CN108660924A - 双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，包括设有承缆槽的索鞍，设置于承缆槽鞍座内的顶缆以及底缆，所述承缆槽内上下设有两条主缆，上下两条主缆之间间隔设有哑铃型摩擦板结构，所述摩擦板的顶面与顶缆的索股布置结构相契合，所述摩擦板的底面与底缆的索股布置结构相契合。通过顶缆与底缆保证多塔悬索桥结构体系刚度和平衡力，再此基础上通过哑铃型摩擦板结构增加摩擦面，由此使得顶缆和底缆与索鞍之间的摩擦力大大增加，由此大大提高了多塔悬索桥体系结构抗滑移安全性。

Description

双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构

技术领域

本发明涉及悬索桥梁技术领域，具体而言，涉及一种双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构。

背景技术

随着经济的迅速发展和对交通需求的不断提高，跨越江面和海峡等宽阔水域的连岛和洲际桥梁不断修建，悬索桥是极具竞争力的桥型之一，而在特定的地形和地质条件下，多塔悬索桥具有突出优势。多塔悬索桥作为跨越宽阔海峡以及江面的较为经济的选择，引起了国内外学者的广泛研究。

多塔悬索桥的结构和受力特性决定了其具有刚度较小的缺陷。多塔悬索桥结构体系的刚度是评价多塔悬索桥适用性、连续跨越能力和结构安全性的关键指标，因此上述缺陷成为了制约多塔悬索桥应用和发展的主要技术难题。

现有技术中采用刚性中主塔是提高多塔悬索桥结构体系刚度的有效途径之一，但增加中主塔刚度，不仅直接导致中主塔两侧主缆的不平衡力显著增加，显著降低主缆与鞍座间的抗滑移安全性，而且导致主塔和下部结构规模大幅度增加。

为了提高多塔悬索桥结构体系的竖向刚度，国内外学者均提出双缆结构概念，其主要是通过在一个索面内布置两根主缆，可实现荷载在两根主缆之间的灵活分配，优化悬索桥结构的受力特性，减小中主塔塔顶所受的不平衡力，显著改善了传统单缆悬索桥的上述问题。

但是，目前初步研究表明相比于传统的单缆体系，双缆体系虽可以提高多塔悬索桥结构体系的竖向刚度，并且通过顶缆所受不平衡力与底缆所受不平衡力方的反向抵消，减小最不利荷载工况下中主塔塔顶所受的不平衡力。但是由于顶部和底部两根主缆的两个不平衡力均会增大，因此抗滑移问题相比于单缆结构时更加严重。

因此目前需要一种既能够保证多塔悬索桥结构体系刚度和平衡力又能够满足抗滑移安全性要求的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构。

发明内容

本发明的主要目的在于提供双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，以解决现有技术中多塔悬索桥体系结构抗滑移安全性低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，包括设有承缆槽的索鞍，设置于承缆槽鞍座内的顶缆以及底缆，所述承缆槽内上下设有两条主缆，上下两条主缆之间间隔设有哑铃型摩擦板结构，所述摩擦板的顶面与顶缆的索股布置结构相契合，所述摩擦板的底面与底缆的索股布置结构相契合。通过顶缆与底缆保证多塔悬索桥结构体系刚度和平衡力，再此基础上通过哑铃型摩擦板结构增加摩擦面，由此使得顶缆和底缆与索鞍之间的摩擦力大大增加，由此大大提高了多塔悬索桥体系结构抗滑移安全性。

进一步地，顶缆以及底缆的每列索股之间均设有填充物。设有填充物以填补索股之间的空隙，此填充物具有很小的弹性模量，由此进一步增大索股与索股之间的摩擦力，从而进一步增大顶缆和底缆与索鞍之间的摩擦力。

进一步地，所述哑铃型摩擦板结构包括摩擦板主体以及设置于摩擦板主体两侧的榫头，所述榫头在承缆槽上对应的位置设有供榫头安装的安装槽。由此利于哑铃型摩擦板结构的稳定安装。

进一步地，所述安装槽为沿承缆槽槽壁延伸至承缆槽顶部的滑槽，所述榫头安装之后滑槽内榫头至承缆槽顶部空余的位置由填充板固定填充。滑槽方便了哑铃型摩擦结构的安装，设置填充板进一步加固哑铃型摩擦结构的安装。

进一步地，所述填充板与承缆槽槽壁通过锚定螺栓固定相连。由此方便填充板的固定。

本发明提供了以下几种形式的哑铃型摩擦板结构，第一种，所述哑铃型摩擦板结构顶面与底面为锯齿面；第二种所述哑铃型摩擦板结构顶面为锯齿面，底面为平面。第三种，所述哑铃型摩擦板结构顶面为锯齿面，底面为凹弧面。

