CN106906744A - 一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍，包括主索鞍、滚轴组件、限位装置及顶推装置。限位拉杆穿过限位挡块、缓冲弹簧及鞍体挡块并与螺母联接，以约束主索鞍的纵向位移；当主缆力差超过临界值时，限位拉杆与螺母间的联接被拉坏，主索鞍将向缆力较大侧移动，同时该侧的缓冲弹簧将受压变形以减弱主索鞍的动能；当交通恢复正常时，启动千斤顶可将主索鞍顶推复位。本发明既可保证在正常交通荷载下的结构稳定性及行车舒适性，又可保证在特殊交通荷载下的主缆抗滑安全性，具有适应性强、自动化水平高、受力关系明确等优点，尤其适用于多塔悬索桥结构。

Description

一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍
技术领域
本发明属于悬索桥技术领域，具体涉及一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍。
背景技术
主索鞍是在桥塔顶部支撑主缆的永久性构件，其均匀传递主缆压力并使主缆线形平顺过渡。为保证结构安全，主缆与主索鞍间不允许发生相对位移。目前，主索鞍多固定于桥塔上，此时桥塔两侧的主缆力差仅通过主缆与主索鞍间的摩擦力来抵抗，故主缆的抗滑能力较为有限。
多塔悬索桥是跨越海湾、海峡等宽阔水域的理想桥型，然而对于该桥型而言，存在着发生特殊交通状况的可能性，即相邻桥跨间出现一跨满布活载、另一跨少量活载(极端情况空载)的情况，此时桥跨间的主缆力差很大，由此引起较突出的主缆抗滑问题。受限于该问题，目前已建成的三座大跨度多塔悬索桥(泰州长江公路大桥、马鞍山长江公路大桥及武汉鹦鹉洲长江公路大桥)均采用了偏柔性的钢结构中塔形式，以利用塔顶变形来减小主缆力差，进而规避主缆的滑移风险，但其代价是全桥结构刚度的降低以及工程费用的显著提高，因此现有做法并不是一种有利的解决方案。
另一种抗滑构思是采用滑移式主索鞍，即利用主索鞍在纵向的实时滑移来适应主缆力差的动态变化。然而，由车辆荷载等外界因素的随机性所决定，主缆力差在一定范围内会始终存在，相应地，主索鞍会在纵向始终往复移动，这无疑将对结构稳定性、构件耐久性及行车舒适性产生不利影响。事实上，主缆与主索鞍间的摩擦力通常能够满足正常交通荷载下的主缆抗滑要求，而特殊交通荷载的重现率很低且往往持续时间较短。因此，采用滑移式主索鞍的抗滑构思仅注重了短时效益而忽略了长期弊端，具有较明显的应用局限性。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍，包括主索鞍及由滚轴组件、限位装置及顶推装置构成的临界可移动机构；主索鞍1与固定于桥塔2上的基底板3之间设置滚轴组件，所述滚轴组件由同步联板5和置于其下的若干滚轴的构成，用于支撑主索鞍并使其可沿纵向移动。
所述限位装置固定于基底板上，至少四个同样构造的限位装置沿基底板3中轴线纵向两两分置于主索鞍1两侧边沿，限位装置的限位挡块6顶紧主索鞍1，限位挡块6与固定于主索鞍1上的鞍体挡块7均有预留孔道，且两者间设有缓冲弹簧8；限位拉杆9穿过所述预留孔道限位挡块6、缓冲弹簧8及鞍体挡块7并与螺母10联接；所述缓冲弹簧8及鞍体挡块7与螺母10构成一临界极限破坏机构。
所述顶推装置置于基底板中轴延伸线上，包括反力架和千斤顶。
限位装置上的限位挡块6顶紧主索鞍1，一方面约束主索鞍1横向位移，另一方面在主缆力差较小时，主索鞍纵向位移被其约束；当主缆力差超过临界值时；当发生特殊交通状况导致主缆力差超过临界值时，缆力较小侧的螺母与限位拉杆间的联接被拉坏，主索鞍将向缆力较大侧移动，同时该侧的缓冲弹簧将受压变形，从而可减弱主索鞍的动能。
临界极限破坏机构限位拉杆9和螺母10的联接强度以主缆抗滑所容许的最大主缆力差为临界值，计算对应的作用于鞍体的纵向不平衡力，并以此选择限位拉杆9和螺母10的联接强度。
