CN113152281B - 一种悬索桥缆索吊主索结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁技术领域，具体提供了一种悬索桥缆索吊主索结构，第一主索索鞍和第二主索索鞍均采用双层索鞍，缆索吊跑车的主索过轮采用双层过轮，主索的首端位于第一锚固滑轮和第一主索索鞍的上层索鞍之间，主索的尾端向左绕过第一锚固滑轮后依次穿过第一主索索鞍的下层索鞍、缆索吊跑车的下层过轮、第二主索索鞍的下层索鞍、第二锚固滑轮、第二主索索鞍的上层索鞍、缆索吊跑车的上层过轮、第一主索索鞍的上层索鞍后与主索的首端连接；本发明在主索安装完成后可以精确调整主索垂度保证主索工作状态下受力均匀，提高安全系数；解决了大跨径缆索吊主索垂度不一致导致的主索安全系数降低的问题。

Description

一种悬索桥缆索吊主索结构

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种悬索桥缆索吊主索结构。

背景技术

缆索吊又称缆索起重机，应用于水电站建设、公路铁路桥梁建设、森林采伐、采矿、堆料场装卸、水下疏浚、港口搬运和渡槽架设等方面的施工，并根据施工现场实际情况，确定不同形式和吨位的缆机选用方案。在桥梁施工领域缆索吊通常用于拱桥施工，但是今年来山区悬索桥数量越来越多，山区悬索桥往往桥下不具备通航条件，主梁不能采用缆载吊机吊机安装。目前的悬索桥缆索吊均采用单层、多根主索并联结构，悬索桥主梁较重，要求缆索吊主索数量多，采用单层主索结构会导致转索鞍过宽、跑车主索过轮轮轴过长、主索间距较小等问题，影响缆索吊制造及使用。缆索吊主索采用钢丝绳，对温度较为敏感，主索垂度受温度影响较大，同时主索安装误差，导致各根主索垂度不一致，主索受力不均，降低主索安全系数，尤其在大跨径缆索吊中此问题更为突出。

发明内容

本发明提供的一种悬索桥缆索吊主索结构目的一是克服现有技术中采用单层主索结构会导致转索鞍过宽、跑车主索过轮轮轴过长、主索间距较小的问题；目的二是克服现有技术中大跨径缆索吊主索垂度不一致导致的主索安全系数降低的问题。

为此，本发明提供了一种悬索桥缆索吊主索结构，包括第一主索锚固点、第一锚固滑轮、第一主索索鞍、缆索吊跑车、第二主索索鞍、第二锚固滑轮和第二主索锚固点，第一主索锚固点、第一锚固滑轮、第一主索索鞍、缆索吊跑车、第二主索索鞍、第二锚固滑轮和第二主索锚固点自左向右依次分布，第一锚固滑轮左连接第一主索锚固点，第二锚固滑轮右连接第二主索锚固点，还包括主索，主索在第一锚固滑轮、第一主索索鞍、缆索吊跑车、第二主索索鞍、第二锚固滑轮上双层绕接。

所述第一主索索鞍和第二主索索鞍均采用双层索鞍，双层索鞍包括上层索鞍和下层索鞍，上层索鞍下连接下层索鞍，缆索吊跑车的主索过轮采用双层过轮，双层过轮包括上层过轮和下层过轮，上层过轮下连接下层过轮。

所述双层绕接为：所述主索的首端位于第一锚固滑轮和第一主索索鞍的上层索鞍之间，主索的尾端向左绕过第一锚固滑轮后依次穿过第一主索索鞍的下层索鞍、缆索吊跑车的下层过轮、第二主索索鞍的下层索鞍、第二锚固滑轮、第二主索索鞍的上层索鞍、缆索吊跑车的上层过轮、第一主索索鞍的上层索鞍后与主索的首端连接。

所述双层绕接为：主索的首端位于第二主索索鞍的上层索鞍和第二锚固滑轮之间，主索的尾端向右绕过第二锚固滑轮后依次穿过第二主索索鞍的下层索鞍、缆索吊跑车的下层过轮、第一主索索鞍的下层索鞍、第一锚固滑轮、第一主索索鞍的上层索鞍、缆索吊跑车的上层过轮、第二主索索鞍的上层索鞍后与主索的首端连接。

所述主索的首端和尾端通过绳卡连接。

还包括索长调节装置，所述第一锚固滑轮通过索长调节装置左连接第一主索锚固点，第二锚固滑轮通过索长调节装置右连接第二主索锚固点。

所述索长调节装置包括主索锚固拉杆和调节部件，第一锚固滑轮依次通过主索锚固拉杆、调节部件左连接第一主索锚固点，第二锚固滑轮依次通过调节部件、主索锚固拉杆右连接第二主索锚固点。

