CN108374323B - 一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构。包括索塔和锚固在索塔塔冠上的钢锚箱；所述的钢锚箱包括顶板、底板和侧板；所述的底板为弯曲的弧形板体，两块侧板固定在底板轴向两侧形成具有向下凸出弧面的中空箱体；所述的顶板固定在底板和侧板上端；所述的底板下端弧面上穿插有多根斜拉索套筒；所述的斜拉索套筒为两端开口的管状结构，斜拉索套筒端部穿过底板与钢锚箱内的锚固结构固定连接；所述的钢锚箱嵌套在塔冠上并通过侧板上的固定结构锚固在塔冠上。本发明的锚固结构安装方便，结构简单，提高了斜拉索受力稳定性和安全性，提高了安装精度，降低了成本，具有极大的推广价值。

Description

一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构
技术领域
本发明涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构。
背景技术
斜拉桥索塔锚固构造是斜拉索与桥塔之间传递索力的重要结构，构造及受力复杂，是斜拉桥设计的关键部位。
目前斜拉桥索塔锚固方式有环向预应力、钢锚梁和钢锚箱三大类，但是从锚固形式上看均为分散锚固，分散锚固时斜拉索在塔柱范围内多处穿孔锚固，对塔柱截面削弱较大，影响桥塔整体受力，且塔柱锚固处节段局部构造多样化，不利于塔柱节段的标准化制造和施工，同时需要在多处进行斜拉索张拉施工，施工繁琐。
拱承斜拉桥塔柱一般多采用钢结构桥塔，分散锚固将进一步加大塔柱节段制造及安装难度，同时后期养护工作量大。为了解决这一问题，有专利号为“CN106400675A”的名为“一种钢锚箱及其安装方法”的中国发明专利介绍了一种集束锚固结构，该结构为多块钢板组成的箱体结构，箱体上插装有多个斜套筒，通过斜套筒将斜拉索引入到锚箱内将其进行固定。该锚箱有效减小了斜拉索对桥塔的水平拉力。但实际上该锚箱结构较为庞大，安装较为困难，斜拉索的锚固点太少，并没有充分利用锚箱的结构。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的钢锚箱存在结构复杂、安装困难以及斜拉索锚点太少的问题，提供一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构。
本发明的技术方案为：一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：包括索塔和锚固在索塔塔冠上的钢锚箱；所述的钢锚箱包括顶板、底板和侧板；所述的底板为弯曲的弧形板体，两块侧板固定在底板轴向两侧形成具有向下凸出弧面的中空箱体；所述的顶板固定在底板和侧板上端；所述的底板下端弧面上穿插有多根斜拉索套筒；所述的斜拉索套筒为两端开口的管状结构，斜拉索套筒端部穿过底板与钢锚箱内的锚固结构固定连接；所述的钢锚箱嵌套在塔冠上并通过侧板上的固定结构锚固在塔冠上。
进一步的所述的锚固结构包括位于钢锚箱内的锚垫块；所述的锚垫块为固定在底板上端面上的钢构件，锚垫块上开设有供斜拉索穿过的通孔；所述的斜拉索套筒穿过底板与锚垫块固定连接。
进一步的所述的斜拉索套筒垂直穿设于底板上，斜拉索套筒轴线与底板轴线垂直相交。
进一步的所述的底板上布置有两组分置于索塔两侧的斜拉索套筒，每组斜拉索套筒包括多排沿底板轴向方向间隔布置的斜拉索套筒，每排斜拉索套筒包括多根沿底板圆周方向间隔布置的斜拉索套筒。
进一步的所述的两组斜拉索套筒以底板圆心为中心相互对称。
进一步的所述的钢锚箱内设置有纵向加劲板；所述的纵向加劲板为垂直底板轴线的竖直板体，纵向加劲板下端固定在底板上端面上、上端与顶板下端面固定，纵向加劲板与侧板平行将钢锚箱分隔成多个独立的腔室。
进一步的所述的钢锚箱内设置有多块间隔布置的横向加劲板；所述的横向加劲板为垂直固定在纵向加劲板和侧板之间的竖直板体，横向加劲板的上端和下端分别固定在顶板和底板上。
进一步的所述的横向加劲板上开设有供施工人员穿过的人孔。
进一步的所述的索塔包括两根分置于桥梁主梁横桥向两侧的塔柱，两根塔柱沿竖向倾斜布置其上端相交形成跨越主梁的拱形结构；所述的塔冠为两根塔柱上端相交形成的钢结构块，塔冠上开设有容纳钢锚箱的卡槽。
