CN215801030U - 一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，属于悬索桥装置技术领域；该装置包括鞍头和设置于鞍头底部的摆轴式鞍座，该鞍头包括采用锻钢制作的鞍槽承压底块，该鞍槽承压底块两侧固定设置有鞍槽侧壁板，该鞍槽侧壁板的外侧设置有若干用于增强抗弯能力的鞍头横向加强筋板；本实用新型能够让生产制造工艺更加环保，同时，锻焊结合构成的鞍头相对于传统的铸件鞍头而言，具有更加优良的组织结构和力学性能，能够有效的保证整个散索鞍的结构强度，解决了超大尺寸散索鞍结构鞍头铸造中厚大铸件成型质量相对较差的问题，同时，所有组成构件和焊缝均能采用可靠的无损探伤检测手段进行内在质量检验，有效的提高了散索鞍制造质量和使用寿命。

Description

一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构，属于悬索桥装置技术领域。

背景技术

散索鞍设于悬索桥边跨与锚跨之间的散索鞍墩上，对主缆起到支承、转向和索股发散的作用。现有散索鞍结构的鞍头均为铸件，铸件虽然有优良的机械、物理性能，但由于金属液态成型的工序多，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。与同种材料的锻件相比，因液态成型组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，其毛坯铸件质量控制难度大，不可控风险多。另外，铸造业属于高能耗、污染严重的行业。铸造行业耗能占机械工业总耗能的25%〜30%。铸造企业在生产过程中对环境污染最严重的是固体废弃物和空气污染。随着桥梁跨度增大，超大尺寸的索鞍结构也屡见不鲜，厚大铸件的铸造成型质量及综合力学性能也会面临现实挑战。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构，该结构能够有效的改善散索鞍在使用过程中的力学性能和整体质量，相对于传统铸件结构有效的保证了整个散索鞍结构的使用效果，以及提高其使用寿命。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构，包括鞍头和设置于鞍头底部的鞍座，该鞍头包括具有索槽的鞍槽承压底块，该鞍槽承压底块两侧固定设置有鞍槽侧壁板，该鞍槽侧壁板的外侧设置有若干用于增强其抗弯能力的鞍头横向加强筋板。

进一步的，该鞍槽承压底块采用锻钢制作，该鞍槽侧壁板和鞍头横向加强筋板采用钢板或锻钢材料制作。

进一步的，该鞍槽承压底块为一体制成，或者，分2段或3段拼接而成，其上端为索槽结构，下端为随索槽线形的弧形或者平面状。

进一步的，该鞍槽承压底块包括水平段和平弯段，平弯段内各索槽在纵向按照缆索锚点方向呈射线状发散。

进一步的，平弯段平弯圆弧R处所在的侧壁外侧设置的鞍头横向加强筋板的厚度或/和宽度大于其他部位鞍头横向加强筋板的厚度或/和宽度。

进一步的，该鞍槽侧壁板外侧上端还设置有拉杆孔承压台，通过该拉杆孔承压台有效的装配拉杆。

进一步的，该鞍座包括至少2块左右对称布置的纵向肋板，在其之间还设置有横向肋板。

进一步的，所述纵向肋板具有3块，位于中间的纵向肋板与两侧的纵向肋板之间还设置多块横向肋板，且位于纵向肋板两侧的多块横向肋板对称设置。

进一步的，位于中间的纵向肋板与两侧的纵向肋板之间还设置有至少一块横向肋板，在纵向肋板的两端部还设置有鞍座端板，通过鞍座端板的两端部与位于两侧的纵向肋板对应端部匹配。

