CN103835237B - 一种悬索桥的防滑索鞍结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬索桥的防滑索鞍结构，包括鞍座；鞍座的鞍槽底部设有至少一道与槽壁平行的纵隔板；相邻两道纵隔板之间或纵隔板与槽壁之间设有至少一层与鞍槽圆弧平行的非连续夹板，每层非连续夹板纵向由至少四块切向夹板衔接而成。本发明防滑索鞍结构除鞍槽槽底和侧壁能提供有效摩擦力外，增加了切向夹板和纵隔板提供的有效摩擦力，因此抗滑性能大大提高，能够防止主缆与鞍槽间的相互滑动，为边中跨比例较小悬索桥或多塔连跨悬索桥的索鞍结构防滑提供了一种有效的解决方案，从而提高了桥梁的整体刚度、抗风性能和受力性能。
Description
技术领域
本发明属于悬索桥技术领域，具体涉及一种悬索桥的防滑索鞍结构。
背景技术
在悬索桥的结构中，索鞍是设置在主塔顶部、用作对主缆进行固定并支撑的重要受力构件，桥面的动、静载荷依次通过吊索和主缆传递给索鞍，再由索鞍传递给主塔。由于索鞍的功能特性，要求索鞍与主缆之间无相对位移，但是在实际的工程应用过程中，静载时，索鞍外两边上的主缆水平力相等，主缆与索鞍无位移趋势；动载时，索鞍外两边上的主缆拉力就会出现差异，从而造成主缆在索鞍内产生位移趋势，这种位移趋势的产生，会使主缆被悬索桥的其它构件划伤，破坏主缆的结构应力，进而影响主缆强度。
由于受建设条件限制，有时需要采用边中跨比例较小桥跨结构，有时需要采用多塔连跨悬索桥结构，这两种悬索桥结构有个共同特点是在运营过程中，塔顶两侧主缆可能出现很大的不平衡力，而这种不平衡力足以使主缆在鞍槽内出现滑动，这对悬索桥来说是致命的。不让主缆在鞍槽内滑动主要以下几种方式：（1）是直接将索股锚固在索鞍上；（2）是减小两侧主缆的不平衡力；（3）是提高主缆与鞍槽间的抗滑性能。对于第一种方式，只适用于小跨径悬索桥，大跨悬索桥由于主缆所受的力太大而无法直接锚固在索鞍处；第二种方式往往在多塔连跨悬索桥的中间塔处，采用减小中间塔的纵向刚度来减小塔顶两侧主缆的不平衡，但这种方式带来了桥梁整体刚度下降、桥梁抗风差以及中塔疲劳等问题；而第三种方式能够从根本上解决悬索桥塔顶两侧主缆不平衡力引起的滑移问题。
目前，为了防止主缆在索鞍上产生相对位移，现有技术有通过在索鞍的鞍槽内壁和隔板壁面上设置锌层，以增加索鞍对主缆的摩擦系数，使索鞍与主缆间的摩擦力大于动载对主缆拉力的差值。前述索鞍上的锌层虽能在一定程度上增大摩擦系数，但其毕竟为喷涂层，其不仅产生的摩擦系数有限，而且随着时间的变化，索鞍上的锌层会在恶劣的自然环境和外力影响的双重作用下，发生破损、脱落等现象，直接影响索鞍对主缆的摩擦力，安全可靠性非常差。此外，随着悬索桥工程建设中跨度和承载能力的增加，索鞍外两边上的主缆拉力差异值也是随之成倍增加的，单纯依靠在索鞍上喷涂锌层，不足以防止主缆在索鞍上产生相对位移，实用性差。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种悬索桥的防滑索鞍结构，能够防止主缆与鞍槽间的相互滑动，从而提高了桥梁的整体刚度、抗风性能和受力性能。
一种悬索桥的防滑索鞍结构，包括鞍座；所述的鞍座的鞍槽底部设有至少一道与槽壁平行的纵隔板；相邻两道纵隔板之间或纵隔板与槽壁之间设有至少一层与鞍槽圆弧平行的非连续夹板，每层非连续夹板纵向由至少四块切向夹板衔接而成。纵隔板的道数和非连续夹板的层数主要取决于悬索桥索鞍两侧主缆的不平衡力大小以及主缆索股的股数。
所述的槽壁内侧以及纵隔板两侧均纵向设有至少四排与切向夹板相对应的径向滑槽；所述的径向滑槽上下大小一致，对应的切向夹板可以沿滑槽从上而下自由滑落。
所述的切向夹板上下表面均设计为圆弧曲面，能够确保索股与切向夹板紧密接触，分块还会方便加工和安装。
所述的切向夹板两端设有与径向滑槽配合的榫头；所述的榫头可以精确嵌入鞍座侧壁和纵隔板上的径向滑槽内，榫头在径向滑槽内竖向可以活动，纵向不能活动。
优选地，所述的槽壁外侧纵向设有多排加劲肋；所述的鞍座顶部纵向设有至少四根与切向夹板相对应的拉杆；所述的拉杆贯穿纵隔板和槽壁且两端通过拧紧螺栓与两侧槽壁锁定；能够提高鞍座侧壁的刚度和受力性能，使侧壁能抵抗来自索股的巨大挤压力。