第一锚固滑轮和调节部件之间、第二锚固滑轮和调节部件之间均采用铰接连接。

所述主索锚固拉杆还包括连接销轴，主索锚固拉杆与第一主索锚固点之间、主索锚固拉杆与第二主索锚固点之间均通过连接销轴连接。

所述主索锚固拉杆还包括关节轴承，主索锚固拉杆通过关节轴承与连接销轴连接。

所述调节部件包括连接体、工具螺母、起重器、马凳和锚固螺母，主索锚固拉杆的一端依次穿过马凳、起重器和工具螺母且工具螺母、起重器、马凳和主索锚固拉杆的一端均内套于连接体的一端，马凳和锚固螺母由外向内套接在主索锚固拉杆上。

所述起重器为穿心千斤顶。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的这种悬索桥缆索吊主索结构，第一主索索鞍和第二主索索鞍均采用双层索鞍，缆索吊跑车的主索过轮采用双层过轮，主索的首端位于第一锚固滑轮和第一主索索鞍的上层索鞍之间，主索的尾端向左绕过第一锚固滑轮后依次穿过第一主索索鞍的下层索鞍、缆索吊跑车的下层过轮、第二主索索鞍的下层索鞍、第二锚固滑轮、第二主索索鞍的上层索鞍、缆索吊跑车的上层过轮、第一主索索鞍的上层索鞍后与主索的首端连接；或者所述主索的首端位于第二主索索鞍的上层索鞍和第二锚固滑轮之间，主索的尾端向右绕过第二锚固滑轮后依次穿过第二主索索鞍的下层索鞍、缆索吊跑车的下层过轮、第一主索索鞍的下层索鞍、第一锚固滑轮、第一主索索鞍的上层索鞍、缆索吊跑车的上层过轮、第二主索索鞍的上层索鞍后与主索的首端连接；使主索8形成环形主索，环形主索能够保证上下两根主索索力相同，同时大大减少主索锚固点数量，解决了采用单层主索结构会导致转索鞍过宽、跑车主索过轮轮轴过长、主索间距较小的问题；

2、本发明提供的这种悬索桥缆索吊主索结构，在第一锚固滑轮和第一主索锚固点之间、第二锚固滑轮和第二主索锚固点之间均采用索长调节装置，索长调节装置在主索安装完成后可以精确调整主索垂度保证主索工作状态下受力均匀，提高安全系数；解决了大跨径缆索吊主索垂度不一致导致的主索安全系数降低的问题。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明悬索桥缆索吊主索结构主视图；

图2是本发明悬索桥缆索吊主索结构俯视图(无缆索吊跑车)；

图3是索长调节装置的结构主视图；

图4是索长调节装置的结构俯视图；

图5是现有单层缆索吊主索结构俯视图(无缆索吊跑车)；

图6是现有单层缆索吊主索结构主视图。

附图标记说明：1、第一主索锚固点；2、第一锚固滑轮；3、第一主索索鞍；4、缆索吊跑车；5、第二主索索鞍；6、第二锚固滑轮；7、第二主索锚固点；8、主索；9、索长调节装置；10、主索锚固拉杆；11、连接销轴；12、关节轴承；13、连接体；14、工具螺母；15、起重器；16、马凳；17、锚固螺母；18、主索对接点。

具体实施方式

实施例1：

如图1-2所示，一种悬索桥缆索吊主索结构，包括第一主索锚固点1、第一锚固滑轮2、第一主索索鞍3、缆索吊跑车4、第二主索索鞍5、第二锚固滑轮6和第二主索锚固点7，第一主索锚固点1、第一锚固滑轮2、第一主索索鞍3、缆索吊跑车4、第二主索索鞍5、第二锚固滑轮6和第二主索锚固点7自左向右依次分布，第一锚固滑轮2左连接第一主索锚固点1，第二锚固滑轮6右连接第二主索锚固点7，还包括主索8，主索8在第一锚固滑轮2、第一主索索鞍3、缆索吊跑车4、第二主索索鞍5、第二锚固滑轮6上双层绕接。

相比现有单层缆索吊主索结构(参见图5和图6)，本发明主索锚固点(第一主索锚固点和第二主索锚固点)数量减半，主索索鞍(第一主索索鞍3和第二主索索鞍5)数量减半，且相比单层主索结构导致转索鞍过宽、跑车主索过轮轮轴过长、主索间距较小的问题，本发明转索鞍距离变窄、跑车主索过轮轮轴缩短、主索间距变大。

