CN105780641A - 一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，包括吊杆索体、上钢拉杆、下钢拉杆和连接构件，上钢拉杆和下钢拉杆均为刚性拉杆，吊杆索体为柔性拉索，两段刚性拉杆位于上、下两端，上钢拉杆与预埋在拱桥的拱肋中的上锚固单元固定相连接，下钢拉杆与预埋在拱桥的横梁中的下锚固单元固定相连接，吊杆索体的上端与上钢拉杆通过上连接构件相铰接，下端与下钢拉杆通过下连接构件相铰接，由此构成两端为刚性拉杆、中间为柔性拉索的三段铰接式结构。该吊杆体系可调可检可换，方便更换及吊杆力调整，解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致上下预埋管孔位对中误差从而对钢拉杆产生水平应力的问题。

Description

一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系

技术领域

本发明涉及一种拱桥吊杆体系，具体是指一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系。

背景技术

目前，现有技术中拱桥吊杆体系常见的结构如图1所示，在拱桥的拱肋8预埋有上锚固单元，该上锚固单元包括自上而下设置并且环套索体上锚头16的上球面螺母5、上球面支座6和上锚垫板7，上球面螺母5与带外螺纹的索体上锚头16螺纹连接，从而将吊杆索体1的力传递至拱肋8，上锚固单元在施工完毕后灌注混凝土，与拱肋8形成一体；拱肋8内有竖向设置的拱肋预埋管9，拱肋预埋管9作为上预埋管以及拱桥吊杆体系的保护外套，在吊杆体系安装前先行施工，预埋在拱桥内，吊杆体系施工完成后在拱肋预埋管9内灌注水泥砂浆，将穿过拱肋8的吊杆索体1完全密封。

拱桥的横梁26内预埋有竖向设置的横梁预埋管25，横梁预埋管25作为下预埋管以及拱桥吊杆体系的保护外套，吊杆索体1的下端穿过拱桥的横梁26后通过下锚固单元锚接在横梁26的下锚固孔内，该下锚固单元包括自上而下设置并且环套索体下锚头17的下锚垫板27、下球面支座28和下球面螺母29，下锚垫板27横向设置在横梁26的锚固孔上，下球面螺母29与带外螺纹的索体下锚头17螺纹连接，从而将索体下锚头17锚接在横梁26的下锚固孔内，下锚固单元在施工完毕后灌注混凝土，与横梁26形成一体。

上述吊杆拱桥建成投入使用后，常常会因吊杆或锚头锈蚀、松动、意外损伤或到达使用年限等原因，造成吊杆安全系数偏低、承载力不足，需要对吊杆进行更换并定期检查维护。对于此类旧危吊杆拱桥的加固，进行一般的吊杆更换常出现以下问题：

通过拱肋段及横梁段的吊杆索体通常固接于拱肋或横梁内，吊杆更换时需在拱肋或横梁内钻孔，取出旧吊杆索体，容易造成拱肋的损伤，影响桥梁安全。

吊杆上、下锚头通常锚固于拱肋或横梁内，更换吊杆和对锚头进行日常检查都需凿开封锚混凝土，而且施工过程中张拉、锚固的操作空间狭小，吊杆力调整较为困难。

吊杆与拱肋、横梁连接处容易进水，从而造成吊杆或锚头的浸水锈蚀，大大降低吊杆的使用寿命；

鉴于近年来航道等级不断提高，原桥梁预留的通航净空已接近或无法满足现有通航净空要求，航道部门不允许更换的新吊杆对航道净空的压缩；

部分吊杆体系采用钢拉杆与索体组成形式，钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力造成管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用易造成钢拉杆断裂。

日益增大的交通需求，使得更换的吊杆直径增大，而旧桥的预留管道受到横梁尺寸、钢筋与钢束位置和拱桥系杆位置的制约，未必有扩孔更换的条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，该吊杆体系采用刚性拉杆结合柔性拉索的三段铰式结构，该拱桥吊杆体系方便后期养护检查、更换及吊杆力调整，同时解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致的上下预埋管孔位对中误差对钢拉杆产生的水平应力的问题。

