CN109024272A - 一种组合式主索鞍结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式主索鞍结构，包括主索鞍体、主索鞍底座、鞍座垫块、推顶装置和限位装置，主索鞍体的底部凸出设有圆弧状的连接部，主索鞍底座的顶部下凹设有圆弧状的安装位，所述连接部转动设置在所述安装位内，鞍座垫块设置在所述主索鞍体和所述主索鞍底座之间，推顶装置设置在所述主索鞍底座的底部，限位装置设置在所述主索鞍底座上，用于防止所述主索鞍体脱出所述主索鞍底座，本发明，通过主索鞍体和主索鞍底座接上的圆弧结构，在施工过程中可使主索鞍体在主索鞍底座内的转动，在主缆巨大的竖向分力作用下，主索鞍体在主索鞍座内的转动比滑动更加容易实现，由此可得到较好的预偏效果。

Description

一种组合式主索鞍结构
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种组合式主索鞍结构。
背景技术
主索鞍是悬索桥结构中重要的传力构件，用于将鞍座两侧主缆的不平衡力通过主索鞍传递至主塔顶。在设计中，一般以成桥时主索鞍两侧主缆水平分力相等作为原则，主索鞍只向塔顶传递竖向力。在架设主缆前，需要使主索鞍朝向边跨预偏，随着中跨梁段的安装，不断将主索鞍朝向中跨顶推，直至最后的成桥状态，此时，主索鞍被顶推至设计位置。
主索鞍的空缆预偏量与恒载重、边中跨比、主缆重等因素有关。对于边中跨比较小的悬索桥，主索鞍的预偏量一般在1.5m以下，采用现有技术均能很好的对主索鞍进行预偏。大跨度铁路悬索桥为满足列车走行的刚度要求，其加劲梁的恒载集度和桥面二期恒载重量均很大，当主缆在空缆架设状态时，主索鞍的预偏量通常在1.5m以上。斜拉悬吊协作体系桥梁由于在主缆间还布置有斜拉索，因而主缆的边中跨比通常比常规的悬索桥大，导致主索鞍在主缆架设时需要更大的预偏量，例如，某座协作体系桥梁计算的主索鞍预偏量已长达5.3m。对于长达5米的主索鞍预偏量，如仍采用现有技术中常规的主索鞍结构，则存在以下两个方面的问题：
(1)塔顶操作空间受限。常规的主索鞍预偏量均通过滑移实现，当预偏量大时，可能会使主索鞍超出塔顶，需要额外增加机械结构和安全保障措施保证竖向力的传递，由此保证主索鞍的正常安装。
(2)主索鞍距离塔中心线太远，塔柱偏心受压，附加弯矩大。
有鉴于此，急需对现有的主索鞍结构进行改进，使其对于预偏量较大的情况，能够减少顶推距离并改善塔柱受力，提高效率，降低成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的主索鞍结构对于预偏量较大的情况所存在的顶推距大和对塔柱附加弯矩大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种组合式主索鞍结构，包括：
主索鞍体，底部凸出设有圆弧状的连接部；
主索鞍底座，顶部下凹设有圆弧状的安装位，所述连接部转动设置在所述安装位内；
鞍座垫块，设置在所述主索鞍体和所述主索鞍底座之间；
推顶装置，设置在所述主索鞍底座的底部；
限位装置，设置在所述主索鞍底座上，用于防止所述主索鞍体脱出所述主索鞍底座。
在上述方案中，所述主索鞍体包括鞍头和鞍身，所述鞍头通过高强螺栓与所述鞍身连接，所述连接部设置在所述鞍身的底部。
在上述方案中，所述限位装置包括用于防止所述鞍身脱出所述主索鞍底座的限位壁，所述限位壁呈弧状，设置为两个，且分别设置在所述安装位的两侧。
在上述方案中，还包括用于固定锁紧所述鞍身的限位垫块，所述限位垫块可拆卸地设置在所述主索鞍底座的顶面上。
在上述方案中，所述限位垫块设置为两个，且分别设置在所述主索鞍底座的两端。
在上述方案中，所述安装位的圆弧半径大于所述连接部的圆弧半径。
在上述方案中，所述鞍头的外侧壁上设有加强肋板。
在上述方案中，所述鞍座垫块包括沿所述主索鞍体长度方向设置的边跨侧鞍座垫块和主跨侧鞍座垫块，所述边跨侧鞍座垫块和所述主跨侧鞍座垫块的上、下两端上分别设有与所述连接部和所述安装位适配的弧面。
与现有技术相比，通过主索鞍体和主索鞍底座接上的圆弧结构，在施工过程中可使主索鞍体在主索鞍底座内的转动，在主缆巨大的竖向分力作用下，主索鞍体在主索鞍座内的转动比滑动更加容易实现，由此可得到较好的预偏效果。
附图说明
图1为本发明处于无预偏状态时的立面示意图；
图2为本发明通过转动实现预偏时的立面示意图；
图3为本发明中主索鞍体的结构示意图；
图4为本发明无预偏时预偏计算的结构简图；
图5为本发明通过转动实现预偏时预偏计算的结构简图；
图6为本发明转动预偏量与转角曲线斜率和安装位圆弧半径与连接部圆弧半径比的关系曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种组合式主索鞍结构，能够有效解决主缆大预偏量的问题。本发明通过两种方式实现主索鞍的预偏，第一种方式是通过主索鞍体在主索鞍底座内的转动，改变主缆理论相交点的位置，第二种方式是通过改变主索鞍底座的位置进行预偏。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。
