CN216074748U - 一种空间缆索结构吊索 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空间缆索结构吊索，涉及桥梁构成技术领域，包括上端叉耳组件(1)、第一球铰转动装置(2)、拉索(3)以及下端连接装置，其中：所述上端叉耳组件(1)下部与所述第一球铰转动装置(2)上部连接；所述第一球铰转动装置(2)下部与所述拉索(3)上部连接；所述下端连接装置与所述拉索(3)下部连接。本实用新型提供的装置在不需设置转动索夹，及改变现有加劲梁的前提下，可以满足空间缆索结构吊索可空间摆动的结构需求，解决吊索上端结构与加劲梁梁耳板或预埋管轴线不在同一轴线引起吊索的附加弯矩的问题，从而提高吊索的使用寿命。

Description

一种空间缆索结构吊索

技术领域

本实用新型涉及桥梁构成技术领域，尤其涉及一种空间缆索结构吊索。

背景技术

目前，空间缆索结构悬索桥是悬索桥发展的新方向，其造型优美，主缆和吊索形成稳定的三维空间缆索结构；空间缆索结构在索力转换过程中，从空缆状态到成桥状态，主缆在横向和竖直向均发生变化，因此空间缆索结构的吊索应满足空间转动、长度调整的要求。而常规吊索存在局限性：下端锚具可以通过球形垫板和球形螺母实现角度转动，但是上端结构无法实现转动，仍然存在吊索弯折问题；另一种空间缆索结构的吊索，其上端需设置转动索夹，下端设置球铰支座的组合方式，来满足可空间转动和长度调整的需求。此吊索在实际应用中取得成功的同时，也存在以下不足：转动索夹的结构复杂，成本较高；球铰支座需与加劲梁固定连接或螺栓连接，加劲梁结构需进行调整，且安装较为复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种空间缆索结构吊索，在不需设置转动索夹，及改变现有加劲梁的前提下，可以满足空间缆索结构吊索可空间摆动的结构需求，解决吊索上端结构与加劲梁梁耳板或预埋管轴线不在同一轴线引起吊索的附加弯矩的问题，从而提高吊索的使用寿命。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种空间缆索结构吊索，包括上端叉耳组件、第一球铰转动装置、拉索以及下端连接装置，其中：

所述上端叉耳组件下部与所述第一球铰转动装置上部连接；

所述第一球铰转动装置下部与所述拉索上部连接；

所述下端连接装置与所述拉索下部连接。

进一步地，所述第一球铰转动装置包括第一球铰套筒和第一球铰拉杆，

所述第一球铰套筒上部与所述上端叉耳组件连接，下部设置有第一球铰卡槽；

所述第一球铰拉杆上端端部设置于所述第一球铰卡槽内，下端与所述拉索连接。

进一步地，所述第一球铰转动装置包括第一球铰拉杆和第一球铰套环，所述上端叉耳组件下部设置有开口朝下的第一空腔，所述第一球铰套环设置在所述第一空腔开口处，

所述第一球铰拉杆上端穿过所述第一球铰套环，上端端部设置于所述第一空腔内，下端与所述拉索连接。

进一步地，所述下端连接装置包括第二球铰转动装置和下端叉耳组件，

所述第二球铰转动装置上部与所述拉索连接，下部与所述下端叉耳组件连接。

进一步地，所述第二球铰转动装置包括第二球铰套筒和第二球铰拉杆，

所述第二球铰套筒下部与所述下端叉耳组件连接，上部设置有第二球铰卡槽；

所述第二球铰拉杆下端端部设置于所述第二球铰卡槽内，上端与所述拉索连接。

进一步地，所述第二球铰转动装置包括第二球铰拉杆和第二球铰套环，所述下端叉耳组件上部设置有开口朝上的第二空腔，所述第二球铰套环设置在所述第二空腔开口处，

所述第二球铰拉杆下端穿过所述第二球铰套环，下端端部设置于所述第二空腔内，上端与所述拉索连接。

进一步地，所述下端连接装置包括球形支座和球形螺母，

所述球形螺母设置在所述球形支座下方，所述球形螺母上端面为外凸球形面；

所述球形支座下端设有与球形螺母上端面滑移贴合适配的内凹球形面；

所述球形支座设有中心通孔，所述拉索穿过所述中心通孔与所述球形螺母连接。

进一步地，还包括调节套筒，所述调节套筒通过螺纹分别与所述拉索和第二球铰拉杆连接。

进一步地，所述拉索与所述球形螺母螺纹连接。

进一步地，所述拉索为钢丝拉索、钢绞线拉索、钢拉杆或钢丝绳拉索中的一种。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的种空间缆索结构吊索，第一球铰转动装置在不需设置转动索夹，及不改变现有加劲梁的前提下，可以满足空间缆索结构吊索可空间转动的结构需求，解决吊索上端结构与加劲梁梁耳板或预埋管轴线不在同一轴线引起吊索的附加弯矩的问题，从而提高吊索的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例吊索结构示意图。

