CN111926702B - 一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，包含钢锚箱，所述钢锚箱连接于桥塔，所述钢锚箱内设有锚固结构，所述锚固结构用于锚固斜拉索，所述钢锚箱内设有阻尼器，所述斜拉索连接所述阻尼器。采用本结构在实现相同阻尼比的条件下，降低了桥面上拉索阻尼器的体量和安装难度，还可配合桥面的阻尼构件实现对斜拉索两端分别安装阻尼构件，显著改善拉索的减振、抑振效果，有效提高斜拉索的使用寿命，可广泛应用于混凝土桥塔和钢桥塔、空间索面和平面索面，为实现特大跨径的斜拉桥应用提供有力保障，具有良好的应用前景。

Description

一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构

技术领域

本发明涉及斜拉桥技术领域，特别涉及一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构。

背景技术

斜拉桥是一种由塔、梁、索三种基本构件组成的组合桥梁结构体系，在世界范围内应用极其广泛，随着新型材料和技术的逐渐应用，现在其跨径已经进入以前只有悬索桥适用的特大跨径范围（L≥1200m），随着斜拉桥的跨径越来越大，斜拉索的长度越来越长。斜拉索作为斜拉桥的关键构件，由于其柔性大、阻尼低，在中等风速或伴随有降雨条件下，极易发生风雨振动。斜拉索振动不仅使拉索产生交变应力，引起拉索疲劳损伤，而且会使拉索根部的钢护管产生疲劳破坏，导致锚头处积水，加速拉索腐蚀，缩短拉索寿命。同时，斜拉索的振动会引起桥梁振动，使使用者产生心理负担，增加不安全感，严重时将导致交通紧急封闭。

主塔的拉索锚固段是将斜拉索的拉力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构造，目前大跨斜拉桥的斜拉索在桥塔上的锚固形式主要有钢锚箱、钢锚梁和预应力三种。其中，钢锚箱锚固结构主要有内置式钢锚箱+混凝土索塔、外置式钢锚箱+混凝土索塔以及钢锚箱+钢索塔三种，但各自都存在一些缺点。

如内置式钢锚箱设置在混凝土塔柱的内部，由于混凝土塔内空间有限，钢锚箱的施工存在较大困难，且塔内走行系统的设置也较为复杂；现有外置式钢锚箱把混凝土索塔在锚固区分成两部分，钢锚箱部分外露于索塔外侧，但其剪力连接件既要传递索塔和钢锚箱之间沿索塔高度方向的剪力，又要传递索塔和钢锚箱之间沿顺桥向的剪力，受力较为复杂，混凝土塔壁所承受的拉索索力稍小；而钢锚箱与钢塔壁等钢构件形成钢塔，其截面多为矩形空心箱，两腹板加劲肋之间设置钢锚箱，但由于采用全钢结构，造价高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的斜拉索在桥塔上的锚固形式，难以解决大跨斜拉桥长索由于阻尼较小引起的振动问题，导致拉索容易损坏，安全性降低的上述不足，提供一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，包含钢锚箱，所述钢锚箱连接于桥塔，所述钢锚箱内设有锚固结构，所述锚固结构用于锚固斜拉索，所述钢锚箱内设有阻尼器，所述斜拉索连接所述阻尼器。

采用本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，在所述斜拉索靠近所述桥塔的一端增设所述阻尼器，相较于现有技术，仅在桥面设置阻尼构件，随着桥梁跨度和拉索长度的增加，为了达到可有效抑制斜拉索振动的约4%的阻尼比，阻尼构件在距斜拉索锚固点的距离将会显著增大，过高的垂直安装高度将不得不在桥面上额外设置至少高度为10m的支撑结构来满足阻尼构件的安装需要，给桥梁桥面布置、行车和美观都带来了较大的影响，且传统的斜拉索阻尼器在梁上采用零散布置的方式，本结构可充分发挥拉索在桥塔上锚固区集中布置的优势，实现在有限范围内的拉索全覆盖，特别适用于特大跨径的斜拉桥，采用本结构通过将阻尼构件的安装位置移至桥塔的钢锚箱处，在实现相同阻尼比的条件下，降低了桥面上拉索阻尼器的体量和安装难度，对斜拉桥的桥面布置、行车和美观都具有明显的改善，也可配合桥面的阻尼构件实现对斜拉索两端分别安装阻尼构件，显著改善拉索的减振、抑振效果，有效避免斜拉索由于风致振动引起的疲劳损伤破坏，提高了斜拉索的使用寿命，为实现特大跨径的斜拉桥应用提供有力保障，并且阻尼器安装在钢锚箱内，便于在对钢锚箱检修时配套进行维保，易于维护，可靠性高，配合外置式的钢锚箱，传力明确，阻尼器和斜拉索的安装也更方便，可适用于混凝土桥塔和钢桥塔、空间索面和平面索面。

