CN212052324U - 双塔单索面扇形斜拉索 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁建设领域，具体涉及双塔单索面扇形斜拉索，包括设置在索塔上的若干根斜拉索，所述斜拉索横向为双排索布置，立面为扇形布置，斜拉索由填充型环氧喷涂钢绞线组成，抗拉标准强度为1860MPa，斜拉索的张拉端设置钢绞线群锚，斜拉索为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，在主梁上采用钢绞线群锚锚固，索塔上采用分丝管式索鞍固定，斜拉索张拉端均设置在主梁内。本实用新型的斜拉索横桥向双排布置，纵桥向扇形立面布置可以有效提高整个桥梁的安全性和使用寿命，斜拉索为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，可以方便斜拉索的维修，张拉端设置钢绞线群锚可以更加有效加固桥面。

Description

双塔单索面扇形斜拉索

技术领域

本实用新型属于桥梁建设领域，具体涉及双塔单索面扇形斜拉索。

背景技术

矮塔斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁之间的一种新桥型。在桥梁的基础上采用了体外预应力索构思，把梁体内的一部分预应力索移到桥塔上，索鞍相当于体外预应力索的转向点。斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，它的布置决定整个桥梁的安全和使用寿命。铺门大桥矮塔斜拉桥斜拉索由索体、锚具、索鞍、抗滑装置、外套PE管及防水构造构成本桥斜拉索单元。斜拉索为空间索，呈扇形分布，其上端锚固在分丝管处，下端锚固在中央分隔带中部，全桥共有拉索96根。铺门大桥桥面宽度较大，自重大，对斜拉索的结构及力学性能要求高。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供双塔单索面扇形斜拉索，本实用新型采用如下技术方案：

双塔单索面扇形斜拉索，包括设置在索塔上的若干根斜拉索，所述斜拉索横向为双排索布置，立面为扇形布置，斜拉索由填充型环氧喷涂钢绞线组成，抗拉标准强度为1860MPa，斜拉索的张拉端设置钢绞线群锚，斜拉索为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，在主梁上采用钢绞线群锚锚固，索塔上采用分丝管式索鞍固定，斜拉索张拉端均设置在主梁内。

进一步，所述斜拉索包括索鞍和设置在索鞍两端的索体，所述的索体包括靠近索鞍的自由段以及远离索鞍的预埋段，所述预埋段的末端设置锚具。

进一步，所述的索鞍由若干分丝管组成，所述的锚具包括锚板，所述的锚板外部固定螺母，锚板的径向末端设置保护罩，所述锚板靠近预埋段的径向外端设置锚垫板。

进一步，所述的预埋段靠近锚具的一端设置防腐油脂，防腐油脂外端设置密封部件，所述的预埋段靠近自由段的一端设置有减震部件，预埋段内还设置有若干磁通传感器，所述的磁通传感器通过导线连接预埋段外部的数据线。

进一步，所述的自由段两端分别设置有索箍，其中靠近减震部件的索箍外部设置防水罩，其中远离减震部件的索箍外部设置连接部件，所述自由段上还设置HDPE护套管。

进一步，所述的自由段与索鞍连接处设置抗滑键，所述的抗滑键外部固定有单根可换式抗滑锚固部件。

进一步，所述的预埋段内设置径向排列的螺旋筋，螺旋筋的一端与锚垫板的交界处设置焊缝。

进一步，组成斜拉索的钢绞线由若干PC钢丝线组成，所述PC钢丝线的外部包裹环氧喷涂层，若干PC钢丝线及环氧喷涂层的外部包裹HDPE护层，所述的若干PC钢丝线之间填充防腐油脂。

有益效果

本实用新型的斜拉索两侧对称锚于主梁，在主梁侧对称张拉，并且采用扇形立面布置，横桥向呈两排布置，鞍座设两排，鞍座采用分丝管结构形式，拉索在索塔位置处的锚固，与斜拉索通过鞍座相适应，斜拉索受力均匀，使得整个桥梁的安全性能和使用寿命大大提高。

斜拉索为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，可以方便斜拉索的维修，张拉端设置钢绞线群锚可以更加有效加固桥面。

附图说明

图1是本实用新型斜拉索实施例的结构示意图；

图2是本实用新型斜拉索实施例的部分结构示意图具体是斜拉索一侧的结构图；

图3是本实用新型斜拉索实施例的部分结构示意图；

图4是本实用新型斜拉索的钢绞线结构示意图；

图5是本实用新型斜拉索组实施例的结构示意图。

图中，索鞍1，索体2，自由段3，预埋段4，锚具5，分丝管6，单根可换式抗滑锚固部件7，抗滑键8，索箍9，连接部件10，HDPE护套管11，防水罩12，减震部件13，数据线14，磁通传感器15，密封部件16，防腐油脂17，锚垫板18，锚板19，螺母20，保护罩21，螺旋筋22，焊缝23，PC钢丝线24，环氧喷涂层25，HDPE护层26。