进一步的，所述第一主索索鞍3和第二主索索鞍5均采用双层索鞍，双层索鞍包括上层索鞍和下层索鞍，上层索鞍下连接下层索鞍，缆索吊跑车4的主索过轮采用双层过轮，双层过轮包括上层过轮和下层过轮，上层过轮下连接下层过轮。该结构简单，方便主索实现双层绕接。

进一步的，所述双层绕接为：所述主索8的首端位于第一锚固滑轮2和第一主索索鞍3的上层索鞍之间，主索8的尾端向左绕过第一锚固滑轮2后依次穿过第一主索索鞍3的下层索鞍、缆索吊跑车4的下层过轮、第二主索索鞍5的下层索鞍、第二锚固滑轮6、第二主索索鞍5的上层索鞍、缆索吊跑车4的上层过轮、第一主索索鞍3的上层索鞍后与主索8的首端连接；

所述双层绕接为：所述主索8的首端位于第二主索索鞍5的上层索鞍和第二锚固滑轮6之间，主索8的尾端向右绕过第二锚固滑轮6后依次穿过第二主索索鞍5的下层索鞍、缆索吊跑车4的下层过轮、第一主索索鞍3的下层索鞍、第一锚固滑轮2、第一主索索鞍3的上层索鞍、缆索吊跑车4的上层过轮、第二主索索鞍5的上层索鞍后与主索8的首端连接。

本发明主索8采用上述两种双层绕接方式使主索首端和尾端相连(主索对接点18)使主索8形成环形主索，即该环形主索分为上下两层(双层结构)，上下两层主索串联连接，保证上下两层主索索力相同。同时上述两种双层绕接方式选择性大，灵活性强。

进一步的，所述主索8的首端和尾端通过绳卡连接。绳卡连接操作方式简单，方便安装和拆卸。在连接主索8的首端和尾端时，首先对主索8的垂度进行初调整，然后进行连接，使主索受力均匀，提高安全性。

实施例2：

在实施例1的基础上，还包括索长调节装置9，所述第一锚固滑轮2通过索长调节装置9左连接第一主索锚固点1，第二锚固滑轮6通过索长调节装置9右连接第二主索锚固点7。在第一锚固滑轮2和第一主索锚固点1之间、第二锚固滑轮6和第二主索锚固点7之间均增加索长调节装置9，索长调节装置9在主索安装完成后可以精确调整主索垂度保证主索工作状态下受力均匀，提高安全系数；解决了大跨径缆索吊主索垂度不一致导致的主索安全系数降低的问题。(索长调节装置可以在一侧锚固点设置也可以在两侧锚固点设置)。

如图3和图4所示，进一步的，所述索长调节装置9包括主索锚固拉杆10和调节部件，第一锚固滑轮2依次通过主索锚固拉杆10、调节部件左连接第一主索锚固点1，第二锚固滑轮6依次通过调节部件、主索锚固拉杆10右连接第二主索锚固点7。主索锚固拉杆10用于连接调节部件和主索锚固点(第一主索锚固点1或第二主索锚固点7)，调节部件用于调节主索垂度，索长调节装置9结构简单，使用时安装方便精确调整主索垂度，使用完毕后，便于拆卸重复使用，节省成本。

进一步的，第一锚固滑轮2和调节部件之间、第二锚固滑轮6和调节部件之间均采用铰接连接。铰接连接避免主索锚固拉杆10承受剪应力，提高使用安全系数。

进一步的，所述主索锚固拉杆10还包括连接销轴11，主索锚固拉杆10与第一主索锚固点1之间、主索锚固拉杆10与第二主索锚固点7之间均通过连接销轴11连接。连接销轴11，保证主索锚固拉杆10与锚固点的竖向自由转动。

进一步的，所述主索锚固拉杆10还包括关节轴承12，主索锚固拉杆10通过关节轴承12与连接销轴11连接。关节轴承12保证拉杆与锚固点的横向转动。锚固拉杆10和第二锚固点7之前采用连接销轴11铰接，在连接销轴11和锚固拉杆10之间安装关节轴承12，通过连接销轴11和关节轴承12的综合使用，保证主索锚固拉杆10始终轴向受拉，避免主索锚固拉杆10承受剪应力，提高主索锚固拉杆10使用安全系数。

进一步的，所述调节部件包括连接体13、工具螺母14、起重器15、马凳16和锚固螺母17，主索锚固拉杆10的一端依次穿过马凳16、起重器15和工具螺母14且工具螺母14、起重器15、马凳16和主索锚固拉杆10的一端均内套于连接体13的一端，马凳16和锚固螺母17由外向内套接在主索锚固拉杆10上。