进一步的所述的固定结构包括L型的角钢；所述的角钢上开设有螺孔，角钢通过高强度螺栓将侧板固定在塔冠侧面。
本发明的索塔集束锚固结构，可有效解决拱承斜拉桥索塔锚固构造难题，塔顶设置集束式钢锚箱，斜拉索竖向倾角大、支撑效果更好，提高了竖向整体刚度，同时钢锚箱采用整体制造安装，有利于索塔快速施工，降低施工措施费，具有良好的经济效益。另外，本发明的锚固装置结构新颖，对拱塔起到点缀作用，斜拉索呈辐射型布置，景观效果好，具有良好的社会效益。
1、斜拉索在塔顶采用集中钢锚箱锚固，索梁夹角大、支撑效果好，优于常规斜拉桥，与系杆拱支撑效果相当；
2、斜拉索在塔顶采用集中锚固，避免了分散锚固对塔柱的过多穿孔，有利于节段的标准化制造和施工，同时采用集束钢锚箱锚固时斜拉索在塔顶集中张拉施工，施工便捷；
3、索塔集束式锚固钢锚箱采用铸焊组合结构，整体制造安装，加工精度及质量有保证，同时有利于索塔快速施工，后期养护维修工作量小；
4、采用索塔集束式钢锚箱锚固，斜拉索呈辐射型布置，钢锚箱对拱塔起到点缀作用，外观新颖，景观效果好。
本发明的锚固结构安装方便，结构简单，提高了斜拉索受力稳定性和安全性，提高了安装精度，降低了成本，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的索塔与钢锚箱连接结构示意图；
图2：本发明的钢锚箱与塔冠连接结构示意图；
图3：本发明的钢锚箱结构示意图；
图4：本发明的钢锚箱内部结构示意图；
其中：1—塔冠；2—顶板；3—底板；4—侧板；5—斜拉索套筒；6—锚垫块；7—纵向加劲板；8—横向加劲板；9—人孔；10—塔柱；11—角钢。
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。
如图1～4，为用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，本实施例的索塔包括两根分置于桥梁主梁横桥向两侧的塔柱10，两根塔柱10沿竖向倾斜布置其上端相交形成跨越主梁的拱形结构，塔冠1为两根塔柱10上端相交形成的钢结构块，斜拉索上端锚固在塔冠1上，下端锚固在桥梁主梁上，本实施例的塔冠1上布置有钢锚箱，塔冠1上开设有容纳钢锚箱的卡槽。
钢锚箱包括顶板2、底板3和侧板4，底板3为弯曲的弧形板体，底板3向上弯曲形成向下凸起的弧形板，其轴向沿桥梁的水平横桥向布置，其圆心位于底板3上方。两块侧板4固定在底板3轴向两侧形成具有向下凸出弧面的中空箱体，顶板2固定在底板3和侧板4上端，底板3下端弧面上穿插有多根斜拉索套筒5，斜拉索套筒5为两端开口的管状结构，斜拉索穿过斜拉索套筒5伸入到钢锚箱中，斜拉索套筒5端部穿过底板3与钢锚箱内的锚固结构固定连接。
如图4所示，锚固结构包括位于钢锚箱内的锚垫块6，锚垫块6为固定在底板3上端面上的钢构件，锚垫块6上开设有供斜拉索穿过的通孔，斜拉索套筒5穿过底板3与锚垫块6固定连接。
为了使受力更加集中，本实施例的斜拉索套筒5垂直穿设于底板3上，斜拉索套筒5轴线与底板3轴线垂直相交。即斜拉索套筒5是沿底板3的径向发散布置的。本实施例的斜拉索套筒5布置方式为：底板3上布置有两组分置于索塔两侧的斜拉索套筒5，每组斜拉索套筒包括多排沿底板3轴向方向间隔布置的斜拉索套筒，每排斜拉索套筒包括多根沿底板圆周方向间隔布置的斜拉索套筒5。两组斜拉索套筒5以底板3圆心为中心相互对称。
钢锚箱内部设置有加劲板，通过增设加劲板增加整个钢锚箱的整体强度。如图4所示，钢锚箱内设置有纵向加劲板7，纵向加劲板7为垂直底板3轴线的竖直板体，纵向加劲板7下端固定在底板3上端面上、上端与顶板2下端面固定，纵向加劲板7与侧板4平行将钢锚箱分隔成多个独立的腔室。钢锚箱内设置有多块间隔布置的横向加劲板8，横向加劲板8为垂直固定在纵向加劲板7和侧板4之间的竖直板体，横向加劲板8的上端和下端分别固定在顶板2和底板3上。
本实施例的纵向加劲板7有一块，位于两组锚垫块6之间，横向加劲板8与纵向加劲板7纵横交错布置，形成稳定的网状骨架结构。为了便于焊接施工操作，本实施例在横向加劲板8上开设有供施工人员穿过的人孔9。