进一步的，该鞍座的下端部还固定设置有用于安装上承板的摆轴座底块，该底块采用锻钢制作。

进一步的，该鞍头与鞍座之间通过焊接方式形成为一个整体，或者鞍头与鞍座为两个构件，在组合装配后用螺栓连接固定装配成为一体；

当鞍头与鞍座为两个构件时，该鞍头的底部设置有对应的装配底板，该鞍座顶部设置有装配顶板，装配底板装配于鞍座的装配顶板对应区域，通过螺杆连接装配。

进一步的，在装配顶板上还设置有用于定位的定位键，装配顶板与装配底板之间还通过定位销以实现精准定位和限位。

进一步的，所述鞍槽承压底块的下方还设置有装配底板，该鞍头横向加强筋板具有与鞍头的外侧面匹配的装配面。

进一步的，鞍头横向加强筋板的装配面与鞍头匹配后，组合匹配部位通过焊缝与鞍槽侧壁板、纵向主筋板及装配底板联结为一体。

进一步的，该装配底板通过纵向主筋板与鞍槽承压底块的底侧面连接为一体，该纵向主筋板的上下两端分别与鞍槽承压底块和装配底板分别组合装配并通过焊接连为一体。

进一步的，所述鞍头横向加强筋板平行设置，且相邻的2块鞍头横向加强筋板之间还设置有至少一块纵向加强筋。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构能够让生产制造工艺更加环保，同时，锻件相对于原有的铸件而言，具有更加优良的内部组织结构和力学性能，能够有效的保证整个散索鞍的结构强度，解决了超大尺寸索鞍结构厚大铸件铸造成型质量相对较差的问题，同时，所有组成构件和焊缝均能采用可靠的无损探伤检测手段进行内在质量检验。有效的提高了散索鞍制造质量和使用寿命。

附图说明

图1是具有鞍座端板的结构示意图；

图2是图1的炸裂图；

图3是具有加厚加宽鞍槽横向加强筋板的结构示意图；

图4是图3的炸裂图；

图5是不具有鞍座端板的结构示意图；

图6是图5的炸裂图；

图7是具有四根纵向筋板的炸裂图；

图8a是鞍槽承压底块的结构示意图；

图8b是图8a的A向结构示意图；

图8c是图8a的B向结构示意图；

图9a是鞍槽承压底块分段式正视图的结构示意图；

图9b是鞍槽承压底块分段式俯视图的结构示意图；

图10a是弧形底的鞍槽承压底块的结构示意图；

图10b是锻制平底的鞍槽承压底块的结构示意图；

图10c是具有减重孔的鞍槽承压底块的结构示意图；

图11是本实用新型分体结构的结构示意图；

图12是图11的炸裂图；

图13a是鞍槽侧壁板的结构示意图；

图13b是图13a的A处的锪平加工的承压面的放大结构示意图；

图14是本实用新型实施例2的结构示意图之一；

图15是本实用新型实施例2的结构示意图之二；

图16是本实用新型实施例2分段式结构示意图。

图中标记：1-鞍头、11-索槽、12-鞍槽承压底块、121-水平段、122-平弯段、13-鞍槽侧壁板、14-拉杆孔承压台、15-鞍头横向加强筋板、16-鞍头装配底板、2-鞍座、21-装配顶板、22-纵向筋板、23-横向筋板、24-端板、25-摆轴座底块、3-定位键、4-定位销、5-纵向主筋板、6-纵向加强筋。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构，如图1至图13所示，包括鞍头1和设置于鞍头底部的鞍座2，该鞍头1包括具有索槽11的鞍槽承压底块12，该鞍槽承压底块两侧固定设置有鞍槽侧壁板13，该鞍槽侧壁板13的外侧设置有若干用于增强抗弯能力的鞍头横向加强筋板15。

本实施例中，能够让生产制造工艺更加环保，同时，锻件相对于原有的铸件而言，具有更加致密的内部组织和更加优良的力学性能，能够有效的保证整个散索鞍的质量和力学性能，解决了超大尺寸索鞍结构厚大铸件铸造成型内部组织相对疏松，毛坯质量相对较差的问题，有效的提高了散索鞍制造质量和使用寿命。

在上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的设计，在另一具体实施方式中，该鞍槽承压底块12为锻件，该鞍槽侧壁板13和鞍头横向加强筋板15为钢板或锻件。作为具体的描述，以锻件替代为铸件的设计，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，内部组织更为致密，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。作为具体的描述，鞍槽侧壁板13焊接固定在鞍槽承压底块12上，鞍头横向加强筋板15焊接固定在鞍槽侧壁板13或/和鞍槽承压底块12上。

基于悬索桥的施工要求，在另一具体实施方式中，该鞍槽承压底块12为一体制成，或者，分2段或3段拼接而成。作为具体的描述，当鞍槽承压底块12为2段或3段拼接而成时，每段鞍槽承压底块之间采用焊接方式进行连接固定形成一体。