本发明的这一目的通过如下的结构形式来实现的：一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，包括吊杆索体，其特征在于：所述吊杆体系还包括上钢拉杆、下钢拉杆和连接构件，其中，上钢拉杆和下钢拉杆均为刚性拉杆，吊杆索体为柔性拉索，两段刚性拉杆位于上、下两端，上钢拉杆与预埋在拱桥的拱肋中的上锚固单元固定相连接，下钢拉杆与预埋在拱桥的横梁中的下锚固单元固定相连接，吊杆索体的上端与上钢拉杆通过上连接构件相铰接，下端与下钢拉杆通过下连接构件相铰接，由此构成的吊杆体系为两端为刚性拉杆、中间为柔性拉索的三段铰接式结构，所述的上锚固单元、下锚固单元、上连接构件和下连接构件构成吊杆体系的整个连接构件，该吊杆体系可调可检可换，不但方便后期养护检查、更换及吊杆力调整，解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致上下预埋管孔位对中误差从而对钢拉杆产生水平应力的问题，同时上、下钢拉杆的运用避免了传统拱桥吊杆体系由于横梁尺寸、钢筋与钢束位置和拱桥系杆位置的制约，导致上、下导管扩孔受限的问题。

本发明的吊杆体系由上钢拉杆、中间的吊杆索体、下钢拉杆以及连接构件组成，上钢拉杆位于拱肋部分，锚固于拱肋处锚固孔内，穿过拱肋处预埋管伸出拱肋下缘，下钢拉杆位于横梁部分，锚固于下横梁处锚固孔内，穿过横梁处预埋管伸出横梁上缘。吊杆索体位于上钢拉杆及下钢拉杆之间，通过连接构件将上钢拉杆、吊杆索体及下钢拉杆连接成整体，由于采用刚性拉杆结合柔性拉索的三段铰式结构，便于更换及吊杆力调整，还能够解决新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致上下预埋管孔位对中误差从而对钢拉杆产生水平应力的问题。因此，本发明的吊杆体系有效地解决了钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力导致管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

本发明中，所述的上连接构件包括从上至下设置的上双叉耳、上销轴以及上单叉耳，上销轴具有上销轴挡板，上双叉耳的上端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，上钢拉杆的下端带有外螺纹，上双叉耳的上端与上钢拉杆的下端螺纹连接，上双叉耳和上单叉耳均竖向设置，上双叉耳具有插槽，上单叉耳插装在上双叉耳的插槽内，上销轴为横向设置的圆钢棒，上双叉耳和上单叉耳均横向开设有销孔，上销轴同时穿过上单叉耳以及上双叉耳的销孔，从而将上单叉耳以及上双叉耳铰接在一起，上销轴设置有槽口，作为上销轴挡板的卡槽，上销轴挡板插装在该卡槽内以固定上销轴，防止上销轴轴向转动，上单叉耳的下端具有外螺纹，索体上锚头的上端具有内螺纹，上单叉耳的下端与索体上锚头的上端螺纹连接，形成整体的可拆卸式连接结构，与索体上锚头螺纹连接成整体。

本发明中，在所述上单叉耳的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承，能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至上钢拉杆的问题，确保上钢拉杆只承受轴力，杜绝了上钢拉杆因受水平横向力作用造成的钢拉杆断裂问题。

本发明中，所述上钢拉杆的下端伸出拱肋的下缘，伸出段自上而下套装有上横向约束套、上横向约束缓冲螺母，上横向约束套和上横向约束缓冲螺母构成上钢拉杆的横向约束构件，上钢拉杆下端的外螺纹与上连接构件中的上双叉耳的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构，上横向约束套的下端具有凹槽，上横向约束缓冲螺母嵌装在上横向约束套的凹槽处，上双叉耳的顶部还具有外螺纹，上横向约束缓冲螺母通过自身的内螺纹与上双叉耳的外螺纹相连接，上约束套与拱肋的下缘紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体所受的横向外力传递至上横向约束缓冲螺母，然后通过上横向约束套与拱肋之间的固定连接，将横向外力传递至拱肋。

上钢拉杆的横向约束构件能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至上钢拉杆的问题，确保上钢拉杆只承受轴力，杜绝了上钢拉杆因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。同时有效地解决了上钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力造成管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

本发明中，所述的下连接构件和上连接构件上下对称设置，所述的下连接构件包括从下至上设置的下双叉耳、下销轴以及下单叉耳，下销轴具有下销轴挡板，下双叉耳的下端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，下钢拉杆的上端带有外螺纹，下双叉耳的下端与下钢拉杆的上端螺纹连接，下双叉耳和下单叉耳均竖向设置，下双叉耳具有插槽，下单叉耳插装在下双叉耳的插槽内，下销轴为横向设置的圆钢棒，下双叉耳和下单叉耳均横向开设有销孔，下销轴同时穿过下单叉耳以及下双叉耳的销孔，从而将下单叉耳以及下双叉耳铰接在一起，下销轴设置有槽口，作为下销轴挡板的卡槽，下销轴挡板插装在该卡槽内以固定上销轴，防止上销轴周向转动，下单叉耳的上端具有外螺纹，索体上锚头的下端具有内螺纹，下单叉耳的上端与索体上锚头的下端螺纹连接，与索体上锚头螺纹连接成整体的可拆卸式连接结构。

