CN212404827U - 一种吊杆或斜拉索集中锚固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁锚固技术领域，具体为一种吊杆或斜拉索集中锚固装置。本装置是对现有的双吊杆耳板锚固构造的改进，即对耳板构造进行扩充，一方面增加耳板上的吊耳孔，另一方面增加耳板加劲，增强耳板与拱肋截面的整体作用性能，使得吊杆力能可靠传递给拱肋；具体包括：在拱顶拱肋的一定区段内增设中腹板，对拱肋截面的底板开出槽口，中腹板从槽口伸出拱肋底板形成一块整体大耳板；并在耳板上对应每根吊杆开吊耳孔，供吊杆集中锚固；同时在耳板两侧间隔吊耳孔设置横向加强劲，以增加耳板的承受力；在拱肋内还对应设置横隔板。本装置可以满足在拱顶局部区域集中布置全桥吊杆的需求，且吊杆布置紧凑、占用空间小，耳板锚固构造简单。

Description

一种吊杆或斜拉索集中锚固装置

技术领域

本实用新型属于桥梁锚固技术领域，具体涉及一种吊杆或斜拉索集中锚固装置。

背景技术

在桥梁设计中从景观考虑，采用了三角形拱桥梁，其拱塔采用了三角拱。悬吊主梁的吊杆在拱塔端集中锚固于三角形的顶端。

吊杆在拱端的锚固，常用的有锚箱式、耳板式。锚箱式锚固构造，由于锚头需要穿过拱肋底板、设置较多的支撑加劲且锚固螺母尺寸相对较大等，要求相邻锚点间的间距较大，不适用于三角拱集中锚固于拱顶的要求，参见图1所示。耳板式锚固构造，目前采用较多的是用于单吊杆或双吊杆的锚固，吊杆锚固于伸出拱肋截面的耳板，参见图2所示。耳板构造，由于部分加劲设置在拱肋截面箱外，施工简便，且能满足吊杆顺耳板转动的要求。

三角形拱桥的采用，吊杆集中锚固于三角形顶端，现有的锚箱式锚固构造不能满足锚固空间要求，常见的单吊杆或双吊杆耳板锚固构造又不能直接用于多于3根以上的吊杆索锚固。本发明即是要实现多根吊杆集中锚固于一点，该锚固构造既满足锚固空间要求、也满足受力要求。

现有的耳板构造，仅适用于单吊杆或双吊杆，适用于支承主梁的单根横梁。当吊杆集中锚固于三角形拱的顶端时，要在有限的空间里集中布置多根吊杆，锚箱构造由于每根吊杆都采用锚杯和螺母锚固，且需设置锚垫板，锚固构造占用空间较大，顶端的局促空间满足不了锚头布置的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吊杆或斜拉索集中锚固装置，使多吊杆集中锚固于一点时能满足构造和受力要求，以实现桥梁景观设计。

本发明提供的吊杆或斜拉索集中锚固装置，是在现有的双吊杆耳板锚固构造的基础上，对耳板构造进行扩充，一方面增加耳板上的吊耳孔，另一方面增加耳板加劲，增强耳板与拱肋截面的整体作用性能，使得吊杆力能可靠传递给拱肋。

本发明的集中锚固装置，在拱顶拱肋的一定区段内增设中腹板，并对拱肋截面的底板开有槽口，由中腹板从槽口伸出拱肋底板形成一块整体大耳板，并在耳板上对应每根吊杆开有吊耳孔，供吊杆集中锚固；同时，在耳板两侧间隔吊耳孔设置横向加强劲，以增加耳板的承受力；此外，在拱肋内对应设置横隔板。参见图3、图4所示。其中：

吊耳孔布置在拱肋底板以下、以拱肋斜直线段虚拟交点为圆心的弧线上。吊耳孔布置的间距应满足吊杆锚固和布置横向加强劲的空间要求，并以此确定吊耳孔布置的圆弧线，以吊耳孔布置的圆弧线向弧外偏移一定长度到大耳板边缘，该长度需满足销轴孔受力要求。

在吊杆布置平面内，边吊杆的耳板设圆弧过渡后伸入箱型拱肋内部，耳板在拱肋内部构成中腹板。中腹板沿拱肋全高向拱脚延长一倍截面高度，端部设置渐变段与顶底板加劲焊连。在吊耳孔位置，耳板的两侧焊接与吊耳孔同心的圆环板，以对吊耳孔加劲。在耳板两侧设置的横向加强劲，从耳板边缘延伸至拱肋底板并焊接，并在拱肋内部对应设置横隔板。

于是，集中锚固构造的传力途径为：吊杆→大耳板（中腹板）→拱肋顶底板及外侧腹板。

本技术方案提出的吊杆集中锚固装置，与吊杆的叉耳端构造相配合，并作为吊杆固定端传递荷载。由于不需要考虑千斤顶张拉需求，且吊杆叉耳端构造相对于锚杯螺母端构造尺寸小，吊耳孔可以布置的较紧凑，能满足集中锚固对空间的要求。吊杆叉耳端构造，参见图5所示。由锚固钢丝的锚头、起连接作用的U型叉耳和销轴组成，U型叉耳的两肢间距与大耳板和环形垫板的总厚度耦合；U型叉耳伸入大耳板后，吊杆销轴插入吊耳孔形成连接锚固。

