CN105064212B - 一种用于悬索桥的主缆散索结构 - Google Patents

Abstract

一种用于悬索桥的主缆散索结构，包含下鞍体，上鞍盖、夹紧盖及底座板。下鞍体的后部鞍体上导向槽路内设置若干隔板用于将主缆索股分列，上鞍盖与后部鞍体组成散索段，实现主缆索股的竖列排列，该上鞍盖与中部鞍体组成空腔段，保证主缆在夹紧段的圆形过渡到散索段的索股竖列排列形状，夹紧盖与前部鞍体组成夹紧段，提供夹紧力和抗滑摩阻力，底座板固定设置在下鞍体下部，用于固定整个主缆散索结构。本发明兼具散索鞍和散索套的优点，能使单根空间索股在横竖向以不同角度散开，也能使主缆中的同列索股在加劲梁锚固面上以同排锚固，从而缩小锚固面竖向尺寸，利用桥梁横向宽度锚固，以降低加劲梁梁高，能够使索鞍内主缆索股施工简便，能够控制索股的安装精度，能够适用于大跨径自锚式悬索桥，有较高的经济效益。

Description

一种用于悬索桥的主缆散索结构

技术领域

本发明涉及一种用于悬索桥的主缆散索结构。

背景技术

目前，自锚式悬索桥主缆散索结构主要有散索鞍和散索套两种，散索结构设置于锚固面前端，将主缆索股在竖直方向和水平方向散开，引入各个锚固点；散索鞍与主索鞍类似，在鞍座内设置槽路及隔板将主缆索股分为对称行列，主缆索股分列进入散索鞍后，在槽路内转一个微小角后按列散开；为适应施工及运营期间主缆纵向位移，散索鞍的鞍底部设置滑板或铰轴支座。散索套设置于理论散索点上，形状似喇叭形，主缆索股从喇叭形的小端进入散索套，从大端散出后直接连接锚面。散索套内主缆中心方向不变，且跟随主缆运动。

若自锚式悬索桥采用散索鞍结构，主缆中心线在鞍座处有竖向转角，保证主缆与索鞍永不脱离，且索股出鞍时，索股断面较均匀，对索股钢丝受力有利。但主缆因转角产生的竖向分力会作用到散索鞍底座处加劲梁，对其造成附加弯矩，对加劲梁不利；主缆转角后要求加劲梁提供更大的锚面，需要加大梁高，经济效益差。若采用散索套结构，主缆中心保持不变，仅靠散索套约束主缆径向尺寸和形状，对加劲梁受力没有影响；但主缆索股散开时，索力撑顶散索套向上滑动，需要设置夹紧段提供夹紧力和抗滑摩阻力；主缆索股在散索套内不设槽路和隔板，索股线形难以精确定位，故无法精确计算其索长；为使散索套受力均匀，主缆索股竖向横向必须均匀散开，否则索股会出现交错挤压情况，故锚固面只能做成类圆，不能改变锚固面形状，在大跨自锚式悬索桥主缆索股较多情况下，锚固面则需要做成很大，经济效益低。

对于小跨径自锚式悬索桥，主缆规模小，散索鞍及散索套均能适用，但对于大跨径自锚式悬索桥，两者的缺点都被放大，适用性及经济性均降低。

发明内容

本发明提供一种用于悬索桥的主缆散索结构，兼具散索鞍和散索套的优点，能使单根空间索股在横竖向以不同角度散开，也能使主缆中的同列索股在加劲梁锚固面上以同排锚固，从而能够缩小锚固面竖向尺寸，利用桥梁横向宽度锚固，以降低加劲梁梁高，能够使索鞍内主缆索股施工简便，能够控制索股的安装精度，能够适用于大跨径自锚式悬索桥，有较高的经济效益。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于悬索桥的主缆散索结构，包含：

下鞍体，该下鞍体包含前部鞍体、中部鞍体和后部鞍体，所述的后部鞍体上具有若干导向槽路，所述的导向槽路呈圆弧形；

若干隔板，其设置在导向槽路内，用于将主缆索股分列；

上鞍盖，其固定设置在下鞍体上部，覆盖后部鞍体和中部鞍体，该上鞍盖与后部鞍体组成散索段，实现主缆索股的竖列排列，该上鞍盖与中部鞍体组成空腔段，保证主缆在夹紧段的圆形过渡到散索段的索股竖列排列形状；

夹紧盖，其固定设置在下鞍体上部，覆盖前部鞍体，该夹紧盖与前部鞍体组成夹紧段，提供夹紧力和抗滑摩阻力；

底座板，其固定设置在下鞍体下部，用于固定整个主缆散索结构。

所述的导向槽路的圆弧长度需要保证主缆索股的切点在圆弧内。

隔板位于下鞍体口处的厚度大于隔板其余部分的厚度，使得隔板在下鞍体出口处形成索股平弯小圆弧，隔板其余部分形成索股平弯大圆弧，所述索股平弯小圆弧的半径小于所述索股平弯大圆弧的半径。