进一步地，所述顶缆与底缆中各列相邻索股之间设有竖向摩擦板。由此进一步增大顶缆、底缆与索鞍之间的摩擦力。

进一步地，所述底缆中的各竖向摩擦板与所述哑铃型摩擦结构之间设有压缩条。由此避免上部传来的径向压力没有传递到底缆，而直接通过底缆之间的竖向摩擦板传至索鞍索鞍的下部。

可见，通过顶缆与底缆保证多塔悬索桥结构体系刚度和平衡力，再此基础上通过哑铃型摩擦板结构增加摩擦面，使得顶缆和底缆与索鞍之间的摩擦力大大增加，由此大大提高了多塔悬索桥体系结构抗滑移安全性。本发明结构设计合理且简洁，现场施工过程方便快捷，在实际工程中具有很高的经济性和实用性。本发明主要适用于多塔悬索桥技术领域。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例一的结构示意图。

图2为本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例一的俯视图。

图3为本发明发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例一的安装过程图。

图4为本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例一的立体结构示意图

图5为图4中A部分的结构放大示意图。

图6位图4中B部分的结构放大示意图。

图7为本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例二的结构示意图。

图8为实施例二中哑铃型摩擦板结构的结构示意图。

图9本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构中实施例三的结构示意图。

图10为实施例三中哑铃型摩擦板结构的结构示意图。

上述附图中的有关标记为：

1—索鞍；

2—底缆；

3—加劲板；

4—哑铃形横向摩擦板；

5—填充板；

6—锚定螺栓；

7—顶缆；

8—填充物；

9—锚杆；

10—锚定螺栓；

11—榫头；

12—底板；

13—安装槽；

14—承缆槽；

15—竖向摩擦板；

16—压缩条；

17—竖向摩擦板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本具体实施方式中双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，包括设有承缆槽14的索鞍1，设置于承缆槽14鞍座内的顶缆7以及底缆2，所述承缆槽14内上下设有两条主缆，上下两条主缆之间间隔设有哑铃型摩擦板结构4，所述摩擦板的顶面与顶缆7的索股布置结构相契合，所述摩擦板的底面与底缆2的索股布置结构相契合。

顶缆7以及底缆2的每列索股之间均设有填充物8。

所述哑铃型摩擦板结构4包括摩擦板主体以及设置于摩擦板主体两侧的榫头11，所述榫头11在承缆槽14上对应的位置设有供榫头11安装的安装槽13。

所述安装槽13为沿承缆槽14槽壁延伸至承缆槽14顶部的滑槽，所述榫头11安装之后滑槽内榫头11至承缆槽14顶部空余的位置由填充板5固定填充。

所述填充板5与承缆槽14槽壁通过锚定螺栓6,10固定相连。

所述哑铃型摩擦板结构4顶面与底面为锯齿面。

所述哑铃型摩擦板结构4顶面为锯齿面，底面为平面。

所述哑铃型摩擦板结构4顶面为锯齿面，底面为凹弧面。

所述顶缆7与底缆2中各列相邻索股之间设有竖向摩擦板15,17。

所述底缆2中的各竖向摩擦板15,17与所述哑铃型摩擦结构之间设有压缩条16。

实施例一：

如图1、图2所示，本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构包括底板12、索鞍1、哑铃型摩擦板结构4、填充板5、加劲板3、锚杆9，所述底板12与设于悬索桥主塔顶部的底座连接，索鞍1与底板12连接。哑铃型摩擦板结构4横向安置于鞍座内的底缆2之上，通过哑铃型摩擦板结构4上的榫头11和承缆槽14内的安装槽13连接，填充板5用于在哑铃型摩擦板结构4安装完毕后填补安装槽13，并用锚定螺栓6固定。承缆槽14底面、哑铃型摩擦板结构4顶底均由阶梯状槽路构成，双缆悬索桥的顶缆7和底缆2可从其间通过并发生转向，以满足双缆悬索桥顶底缆不同的矢跨比要求。顶缆7和底缆2由若干索股布置而成，底缆2下表面支承在承缆槽14底面上，哑铃型摩擦板结构4底面支承在底缆2上，顶缆7下表面支承在哑铃型摩擦板结构4顶面上。哑铃型摩擦板结构4的设置能够限制顶缆7的纵向位移和径向位移，从而得以将顶缆7的径向压力传向下部的底缆2及索鞍1，相当于增加两个水平摩擦面，以提供足够的摩擦抗力以满足结构的抗滑移安全性。

承缆槽14内壁两侧的安装槽13沿纵向分布且长度为索鞍1纵向长度的四分之三，两侧内壁各有一个安装槽。槽壁外侧沿纵向设有9排加劲肋3，索鞍上端设有贯穿索鞍且由锚定螺栓10固定的锚杆9以增加整体结构的稳定性。