本装置通过将耳板延伸至拱肋截面内，并兼做拱肋截面的中间腹板，在耳板上设置横向加劲肋，与横向加劲肋对应的位置在拱肋截面内设置横隔板，确保吊杆力传递给拱肋。

本装置的技术效果：

（1）设计一种大型耳板，在耳板上设置多个吊耳孔，可同时布置多根吊杆，实现吊杆集中锚固；

（2）耳板延伸至拱肋截面内部，在拱顶区段构成拱肋截面的中腹板，并在耳板上设置加劲肋，以确保吊杆力有效传递给拱肋的顶底板、外侧腹板；

（3）为满足集中锚固对布置空间的要求，集中锚固用耳板与吊杆叉耳端配合，通过吊杆销轴将吊杆与耳板固定并连接，以将吊杆力传递至拱肋。

本装置的优点：

由于桥梁景观需求，出现了将吊杆集中锚固于三角形拱顶局部区域的情况。锚箱锚固构造占用空间较大，不能满足紧密布置要求；现有的耳板锚固构造一般适用于悬吊单根横梁、耳板上锚固一根或两根吊杆叉耳，不能满足多根吊杆集中锚固、支承全桥重量的要求。

本技术方案可以满足在拱顶局部区域集中布置全桥吊杆的需求。具有吊杆布置紧凑、占用空间小，耳板锚固构造简单，通过设置加劲肋后能可靠传递吊杆力。

另外，在斜拉桥的设计中，当斜拉索采用辐射型布置时，斜拉索将集中锚固于索塔上的一点，这时采用鞍座式、锚固梁式或支承板式等均难于实现。采用分丝管鞍座构造可以减小拉索间的距离要求，但仍难于实现辐射形索面的效果，且拉索通常不能在塔端锚固，桥梁的整体刚度相对较小。而采用本技术方案进行引申类似的构造，既可以实现拉索在塔端锚固，也可以满足锚固空间要求。

辐射形索面斜拉桥的特点：拉索沿主梁为均匀分布，在索塔上集中于一点，参见图6。由于拉索与水平面的平均交角较大，故拉索的垂直分力对主梁的支承效果也大，拉索的用量最省；由于拉索的水平分力在塔顶基本平衡，故索塔的弯矩较小，索塔的高度可比其他两种布置形式低。斜拉索在塔上的锚固构造参见图7。其中：

（a）鞍座支承式锚固构造，适用于早期的斜拉索根数少的斜拉桥。在塔顶设置鞍座，拉索在塔顶的鞍座上连续通过，拉索在顺桥向能移动；

（b）鞍座锚固式构造，适用于早期的斜拉索根数少的斜拉桥。在塔顶设置鞍座，拉索在塔顶的鞍座上锚固，拉索在顺桥向不能移动；

拉索在塔顶以鞍座进行集中锚固的形式和构造，鞍座体积较大，其制造、加工、安装的难度很大，在塔内的施工操作困难；

（c）锚固梁式锚固构造，在塔壁上，由支撑板和锚固梁锚固拉索，支撑板下设有锚固梁。锚板和横隔板承受斜拉索产生的水平分力。拉索的竖向分力由锚固架钢结构传递给塔壁承受；

（d）支承板式锚固构造，拉索通过支承板支承于加劲的竖壁上，拉索索力的水平分力直接由竖壁承受，竖向分力通过竖壁传递给塔壁。

辐射形索集中锚固（本发明的引申构造）参见图8、图9。

斜拉索在索面内的布置，以跨中和拉索在塔顶的锚固点为中心线，呈等角度辐射状布置。

斜拉索在塔上锚固用的耳孔，布置在以拉索集中锚固点为圆心的圆弧线上。耳孔布置的间距应满足拉索锚固、布置横向加强劲的空间要求，并以此确定耳孔布置的圆弧线，以耳孔布置的圆弧线向弧外偏移一定长度到大耳板边缘，该长度需满足销轴孔受力要求。在斜拉索布置平面内，最低端和最顶端的斜拉索的耳板设圆弧过渡后从壁板伸入桥塔断面内部，耳板在桥塔内部构成中腹板。中腹板沿桥塔竖向向两侧各延长一倍桥塔顺桥向宽度，端部设置渐变段与塔壁板加劲焊连。在耳孔位置，耳板的两侧焊接与耳孔同心的圆环板，以对耳孔加劲。在耳板两侧设置的横向加强劲，从耳板边缘延伸至桥塔壁板并焊接，并在塔柱内部对应设置横隔板。在耳孔附件至边缘加劲高度设倒角渐变。