实际安装时，预先在工厂加工出设计好的钢锚箱，再通过吊运装置将钢锚箱吊运至塔冠1处，将钢锚箱嵌套在塔冠1上的卡槽内，然后通过固定结构将钢锚箱固定在塔冠1上。如图2所示，固定结构包括L型的角钢11，角钢11上开设有螺孔，角钢11通过高强度螺栓将侧板4固定在塔冠1侧面上。
通过使用高强度螺栓穿过角钢11上的螺孔将侧板4固定在塔冠1上，即可完成钢锚箱的固定安装。最后将斜拉索穿过斜拉索套筒5伸入到钢锚箱中，将其锚固在锚垫块6上，完成斜拉索的布置。
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 (10)

1.一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：包括索塔和锚固在索塔塔冠(1)上的钢锚箱；所述的钢锚箱包括顶板(2)、底板(3)和侧板(4)；所述的底板(3)为弯曲的弧形板体，两块侧板(4)固定在底板(3)轴向两侧形成具有向下凸出弧面的中空箱体；所述的顶板(2)固定在底板(3)和侧板(4)上端；所述的底板(3)下端弧面上穿插有多根斜拉索套筒(5)；所述的斜拉索套筒(5)为两端开口的管状结构，斜拉索套筒(5)端部穿过底板(3)与钢锚箱内的锚固结构固定连接；所述的钢锚箱嵌套在塔冠(1)上并通过侧板(4)上的固定结构锚固在塔冠(1)上。
2.如权利要求1所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的锚固结构包括位于钢锚箱内的锚垫块(6)；所述的锚垫块(6)为固定在底板(3)上端面上的钢构件，锚垫块(6)上开设有供斜拉索穿过的通孔；所述的斜拉索套筒(5)穿过底板(3)与锚垫块(6)固定连接。
3.如权利要求1所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的斜拉索套筒(5)垂直穿设于底板(3)上，斜拉索套筒(5)轴线与底板(3)轴线垂直相交。
4.如权利要求3所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的底板(3)上布置有两组分置于索塔两侧的斜拉索套筒(5)，每组斜拉索套筒包括多排沿底板(3)轴向方向间隔布置的斜拉索套筒，每排斜拉索套筒包括多根沿底板圆周方向间隔布置的斜拉索套筒(5)。
5.如权利要求4所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的两组斜拉索套筒(5)以底板(3)圆心为中心相互对称。
6.如权利要求1所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的钢锚箱内设置有纵向加劲板(7)；所述的纵向加劲板(7)为垂直底板(3)轴线的竖直板体，纵向加劲板(7)下端固定在底板(3)上端面上、上端与顶板(2)下端面固定，纵向加劲板(7)与侧板(4)平行将钢锚箱分隔成多个独立的腔室。
7.如权利要求6所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的钢锚箱内设置有多块间隔布置的横向加劲板(8)；所述的横向加劲板(8)为垂直固定在纵向加劲板(7)和侧板(4)之间的竖直板体，横向加劲板(8)的上端和下端分别固定在顶板(2)和底板(3)上。
8.如权利要求7所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的横向加劲板(8)上开设有供施工人员穿过的人孔(9)。
9.如权利要求1所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的索塔包括两根分置于桥梁主梁横桥向两侧的塔柱(10)，两根塔柱(10)沿竖向倾斜布置其上端相交形成跨越主梁的拱形结构；所述的塔冠(1)为两根塔柱(10)上端相交形成的钢结构块，塔冠(1)上开设有容纳钢锚箱的卡槽。
10.如权利要求9所述的一种用于拱承斜拉桥的索塔集束锚固结构，其特征在于：所述的固定结构包括L型的角钢(11)；所述的角钢(11)上开设有螺孔，角钢(11)通过高强度螺栓将侧板(4)固定在塔冠(1)侧面。
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