本具体实施方式中哑铃型摩擦板结构4上下面皆为阶梯状的锯齿面。

如图3所示，本实施例中双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构的具体安装步骤为：首先，提前在工厂对各部件进行预制。现场进行施工安装时，先将带有加劲板3的索鞍1支承固定在底板12上，随后安装底缆2，使其穿过索鞍1内部，并在底缆2顶部放置填充物以填补空隙；第二步，将横向两端带有榫头11的哑铃型摩擦板结构4通过安装槽13支承固定在底缆2之上；第三步，将安装槽13内、榫头11上方的空隙用填充板5进行填充，并通过锚定螺栓6对填充板5进行固定；第四步，将顶缆7和填充物8支承固定在哑铃型摩擦板结构4之上，然后安装锚杆9，并用锚定螺栓10进行固定。本发明双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构的整个结构设计合理且简洁，现场施工过程方便快捷，在实际工程中具有很高的经济性和实用性。

实施例二：

本实施例中的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构与实施例一的区别在于，本实施例中所述哑铃型摩擦板结构4顶面为锯齿面，底面为平面。

实施例三：

本实施例中的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构与实施例一的区别在于，本实施例中所述哑铃型摩擦板结构4顶面为锯齿面，底面为凹弧面。

实施例四：

如图4、图5、图6所示，本实施例与实施例一的区别在于：

位于顶缆7各列索股之间的竖向摩擦板17通过在其底端施焊直接固定于哑铃型摩擦板结构4之上；位于底缆2各列索股之间的竖向摩擦板15通过在其底端施焊固定于鞍槽底14，其中，在竖向摩擦板15与哑铃型摩擦板结构4之间，还设有可以压缩的压缩条16，以避免上部传来的径向压力没有传递到底缆2，而是直接通过底缆2之间的竖向摩擦板15传至鞍体1下部。底缆各列索股之间的竖向摩擦板15、压缩条16以及顶缆各列索股之间的竖向摩擦板17均各有12列。

本实施例中双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构的具体安装步骤为：首先，提前在工厂对各部件进行预制。现场进行施工安装时，先将带有加劲板3的鞍体1支承固定在底板1上，随后，将竖向摩擦板15焊接固定在鞍槽底14；第二步，安装底缆1，使其穿过鞍体1内部置于竖向摩擦板15之间，并在竖向摩擦板15顶端放置压缩条16，底缆1顶部放置填充物以填补空隙；第三步，将横向两端带有榫头11的横向摩擦板4通过安装槽13支承固定在底缆2之上；第四步，将安装槽13内、榫头11上方的空隙用填充板5进行填充，并通过锚定螺栓6对填充板5进行固定；第五步，将竖向摩擦板17底端焊接固定在哑铃型摩擦板结构4之上；第六步，将顶缆7支承固定在横向摩擦板4之上和竖向摩擦板17之间，并在顶缆7上方安置填充物8，然后安装锚杆9，并用锚定螺栓10进行固定。整个结构设计合理且简洁，现场施工过程方便快捷，在实际工程中具有很高的经济性和实用性。

经过抗滑移检测试验可知上述实施例一、二、三、四均能够满足保证多塔悬索桥结构体系刚度和平衡力又能够满足抗滑移安全性要求的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，包括设有承缆槽(14)的索鞍(1)，设置于承缆槽(14)鞍座内的顶缆(7)以及底缆(2)，其特征在于，所述承缆槽(14)内上下设有两条主缆，上下两条主缆之间间隔设有哑铃型摩擦板结构(4)，所述摩擦板的顶面与顶缆(7)的索股布置结构相契合，所述摩擦板的底面与底缆(2)的索股布置结构相契合。

2.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，顶缆(7)以及底缆(2)的每列索股之间均设有填充物(8)。

3.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述哑铃型摩擦板结构(4)包括摩擦板主体以及设置于摩擦板主体两侧的榫头(11)，所述榫头(11)在承缆槽(14)上对应的位置设有供榫头(11)安装的安装槽(13)。

4.如权利要求3所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述安装槽(13)为沿承缆槽(14)槽壁延伸至承缆槽(14)顶部的滑槽，所述榫头(11)安装之后滑槽内榫头(11)至承缆槽(14)顶部空余的位置由填充板(5)固定填充。

5.如权利要求4所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述填充板(5)与承缆槽(14)槽壁通过锚定螺栓(6,10)固定相连。

6.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述哑铃型摩擦板结构(4)顶面与底面为锯齿面。

7.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述哑铃型摩擦板结构(4)顶面为锯齿面，底面为平面。

8.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述哑铃型摩擦板结构(4)顶面为锯齿面，底面为凹弧面。

9.如权利要求1所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述顶缆(7)与底缆(2)中各列相邻索股之间设有竖向摩擦板(15,17)。

10.如权利要求9所述的双缆多塔悬索桥中主塔鞍座结构，其特征在于，所述底缆(2)中的各竖向摩擦板(15,17)与所述哑铃型摩擦结构之间设有压缩条(16)。