、第四斜撑23、第四预应力束20和第五预应力束27，第一内置腹板28的顶端与顶板2的下表面连接，底端与底板15的上表面连接；第二内置腹板29的顶端与顶板2的下表面连接，底端与底板15的上表面连接。第一内置腹板28与底板15连接之处设置有第三倒角21，第二内置腹板27与底板15连接之处设置有第四倒角26。

第三斜撑22和第四斜撑25对称设置，第三斜撑22的底部与第三倒角21连接，顶部与第一转角侧面23的外表面连接；第四斜撑25的底部与第四倒角28连接，顶部与第二底转角侧面24的外表面连接。

第四预应力束20所在的平面、第五预应力束27所在的平面、均与第一预应力束3所在的平面平行，第四预应力束20的数量与第五预应力束27的数量相等。第四预应力束20的一端与第三倒角21连接，另一端依次穿过第三斜撑22、下斜拉索锚固块14和顶板2与上锚固块第二侧面7的内表面连接；第五预应力束27的一端与第四倒角26连接，另一端依次穿过第四斜撑25、下斜拉索锚固块14和顶板2与上锚固块第一侧面4的内表面连接。

第一预应力束3与相邻的第二预应力束9之间的距离为50cm～100cm；在实际应用中，第一预应力束3的数量可以为2～7束，第二预应力束9的数量可以为2～7束，根据用户的不同需求设定。

第一预应力束3、第二预应力束9、第三预应力束8均采用型号为GB/T5224-2003的钢绞线制成；第四预应力20束和第五预应力束27均采用型号为GB/T5224-2003的钢绞线制成。

第一斜撑11和第二斜撑17的横截面均为圆形或者矩形。第一斜撑11和第二斜撑17的横截面为矩形时，其长度为1～1.5m，宽度为30cm～60cm；第一斜撑11和第二斜撑17的横截面均为圆形时，其直径均为1m～1.5m。

设置有本发明实施例混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置的施工步骤如下：

（1）按照斜拉索梁端固定装置的结构，在混凝土箱梁本体的模具上预设第一斜撑11、第二斜撑17、第一预应力束3、第二预应力束9和第三预应力束8。

（2）采用型号为c50混凝土浇筑设置步骤（1）中的混凝土箱梁。

（3）混凝土的强度达到28.8兆帕，先张拉第三预应力束8，再张拉第一预应力束3和第二预应力束9。

（4）张拉斜拉索套筒6。

本发明实施例提供的，用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，在使用时，第三预应力束8的两端均固定在顶板2的下表面，顶板2受到压力时，第三预应力束8产生预应力，能够较好地缓解顶板2的受力。在斜拉索的拉力下，上斜拉索锚固块5受到的拉力传入交错设置的第一预应力束3和第二预应力束9，下斜拉索锚固块14受到的拉力传入第一预应力束3和第二预应力束9，第一预应力束3所在的平面与第二预应力束9所在的平面平行，第一预应力束3和第二预应力束9受到的拉力大小相等。第一预应力束3和第二预应力束9在平行于顶板2的方向产生大小相同，方向相反的横向预应力，并相互抵消；第一预应力束3和第二预应力束9在垂直于顶板2的方向产生纵向预应力，纵向预应力与斜拉索的拉力相互抵消，有效地减小了底板15、第一腹板1和第二腹板19受到的拉力作用。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，包括混凝土箱梁主体、斜拉索套筒（6）、对称设置的第一斜撑（11）和第二斜撑（17），所述混凝土箱梁主体包括相对设置的顶板（2）和底板（15），顶板（2）和底板（15）之间设置有第一腹板（1）和第二腹板（19），所述底板（15）与第一腹板（1）连接之处设置有第一倒角（10），底板（15）与第二腹板（19）连接之处设置有第二倒角（18）；

所述顶板（2）的上表面设置有上斜拉索锚固块（5），顶板（2）的下表面设置有下斜拉索锚固块（14），下斜拉索锚固块（14）的内部设置有斜拉索锚垫板（13）；所述斜拉索套筒（6）的一端与斜拉索锚垫板（13）的上表面固定连接，另一端依次穿过下斜拉索锚固块（14）、顶板（2）和上斜拉索锚固块（5），所述上斜拉索锚固块（5）相对的两侧分别为上锚固块第一侧面（4）和上锚固块第二侧面（7）；所述下斜拉索锚固块（14）包括第一底侧面（12）、第二底侧面（16）、第一转角侧面（23）和第二转角侧面（24），所述第一底侧面（12）和第二底侧面（16）相对设置，所述第一转角侧面（23）和第二转角侧面（24）相对设置；

所述第一斜撑（11）的底部与第一倒角（10）连接，顶部与第一底侧面（12）连接；所述第二斜撑（17）板的底部与第二倒角（18）连接，顶部与的第二底侧面（16）连接；

其特征在于：还包括若干第三预应力束（8）、若干第一预应力束（3）、若干第二预应力束（9），第一预应力束（3）与第二预应力束（9）的数量相同；第一预应力束（3）所在的平面与第二预应力束（9）所在的平面平行，第一预应力束（3）的一端与第一倒角（10）连接，另一端依次穿过第一斜撑（11）、下斜拉索锚固块（14）和顶板（2）后，与上锚固块（5）的第二侧面（7）的内表面连接；第二预应力束（9）的一端与于第二腹板倒角（18）连接，另一端依次穿过第二斜撑（17）、下斜拉索锚固块（14）和顶板（2）后，与上锚固块（5）的第一侧面（4）的内表面连接；若干第一预应力束（3）与若干第二预应力束（9）交错设置；所述第三预应力束（8）横向设置于下斜拉索锚固块（14）的内部，第三预应力束（8）的两端均固定于顶板（2）的下表面。

2.如权利要求1所述的用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，其特征在于：所述顶板（2）和底板（15）之间还设置有第一内置腹板（28）、第二内置腹板（29）、第三斜撑（22）、第四斜撑（25）；第一内置腹板（28）的一端与顶板（2）的下表面连接，另一端与底板（15）的上表面连接；第二内置腹板（29）的一端与顶板（2）的下表面连接，另一端与底板（15）的上表面连接；第一内置腹板（28）与底板（15）的连接之处设置有第三倒角（21）、第二内置腹板（29）与底板（15）的连接之处设置有第四倒角（26）；

第三斜撑（22）的底部与第三倒角（21）连接，顶部与第一转角侧面（23）的外表面连接；第四斜撑（25）的底部与第四倒角（26）连接，顶部与第二转角侧面（24）的外表面连接；

还包括第四预应力束（20）和第五预应力束（27），第四预应力束（20）所在的平面和第五预应力束（27）所在的平面相互平行，第四预应力束（20）的一端与第三倒角（21）连接，另一端依次穿过第三斜撑（22）、下斜拉索锚固块（14）和顶板（2）后，与上锚固块第二侧面（7）的内表面连接；第五预应力束（27）的一端与第四倒角（26）连接，另一端依次穿过第四斜撑（25）、下斜拉索锚固块（14）和顶板（2）后，与上锚固块（5）的第一侧面（4）的内表面连接，第四预应力束（20）所在的平面与第一预应力（3）束所在的平面平行，第五预应力束（27）所在的平面与第二预应力（9）束所在的平面平行。

3.如权利要求1所述的用于中央索面斜拉桥混凝土箱梁的斜拉索梁端固定装置，其特征在于：所述第一预应力束（3）的数量为2～7束、第二预应力束（9）的数量为2～7束。

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