附图说明

图1为现有单吊杆锚固构造。

图2为现有吊杆锚箱构造。

图3为耳板集中锚固立面。

图4为本集中锚固构造示意图。

图5为吊杆叉耳端构造图。

图6为斜拉索辐射型布置图示。

图7为斜拉索在塔上的锚固构造图示。其中，（a）为鞍座支承式，（b）为鞍座锚固式，（c）锚固梁式锚固，（d）支承板式锚固。

图8为辐射形索集中锚固立面图示（本装置的引申）。

图9为辐射形索集中锚固侧面图示（本装置的引申）。

图中标号；1为拱肋顶板，2 为耳板，3为拱肋腹板，4为横隔板，5为加劲，6为拱肋底板，7为底板槽口，8为耳板加劲，9为吊耳孔，10为吊杆或斜拉索，11为销轴，12为连接叉耳，13为锚头，14为吊杆索体，15为桥塔或索塔，16为桥塔壁板，17为桥塔腹板，18为鞍座，19为加劲的竖壁，20为支承板，21为锚块或锚梁，22为主梁，23为桥墩，24为人洞。

具体实施方式

实例的桥梁为一座主跨80m的三角形拱桥，拱的高度45m。吊杆布置于桥跨中间的55m区段，以支撑结构的荷载。吊杆在梁上以7.5m等间距布置，拱顶部集中锚固于三角形拱肋斜直线段的虚拟交点。为了满足叉耳型吊杆锚固和耳板横向加劲布置的空间要求，耳孔布置在距拉索集中锚固虚拟交点6.59m的圆弧线上，并将耳孔弧线向外偏移0.35m，形成大耳板下边缘弧线，耳板厚度50mm。大耳板在临近拱肋下底板处，倒R=0.85m圆角进入拱肋截面内部。耳板进入拱肋截面内部后向拱肋顶板延伸，并与顶板焊接，形成拱肋截面的中腹板。中腹板自与拱肋底板的切点向拱脚方向延伸长度2.15m，并设置由斜直线和圆弧线组成的过渡段与拱肋顶底板加劲焊连。吊耳孔间距0.845m，在耳孔之间垂直耳板设置加劲肋，长度从耳板边缘延伸至拱肋底板并焊接，加劲肋高度360mm，厚度30mm，在耳孔附件至边缘加劲高度设倒角渐变。在拱肋内部，对应耳板横向加劲位置设横隔板，横隔板间距1m。通过上述的构造设计，实现了如下的荷载传力路径：吊杆→大耳板（中腹板）→拱肋顶底板及外侧腹板。

由于采用了耳板集中锚固构造，吊杆锚固端的间距采用0.845m可满足要求，锚固耳板厚度50mm。而若采用常规的锚箱式锚固构造，考虑加劲设置和加工空间要求，吊杆锚固间距约1.5m～2.0m，横向厚度一般与拱肋宽度2.2m相同。通过上述的比较可知，采用了耳板集中锚固构造后，吊杆锚固紧凑且轻薄。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列结构，但是应理解并领会，这些方法不受具体所限，因为根据一个或多个实施例，一些结构可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (4)

1.一种吊杆或斜拉索集中锚固装置，是对现有的双吊杆耳板锚固构造的改进，其特征在于，对耳板构造进行扩充，一方面增加耳板上的吊耳孔，另一方面增加耳板加劲，增强耳板与拱肋截面的整体作用性能，使得吊杆力能可靠传递给拱肋；具体包括：在拱顶拱肋的一定区段内增设中腹板，并对拱肋截面的底板开出槽口，中腹板从槽口伸出拱肋底板形成一块整体大耳板；并在耳板上对应每根吊杆开吊耳孔，供吊杆集中锚固；同时，在耳板两侧间隔吊耳孔设置横向加强劲，以增加耳板的承受力；此外，在拱肋内对应设置横隔板。

2.根据权利要求1所述的吊杆或斜拉索集中锚固装置，其特征在于，所述吊耳孔布置在拱肋底板以下、以拱肋斜直线段虚拟交点为圆心的弧线上；吊耳孔布置的间距满足吊杆锚固和布置横向加强劲的空间要求，并以此确定吊耳孔布置的圆弧线，以吊耳孔布置的圆弧线向弧外偏移一定长度到大耳板边缘，该长度需满足销轴孔受力要求。

3.根据权利要求2所述的吊杆或斜拉索集中锚固装置，其特征在于，在吊杆布置平面内，边吊杆的耳板设圆弧过渡后伸入箱型拱肋内部，耳板在拱肋内部构成中腹板；中腹板沿拱肋全高向拱脚延长一倍截面高度，端部设置渐变段与顶底板加劲焊连；在吊耳孔位置，耳板的两侧焊接与吊耳孔同心的圆环板，以对吊耳孔加劲；在耳板两侧设置的横向加强劲，从耳板边缘延伸至拱肋底板并焊接，并在拱肋内部对应设置横隔板。

4.根据权利要求3所述的吊杆或斜拉索集中锚固装置，其特征在于，锚固装置与吊杆的叉耳端构造相配合，用于吊杆固定端传递荷载；该吊杆叉耳端由锚固钢丝的锚头、起连接作用的U型叉耳和销轴组成，U型叉耳的两肢间距与大耳板和环形垫板的总厚度耦合；U型叉耳伸入大耳板后，吊杆销轴插入吊耳孔形成连接锚固。

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