图2为本实用新型实施例吊索转动示意图。

图3为本实用新型实施例第一球铰拉杆和第一球铰套环组成第一球铰转动装置结构示意图。

图4为本实用新型实施例第二球铰拉杆和第二球铰套环组成第二球铰转动装置结构示意图。

图5为本实用新型实施例球形支座和球形螺母结构示意图。

图6为本实用新型实施例球形支座和球形螺母转动示意图。

图中，1-上端叉耳组件，11-叉耳，12-销轴，13-自润滑衬套，2-第一球铰转动装置，21-第一球铰套筒，211-第一球铰卡槽，22-第一球铰拉杆，23-第一球铰套环，3-拉索，31-上端锚杯，32-下端锚杯，4-第二球铰转动装置，41-第二球铰套筒，411-第二球铰卡槽，42-第二球铰拉杆，43-第二球铰套环，5-下端叉耳组件，6-球形支座，7-球形螺母，8-调节套筒，9-索夹，10-加劲梁耳板，11-预埋管，12-锚垫板，100-耳板轴线，200-预埋管轴线。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。

实施例一

空间缆索结构悬索桥在索力转换和营运过程中，吊索相对主缆或加劲梁梁耳板或预埋管轴线会发生两个方向的摆动，一是顺桥向摆动，另外一个是横桥向摆动，如果处理不当，吊索就会弯曲，产生附加弯矩，从而影响吊索的使用寿命。对应顺桥向摆动，吊索上端的叉耳组件与主缆上的索夹耳板的销接结构，可以避免吊索顺桥向摆动产生附加弯矩；对应横桥向摆动，现有技术采用转动索夹，转动索夹包括外索夹和内索夹，内索夹通过高强螺栓预紧力，保证索夹的抗滑力，外索夹套在内索夹的圆环上，形成内外圆结构，外索夹可以绕内索夹转动，内索夹固定在主缆上，吊索上端的叉耳组件与外索夹连接，从而避免吊索横桥向摆动产生附加弯矩，转动索夹和叉耳组件组合，虽然可以避免吊索横桥向摆动产生附加弯矩，但转动索夹结构复杂，安装要求高，主缆空隙率偏差大，会导致外索夹安装困难、转动效果欠佳，成本较高。

如图1所示，一种空间缆索结构吊索，吊索通过索夹9与主缆连接，包括上端叉耳组件1、第一球铰转动装置2、拉索3以及下端连接装置，其中：

所述上端叉耳组件1上部通过耳板11、销轴12和自润滑衬套13，与索夹9的耳板连接，下部与所述第一球铰转动装置2上部连接；

所述第一球铰转动装置2下部与所述拉索3上部连接；

具体地，所述第一球铰转动装置2包括第一球铰套筒21和第一球铰拉杆22，

所述第一球铰套筒21上部与所述上端叉耳组件1连接，为方便装卸，采用螺纹连接，下部设置有第一球铰卡槽211，其槽口侧内壁设置为下凹球形面；

所述第一球铰拉杆22上端端部设置于所述第一球铰卡槽内211内，上端端部下端端面为与第一球铰套筒21槽口侧内壁下凹球形面滑移贴合适配的下凸球形面，这样所述第一球铰套筒21和第一球铰拉杆22形成球铰结构，所述第一球铰拉杆22下端与所述拉索3连接。

所述下端连接装置上面与所述拉索3下部连接，下面与加劲梁耳板10或预埋管11连接。

本装置工作原理如下：

如图2所示，当吊索与加劲梁耳板10的耳板轴线100或预埋管11的预埋管轴线200存在夹角A时，在拉索3作用下，第一球铰拉杆22会自动转动，这样，吊索通过第一球铰套筒21和第一球铰拉杆22形成的球铰结构，会进行自适应空间角度摆动(包括横桥向摆动)，减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而提高吊索的使用寿命。

综上所述，本实用新型提供的装置，不需转动索夹，也不需要改变现有加劲梁结构，只采用通用的索夹，通过第一球铰套筒21和第一球铰拉杆22形成的球铰结构，可以实现自适应空间角度摆动，减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而提高吊索的使用寿命。