两台顶推装置置于主索鞍中轴延伸线上，顶推装置包括反力架和千斤顶，两台反力架固定于塔顶两侧，用于放置千斤顶并为其提供反力；当交通恢复正常后，启动千斤顶将主索鞍顶推复位，然后更换限位拉杆和螺母，恢复结构正常功能。
本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，既可保证在正常交通荷载下的结构稳定性及行车舒适性，又可保证在特殊交通荷载下的主缆抗滑安全性，具有适应性强、自动化水平高、受力关系明确等优点，若应用于多塔悬索桥结构中，可显著提升中塔刚度的选择空间，由此可优化全桥受力性能并节省大量的工程费用。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的索鞍约束体系的立面图。
图2是本发明的索鞍约束体系的平面图。
图3是图1沿AA方向的截面图。
在图中，1.主索鞍，2.桥塔，3.基底板，4.滚轴，5.同步联板，6.固定挡块，7.鞍体挡块，8.缓冲弹簧，9.限位拉杆，10.螺母，11.千斤顶，12.挡板，13.加劲板，14.托架。
具体实施方案
在图1、图2和图3所示的临界可移动式主索鞍实施例中，主索鞍1与固定于桥塔2上的基底板3之间设置有滚轴组件，该组件由若干滚轴4和同步联板5组成，用于支撑主索鞍1并使其可沿纵向移动。固定于基底板3上的限位挡块6顶紧主索鞍1，以约束其横向位移。限位挡块6与固定于主索鞍1上的鞍体挡块7均有预留孔道，且两者间设有缓冲弹簧8。以主缆抗滑所容许的最大主缆力差为临界值，计算对应的作用于鞍体的纵向不平衡力，并以此选择限位拉杆9和螺母10的联接强度。限位拉杆9穿过限位挡块6、缓冲弹簧8及鞍体挡块7并与螺母10联接，使得主索鞍1在主缆力差较小时的纵向位移被约束。当发生特殊交通状况导致主缆力差超过临界值时，缆力较小侧的螺母10与限位拉杆9间的联接被拉坏，主索鞍1将朝缆力较大侧活动，同侧的缓冲弹簧8将受压变形，由此可减弱主索鞍1的动能。主索鞍1的最大位移量可通过其与千斤顶11的纵向间距来控制。由挡板12、加劲板13及托架14所组成的反力架固定于塔顶两侧，用于放置千斤顶11并为其提供反力。当交通恢复正常后，启动千斤顶11将主索鞍1顶推至初始位置，然后更换已破坏的限位拉杆9和螺母10，从而使主索鞍1的纵向位移重新被约束。最后，卸载千斤顶11并回复至初始位置。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍，其特征在于，包括主索鞍及由滚轴组件、限位装置和顶推装置构成的临界可移动机构；主索鞍(1)与固定于桥塔(2)上的基底板(3)之间设置滚轴组件，所述滚轴组件由同步联板(5)和置于其下的若干滚轴的构成，用于支撑主索鞍并使其可沿纵向移动；
所述限位装置固定于基底板上，至少四个同样构造的限位装置沿基底板(3)中轴线纵向两两分置于主索鞍(1)两侧边沿，限位装置的限位挡块(6)顶紧主索鞍(1)，限位挡块(6)与固定于主索鞍(1)上的鞍体挡块(7)均有预留孔道，且两者间设有缓冲弹簧(8)；限位拉杆(9)穿过所述预留孔道限位挡块(6)、缓冲弹簧(8)及鞍体挡块(7)并与螺母(10)联接；所述缓冲弹簧(8)及鞍体挡块(7)与螺母(10)构成一临界极限破坏机构；
两台顶推装置置于主索鞍中轴延伸线上，顶推装置包括反力架和千斤顶，两台反力架固定于塔顶两侧，千斤顶置于反力架上。
2.根据权利要求1所述的用于主缆抗滑的临界可移动式主索鞍，其特征在于，所述临界极限破坏机构以主缆抗滑所容许的最大主缆力差为临界值，计算对应的作用于鞍体的纵向不平衡力，并以此选择限位拉杆(9)和螺母(10)的联接强度。
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