CN105220613B - 一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁建造施工技术领域，具体涉及一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构。包括跨中主梁以及用于支撑跨中主梁的跨中第一对斜拉索，其特征在于：还包括沿桥纵向可滑动的连接于跨中主梁的钢锚梁；所述的钢锚梁在垂直桥向的上下方向上与跨中主梁固定连接并向其提供向上的支撑力；所述的跨中第一对斜拉索受力张紧，其下端固定在钢锚梁上。本发明结构简单，安装方便，甚至对于现有的斜拉索桥也能进行改造，极大程度的改善了跨中主梁的受力结构，延长了桥面的使用寿命，减少了桥面裂缝的维修周期，具有极大的推广价值。

Description

一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构

技术领域

本发明属于桥梁建造施工技术领域，具体涉及一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构。

背景技术

目前，大跨径柔性体系桥梁的结构模式主要有三种，包括斜拉桥、悬索桥和斜拉-悬索协作桥。其中，斜拉桥是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系，可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥具有梁体内弯矩减小、降低建筑高度、减轻了结构重量、节省了材料等优点，又因为其结构稳定、成本低廉而广泛应用。

但是，斜拉桥因其独特的结构存在受力问题，在多跨的斜拉桥结构上，如图1所示，相邻两跨的中间因为斜拉索的角度原因，相邻两跨中间的桥梁梁体(即图中标识的a段)会受到水平沿桥纵向的拉力，这部分拉力对于桥梁的支撑基本上不起作用，还会成为了桥梁上的薄弱区域。长期受到拉力作用，这部分桥体容易损坏，还会影响整个桥梁的安全性能。

为解决这一问题，现有技术通过托举的方式增强跨中区域的结构稳定性，如专利号为“CN1225962A”的名为“一种索托桥”的中国实用新型专利，该专利通过将跨中的拉力结构改变为索托结构，通过在跨中桥梁的下端使用托举的方式增强该区域的结构稳定性，避免了传统斜拉索对跨中区域的水平拉力作用对桥梁的破坏，但是该桥梁设置托举结构，所有的斜拉索的下端需要通过长索连接，增强了桥梁施工的难度，施工的成本也大幅度的上升，另外，该结构在高塔中间的桥梁部分均采用索托结构并不合理，对于靠近高塔的桥体使用纯拉索的结构就能达到很好的支撑效果，使用索托结构更难布置，不利于该结构的推广使用。

还有专利开发了一种地锚与托举结合的方式，解决了索塔受力巨大影响其稳定性的问题。如专利号为“CN101736685A”的名为“地锚—自锚吊拉组合体系桥”的中国实用新型专利介绍了一种综合地锚与自锚的桥梁结构，该桥梁的两侧设置有地锚，地锚与索塔之间连接有斜拉索，使索塔另一侧的斜拉索的受力更为均匀，跨中斜拉索的受力可以有效的传递到地锚上，通过地锚抵消，避免了水平拉力对索塔产生破坏作用。另外，为了增强跨中桥梁的稳定性，跨中的斜拉索不与桥梁直接连接，而是采用竖直布置的张拉杆将桥梁重力传递到斜拉索上，避免了斜拉索的水平拉力对桥梁的破坏。该桥梁结构有效的消除了水平拉力对索塔的破坏作用，斜拉索的成本也会大幅度降低，但是该桥梁结构因为使用地锚，而地锚的施工安装复杂，需要耗费大量的成本物质，使桥梁的整体成本大幅度的上升。

综上所述，现有技术的斜拉索桥存在跨中区域受力结构不合理、建筑成本过高的问题，需要开发一种新的跨中区域受力合理的结构桥梁。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的斜拉索桥存在跨中区域受力结构不合理、建筑成本过高的问题，提供一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构。

本发明采用的技术方案是：一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，包括跨中主梁以及用于支撑跨中主梁的跨中第一对斜拉索，其特征在于：还包括可沿桥纵向滑动地连接于跨中主梁的钢锚梁；所述的钢锚梁在垂直桥纵向的上下方向上与跨中主梁限位连接；所述的跨中第一对斜拉索下端固定在钢锚梁上。