所述的下鞍体还包含：滑动面板，其固定安装在下鞍体的底面。

所述的下鞍体还包含：若干下鞍体加劲梁，其设置在下鞍体的两侧面，用于加强强度。

所述的上鞍盖还包含若干上鞍盖加劲梁，其设置在上鞍盖的顶部，用于加强强度。

所述的底座板还包含：滑动支座板，其固定安装在底座板的顶面。

所述的底座板还包含：若干挡块，其固定安装在底座板的两侧面，用于限制下鞍体相对于底座板发生位移。

本发明兼具散索鞍和散索套的优点，能使单根空间索股在横竖向以不同角度散开，也能使主缆中的同列索股在加劲梁锚固面上以同排锚固，从而能够缩小锚固面竖向尺寸，利用桥梁横向宽度锚固，以降低加劲梁梁高，能够使索鞍内主缆索股施工简便，能够控制索股的安装精度，能够适用于大跨径自锚式悬索桥，有较高的经济效益。

附图说明

图1是本发明提供的用于悬索桥的主缆散索结构的爆炸图。

图2是图1的主视图。

图3是图2中A-A面剖视图。

图4是图2中B-B面剖面图。

图5是图2中C-C面剖视图。

图6是图2中D-D面剖视图。

图7是图2中E-E面剖视图。

图8是主缆索股在D-D面、E-E面和C-C面的剖面图。

图9是隔板形状变化平面图示意图。

具体实施方式

以下根据图1～图9，具体说明本发明的较佳实施例。

如图1～图7所示，本发明提供一种用于悬索桥的主缆散索结构，包含：

下鞍体1，该下鞍体1包含前部鞍体11、中部鞍体12和后部鞍体13，所述的后部鞍体13上具有若干导向槽路（图中未示出），所述的导向槽路呈圆弧形，所述的导向槽路的圆弧长度需要保证主缆索股的切点在圆弧内；

若干隔板5，其设置在导向槽路内，用于将主缆索股分列；所述的隔板5在靠近下鞍体1出口处的厚度大于隔板其余部分的厚度，使得隔板5在靠近下鞍体1出口处形成索股平弯小圆弧，隔板其余部分形成索股平弯大圆弧，所述索股平弯小圆弧的半径小于所述索股平弯大圆弧的半径；

上鞍盖2，其固定设置在下鞍体1上部，覆盖后部鞍体13和中部鞍体12，该上鞍盖2与后部鞍体13组成散索段，实现主缆索股的竖列排列，该上鞍盖2与中部鞍体12组成空腔段，保证主缆在夹紧段的圆形过渡到散索段的索股竖列排列形状；

夹紧盖3，其固定设置在下鞍体1上部，覆盖前部鞍体11，该夹紧盖3与前部鞍体11组成夹紧段，提供夹紧力和抗滑摩阻力；

底座板4，其固定设置在下鞍体1下部，用于固定整个主缆散索结构。

所述的下鞍体1还包含：

滑动面板6，其固定安装在下鞍体1的底面；

若干下鞍体加劲梁101，其设置在下鞍体1的两侧面，用于加强强度。

所述的上鞍盖2还包含若干上鞍盖加劲梁201，其设置在上鞍盖2的顶部，用于加强强度。

所述的底座板4还包含：

滑动支座板7，其固定安装在底座板4的顶面；

若干挡块8，其固定安装在底座板4的两侧面，用于限制下鞍体1脱离底座板4。

在一个具体实施例中，安装本发明提供的一种用于悬索桥的主缆散索结构时，先将底座板4以一定角度安装到临时工装支架上，再将下鞍体1平放到底座板4的顶面，下鞍体1底面嵌固的滑动面板6采用不锈钢板，底座板4顶面安装的滑动支座板7采用聚四氟乙烯板，不锈钢板6可以在底座板4顶面安装的聚四氟乙烯板7上滑动，接着将主缆索股的每股按设计顺序装填入下鞍体1的隔板5的间隔内，隔板顶距上鞍盖内壁2mm，索股安装完成后，盖上上鞍盖2及夹紧盖3，拧紧上鞍盖2和夹紧盖3与下鞍体1之间的高强螺栓9，并且拧紧上鞍盖2与夹紧盖3之间的高强螺栓9，然后安装底座板4上的档块8，利用螺栓801将挡块固定在底座板4两侧，限制下鞍体1竖向向上的位移以避免在主缆带动下脱离开底座板4，最后拆除临时工装支架，通过锚栓10将主缆散索结构固定到悬索桥加劲梁上，完成安装。