在上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的设计，在其中一具体实施方式中，该鞍槽承压底块12包括水平段121和平弯段122，平弯段122内各索槽在纵向按照缆索锚点方向呈射线状发散。作为具体的描述，如图8所示，平弯段122是以夹角θ向外侧扩散具体的，鞍槽侧壁板为一体制成。

在上述具体结构的设计基础上，作为进一步的优化设计，在另一具体实施方式中，如图3和图4所示，平弯段122过渡圆弧R处所在的侧壁外侧设置的鞍头横向加强筋板15的厚度或/和宽度大于其他鞍头横向加强筋板15的厚度或/和宽度。鞍头横向加强筋板可以根据实际受力情况在不同的受力区域做局部加长加宽加厚或其它加强方式，通过增大受力截面惯性矩，从而增强抗弯能力。

在上述具体结构的设计基础上，作为更加进一步的设计，基于鞍槽侧壁板受弯，为了保证更好的受力效果，该鞍槽侧壁板13上还设置有拉杆孔，并在外侧孔端设置有拉杆孔承压台14，通过该拉杆孔承压台有效的装配鞍槽锁紧拉杆。通过拉杆孔承压台的设计能够有效实现在装配拉杆后使得鞍槽侧壁板具有更好受力效果。

作为更加具体的设计，以图7和图13为说明，该拉杆孔承压台14焊接固定在鞍槽侧壁板13上或者通过局部锪平制成。作为具体的描述，其一，如图7所示，该拉杆孔承压台14焊接固定在鞍槽侧壁板13上时，拉杆孔承压台采用钢板焊接固定在鞍槽侧壁板上，并通过机床整体铣平端面；其二，如图13所示，拉杆孔承压台14采用在鞍槽侧壁板13局部锪平制成时，即，该拉杆孔承压台14是在鞍槽侧壁板上直接通过加工形成与拉杆孔轴线垂直的，能够安装拉杆垫圈和螺母的平面，该平面作为拉杆孔的承压平面。

在上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的设计，在另一具体实施方式中，该鞍座2包括至少2块左右对称布置的纵向肋板B22，在其之间还设置有横向肋板23。作为更加具体的描述，各个部件之间采用焊接的方式进行固定装配。作为具体的描述，如图7所示，该纵向肋板B22可以为4根或5根。

更加具体的，作为具体的描述，在其中一具体实施方式中，如图所示，所述纵向肋板22具有3块，位于中间的纵向肋板Z22与两侧的纵向肋板B22之间还设置多块横向肋板，且位于纵向肋板Z22两侧的多块横向筋板对称设置。具体的，位于中间的纵向肋板Z22与两侧的纵向肋板B22之间设置三块横向筋板，形成类似于“丰”字形结构。

作为不同的实施方式，在另一具体实施方式中，如图5至图7所示，在位于中间的纵向肋板Z22与两侧的纵向肋板B22之间还设置至少一道横向肋板，在纵向肋板22的两端部还设置有端板24，通过端板的两端部与位于两侧的纵向肋板B22对应端部匹配。作为具体的描述，在位于中间的纵向肋板Z22与两侧的纵向肋板B22之间还设置一道横向肋板，且在位于中间的纵向肋板Z22两侧称设置。

作为更加具体的设计，该鞍座2的下端部还固定设置有摆轴座底块25，该底块25为锻件。而该底块与鞍座之间采用焊接的方式固定为一体。具体的，横向筋板、纵向筋板以及鞍座端板的一端均焊接固定在底块上。

在上述的描述中，具体的，鞍头与鞍座之间是采用焊接固定装配的方式，该鞍头与鞍座之间通过焊接方式形成为一个整体，或者鞍头与鞍座为两个构件，在组合装配后用螺栓连接固定装配成为一体，即：该鞍座与鞍头之间采用焊接方式进行装配；作为不同的设计，将鞍头与鞍座之间也采用为模块的方式进行设计，在另一具体实施方式中，鞍座与鞍头之间采用分体组合装配构成一体进行使用。