本发明中，在所述下单叉耳的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承，能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至下钢拉杆的问题，确保下钢拉杆只承受轴力，杜绝了下钢拉杆因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。

本发明中，所述下钢拉杆的上端伸出横梁的上端，伸出段自下而上套装有横梁预埋钢板、下横向约束套以及下横向约束缓冲螺母，横梁预埋钢板、下横向约束套和下横向约束缓冲螺母构成下钢拉杆的横向约束构件，横梁预埋钢板横向预埋在横梁的上端，下钢拉杆上端的外螺纹与下连接构件中的下双叉耳的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构，下横向约束套的上端具有凹槽，下横向约束缓冲螺母嵌装在下横向约束套的凹槽处，下双叉耳的底部还具有外螺纹，下横向约束缓冲螺母通过自身的带螺纹与下双叉耳的外螺纹相连接，下横向约束套与横梁预埋钢板紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体所受的横向外力传递至下横向约束缓冲螺母，然后通过下横向约束套与横梁预埋钢板之间的固定连接，将横向外力传递至横梁。

下钢拉杆的横向约束构件能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至下钢拉杆的问题，确保下钢拉杆只承受轴力，杜绝了下钢拉杆因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。同时有效地解决了下钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力造成管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

本发明中，所述的上锚固单元包括自上而下设置并且环套上钢拉杆上端的上球面螺母、上球面支座和上锚垫板，上钢拉杆上端穿过上锚垫板、上球面支座及上球面螺母，通过上钢拉杆上端外带螺纹与上球面螺母内带螺纹锚固于拱肋处锚固孔内，上球面螺母与带外螺纹的上钢拉杆螺纹连接，从而将上钢拉杆的力传递至拱肋，上锚固单元处于灌满不干性密封胶的保护罩内的密闭结构中，防止锚固单元锈蚀，同时1cm厚的保护罩能充当张拉撑脚作用，使得桥梁施工过程中的张拉、锚固和运营过程中的吊杆力调整变得方便可行。

本发明中，所述的拱桥的横梁内预埋有竖向设置的横梁预埋管，所述下钢拉杆的下端穿过拱桥的横梁后通过所述的下锚固单元锚接在横梁的锚固孔内，该下锚固单元包括自上而下设置并且环套下钢拉杆的下锚垫板、下球面支座和下球面螺母，下锚垫板横向设置在横梁的锚固孔上，下球面螺母与带外螺纹的下钢拉杆螺纹连接。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明的拱桥吊杆体系采用刚性拉杆结合柔性拉索的三段铰式结构形式，为后期检查、更换及吊杆力调整带来方便，同时三段铰结构形式解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用导致的上下预埋管孔位对中误差对钢拉杆产生的水平应力问题。

(2)本发明的拱桥吊杆体系的拱肋及横梁处均采用刚性拉杆的结构形式，既减少对旧结构的损伤，同时避免了传统拱桥吊杆体系由于横梁尺寸、钢筋与钢束位置和拱桥系杆位置的制约，导致上、下导管扩孔受限的问题。

(3)本发明的拱桥吊杆体系的连接构件采用工艺成熟、在悬索桥上大量使用、外露设置的单双叉耳结构形式，满足吊杆体系构件后期检查、维护更换方便可行的要求。

(4)本发明的拱桥吊杆体系对钢拉杆特别设计了横向约束构件及关节轴承，该构件有效地解决了钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力导致管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

(5)本发明的拱桥吊杆体系的横梁处刚性拉杆下锚头结构形式，解决了原桥梁预留的通航净空已接近或无法满足现有通航净空要求，航道部门不允许更换的新吊杆对航道净空压缩的问题。

(6)本发明的拱桥吊杆体系的上锚头处于灌满不干性密封胶的保护罩内的密闭结构中，解决了传统拱桥吊杆体系上钢拉杆难以检查的问题，同时保护罩能充当张拉撑脚作用，使得桥梁施工过程中的张拉、锚固和运营过程中的吊杆力调整变得方便可行。

(7)本发明的拱桥吊杆体系各主要构件均采用螺纹连接或铰接，吊杆传力路径清晰明确，连接简便，且各主要构件作为相互独立的构件无需同时更换，在新桥设计、旧桥加固中有良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是现有技术中拱桥吊杆体系安装在拱桥内的整体结构示意图；