具体实施方式

在具体实施中，如图5所示，本实用新型的斜拉索组包括设置在索塔b上的若干根斜拉索a，所述斜拉索a横向为双排索布置，立面为扇形布置；

斜拉索a由型号为фs15.2mm的填充型环氧喷涂钢绞线组成，抗拉标准强度为1860MPaa，斜拉索a的张拉端设置钢绞线群锚，斜拉索a为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，索塔b上采用分丝管式索鞍固定，斜拉索a张拉端均设置在主梁内；

如图1所示，本实用新型的斜拉索a包括索鞍1和设置在索鞍1两端的索体2，所述的索体2包括靠近索鞍1的自由段3以及远离索鞍1的预埋段4，所述预埋段4的末端设置锚具5；

如图2所示，所述的索鞍1由若干分丝管6组成，所述的锚具5包括锚板19，所述的锚板19外部固定螺母20，锚板19的径向末端设置保护罩21，所述锚板19靠近预埋段4的径向外端设置锚垫板18。

具体地，所述的预埋段4靠近锚具5的一端设置防腐油脂17，防腐油脂17外端设置密封部件16，所述的预埋段4靠近自由段3的一端设置有减震部件13，预埋段4内还设置有若干磁通传感器15，所述的磁通传感器15通过导线连接预埋段4外部的数据线14；所述的自由段3两端分别设置有索箍9，其中靠近减震部件13的索箍9外部设置防水罩12，其中远离减震部件13的索箍9外部设置连接部件10，所述自由段3上还设置HDPE护套管11；所述的自由段3与索鞍1连接处设置抗滑键8，所述的抗滑键8外部固定有单根可换式抗滑锚固部件7。

具体地，如图3所示，所述的预埋段4内设置径向排列的螺旋筋22，螺旋筋22的一端与锚垫板18的交界处设置焊缝23。

具体地，如图4所示，组成斜拉索a的钢绞线由若干PC钢丝线24组成，所述PC钢丝线24的外部包裹环氧喷涂层25，若干PC钢丝线24及环氧喷涂层25的外部包裹HDPE护层26，所述的若干PC钢丝线24之间填充防腐油脂17。

具体实施中，本实用新型的斜拉索组及斜拉索的制作如下：

整体上索塔塔身上部设鞍座，以便斜拉索通过。斜拉索横桥向呈两排布置，鞍座设两排。鞍座采用分丝管结构形式，斜拉索连续穿过分丝管，在一侧入口处设置抗滑键，为单侧双向抗滑键，实现拉索在索塔位置处的锚固，为与斜拉索通过鞍座相适应，分丝管中段采用圆弧形。斜拉索两侧对称锚于主梁，采用主梁侧对称张拉。斜拉索的防护采用多层防护体系，单根环氧喷涂钢绞线，外包单层PE，钢绞线拉索外包HDPE套管。

具体地：

斜拉索安装按照上下游按顺序依次施工，施工顺序是先上游后下游，由短索到长索，斜拉索按索号依次施工，工艺包括：

下料：

下料时，应对钢绞线索盘出厂编号、质量保证书编号及单个索盘钢绞线重量进行记录。

①下料长度

按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度

A、下料长度计算公式为：L=L0+2(L1+A1+ A2 +L3+L4)

式中：L0——两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长(mm)；

A1——锚板外露长度(mm)；

A2——锚固螺母厚度(mm)；

L1——张拉端工作长度(mm)，一般取1400mm；

L3——有圆管限制的垂直影响长度(mm)；

L4——塔梁施工误差的影响长度(mm)，一般取5－10mm。

通过以上计算公式，可计算出该桥无应力状态下无粘结钢绞线下料长度。

B、钢绞线HDPE剥除长度：张拉端L张=L1+A3+A4-L5

式中：A3——锚板外露长度(mm)；

A4——密封筒长度(mm)；

L5——为HDPE护套进入锚具内的长度(mm)。

由于钢绞线的热挤PE护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防护油脂，两者之间是粘结力是很小的。在钢绞线张拉过程中PE层不会随钢绞线的伸长而伸长，因此钢绞线张拉端HDPE剥除长度可不考虑伸长值的影响。通过以上计算公式，可计算出该桥无应力状态下无粘结钢绞线PE剥除长度。