当鞍头与鞍座为两个构件时，该鞍头的底部设置有对应的装配底板16，该鞍座顶部设置有装配顶板21，装配底板装配于鞍座的装配顶板对应区域，通过螺杆连接装配，并在装配顶板的上端平面上加工制备用于安装鞍头的构造，该构造能够在组装鞍头后对鞍头形成限位。在装配顶板21上还设置有用于定位的定位键3，装配顶板21与装配底板16还通过定位销4以实现精准定位。

作为具体的描述，以图示11为例，该鞍头的底部设置有装配底板16，装配顶板21与装配底板16通过螺栓装配，在装配顶板21上设置有用于装配定位键3的装配槽，定位键3安装于该装配槽内并通过螺栓把合以实现装配，从而能够有效的提供初步的限位效果。

在初步限位的基础上，在装配顶板21和装配底板16的上组合加工了定位销孔，用于装配定位销4。

装配定位后，装配顶板板21与装配底板16通过高强度螺栓进行把合。

当然，为了适应装配底板的结构，以图10为例，该鞍头的底部可以制作为平面结构以适配装配底板的结构。为了实现整个结构的质量轻化，在鞍头的底部可设置多个减重凹腔以便于鞍头的减重。具体的，分体组合式结构能有效的减小散索鞍体单件重量，有效解决中大型悬索桥一体式散索鞍结构超大、质量超重的问题，降低厂内制造、吊装翻身、现场运输、施工安装等工作的难度，能够极大降低综合成本。

在上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的描述，设置于鞍槽侧壁板外侧的鞍头横向加强筋板至少一块或者至少部分或者全部与鞍槽侧壁板和位于外侧的纵向筋板具有焊接接触点；或者，设置于鞍槽侧壁板外侧的鞍头横向加强筋板至少一块或者至少部分或者全部与鞍槽侧壁板、位于外侧的纵向筋板以及摆轴座底块均有焊接接触点。

作为具体的描述，以图5作为图示，位于鞍槽侧壁板外侧中部的鞍头横向加强筋向下延伸至纵向加强筋的中部或者延伸至纵向加强筋的底部且其端部与摆轴座底块焊接固定。在该加长的鞍头横向加强筋两侧对称设置有至少一块由鞍槽侧壁板外侧向下延伸至纵向加强筋的中部鞍头横向加强筋。作为更加具体的，位于鞍槽侧壁板外侧的鞍槽承压底块平弯段R处的鞍头横向加强筋向下延伸至纵向加强筋的底部且其端部与摆轴座底块焊接固定。

实施例2

在实施例1的基础上，结合鞍头以及鞍座的结构设计，作为鞍座具体结构有所变动的设计，具体的，如图14至图16所示，所述鞍槽承压底块12的下方还设置有装配底板16，该鞍头横向加强筋板15具有与鞍头1的外侧面匹配的装配面。更加具体的，该装配底板16通过纵向主筋板5与鞍槽承压底块12的底侧面连接为一体。在具体的结构中，所述鞍槽承压底块12与装配底板16可直接焊接装配成为一体。

基于上述具体结构的设计基础上，鞍头横向加强筋板15的装配面与鞍头匹配后，组合匹配部位通过焊缝与鞍槽侧壁板、纵向主筋板5及装配底板16联结为一体。

基于上述具体结构的设计基础上，作为进一步的设计，该装配底板16通过纵向主筋板5与鞍槽承压底块12的底侧面连接为一体，该纵向主筋板5的上下两端分别与鞍槽承压底块12和装配底板16分别组合装配并通过焊接连为一体。

基于上述具体实施方式的设计基础上，作为更加具体的，所述鞍头横向加强筋板15平行设置，且相邻的2块鞍头横向加强筋板15之间还设置有至少一块纵向加强筋6。在上述的具体结构设计的基础上，作为本实施例中较为具体的结构设计，相邻的2块鞍头横向加强筋板15之间设置有2块纵向加强筋6，所述纵向加强筋6内外平行设置。其两端端部采用焊接固定连接鞍头横向加强筋板，其底部与装配底板焊接固定。