图2为本发明拱桥吊杆体系安装在拱桥内的整体结构示意图；

图3A是本发明拱桥吊杆体系中的部分结构正视图，显示上钢拉杆的横向约束构件与上双叉耳之间的铰接关系；

图3B是图3A的侧视图；

图4A是本发明拱桥吊杆体系中的部分结构正视图，显示下钢拉杆的横向约束构件与下双叉耳之间的铰接关系；

图4B是图4A的侧视图；

图5A是本发明拱桥吊杆体系中上横向约束套的立体透视图；

图5B是本发明拱桥吊杆体系中上横向约束套的剖视图；

图6是本发明拱桥吊杆体系中上横向约束缓冲螺母的剖面图；

图7A是本发明拱桥吊杆体系中上双叉耳的带有局部剖的正视图；

图7B是本发明拱桥吊杆体系中上双叉耳的带有局部剖的侧视图；

图8A是本发明拱桥吊杆体系中上单叉耳的带有局部剖的正视图；

图8B是本发明拱桥吊杆体系中上单叉耳的带有局部剖的侧视图；

图9A是本发明拱桥吊杆体系中下横向约束螺母图的俯视图；

图9B是本发明拱桥吊杆体系中下横向约束螺母图的剖视图；

图10是本发明拱桥吊杆体系中下横向约束套的剖视图；

图11是本发明拱桥吊杆体系中横梁预埋钢板的俯视图；

图12是本发明拱桥吊杆体系中上单叉耳的结构剖视图，显示轴承安装孔的结构；

图13是本发明拱桥吊杆体系中上单叉耳安装向心关节轴承后的剖视图。

附图标记说明

1、吊杆索体；2、上钢拉杆；3、下钢拉杆；4、保护罩；5、上球面螺母；6、上球面支座；7、上锚垫板；8、拱肋；9、拱肋预埋管；10、上横向约束套；11、上横向约束螺母；12、上双叉耳；13、上销轴挡板；14、上销轴；15、上单叉耳；151、轴承安装孔；152、向心关节轴承；16、索体上锚头；17、索体下锚头；18、下单叉耳；19、下销轴；20、下销轴挡板；21、下连接构件双叉耳；22、下横向约束螺母；23、下横向约束套；24、横梁预埋钢板；25、横梁预埋管；26、横梁；27、下锚垫板；28、下球面支座；29、下球面螺母；30、下锚头保护钢板。

具体实施方式

本发明一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系如图2至图13所示，包括上钢拉杆2、吊杆索体1、下钢拉杆3和连接构件，其中，上钢拉杆2和下钢拉杆3均为刚性拉杆，上钢拉杆2和下钢拉杆3的两端均带外螺纹，吊杆索体1为柔性拉索，两段刚性拉杆位于上、下两端，上钢拉杆2与预埋在拱桥的拱肋8中的上锚固单元固定相连接，下钢拉杆3与预埋在拱桥的横梁26中的下锚固单元固定相连接，吊杆索体1的上端与上钢拉杆2通过上连接构件相铰接，下端与下钢拉杆3通过下连接构件相铰接，由此构成的吊杆体系为两端为刚性拉杆、中间为柔性拉索的三段铰接式结构，上锚固单元、下锚固单元、上连接构件和下连接构件构成该吊杆体系的整个连接构件，该吊杆体系可调可检可换，不但方便后期养护检查、更换及吊杆力调整，为后期检查、更换及吊杆力调整带来方便，解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致上下预埋管孔位对中误差从而对新吊杆产生水平应力的问题，同时上、下钢拉杆的运用避免了传统拱桥吊杆体系由于横梁尺寸、钢筋与钢束位置和拱桥系杆位置的制约，导致上、下导管扩孔受限的问题。

上锚固单元位于拱桥的拱肋处锚固孔内，上锚固单元包括自上而下设置并且环套上钢拉杆2上端的上球面螺母5、上球面支座6和上锚垫板7，上锚垫板7位于拱肋处锚固孔混凝土上，球面垫圈放置于上锚垫板7上，与球面垫圈配套的上球面螺母5布置在球面垫圈上，上锚垫板7、球面垫圈以及上球面螺母5三者圆心对中，上钢拉杆2上端穿过上锚垫板7、上球面支座6及上球面螺母5，通过上钢拉杆2上端外带螺纹与上球面螺母5内带螺纹锚固于拱肋8处锚固孔内，上球面螺母5与带外螺纹的上钢拉杆2螺纹连接，从而将上钢拉杆2的力传递至拱肋8，上锚固单元处于灌满不干性密封胶的保护罩4内的密闭结构中；拱肋8内有竖向设置的拱肋预埋管9，拱肋预埋管9作为上预埋管以及拱桥吊杆体系的保护外套，在吊杆体系安装前先行施工，预埋在拱桥内，吊杆体系施工完成后在拱肋预埋管9内灌注不干性密封胶，将穿过拱肋8的上钢拉杆2完全密封。