进一步的所述的钢锚梁为可沿桥纵向滑动地套接在跨中主梁外侧的环形结构。

进一步的所述的钢锚梁为可沿桥纵向滑动地贴合跨中主梁下端及其两侧的U型结构。

进一步的所述的钢锚梁为可沿桥纵向滑动地卡接在跨中主梁横桥向侧部的倒U型结构。

进一步的所述的跨中主梁的横桥向两侧设置有主梁横隔板；所述的横隔板与钢锚梁之间设置有沿桥纵向布置的滑动支座，钢锚梁沿桥纵向滑动连接于滑动支座上。

进一步的所述的钢锚梁横桥向的端面上安装有钢锚固块，第一对斜拉索下端锚固在钢锚固块上。

本发明的优点有：1、本发明设置滑动的钢锚梁，而钢锚梁与跨中第一对斜拉索固定连接，钢锚梁与跨中主梁水平滑动连接能够有效的消除跨中第一对斜拉索产生的沿桥纵向的水平拉力，跨中主梁只受到钢锚梁上下方向的支撑力，避免了斜拉索拉力破坏跨中主梁，相较于现有技术，本发明的跨中主梁不会出现裂缝；

2、本发明结构简单，安装方便，甚至对于现有的斜拉索桥也能进行改造，极大程度的改善了跨中主梁的受力结构，延长了桥面的使用寿命，减少了桥面裂缝的维修周期，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：现有技术的斜拉桥跨中主梁的连接结构示意图；

图2：本发明的主视图；

图3：图2中的A处放大示意图；

图4：图3的沿桥横向截面示意图；

图5：实施例2的沿桥横向截面示意图；

图6：实施例3的沿桥横向截面示意图；

图中，1-跨中主梁、2-第一对斜拉索、3-钢锚梁、4-横隔板、5-滑动支座、6-钢锚固块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1：如图2～3所示，包括跨中主梁1以及用于支撑跨中主梁1的跨中第一对斜拉索2，对于两侧都有斜拉索的桥梁来说，跨中第一对斜拉索2包括两组共四根斜拉索，对于斜拉索布置于桥梁中间的斜拉索桥来说，跨中第一对斜拉索2包括两根斜拉索。

现有技术中，第一对斜拉索2一端锚固在索塔的塔顶，另一端直接锚固在跨中主梁1上，通过斜拉索的支撑固定跨中主梁1。本实施例在跨中主梁1的外侧设置有可沿桥纵向滑动的钢锚梁3，钢锚梁3在垂直桥向的上下方向上与跨中主梁1限位连接并向其提供垂直向上的支撑力，即钢锚梁3在上下方向上与主梁1之间不发生位移变化。

钢锚梁3的横桥向的两侧设置有钢锚固块6，第一对斜拉索2的下端锚固在钢锚固块6上张紧向钢锚梁3提供向上的支撑力。第一对斜拉索2对钢锚梁3施加的拉力包括沿桥纵向的拉扯力，因为钢锚梁3与跨中主梁1的滑动连接，这部分拉力不会传递到跨中主梁1上，因此，本实施例中的第一对斜拉索2不会对跨中主梁1产生拉扯破坏作用。

跨中主梁1为箱梁结构，横桥向的两侧设置有主梁横隔板4，横隔板4与钢锚梁3之间设置有沿桥纵向布置的滑动支座5，钢锚梁3滑动连接于滑动支座5上。滑动支座5能够便于钢锚梁3的横桥向滑动，减小摩擦力。

滑动支座5可以固定在横隔板4的上端、下端或者是侧部，只要能够满足钢锚梁3与横隔板4的滑动连接即可。滑动支座5固定在横隔板4上，与钢锚梁3接触面为滑动面，这个接触面上设置有沿桥纵向布置的导轨，钢锚梁3的滑动面上设置有对应的滑槽，导轨卡合在滑槽内沿桥纵向滑动。导轨和滑槽的卡合连接能够使钢锚梁3的滑动沿固定的桥纵向滑动，不会产生其他的偏移，结构稳定性更好。