下料时注意：

a．发现PE护套有破损之处，应马上修补，若损坏严重难以修补，则应弃用此段钢绞线。为尽量减少人为损坏PE护套，下料人员应严禁穿硬底鞋，同时下料场应进行封闭，以免非下料人员进入现场损坏PE护套层；

b．为了保证钢绞线下料长度准确，除保证钢绞线行走路线直线外，还应遵守分组进行长度丈量、标识和复核的下料原则；

c、断料应用砂轮切割机，严禁用气割等易产生高温的设备进行断料；

d、钢绞线PE层为易燃材料，下料场地应完善防火措施。

③剥皮及清洗

将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为工作和锚固长度。剥皮时应注意刀具不能损伤钢绞线，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同时清洗后的光面钢绞线要进行防污保护。

④切丝及镦头

钢绞线清洗完成后，在钢绞线两端打散后在端头约12cm长度范围内平齐切掉外圈6丝，保留中心丝，然后将钢绞线复原。复原后用LD10镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头，供斜拉索牵引用。

HDPE管焊接：

HDPE管焊接时，应对段管编号、段管长度、焊接头预热温度、预热压力、加热时间、切换时间、焊接压力、冷却时间和焊接时间等进行记录。

焊接长度：L焊= L0-L6-A5- L7-L8- L9/2+L10；

式中：L0——两侧塔梁垫板间距 (mm)；

L6——梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和(mm)；

A5——梁端防水罩HDPE管限位长度(mm)；

L7——塔端连接装置长度(mm)；

L8——塔端锚固筒长度(mm)；

L9——分丝管长度(mm)；

L10——HDPE外套管进入塔端连接装置长度(mm)。通过以上计算公式，可计算出该桥HDPE外套管焊接长度。

焊接工艺：

HDPE段管的连接采用专用发热式工具对焊方式。

HDPE护套管焊接：

焊接条件，HDPE管焊接时，根据管材规格，其焊接条件按照以下几方面进行控制：

管材规格、预热温度(℃)、卷边高度H=1mm时的预热压力、预热完成后加热时间、允许最大切换时间、焊接压力、冷却时间等。

特别提示：HDPE管焊接前，将管材旋转于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面。在焊接过程中，无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全满足冷却时间且硬化后才能撤去。

分丝管安装及梁端预埋件的安装：

塔柱在浇筑前安装分丝管定位支架，支架由型钢焊接而成，待分丝管定位好后将弯管焊接在托梁上固定。

a.在主塔分丝管前一个节段浇筑砼前，先安装支架预埋件，预埋件顶面高程与该节段砼顶面一致。

b.待前一节段砼浇筑后即在主塔上拼装焊接劲性骨架中的立柱、连接杆及斜撑，立柱与预埋件焊接固定。

c.以前一节段砼顶面高程为参考点来初步确定1#分丝管主边跨侧的高程，结合设计图纸中分丝管与主塔的相对位置初步确定1#管主边跨侧横桥向及顺桥向位置，并首次临时固定。

d.取分丝管端垫板外板竖向边中心点作为控制点，用测量仪器精确测量首次固定后分丝管单侧的位置并调整，每调整一次并测量一次，直至分丝管与设计位置误差满足设计规范要求。注：单侧位置精确固定前，应及时调整分丝管另一侧的位置，使其与设计位置相差不至于太大。

e.牢固焊接托梁，定位钢筋及撑杆、拉杆，固定分丝管。

f.同d步骤精确测量并调整1#管另一侧的位置，再按e步骤固定分丝管。

g.然后以1#管分丝管为基准点初步确定2#管的位置，并临时固定。重复d、e、f步骤即完成2#管的安装。

h.以此类推即可完成主塔所有分丝管的安装。

i劲性骨架可以按浇筑节段分段拼装。

梁端预埋件的安装

a.用精扎螺纹钢加工一个可调整高度的支撑平台，该平台可反复使用。

b.安装前设计（或监理）必须提供模板的实测标高值和上、下端管口的安装标高值。

c.根据上、下端管口的坐标通过测量确定其在模板上的投影点。

d.在投影点附近安装支撑平台，调整支撑平台上平面的标高值，然后把预埋管搁置在该支撑平台上。

e.调整预埋管的纵横向坐标值，使之满足设计要求。

f.通过测量确定锚垫板的坐标满足要求。

g.用葫芦或其他起重设备调上端管口的仰角，加强测量使之满足设计坐标要求。

h.焊接临时支架使之固定，拆除支撑平台，绑扎钢筋。

张拉端锚具安装：

梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无污。由于锚具分别由多个零部件组成，运到工地后应进行检查。

锚具安装就位时要求：

①安装前，清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁，将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好；