拱桥的横梁26内预埋有竖向设置的横梁预埋管25，横梁预埋管25作为下预埋管以及拱桥吊杆体系的保护外套，下钢拉杆3的下端穿过拱桥的横梁26后通过下锚固单元锚接在横梁26的锚固孔内，该下锚固单元包括自上而下设置并且环套下钢拉杆3的下锚垫板27、下球面支座28和下球面螺母29，下锚垫板27横向设置在横梁26的锚固孔上，下球面螺母29与带外螺纹的下钢拉杆3螺纹连接，从而将下钢拉杆3锚接在横梁26的锚固孔内，下锚固单元与下锚头保护钢板30构成的空间内灌注不干性密封胶。

上钢拉杆2与吊杆索体1上端及下钢拉杆3与吊杆索体1下端间连接构件采用可拆卸的叉耳加销轴的铰接方式相连接，上连接构件和下连接构件上下对称设置。

上连接构件包括从上至下设置的上双叉耳12、上销轴14以及上单叉耳15，上销轴14具有上销轴挡板13，上双叉耳12的上端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，上钢拉杆2的下端带有外螺纹，上双叉耳12的上端与上钢拉杆2的下端螺纹连接，上双叉耳12和上单叉耳15均竖向设置，上双叉耳12具有插槽，上单叉耳15插装在上双叉耳12的插槽内，上销轴14为横向设置的圆钢棒，上双叉耳12和上单叉耳15均横向开设有销孔，上销轴14同时穿过上单叉耳15以及上双叉耳12的销孔，从而将上单叉耳15以及上双叉耳12铰接在一起，上销轴14设置有槽口，作为上销轴挡板13的卡槽，上销轴挡板13插装在该卡槽内以固定上销轴13，防止上销轴13轴向转动。上单叉耳15的下端具有外螺纹，索体上锚头16的上端具有内螺纹，上单叉耳15的下端与索体上锚头16的上端螺纹连接，形成整体的可拆卸式连接结构，与索体上锚头16螺纹连接成整体，在上单叉耳15预留的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承152，上单叉耳15预留的销孔也即为轴承安装孔151，通过设置向心关节轴承152能够有效消除柔性的吊杆索体1所受的水平横向应力会传递至上钢拉杆2的问题，确保上钢拉杆2只承受轴力，杜绝了上钢拉杆2因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。

吊杆索体1可采用成熟的平行钢丝冷铸锚、钢绞线挤压锚或钢拉杆等形式，索体两端锚头即索体上锚头16或索体下锚头17相应的带内螺纹或外螺纹。

上钢拉杆2的下端穿过拱肋预埋管9后伸出拱肋8的下缘，伸出段自上而下套装有上横向约束套10、上横向约束缓冲螺母11，上横向约束套10和上横向约束缓冲螺母11构成上钢拉杆的横向约束构件，上横向约束套10由厚40mm的钢管构成，竖向布置，一端面做成平面，内表面内凹形成圆槽，用于放置上横向约束缓冲螺母11，另一端面为与拱肋下缘表面相适配的弧面并留坡口，其作用为与拱肋下缘表面相焊接，形成与拱肋相固定的结构，上钢拉杆2下端的外螺纹与上连接构件中的上双叉耳12的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构。上横向约束套10的下端具有凹槽，上横向约束缓冲螺母11嵌装在上横向约束套10的凹槽处，上横向约束缓冲螺母11材质为尼龙，具有一定变形能力，上双叉耳12的顶部还具有外螺纹，上横向约束缓冲螺母11通过自身的内螺纹与上双叉耳12的外螺纹相连接，上约束套10与拱肋8的下缘紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体1所受的横向外力传递至上横向约束缓冲螺母11，然后通过上横向约束套10与拱肋8之间的固定连接，将横向外力传递至拱肋8，确保上钢拉杆2保持在拱肋预埋管9的中心，使得上钢拉杆2与拱肋预埋管9两者的中心线相重合，避免上钢拉杆2与拱肋8孔壁发生碰触，同时上横向约束缓冲螺母11的设置，避免了同为刚性材料的上连接构件的上双叉耳12与上横向约束套10之间的直接碰触，起到缓冲作用。