实施例二

如图3所示，一种空间缆索结构吊索，吊索通过索夹9与主缆连接，包括上端叉耳组件1、第一球铰转动装置2、拉索3以及下端连接装置，其中：

所述上端叉耳组件1上部通过耳板11、销轴12和自润滑衬套13，与索夹9的耳板连接，下部与所述第一球铰转动装置2上部连接；

所述第一球铰转动装置2下部与所述拉索3上部连接；

具体地，所述第一球铰转动装置2包括第一球铰拉杆22和第一球铰套环23，所述上端叉耳组件1下部设置有开口朝下的第一空腔，所述第一球铰套环23通过螺纹设置在所述第一空腔开口处，所述第一球铰套环23上端端面设置为下凹球形面。

所述第一球铰拉杆22上端穿过所述第一球铰套环23，上端端部设置于所述第一空腔内，上端端部下端面设置为与所述第一球铰套环23上端端面滑移贴合适配的下凸球形面，这样所述第一球铰套环23和第一球铰拉杆22形成球铰结构。所述第一球铰拉杆22下端与所述拉索(3)连接。

所述下端连接装置上面与所述拉索3下部连接，下面与加劲梁耳板10或预埋管11连接。

本装置工作原理如下：

当吊索与加劲梁耳板10的耳板轴线100或预埋管11的预埋管轴线200存在夹角A时，在拉索3作用下，第一球铰拉杆22会自动转动，这样，吊索通过第一球铰套环23和第一球铰拉杆22形成的球铰结构，会进行自适应空间角度摆动(包括横桥向摆动)，减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而提高吊索的使用寿命。

综上所述，本实用新型提供的装置，不需转动索夹，也不需要改变现有加劲梁结构，只采用通用的索夹，通过第一球铰套环23和第一球铰拉杆22形成的球铰结构，可以实现自适应空间角度摆动，减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而提高吊索的使用寿命。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，加劲梁为耳板结构，所述下端连接装置包括第二球铰转动装置4和下端叉耳组件5，

所述第二球铰转动装置4上部与所述拉索3连接，下部与所述下端叉耳组件5连接。

具体地，所述第二球铰转动装置4包括第二球铰套筒41和第二球铰拉杆42，

所述第二球铰套筒41下部与所述下端叉耳组件5通过螺纹连接，上部设置有第二球铰卡槽411，其槽口侧内壁设置为上凹球形面；

所述第二球铰拉杆42下端端部设置于所述第二球铰卡槽411内，下端端部上端端面为与槽口侧内壁上凹球形面滑移贴合适配的上凸球形面，这样所述第二球铰套筒41和第二球铰拉杆42形成球铰结构，

第二球铰拉杆42上端与所述拉索3连接。

本装置工作原理如下：

当吊索与加劲梁耳板10的耳板轴线100存在夹角A时，在拉索3作用下，第二球铰拉杆42会自动转动，这样，吊索通过第二球铰套筒41和第二球铰拉杆42形成的球铰结构，会进行自适应空间角度摆动(包括横桥向摆动)，进一步减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而进一步提高吊索的使用寿命。

实施例四

在实施例一或实施例二的基础上，加劲梁为耳板结构，所述下端连接装置包括第二球铰转动装置4和下端叉耳组件5，

所述第二球铰转动装置4上部与所述拉索3连接，下部与所述下端叉耳组件5连接。

具体地，如图4所示，所述第二球铰转动装置4包括第二球铰拉杆42和第二球铰套环43，所述下端叉耳组件5上部设置有开口朝上的第二空腔，所述第二球形套环43通过螺纹设置在所述第二空腔开口处，所述第二球铰套环43下端端面设置为上凹球形面。

所述第二球铰拉杆42下端穿过所述第二球铰套环43，下端端部设置于所述第二空腔内，下端端部上端面设置为与所述第二球铰套环43下端端面滑移贴合适配的上凸球形面，这样第二球铰拉杆42和第二球铰套环43形成球铰结构。

第二球铰拉杆42上端与所述拉索3连接。

本装置工作原理如下：

当吊索与加劲梁耳板10的耳板轴线100存在夹角A时，在拉索3作用下，第二球铰拉杆42会自动转动，这样，吊索通过第二球铰拉杆42和第二球铰套环43形成的球铰结构，会进行自适应空间角度摆动(包括横桥向摆动)，进一步减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而进一步提高吊索的使用寿命。