②中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必须严格控制在同一垂直平面内；

③锚板的中心线与承压板(锚垫板)的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过5mm；

④中、边跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐，以免钢绞线打绞；

单根斜拉索工艺：

a、将单根成盘的钢绞线运至桥面穿索附近点，拆开钢绞线的缠包带，从内圈抽出钢绞线的一头（称前端，与抗滑键距离端头长的一头），并用穿索机将其穿过HDPE管（称后端，与抗滑键距离端头短的一头）；

b、用穿索机将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过后端防松装置、后端抗滑锚具、分丝管、前端抗滑锚具及前端防松装置，继续将钢绞线穿出前端的HDPE管到达前端预埋管口，待前端钢绞线与牵引绳的穿束器连接好后，在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度；

c、前端钢绞线及抗滑键到位，随即将后端钢绞线与牵引绳连接，同样在在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度；

d、前后两端调整好钢绞线后，单根斜拉索完毕；

e、在单根斜拉索时，应注意钢绞线的HDPE护套的保护和打绞现象发生。

斜拉索张拉及调索：

每根索的钢绞线均逐根斜拉索后即用YDCS160千斤顶进行张拉。单根张拉时，要对张拉油压、张拉力、传感器读数、初值油压、测量初值、测量终值及回缩值等进行记录。

单根张拉顺序为：先张拉不带抗滑键的一端，让抗滑键紧贴锚垫板；再根据张拉力以及索伸长量，同时张拉钢绞线两端。

索力均匀性控制：

为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。斜拉索前，将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根钢绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。

通过以上索力控制，索力均匀性可控制在每根斜拉索的各股钢绞线的离散误差不为理论值的±2%；

斜拉索索力调整：

调索施工时，应对调索工况、设计调整索力、设计张拉油压、初动力、实际张拉油压、实际调整索力、回缩值等参数进行记录。调索过程中，钢绞线拉索张拉到位时，注意利用打紧器及时将夹片打紧。当索力调节至设计值时，调索完毕。

塔端抗滑锚固装置安装：

斜拉索调索完毕后，进行抗滑装置的安装，抗滑装置由抗滑键、抗滑插片、塔端锚固筒、抗滑螺母等组成。

第一步：先将抗滑插片，逐片依次由上至下插入钢绞线间隙之间（注意抗滑插片的方向，确保方向正确）；

第二步：将锚固筒往塔端分丝管上推，一直推到靠近钢垫板，并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧。

索箍安装：

①紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，然后将预先裁好长度为1．0m左右钢绞线(即假索)填入索体相应位置周围空隙中，使之成型至设计断面；

②将组装好的减振器推入调整护管内，直至减振器端面与调整护管端口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和调整护管壁紧紧相贴；

③在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓，使索与索夹之间紧密。

安装梁端防松装置：

①安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余钢绞线，并预留一定的长度。要求钢绞线端头平整、光滑。

②装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。

塔端减振器、索箍及连接装置安装：塔端锚固筒安装完成后，即可依次进行减振器、索箍及连接装置安装，在安装过程中要注意减振器处索体之间的密封。

Claims (8)

1.双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，包括设置在索塔上的若干根斜拉索，所述斜拉索横向为双排索布置，立面为扇形布置，斜拉索由填充型环氧喷涂钢绞线组成，斜拉索的张拉端设置钢绞线群锚，斜拉索为单根可换式矮塔斜拉桥拉索，在主梁上采用钢绞线群锚锚固，索塔上采用分丝管式索鞍固定，斜拉索张拉端均设置在主梁内。

2.如权利要求1所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述斜拉索包括索鞍和设置在索鞍两端的索体，所述的索体包括靠近索鞍的自由段以及远离索鞍的预埋段，所述预埋段的末端设置锚具。

3.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述的索鞍由若干分丝管组成，所述的锚具包括锚板，所述的锚板外部固定螺母，锚板的径向末端设置保护罩，所述锚板靠近预埋段的径向外端设置锚垫板。

4.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述的预埋段靠近锚具的一端设置防腐油脂，防腐油脂外端设置密封部件，所述的预埋段靠近自由段的一端设置有减震部件，预埋段内还设置有若干磁通传感器，所述的磁通传感器通过导线连接预埋段外部的数据线。

5.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述的自由段两端分别设置有索箍，其中靠近减震部件的索箍外部设置防水罩，其中远离减震部件的索箍外部设置连接部件，所述自由段上还设置HDPE护套管。

6.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述的自由段与索鞍连接处设置抗滑键，所述的抗滑键外部固定有单根可换式抗滑锚固部件。

7.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，所述的预埋段内设置径向排列的螺旋筋，螺旋筋的一端与锚垫板的交界处设置焊缝。

8.如权利要求2所述的双塔单索面扇形斜拉索，其特征在于，组成斜拉索的钢绞线由若干PC钢丝线组成，所述PC钢丝线的外部包裹环氧喷涂层，若干PC钢丝线及环氧喷涂层的外部包裹HDPE护层，所述的若干PC钢丝线之间填充防腐油脂。

Images