上钢拉杆的横向约束构件有效地解决了上钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力造成管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

下连接构件和上连接构件上下对称设置，下连接构件包括从下至上设置的下双叉耳21、下销轴19以及下单叉耳18，下双叉耳21、下销轴19以及下单叉耳18的结构与对应的上双叉耳12、上销轴14以及上单叉耳15结构相同，下销轴19具有下销轴挡板20，下双叉耳21的下端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，下钢拉杆3的上端带有外螺纹，下双叉耳21的下端与下钢拉杆3的上端螺纹连接，下双叉耳21和下单叉耳18均竖向设置，下双叉耳21具有插槽，下单叉耳18插装在下双叉耳21的插槽内，下销轴19为横向设置的圆钢棒，下双叉耳21和下单叉耳18均横向开设有销孔，下销轴19同时穿过下单叉耳18以及下双叉耳21的销孔，从而将下单叉耳18以及下双叉耳21铰接在一起，下销轴19设置有槽口，作为下销轴挡板20的卡槽，下销轴挡板20插装在该卡槽内以固定上销轴13，防止上销轴13周向转动。下单叉耳18的上端具有外螺纹，索体上锚头16的下端具有内螺纹，下单叉耳18的上端与索体上锚头16的下端螺纹连接，与索体上锚头16螺纹连接成整体的可拆卸式连接结构，在下单叉耳18预留的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承，下单叉耳18预留的销孔以及安装的向心关节轴承与上单叉耳15预留的销孔以及向心关节轴承152结构相同，设置向心关节轴承能够有效消除柔性的吊杆索体1所受的水平横向应力会传递至下钢拉杆3的问题，确保下钢拉杆3只承受轴力，杜绝了下钢拉杆3因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。

下钢拉杆3的上端穿过横梁预埋管25后伸出横梁26的上端，伸出段自下而上套装有横梁预埋钢板24、下横向约束套23以及下横向约束缓冲螺母22，横梁预埋钢板24、下横向约束套23和下横向约束缓冲螺母22构成下钢拉杆的横向约束构件，下横向约束套23和下横向约束缓冲螺母22与对应的上横向约束套10和上横向约束缓冲螺母11结构相同，横梁预埋钢板24横向预埋在横梁26的上端，横梁预埋钢板24的中心与横梁预埋管25对中，旧吊杆拆除后，根据横梁预埋钢板24尺寸大小在横梁处放样，凿除横梁顶面钢筋保护层，露出横梁钢筋，将横梁预埋管25与横梁露出钢筋相焊接，穿过预埋钢板镂空位置在横梁面上钻孔植筋，植筋钢筋牢固后与横梁预埋管25焊接，下钢拉杆3上端的外螺纹与下连接构件中的下双叉耳21的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构。下横向约束套23的上端具有凹槽，下横向约束缓冲螺母22嵌装在下横向约束套23的凹槽处，下双叉耳21的底部还具有外螺纹，下横向约束缓冲螺母22通过自身的带螺纹与下双叉耳21的外螺纹相连接，下横向约束套23与横梁预埋钢板24紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体1所受的横向外力传递至下横向约束缓冲螺母22，然后通过下横向约束套23与横梁预埋钢板24之间的固定连接，将横向外力传递至横梁26，确保下钢拉杆3保持在横梁预埋管25的中心，使得下钢拉杆3与横梁预埋管25两者的中心线相重合，避免下钢拉杆3与横梁26孔壁发生碰触，同时下横向约束缓冲螺母22的设置，避免了同为刚性材料的下连接构件的下双叉耳21与下横向约束套23之间的直接碰触，起到缓冲作用。

横梁预埋钢板24位于横梁26顶面，与横梁26顶面露出的钢筋相焊接，穿过横梁预埋钢板24镂空位置在横梁26顶面上钻孔植筋，植筋钢筋牢固后与横梁预埋钢板24相焊接。下横向约束套23与预埋钢板24的接触面进行周圈满焊，然后浇筑灌浆料，将横梁预埋钢板24埋入横梁26上端，与横梁26形成整体。