本发明提供的一种用于悬索桥的主缆散索结构沿主缆方向从功能上可分为四部分：第一部分为图6所示的夹紧段，通过拧紧夹紧盖与下鞍座之间的高强螺栓来提供夹紧力和抗滑摩阻力；第二部分为图5所示的散索段，通过在下鞍体上设置导向槽路及隔板将主缆索股分列，隔板竖向插入到导向槽路上预留的3厘米深缝隙内或焊接到槽路上，隔板分隔出的索股列数与主缆截面索股列数一致，每个索股的中心线均为空间曲线，其线形由索股平弯投影线及竖弯投影线合成，导向槽路及隔板构造面的线形与其接触的索股平弯线一致，隔板间的缝隙宽度与索股宽度基本相同，该宽度仅在出口处一定范围内为适应同列索股不同平弯角度而稍作变化，该变化通过调整隔板出口处厚度实现，索股边缘钢丝与散索段内壁、隔板上的圆弧相切精确定位散索方向。一般的散索套无隔板，索股自由出鞍，靠近索股套的边缘索股往往被挤压成扁椭圆形，而本散索结构因隔板存在，单股索出散索鞍时断面仍旧为矩形，故使钢丝不发生交互扭转挤压。索股出鞍后，通过索股在导向槽路及隔板圆弧上的切点变化及出口处隔板厚度变化来适应索股竖列横排数的变化，每个索股在圆弧上的切点位置是由散索结构距离索股锚固面（图8中的C-C面）的距离及每个索股在锚固面的空间坐标位置决定的，如图9所示，圆弧长度设计时需要保证切点在圆弧内，为适应因索股竖列横排数变化，即同一竖列内的索股（位于第一隔板501和第二隔板502之间）需要锚固到不同列的锚固面上，故出鞍时需要不同的平弯角度，故在第二隔板502的索股平弯大圆弧R1的基础上在第二隔板502的端部再做一个索股平弯小圆弧R2（图9），使得平弯角度大的索股切点在端部索股平弯小圆弧R2内，平弯角度小的索股切点在隔板原索股平弯大圆弧R1内，故隔板和导向槽路的圆弧设计应能够适应该切点的变化；第三部分为图7所示的空腔段，该空腔保证主缆从夹紧段的圆形过渡到散索段索股竖列排列形状；第四部分为底座板，散索结构通过下鞍体底面嵌固不锈钢板，在底座板顶面安装的聚四氟乙烯板上滑动，保证散索鞍的下鞍体随主缆纵向运动，使该处主缆缆力对加劲梁不构成影响。

图8为主缆索股在D-D面、E-E面和C-C面的剖面图，在D-D面夹紧段，主缆索股呈圆形排列，在E-E面空腔段，主缆索股过渡至竖列排列，在C-C面散索段出口处，主缆索股随着隔板形状呈矩形竖列排列。

本发明具有以下优点：

其一，通过索股在导向槽路及隔板圆弧上的切点变化及出口处隔板厚度变化来实现同列索股不同平弯角度及竖弯角度，最终来适应索股竖列横排数变化，从而能够增加索股锚固点竖向列数，减少水平排数，利用桥梁横向宽度锚固，以降低加劲梁梁高，为较多索股主缆散索锚固提供可行方案；其二，主缆散索结构内的主缆中心方向不变，避免该处主缆缆力对加劲梁构成不利影响；其三，通过隔板导向，每股索股平弯竖弯能够精确定位，索股安装施工方便；其四，单股索股出鞍时断面变化较小，钢丝不发生交错挤压，能够保证主缆的安全系数。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，包含：

下鞍体（1），该下鞍体（1）包含前部鞍体（11）、中部鞍体（12）和后部鞍体（13），所述的后部鞍体（13）上具有若干导向槽路，所述的导向槽路呈圆弧形；

若干隔板（5），其设置在导向槽路内，用于将主缆索股分列；

上鞍盖（2），其固定设置在下鞍体（1）上部，覆盖后部鞍体（13）和中部鞍体（12），该上鞍盖（2）与后部鞍体（13）组成散索段，实现主缆索股的竖列排列，该上鞍盖（2）与中部鞍体（12）组成空腔段，保证主缆在夹紧段的圆形过渡到散索段的索股竖列排列形状；

夹紧盖（3），其固定设置在下鞍体（1）上部，覆盖前部鞍体（11），该夹紧盖（3）与前部鞍体（11）组成夹紧段，提供夹紧力和抗滑摩阻力；

底座板（4），其固定设置在下鞍体（1）下部，用于固定整个主缆散索结构。

2.如权利要求1所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的导向槽路的圆弧长度需要保证主缆索股的切点在圆弧内。

3.如权利要求1所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的下鞍体（1）还包含：滑动面板（6），其固定安装在下鞍体（1）的底面。

4.如权利要求3所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的下鞍体（1）还包含：若干下鞍体加劲梁（101），其设置在下鞍体（1）的两侧面，用于加强强度。

5.如权利要求4所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，隔板（5）位于下鞍体（1）出口处的厚度大于隔板其余部分的厚度，使得隔板（5）在下鞍体（1）出口处形成索股平弯小圆弧，隔板其余部分形成索股平弯大圆弧，所述索股平弯小圆弧的半径小于所述索股平弯大圆弧的半径。

6.如权利要求1所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的上鞍盖（2）还包含若干上鞍盖加劲梁（201），其设置在上鞍盖（2）的顶部，用于加强强度。

7.如权利要求1所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的底座板（4）还包含：滑动支座板（7），其固定安装在底座板（4）的顶面。

8.如权利要求7所述的用于悬索桥的主缆散索结构，其特征在于，所述的底座板（4）还包含：若干挡块（8），其固定安装在底座板（4）的两侧面，用于限制下鞍体（1）脱离底座板（4）。