优选的，所述阻尼器通过支撑结构连接于所述钢锚箱。

进一步优选的，所述支撑结构包含底板和斜撑，所述底板和斜撑均连接于所述钢锚箱的外侧板。

进一步优选的，所述钢锚箱两侧的所述斜拉索分别对应设置所述支撑结构。

所述钢锚箱两侧的斜拉索分别具有对应的所述底板，即是两侧的所述底板并不连通，两侧的所述底板之间的间距用于设置检修通道，如安装竖向爬梯，同时也便于满足所述斜拉索张拉设备的操作空间。

进一步优选的，所述阻尼器通过连接板焊接于所述底板。

便于现场安装。

优选的，所述钢锚箱的外侧突出于所述桥塔的对应外侧面。

进一步优选的，所述钢锚箱为变截面箱型结构，所述钢锚箱外侧的外凸程度从上往下逐渐缩小。

由于位于上方的所述斜拉索的长度更长，采用上述设置方式充分考虑了长索的阻尼器需要更大安装距离的要求。

优选的，所述钢锚箱通过剪力钉连接于所述桥塔。

进一步优选的，所述钢锚箱包含竖板，所述竖板从上往下间隔设置所述剪力钉。

相较于现有技术的连接方式使得所述桥塔所承受的拉索索力较小，采用上述设置方式有利于保证拉索的竖向分力能够有效传递于桥塔上，连接可靠稳定。

优选的，所述锚固结构包含锚垫板、承压板、锚下加劲板、上支承板、下支承板和端板。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，通过将阻尼构件的安装位置移至桥塔的钢锚箱处，在实现相同阻尼比的条件下，降低了桥面上拉索阻尼器的体量和安装难度，对斜拉桥的桥面布置、行车和美观都具有明显的改善，也可配合桥面的阻尼构件实现对斜拉索两端分别安装阻尼构件，显著改善拉索的减振、抑振效果，有效提高斜拉索的使用寿命，为实现特大跨径的斜拉桥应用提供有力保障，并且阻尼器便于检修维保，配合外置式的钢锚箱，传力明确，阻尼器和斜拉索的安装也更方便，可适用于混凝土桥塔和钢桥塔、空间索面和平面索面。

2、采用本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，两侧的所述底板之间的间距用于设置检修通道，如安装竖向爬梯，同时也便于满足所述斜拉索张拉设备的操作空间，阻尼器便于现场安装，充分考虑了长索的阻尼器需要更大安装距离的要求。

附图说明：

图1为本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构的安装位置示意图；

图2为图1中的A-A的断面图；

图3为图1中的B-B的断面图；

图4为图3中的C-C的断面图；

图5为图4中的D-D的断面图。

图中标记：1-钢锚箱，11-竖板，2-桥塔，3-锚固结构，31-锚垫板，32-承压板，33-锚下加劲板，34-上支承板，35-下支承板，36-端板，4-斜拉索，5-阻尼器，61-底板，62-斜撑，63-连接板，7-剪力钉。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，包含钢锚箱1，所述钢锚箱1连接于桥塔2，所述钢锚箱1内设有锚固结构3，所述锚固结构3用于锚固斜拉索4，所述钢锚箱1内设有阻尼器5，所述斜拉索4连接所述阻尼器5。