众所周知，摩擦力与正压力成正比，提高鞍槽与主缆索股接触面上间的正压力就能提高摩擦力，本发明防滑索鞍结构与通常的悬索桥索鞍结构的区别在于设置了纵隔板和切向夹板，切线夹板将主缆索股上下分层布设，由于切线夹板的榫头在径向滑槽内可以自由滑落，上层主缆对切向夹板的压力也可以完全传至下层主缆，最底层主缆索股与鞍槽接触面上的正压力与通常的悬索桥索鞍结构一致，而主缆索股与切向夹板的接触面上也存在很大的正压力，这种压力不需要外部加压，只需将主缆索股分层，利用了主缆本身的巨大拉力获得，切向夹板的榫头嵌在鞍座侧壁和纵隔板上的径向滑槽内，使得切向夹板能够提供有效的摩擦力；纵隔板将主缆索股分仓布设，由于上下层索股的挤压作用，主缆索股对鞍槽侧壁和纵隔板均产生侧向挤压力。
故与通常的悬索桥索鞍结构相比，本发明防滑索鞍结构除鞍槽槽底和侧壁能提供有效摩擦力外，增加了切向夹板和纵隔板提供的有效摩擦力，因此抗滑性能大大提高，能够防止主缆与鞍槽间的相互滑动，为边中跨比例较小悬索桥或多塔连跨悬索桥的索鞍结构防滑提供了一种有效的解决方案，从而提高了桥梁的整体刚度、抗风性能和受力性能。
附图说明
图1为本发明防滑索鞍结构的侧视图。
图2为本发明防滑索鞍结构的俯视图。
图3为图2沿AA方向的截面图。
图4为切向夹板的结构示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1～3所示，一种悬索桥的防滑索鞍结构，包括鞍座1；鞍座1的鞍槽底部设有一道与槽壁10平行的纵隔板2；纵隔板2与两侧槽壁10之间均设有两层与鞍槽圆弧平行的非连续夹板，每层非连续夹板纵向由八块切向夹板3衔接而成；鞍座1与纵隔板2连接成整体。
槽壁10内侧以及纵隔板2两侧均纵向设有八排与切向夹板3相对应的径向滑槽6；径向滑槽6上下大小一致，对应的切向夹板3可以沿滑槽6从上而下自由滑落。
如图4所示，切向夹板3上下表面均设计为圆弧曲面，能够确保索股4与切向夹板3紧密接触，夹板分块还可方便加工和安装；切向夹板3两端设有与径向滑槽6配合的榫头7；榫头7可以精确嵌入槽壁10和纵隔板2上的径向滑槽6内，榫头7在径向滑槽6内竖向可以活动，纵向不能活动。
槽壁10外侧纵向设有九排加劲肋。
鞍座1顶部纵向设有八根与切向夹板3相对应的拉杆5，拉杆5贯穿纵隔板2和槽壁10且两端通过拧紧螺栓9与两侧槽壁10锁定。
众所周知，摩擦力与正压力成正比，提高鞍槽与主缆索股4接触面上间的正压力就能提高摩擦力，本实施方式结构与通常的悬索桥索鞍结构的区别在于设置了纵隔板2和切向夹板3，切线夹板3将主缆索股4上下分层布设，由于切线夹板3的榫头7在径向滑槽6内可以自由滑落，上层主缆对切向夹板3的压力也可以完全传至下层主缆，最底层主缆索股4与鞍槽接触面上的正压力与通常的悬索桥索鞍结构一致，而主缆索股4与切向夹板3的接触面上也存在很大的正压力，这种压力不需要外部加压，只需将主缆索股4分层，利用了主缆本身的巨大拉力获得，切向夹板3的榫头7嵌在鞍座槽壁10和纵隔板2上的径向滑槽6内，使得切向夹板3能够提供有效的摩擦力；纵隔板2将主缆索股4分仓布设，由于上下层索股4的挤压作用，主缆索股4对鞍座槽壁10和纵隔板2均产生侧向挤压力。
本实施方式结构的具体施工过程为：首先，按照要求加工好防滑索鞍结构的各部分构件，将鞍座1安装在塔顶，进行主缆架设。主缆索股4需要分层分仓安放在鞍槽内，左右仓之间由纵隔板2隔开，上下层之间由切向夹板3隔开，同一层主缆索股4断面顶面平齐，各层索股4股数相近。第一层索股4安放完毕后，从上而下放入切向夹板3，切向夹板3的榫头7与鞍座槽壁10和纵隔板2上的径向滑槽6精密匹配上下可以自由滑落，表面与索股4紧贴，同层各切向夹板3之间纵向贴紧；在安装好的第一层切向夹板3上安放第二层索股4，同一层主缆索股4断面顶面平齐，同样的方法安装第二层切向夹板3；以此顺序安装索股4和切向夹板3直至安装索股4安装完毕，拧紧对拉杆5的螺栓9。
上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种悬索桥的防滑索鞍结构，包括鞍座；其特征在于：
所述的鞍座的鞍槽底部设有至少一道与槽壁平行的纵隔板；相邻两道纵隔板之间或纵隔板与槽壁之间设有至少一层与鞍槽圆弧平行的非连续夹板，每层非连续夹板纵向由至少四块切向夹板衔接而成；
所述的槽壁内侧以及纵隔板两侧均纵向设有至少四排与切向夹板相对应的径向滑槽；所述的切向夹板上下表面均设计为圆弧曲面；所述的鞍座顶部纵向设有至少四根与切向夹板相对应的拉杆。
2.根据权利要求1所述的防滑索鞍结构，其特征在于：所述的切向夹板两端设有与径向滑槽配合的榫头。
3.根据权利要求1所述的防滑索鞍结构，其特征在于：所述的槽壁外侧纵向设有多排加劲肋。
4.根据权利要求1所述的防滑索鞍结构，其特征在于：所述的拉杆贯穿纵隔板和槽壁且两端通过拧紧螺栓与两侧槽壁锁定。
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