索长调节装置9的工作原理为：

起重器15一端顶升马凳16，另一端顶升工作螺母14；

当需要减小主索垂度时，启动起重器15后，锚固螺母17松动，将锚固螺母17向主索锚固点方向旋转，然后起重器15放松，使锚固螺母17受力；起重器15重复以上工作循环，主索长度减短，垂度减小；

当需要增加主索垂度时，启动起重器15后，锚固螺母17松动，将锚固螺母17向主索锚固滑轮方向旋转，然后放松起重器15，使锚固螺母17受力；起重器15重复以上工作循环，主索长度加长，垂度增加。

进一步的，所述起重器15为穿心千斤顶。穿心千斤顶体积小、重量轻、结构紧凑、工作平稳、使用简单方便。

本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种悬索桥缆索吊主索结构，包括第一主索锚固点（1）、第一锚固滑轮（2）、第一主索索鞍（3）、缆索吊跑车（4）、第二主索索鞍（5）、第二锚固滑轮（6）、第二主索锚固点（7）和2个索长调节装置（9），第一主索锚固点（1）、第一锚固滑轮（2）、第一主索索鞍（3）、缆索吊跑车（4）、第二主索索鞍（5）、第二锚固滑轮（6）和第二主索锚固点（7）自左向右依次分布，第一锚固滑轮（2）左连接第一主索锚固点（1），第二锚固滑轮（6）右连接第二主索锚固点（7），其特征在于：还包括主索（8），主索（8）在第一锚固滑轮（2）、第一主索索鞍（3）、缆索吊跑车（4）、第二主索索鞍（5）、第二锚固滑轮（6）上双层绕接；所述第一锚固滑轮（2）通过一个索长调节装置（9）左连接第一主索锚固点（1），第二锚固滑轮（6）通过另一个索长调节装置（9）右连接第二主索锚固点（7）；所述索长调节装置（9）包括主索锚固拉杆（10），主索锚固拉杆（10）还包括连接销轴（11）和关节轴承（12），主索锚固拉杆（10）通过关节轴承（12）与连接销轴（11）连接；所述第一锚固滑轮（2）依次通过主索锚固拉杆（10）、关节轴承（12）和销轴（11）连接第一主索锚固点（1），第二锚固滑轮（6）依次通过主索锚固拉杆（10）、关节轴承（12）和销轴（11）连接第二主索锚固点（7）；所述第一主索索鞍（3）和第二主索索鞍（5）均采用双层索鞍，双层索鞍包括上层索鞍和下层索鞍，上层索鞍下连接下层索鞍，缆索吊跑车（4）的主索过轮采用双层过轮，双层过轮包括上层过轮和下层过轮，上层过轮下连接下层过轮；所述双层绕接为：主索（8）的首端位于第一锚固滑轮（2）和第一主索索鞍（3）的上层索鞍之间，主索（8）的尾端向左绕过第一锚固滑轮（2）后依次穿过第一主索索鞍（3）的下层索鞍、缆索吊跑车（4）的下层过轮、第二主索索鞍（5）的下层索鞍、第二锚固滑轮（6）、第二主索索鞍（5）的上层索鞍、缆索吊跑车（4）的上层过轮、第一主索索鞍（3）的上层索鞍后与主索（8）的首端连接；或者所述双层绕接为：主索（8）的首端位于第二主索索鞍（5）的上层索鞍和第二锚固滑轮（6）之间，主索（8）的尾端向右绕过第二锚固滑轮（6）后依次穿过第二主索索鞍（5）的下层索鞍、缆索吊跑车（4）的下层过轮、第一主索索鞍（3）的下层索鞍、第一锚固滑轮（2）、第一主索索鞍（3）的上层索鞍、缆索吊跑车（4）的上层过轮、第二主索索鞍（5）的上层索鞍后与主索（8）的首端连接。

2.如权利要求1所述的悬索桥缆索吊主索结构，其特征在于：所述主索（8）的首端和尾端通过绳卡连接。

3.如权利要求2所述的悬索桥缆索吊主索结构，其特征在于：所述索长调节装置（9）还包括调节部件，所述第一锚固滑轮（2）依次通过调节部件、主索锚固拉杆（10）、关节轴承（12）和销轴（11）连接第一主索锚固点（1），第二锚固滑轮（6）依次通过调节部件、主索锚固拉杆（10）、关节轴承（12）和销轴（11）连接第二主索锚固点（7）。

4.如权利要求3所述的悬索桥缆索吊主索结构，其特征在于：第一锚固滑轮（2）和调节部件之间、第二锚固滑轮（6）和调节部件之间均采用铰接连接。

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