实际上为了降低钢锚梁3和滑动支座5上的摩擦阻力，滑动支座5与钢锚梁3的滑动受力面上设置有沿桥纵向布置的一排滚轮，钢锚梁3的滑动面上设置有对应滚轮的滑槽，滚轮可转动地卡合在滑槽内。这样的设置将滑动摩擦转变为滚轮摩擦，能够最大程度的减小两者之间的摩擦力。

本实施例的钢锚梁3包括两个倒U型的钢结构，如图4所示，钢锚梁3的U型上端内侧端面贴合在滑动支座5上，可以在滑动支座5上沿桥纵向滑动，钢锚梁3的U型下端内侧端面与主梁横隔板4的下端连接。最佳的布置方案就是在钢锚梁3与主梁横隔板4两者的受力面之间增设滑动支座5，这样能最大程度的减小摩擦力，有利于钢锚梁3的沿桥纵向滑移运动。钢锚梁3与滑动支座5的配合使用能够有效的将斜拉索的斜拉力转变为垂直上下方向的支撑力，避免了跨中主梁1受到沿桥纵向的拉力作用，这样的设置能够避免水平拉力对桥梁的破坏。

实施例2：如图5所示，本实施例的桥梁结构与实施例1相同，本实施例的钢锚梁3为套接在跨中主梁1外侧的环形结构，钢锚梁3可沿桥纵向滑动，钢锚梁3的内侧与跨中主梁1的下端接触向其提供向上的支撑力。

实际上，这种钢锚梁3的布置结构保护性能更好，更加稳定，钢锚梁3无论受到来自哪个方向的拉力都不会从主梁上脱开。但因为本实施例的钢锚梁3与跨中主梁1的接触面积最大，摩擦力也最大，因此，也可以在钢锚梁3和跨中主梁1之间增设一些有利于钢锚梁3滑动的装置，如实施例1中的滑动支座。

实施例3：如图6所示，本实施例的桥梁结构相同，本实施例的钢锚梁3为其下端贴合跨中主梁1下端其两侧贴合跨中主梁1两侧的U型结构，上端不封口避免影响桥面汽车的通行，钢锚梁3下端形成托举结构，可沿桥纵向滑移，下端向跨中主梁提供向上的支撑力。

本实施例相对于实施例2更为节约材料，但是钢锚梁3滑动过程中产生的摩擦阻力基本上没有变小，因此，在实际运行过程中也可以增设一些有利于钢锚梁3滑动的装置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，包括跨中主梁(1)以及用于支撑跨中主梁(1)的跨中第一对斜拉索(2)，其特征在于：还包括可沿桥纵向滑动地连接于跨中主梁(1)的钢锚梁(3)；所述的钢锚梁(3)在垂直桥纵向的上下方向上与跨中主梁(1)限位连接；所述的跨中第一对斜拉索(2)下端固定在钢锚梁(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，其特征在于：所述的钢锚梁(3)为可沿桥纵向滑动地套接在跨中主梁(1)外侧的环形结构。

3.根据权利要求1所述的一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，其特征在于：所述的钢锚梁(3)为可沿桥纵向滑动地贴合在跨中主梁(1)下端及其两侧的U型结构。

4.根据权利要求1所述的一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，其特征在于：所述的钢锚梁(3)为可沿桥纵向滑动地卡接在跨中主梁(1)横桥向侧部的倒U型结构。

5.根据权利要求4所述的一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，其特征在于：所述的跨中主梁(1)的横桥向两侧设置有主梁横隔板(4)；所述的横隔板(4)与钢锚梁(3)之间设置有沿桥纵向布置的滑动支座(5)，钢锚梁(3)沿桥纵向滑动连接于滑动支座(5)上。

6.根据权利要求2、3或4所述的一种消除混凝土主梁斜拉桥跨中拉力的斜拉索锚固结构，其特征在于：所述的钢锚梁(3)横桥向的端面上安装有钢锚固块(6)，第一对斜拉索(2)下端锚固在钢锚固块(6)上。