如图1～3所示，本发明提供了一种组合式主索鞍结构，包括主索鞍体1、主索鞍底座2、推顶装置3、限位装置4和鞍座垫块7。鞍座垫块7设置在主索鞍体1和主索鞍底座2之间，用于增大主索鞍体1与主索鞍底座2的接触面积，改善局部受力。主索鞍体1的底部凸出设有圆弧状的连接部，具体的，主索鞍体1包括鞍头1-1和鞍身1-2，鞍头1-1通过高强螺栓6与鞍身1-2连接，连接部设置在鞍身1-2的底部。主索鞍底座2的顶部下凹设有圆弧状的安装位，连接部转动设置在安装位内，通过主索鞍体1在主索鞍底座2内的转动改变主缆理论相交点的位置。
鞍座垫块7包括沿主索鞍体1长度方向设置的边跨侧鞍座垫块7-1和主跨侧鞍座垫块7-2，边跨侧鞍座垫块7-1和主跨侧鞍座垫块7-2的上、下两端上分别设有与连接部和安装位适配的弧面，由此，可分别增大其与连接部和安装位的接触面积，可有效改善局部受力。
推顶装置3设置在主索鞍底座2的底部，用于改变主索鞍底座2的位置，由此实现预偏。限位装置4设置在主索鞍底座2上，用于防止主索鞍体1脱出主索鞍底座2。优选的，限位装置4包括用于防止鞍身1-2脱出主索鞍底座2的限位壁，限位壁呈弧状，设置为两个，且分别设置在安装位的两侧，不影响主索鞍体1转动，并能够起到防护的作用。
本发明还包括用于固定锁紧鞍身的限位垫块5，限位垫块5可拆卸地设置在主索鞍底座2的顶面上。优选的限位垫块5设置为两个，且分别设置在主索鞍底座2的两端。在施工过程中，对主索鞍底座2进行顶推时，需在主索鞍底座2上主索鞍体1和限位装置4之间设置限位垫块5，防止在顶推过程中主索鞍体1转动。当施工完成后，主索鞍体1处于设计位置，此后，在主索鞍底座2上主索鞍体1与限位装置4之间设置限位垫块5，防止在成桥后在运营过程中主索鞍体1转动。
优选的，安装位的圆弧半径大于连接部的圆弧半径。
优选的，鞍头1-1的外侧壁上设有加强肋板。
如图4～6所示，由于边跨主缆与中跨主缆在主索鞍处的切线角一般有所差别，因此会导致两侧主缆在主索鞍上的理论交点T偏离通过鞍槽圆心B的铅垂线一定距离。本发明，通过主索鞍体转动可以获得的主缆理论交点的预偏量，具体的，对主缆理论交点的纵桥向预偏量计算如下：
设
α＝β-γ，
特别地，当θ2＝θ1＝θ时，
式中：
dxTT'-主缆理论交点的纵桥向预偏量；
R-主索鞍底座的凹形圆弧曲面半径；
r-主索鞍体底面的凸形圆弧曲面半径；
r2-主缆中心线在鞍槽内的半径；
γ-主索鞍体在主索鞍底座上转动的角度；
θ1-鞍座内中跨侧主缆切线的水平倾角；
θ2-鞍座内边跨侧主缆切线的水平倾角；
d-鞍槽内主缆中心线与主索鞍体圆弧底面间的最大竖向距离；
选取主索鞍的常规参数，验证主索鞍体的转动对预偏量的影响大小。设r2＝10m，d＝4m，θ1＝θ2＝25度，则转动角度γ与预偏量值dxTT'之间的关系为：如图6所示，当R/r＝4时，每转动1度，则主缆理论交点则预偏0.26m，可见通过角度转动进行预偏的方式非常高效。
与现有技术相比，本发明通过主索鞍体和主索鞍底座接上的圆弧结构，在施工过程中可使主索鞍体在主索鞍底座内的转动，在主缆巨大的竖向分力作用下，主索鞍体在主索鞍座内的转动比滑动更加容易实现，由此可得到较好的预偏效果，通过较小的位移获得较大的预偏量。
本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合式主索鞍结构，其特征在于，包括：
主索鞍体，底部凸出设有圆弧状的连接部；
主索鞍底座，顶部下凹设有圆弧状的安装位，所述连接部转动设置在所述安装位内；
鞍座垫块，设置在所述主索鞍体和所述主索鞍底座之间；
推顶装置，设置在所述主索鞍底座的底部；
限位装置，设置在所述主索鞍底座上，用于防止所述主索鞍体脱出所述主索鞍底座。
2.根据权利要求1所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述主索鞍体包括鞍头和鞍身，所述鞍头通过高强螺栓与所述鞍身连接，所述连接部设置在所述鞍身的底部。
3.根据权利要求2所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述限位装置包括用于防止所述鞍身脱出所述主索鞍底座的限位壁，所述限位壁呈弧状，设置为两个，且分别设置在所述安装位的两侧。
4.根据权利要求2所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，还包括用于固定锁紧所述鞍身的限位垫块，所述限位垫块可拆卸地设置在所述主索鞍底座的顶面上。
5.根据权利要求4所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述限位垫块设置为两个，且分别设置在所述主索鞍底座的两端。
6.根据权利要求1所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述安装位的圆弧半径大于所述连接部的圆弧半径。
7.根据权利要求2所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述鞍头的外侧壁上设有加强肋板。
8.根据权利要求1所述的一种组合式主索鞍结构，其特征在于，所述鞍座垫块包括沿所述主索鞍体长度方向设置的边跨侧鞍座垫块和主跨侧鞍座垫块，所述边跨侧鞍座垫块和所述主跨侧鞍座垫块的上、下两端上分别设有与所述连接部和所述安装位适配的弧面。
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