下横向约束套23与横梁预埋钢板24焊接成整体，横梁预埋钢板24与横梁26上端固接成整体，有效地限制了下钢拉杆3的移动，下横向约束缓冲螺母22能够有效缓冲下钢拉杆3与下横向约束套23之间的横向力，杜绝了横梁预埋管25管壁与下钢拉杆3的微动磨损。下钢拉杆横向约束构件能够有效解决了下钢拉杆3由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力导致管壁与下钢拉杆3的微动磨损，长年累月作用造成下钢拉杆3断裂问题。

下钢拉杆的横向约束构件有效地解决了下钢拉杆由于桥梁位移、温度、动载等因素产生的附加应力导致管壁与钢拉杆的微动磨损，长年累月作用造成钢拉杆断裂问题。

下钢拉杆3穿过横梁26混凝土内预埋管25，下端穿过下锚垫板27及下球面支座28及下球面螺母29，且通过下钢拉杆3下端外带螺纹与下球面螺母29内螺纹将下钢拉杆3下端锚固在横梁锚固孔处。

该吊杆体系还包括保护罩4，保护罩4竖向设置，位于拱肋处锚固孔且伸出拱肋上缘，由20mm厚上端带外螺纹圆管及与圆管配套的内带螺纹的铁盖组成，保护罩4外侧与锚固孔混凝土壁间灌注结构胶，保护罩4与拱肋预埋管9周圈围焊，将拱肋处锚固孔形成一个封闭的密闭空间，该密闭空间内灌注有不干性密封胶，正常运营情况下，保护罩4充当拱肋处锚固孔内构件与外部水汽的隔绝及保护作用，维修保养情况下，旋开保护罩铁盖，保护罩4圆管即可充当上钢拉杆张拉调索时千斤顶的撑脚，解决了运营工程中传统拱桥吊杆体系上钢拉杆检查困难的问题，及方便了后期维修保养情况下的吊杆力调整、吊杆更换张拉、锚固。

吊杆体系还包括各构件的防腐，首先上锚固单元采用保护罩4将上锚固孔全部包容在内，将拱肋8处锚固孔形成一个封闭的密闭空间，该密闭空间内灌注不干性密封胶。上钢拉杆2与拱肋预埋管9之间，上钢拉杆横向约束构件处均采用灌注不干性密封胶填充密实。其次钢构件表面均采用厂家热镀锌防腐，外露构件在吊杆安装完成后，进行三次表面喷涂油漆防腐处理。第三，下钢拉杆横向约束构件、下钢拉杆3与横梁预埋管25之间及下锚固孔间均灌注不干性密封胶。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，包括吊杆索体，其特征在于：所述吊杆体系还包括上钢拉杆、下钢拉杆和连接构件，其中，上钢拉杆和下钢拉杆均为刚性拉杆，吊杆索体为柔性拉索，两段刚性拉杆位于上、下两端，上钢拉杆与预埋在拱桥的拱肋中的上锚固单元固定相连接，下钢拉杆与预埋在拱桥的横梁中的下锚固单元固定相连接，吊杆索体的上端与上钢拉杆通过上连接构件相铰接，下端与下钢拉杆通过下连接构件相铰接，由此构成的吊杆体系为两端为刚性拉杆、中间为柔性拉索的三段铰接式结构，所述的上锚固单元、下锚固单元、上连接构件和下连接构件构成吊杆体系的整个连接构件，该吊杆体系可调可检可换，不但方便后期养护检查、更换及吊杆力调整，解决了新建桥梁施工时或者运营过程中拱肋变形或横梁受外力作用下导致上下预埋管孔位对中误差从而对新吊杆产生水平应力的问题。

2.根据权利要求1所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述的上连接构件包括从上至下设置的上双叉耳、上销轴以及上单叉耳，上销轴具有上销轴挡板，上双叉耳的上端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，上钢拉杆的下端带有外螺纹，上双叉耳的上端与上钢拉杆的下端螺纹连接，上双叉耳和上单叉耳均竖向设置，上双叉耳具有插槽，上单叉耳插装在上双叉耳的插槽内，上销轴为横向设置的圆钢棒，上双叉耳和上单叉耳均横向开设有销孔，上销轴同时穿过上单叉耳以及上双叉耳的销孔，从而将上单叉耳以及上双叉耳铰接在一起，上销轴设置有槽口，作为上销轴挡板的卡槽，上销轴挡板插装在该卡槽内以固定上销轴，防止上销轴周向转动，上单叉耳的下端具有外螺纹，索体上锚头的上端具有内螺纹，上单叉耳的下端与索体上锚头的上端螺纹连接，形成整体的可拆卸式连接结构，与索体上锚头螺纹连接成整体。

3.根据权利要求2所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：在所述上单叉耳的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承，能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至上钢拉杆的问题，确保上钢拉杆只承受轴力，杜绝了上钢拉杆因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。