具体的，如图1-5所示，所述钢锚箱1设置于所述桥塔2中间，为外置式的锚箱，所述桥塔2两侧塔柱均具有内墙，所述钢锚箱1包含竖板11和外侧板，形成箱型结构，所述竖板11适配连接所述内墙，所述竖板11与内墙从上往下通过若干排间隔设置的剪力钉7连接，如图2-3所示，有利于保证所述斜拉索4的竖向分力能够有效传递于所述桥塔2上，所述钢锚箱1的外侧突出于所述桥塔2的对应外侧面，即图2中所述钢锚箱1左右两侧分别超出所述桥塔2对应侧的外侧面，便于所述阻尼器5的内置安装，优选的，所述钢锚箱1为变截面箱型结构，所述钢锚箱1外侧的外凸程度从上往下逐渐缩小，如图1、4所示（图4仅示出钢锚箱部分），即所述钢锚箱1的外侧板倾斜设置，有效满足长索的阻尼器需要更大安装距离的要求，同时利于节省成本。

所述钢锚箱1内的所述锚固结构3可采用现有技术中的结构，如所述锚固结构3包含锚垫板31、承压板32、锚下加劲板33、上支承板34、下支承板35和端板36，如图4所示。

所述斜拉索4下方设有安装所述阻尼器5的支撑结构，如图4-5所示，如所述支撑结构包含底板61和斜撑62，所述底板61和斜撑62均连接于所述钢锚箱1的外侧板，所述底板61下方焊接有加劲肋。所述斜撑62可采用角钢构件，所述阻尼器5上端通过索夹与斜拉索4连接、下端螺栓连接于连接板63，所述连接板63焊接于所述底板61。

如图5所示，左右两侧的所述斜拉索4分别具有各自的所述底板61，即是两侧的所述底板61并不连通，两侧的所述底板61之间的间距用于设置检修通道，如安装竖向爬梯，同时也便于满足所述斜拉索4张拉设备的操作空间，同侧同一高度的两个所述斜拉索4的阻尼器5共用一个所述底板61。

本发明所述的一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，在实现相同阻尼比的条件下，降低了桥面上拉索阻尼器的体量和安装难度，还可配合桥面的阻尼构件实现对斜拉索两端分别安装阻尼构件，显著改善拉索的减振、抑振效果，有效提高斜拉索的使用寿命，可广泛应用于混凝土桥塔和钢桥塔、空间索面和平面索面，为实现特大跨径的斜拉桥应用提供有力保障，具有良好的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可抑制拉索振动的外置式钢锚箱结构，其特征在于，包含钢锚箱(1)，所述钢锚箱(1)连接于桥塔(2)，所述钢锚箱(1)包含竖板(11)和外侧板，所述钢锚箱(1)的所述外侧板突出于所述桥塔(2)的对应外侧面，所述钢锚箱(1)内设有锚固结构(3)，所述锚固结构(3)用于锚固斜拉索(4)，所述锚固结构(3)包含锚垫板(31)、承压板(32)、锚下加劲板、上支承板(34)、下支承板(35)和端板(36)，所述上支承板(34)和下支承板(35)均为其中相对两侧分别连接所述承压板(32)和所述端板(36)、另外相对两侧分别连接所述钢锚箱(1)的对应竖板(11)，所述钢锚箱(1)内设有阻尼器(5)，所述斜拉索(4)连接所述阻尼器(5)。

2.根据权利要求1所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述阻尼器(5)通过支撑结构连接于所述钢锚箱(1)。

3.根据权利要求2所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述支撑结构包含底板(61)和斜撑(62)，所述底板(61)和斜撑(62)均连接于所述钢锚箱(1)的所述外侧板。

4.根据权利要求3所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述钢锚箱(1)两侧的所述斜拉索(4)分别对应设置所述支撑结构。

5.根据权利要求3所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述阻尼器(5)通过连接板(63)焊接于所述底板(61)。

6.根据权利要求1所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述钢锚箱(1)为变截面箱型结构，所述钢锚箱(1)外侧板的外凸程度从上往下逐渐缩小。

7.根据权利要求1-6任一所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述钢锚箱(1)通过剪力钉(7)连接于所述桥塔(2)。

8.根据权利要求7所述的外置式钢锚箱结构，其特征在于，所述竖板(11)从上往下间隔设置所述剪力钉(7)。

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