在其结构的设计上，可采用实施例1的方式所描述的分段式结构，其结构图如图16所示。

综上所述，本实用新型的一种用于悬索桥的锻焊式散索鞍结构能够让生产制造工艺更加环保，同时，锻件相对于原有的铸件而言，具有更加优良的内部组织结构和力学性能，能够有效的保证整个散索鞍的结构强度，解决了超大尺寸索鞍结构厚大铸件铸造成型质量相对较差的问题，同时，锻件表面加工后以及焊缝均可以采用可靠的无损探伤检测手段进行内在质量检验，避免了铸钢件鞍头一直存在的许多非加工部位难以通过无损探伤检测内部质量的问题，可有效的提高散索鞍制造质量和使用寿命。

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

Claims (16)

1.一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：包括鞍头（1）和设置于鞍头底部的鞍座（2），该鞍头（1）包括具有索槽（11）的鞍槽承压底块（12），该鞍槽承压底块两侧固定设置有鞍槽侧壁板（13），该鞍槽侧壁板（13）的外侧设置有若干用于增强抗弯能力的鞍头横向加强筋板（15）。

2.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍槽承压底块（12）为锻钢件，该鞍槽侧壁板（13）和鞍头横向加强筋板（15）采用钢板或锻钢。

3.如权利要求1或2所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍槽承压底块（12）为一体制成，或者，分2段或3段拼接而成。

4.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍槽承压底块（12）包括水平段（121）和平弯段（122），平弯段（122）内各索槽在纵向按照缆索锚点方向呈射线状发散。

5.如权利要求4所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：平弯段（122）平弯圆弧R处所在的侧壁外侧设置的鞍头横向加强筋板（15）的厚度或/和宽度大于鞍头横向加强筋板（15）的厚度或/和宽度。

6.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍槽侧壁板（13）上还设置有拉杆孔承压台（14），两侧壁板上对应装配同一拉杆的承压台平面相互平行，通过该拉杆孔承压台有效的装配拉杆，以锁紧鞍槽侧壁。

7.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍座（2）包括至少2块纵向肋板（22），在其之间还设置有横向肋板（23）。

8.如权利要求7所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：所述纵向肋板（22）具有3块，位于中部的纵向肋板Z与两侧对称布置的纵向肋板B之间还设置多块横向筋板，且位于中间的纵向肋板Z两侧的多块横向肋板对称设置。

9.如权利要求7所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：位于中间的纵向肋板Z与两侧的纵向肋板B之间还设置有至少一块横向肋板，在纵向肋板B的两端部还设置有端板（24），通过端板的两端部与位于两侧的纵向肋板B对应端部匹配。

10.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍座（2）的下端部还设置有摆轴座底块（25），该摆轴座底块（25）采用锻钢制作。

11.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该鞍头与鞍座之间通过焊接方式形成为一个整体，或者鞍头与鞍座为两个构件，在组合装配后用螺栓连接固定装配成为一体；

当鞍头与鞍座为两个构件时，该鞍头的底部设置有对应的装配底板（16），该鞍座顶部设置有装配顶板（21），装配底板装配于鞍座的装配顶板对应区域，通过螺杆连接装配。

12.如权利要求11所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：在装配顶板（21）上还设置有用于定位的定位键（3），装配顶板（21）与装配底板（16）之间还通过定位销（4）以实现精准定位和限位。

13.如权利要求1所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：所述鞍槽承压底块（12）的下方还设置有装配底板（16），该鞍头横向加强筋板（15）具有与鞍头（1）的外侧面匹配的装配面。

14.如权利要求13所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：该装配底板（16）通过纵向主筋板（5）与鞍槽承压底块（12）的底侧面连接为一体，该纵向主筋板（5）的上下两端分别与鞍槽承压底块（12）和装配底板（16）分别组合装配并通过焊接连为一体。

15.如权利要求14所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：鞍头横向加强筋板（15）的装配面与鞍头匹配后，组合匹配部位通过焊缝与鞍槽侧壁板、纵向主筋板（5）及装配底板（16）联结为一体。

16.如权利要求15所述的一种用于悬索桥的锻焊结合摆轴式散索鞍结构，其特征在于：所述鞍头横向加强筋板（15）平行设置，且相邻的2块鞍头横向加强筋板（15）之间还设置有至少一块纵向加强筋（6）。

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