实施例五

如图5所示，在实施例一或实施例二的基础上，加劲梁为预埋管结构，所述下端连接装置包括球形支座6和球形螺母7，

所述球形螺母7设置在所述球形支座6下方，所述球形螺母7上端面为外凸球形面；

所述球形支座6下端设有与所述球形螺母7上端面滑移贴合适配的内凹球形面；

所述球形支座6设有中心通孔，所述拉索3穿过所述中心通孔与所述球形螺母7连接。

所述球形支座6固定在锚垫板12下方。

本装置工作原理如下：

如图6所示，当吊索与预埋管11的预埋管轴线200存在夹角A时，吊索通过球形支座6和球形螺母7形成的球铰结构，进行空间角度转动，进一步减少拉索3轴线的弯曲，从而减少拉索3的附加弯矩，从而进一步提高吊索的使用寿命。

作为优选方案，所述拉索3与所述球形螺母7螺纹连接，调整球形螺母7在拉索3的不同位置，来调节吊索长度。

实施例六

在实施例三或实施例四的基础上，还包括调节套筒8，所述调节套筒8通过螺纹分别与所述拉索3和第二球铰拉杆42连接。通过旋合螺纹，调整调节套筒8在拉索3和第二球铰拉杆42之间的不同位置，来调节吊索长度。

在以上实施例中，所述拉索3为钢丝拉索，两端分别设有上端锚杯31和下端锚杯32，在其它实施例中，也可用钢绞线拉索、钢拉杆或钢丝绳拉索等。

虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种空间缆索结构吊索，其特征在于，包括上端叉耳组件(1)、第一球铰转动装置(2)、拉索(3)以及下端连接装置，其中：

所述上端叉耳组件(1)下部与所述第一球铰转动装置(2)上部连接；

所述第一球铰转动装置(2)下部与所述拉索(3)上部连接；

所述下端连接装置与所述拉索(3)下部连接。

2.根据权利要求1所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述第一球铰转动装置(2)包括第一球铰套筒(21)和第一球铰拉杆(22)，

所述第一球铰套筒(21)上部与所述上端叉耳组件(1)连接，下部设置有第一球铰卡槽(211)；

所述第一球铰拉杆(22)上端端部设置于所述第一球铰卡槽(211)内，下端与所述拉索(3)连接。

3.根据权利要求1所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述第一球铰转动装置(2)包括第一球铰拉杆(22)和第一球铰套环(23)，所述上端叉耳组件(1)下部设置有开口朝下的第一空腔，所述第一球铰套环(23)设置在所述第一空腔开口处，

所述第一球铰拉杆(22)上端穿过所述第一球铰套环(23)，上端端部设置于所述第一空腔内，下端与所述拉索(3)连接。

4.根据权利要求1所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述下端连接装置包括第二球铰转动装置(4)和下端叉耳组件(5)，

所述第二球铰转动装置(4)上部与所述拉索(3)连接，下部与所述下端叉耳组件(5)连接。

5.根据权利要求4所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述第二球铰转动装置(4)包括第二球铰套筒(41)和第二球铰拉杆(42)，

所述第二球铰套筒(41)下部与所述下端叉耳组件(5)连接，上部设置有第二球铰卡槽(411)；

所述第二球铰拉杆(42)下端端部设置于所述第二球铰卡槽(411)内，上端与所述拉索(3)连接。

6.根据权利要求4所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述第二球铰转动装置(4)包括第二球铰拉杆(42)和第二球铰套环(43)，所述下端叉耳组件(5)上部设置有开口朝上的第二空腔，所述第二球铰套环(43)设置在所述第二空腔开口处，

所述第二球铰拉杆(42)下端穿过所述第二球铰套环(43)，下端端部设置于所述第二空腔内，上端与所述拉索(3)连接。

7.根据权利要求1所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述下端连接装置包括球形支座(6)和球形螺母(7)，

所述球形螺母(7)设置在所述球形支座(6)下方，所述球形螺母(7)上端面为外凸球形面；

所述球形支座(6)下端设有与球形螺母(7)上端面滑移贴合适配的内凹球形面；

所述球形支座(6)设有中心通孔，所述拉索(3)穿过所述中心通孔与所述球形螺母(7)连接。

8.根据权利要求5或6所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，还包括调节套筒(8)，所述调节套筒(8)通过螺纹分别与所述拉索(3)和第二球铰拉杆(42)连接。

9.根据权利要求7所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述拉索(3)与所述球形螺母(7)螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的空间缆索结构吊索，其特征在于，所述拉索(3)为钢丝拉索、钢绞线拉索、钢拉杆或钢丝绳拉索中的一种。

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