4.根据权利要求2所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述上钢拉杆的下端伸出拱肋的下缘，伸出段自上而下套装有上横向约束套、上横向约束缓冲螺母，上横向约束套和上横向约束缓冲螺母构成上钢拉杆的横向约束构件，上钢拉杆下端的外螺纹与上连接构件中的上双叉耳的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构，上横向约束套的下端具有凹槽，上横向约束缓冲螺母嵌装在上横向约束套的凹槽处，上双叉耳的顶部还具有外螺纹，上横向约束缓冲螺母通过自身的内螺纹与上双叉耳的外螺纹相连接，上约束套与拱肋的下缘紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体所受的横向外力传递至上横向约束缓冲螺母，然后通过上横向约束套与拱肋之间的固定连接，将横向外力传递至拱肋。

5.根据权利要求2所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述的下连接构件和上连接构件上下对称设置，所述的下连接构件包括从下至上设置的下双叉耳、下销轴以及下单叉耳，下销轴具有下销轴挡板，下双叉耳的下端具有圆凹槽，凹槽槽口带内螺纹，下钢拉杆的上端带有外螺纹，下双叉耳的下端与下钢拉杆的上端螺纹连接，下双叉耳和下单叉耳均竖向设置，下双叉耳具有插槽，下单叉耳插装在下双叉耳的插槽内，下销轴为横向设置的圆钢棒，下双叉耳和下单叉耳均横向开设有销孔，下销轴同时穿过下单叉耳以及下双叉耳的销孔，从而将下单叉耳以及下双叉耳铰接在一起，下销轴设置有槽口，作为下销轴挡板的卡槽，下销轴挡板插装在该卡槽内以固定上销轴，防止上销轴周向转动，下单叉耳的上端具有外螺纹，索体上锚头的下端具有内螺纹，下单叉耳的上端与索体上锚头的下端螺纹连接，与索体上锚头螺纹连接成整体的可拆卸式连接结构。

6.根据权利要求5所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：在所述下单叉耳的销孔内，安装有固体自润滑材料向心关节轴承，能够有效消除柔性的吊杆索体所受的水平横向应力会传递至下钢拉杆的问题，确保下钢拉杆只承受轴力，杜绝了下钢拉杆因受水平横向力作用造成的拉杆断裂问题。

7.根据权利要求5所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述下钢拉杆的上端伸出横梁的上端，伸出段自下而上套装有横梁预埋钢板、下横向约束套以及下横向约束缓冲螺母，横梁预埋钢板、下横向约束套和下横向约束缓冲螺母构成下钢拉杆的横向约束构件，横梁预埋钢板横向预埋在横梁的上端，下钢拉杆上端的外螺纹与下连接构件中的下双叉耳的内螺纹相连接，形成可拆卸式连接结构，下横向约束套的上端具有凹槽，下横向约束缓冲螺母嵌装在下横向约束套的凹槽处，下双叉耳的底部还具有外螺纹，下横向约束缓冲螺母通过自身的带螺纹与下双叉耳的外螺纹相连接，下横向约束套与横梁预埋钢板紧密贴紧，且相接触处进行周圈满焊，将吊杆索体所受的横向外力传递至下横向约束缓冲螺母，然后通过下横向约束套与横梁预埋钢板之间的固定连接，将横向外力传递至横梁。

8.根据权利要求1至7任一项所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述的上锚固单元包括自上而下设置并且环套上钢拉杆上端的上球面螺母、上球面支座和上锚垫板，上钢拉杆上端穿过上锚垫板、上球面支座及上球面螺母，通过上钢拉杆上端外带螺纹与上球面螺母内带螺纹锚固于拱肋处锚固孔内，上球面螺母与带外螺纹的上钢拉杆螺纹连接，从而将上钢拉杆的力传递至拱肋，上锚固单元处于灌满不干性密封胶的保护罩内的密闭结构。

9.根据权利要求1至7任一项所述的刚性拉杆结合柔性拉索三段铰式的拱桥吊杆体系，其特征在于：所述的拱桥的横梁内预埋有竖向设置的横梁预埋管，所述下钢拉杆的下端穿过拱桥的横梁后通过所述的下锚固单元锚接在横梁的锚固孔内，该下锚固单元包括自上而下设置并且环套下钢拉杆的下锚垫板、下球面支座和下球面螺母，下锚垫板横向设置在横梁的锚固孔上，下球面螺母与带外螺纹的下钢拉杆螺纹连接。