CN220246641U - 悬索桥锚跨主缆轴力调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，包括索夹、吊杆及轴力调节装置。索夹安装于锚跨主缆上，吊杆具有相对的第一端部和第二端部，吊杆的第一端部与索夹连接。轴力调节装置安装于地面上，轴力调节装置与吊杆的第二端部连接，轴力调节装置用于张紧或放松吊杆，从而间接张紧或放松锚跨主缆，以此改变锚跨主缆的轴力，使主塔受力重新或者平衡。

Description

悬索桥锚跨主缆轴力调节装置

技术领域

本实用新型涉及悬索桥技术领域，具体涉及一种悬索桥锚跨主缆轴力调节装置。

背景技术

当悬索桥的主跨施加大量移动荷载(如汽车)后，悬索桥的主跨主缆轴力会增大，而悬索桥的锚跨主缆轴力不会改变，悬索桥主塔两侧的主缆力会明显不平衡。

目前的解决办法是，加大主缆与主索鞍之间的摩擦力，防止主缆在主索鞍中滑移。主塔的纵向刚度适当的减小，使主塔顶和主索鞍的空间位置向主跨移动，以此放松主跨主缆，拉紧锚跨主缆，减小主塔两侧主缆的不平衡力。

但是，现有以主塔承受主缆不平衡力的处置方法，有以下几个缺点：(1)主塔因为在主索鞍处承受的水平力不平衡，主塔中会产生较大弯矩，主塔也会产生较大的弯曲变形。主塔设计过程中，要加强主塔的强度验算；(2)主塔顶和主索鞍的空间位置向主跨移动，放松主跨主缆，拉紧锚跨主缆的过程中，由于主跨主缆放松，悬索桥主梁也会发生较大竖向变形，主梁会进一步下挠，主梁的弯矩会明显增大。

总体来说，目前的解决方法，都是被动处置方法，对主塔和主梁的受力都是不利的，结构也会发生较大变形，影响悬索桥结构的正常使用。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有悬索桥主塔两侧的主缆力不平衡的处置方法，对主塔和主梁的受力不利，且结构会发生较大变形的问题，提供一种悬索桥锚跨主缆轴力调节装置。

一种悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，包括：

索夹，安装于锚跨主缆上；

吊杆，具有相对的第一端部和第二端部，所述吊杆的第一端部与所述索夹连接；及

轴力调节装置，安装于地面上，所述轴力调节装置与所述吊杆的第二端部连接，所述轴力调节装置用于张紧或放松所述吊杆。

在其中一个实施例中，还包括弯矩传感器，所述弯矩传感器安装于主塔内以监测所述主塔受到的弯矩。

在其中一个实施例中，所述索夹包括主体及耳板，所述主体安装于所述锚跨主缆上，所述耳板与所述吊杆的第一端部连接。

在其中一个实施例中，所述主体包括中部的直线部和两端偏离所述主体的轴线弧形延伸的弧形部。

在其中一个实施例中，所述轴力调节装置包括锚栓、下锚板、上锚板及连接杆，所述锚栓锚固在地面上，所述下锚板安装于所述锚栓上，所述上锚板通过所述连接杆与所述下锚板可调节连接，所述上锚板与所述吊杆的第二端部连接。

在其中一个实施例中，所述连接杆为双向螺杆，所述下锚板和所述上锚板螺纹连接在所述连接杆的两端。

在其中一个实施例中，所述吊杆和所述锚栓位于同一直线上。

在其中一个实施例中，所述轴力调节装置包括水池、导向柱及配重块，所述水池设置于地面上，所述导向柱安装于所述水池内，所述配重块滑动套设于所述导向柱上且与所述水池的侧壁具有间隙，所述配重块与所述吊杆的第二端部连接。

在其中一个实施例中，所述水池的池底设有垫块，所述垫块用于保持所述配重块和所述池底具有间隙。

在其中一个实施例中，所述导向柱和所述吊杆位于同一直线上。

上述悬索桥锚跨主缆轴力调节装置至少具有以下优点：

当主塔两侧主缆力不平衡时，轴力调节装置可以张紧或放松吊杆，从而间接张紧或放松锚跨主缆，以此改变锚跨主缆的轴力，使主塔受力重新或者平衡。相比传统的主塔和主梁变形的被动处置方法，该方式的控制能力更强，可调节控制的范围更大。通过主动控制调节锚跨主缆轴力，在主跨的移动荷载发生变化时，可有效降低主塔的弯矩荷载，也可有效降低主梁的挠曲变形量，提高结构的正常使用性能。通过轴力调节装置，可主动改变锚跨主缆的纵向和竖向刚度，可作为一种悬索桥结构刚度和结构频率的调节手段。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施方式中悬索桥锚跨主缆轴力调节装置的结构示意图；

图2为图1中索夹的结构示意图；

图3为一实施方式中轴力调节装置的结构示意图；

图4为另一实施方式中轴力调节装置的结构示意图。

附图标记：

1-锚跨主缆，2-主塔，3-地面，10-索夹，12-主体，122-直线部，124-弧形部，14-耳板，20-吊杆，22-第一端部，24-第二端部，30-轴力调节装置，311-锚栓，312-下锚板，313-上锚板，314-连接杆，315-锚头，321-水池，322-导向柱，323-配重块，324-间隙，325-垫块，40-弯矩传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，一实施方式中的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，包括索夹10、吊杆20及轴力调节装置30。

请一并参阅图2，索夹10安装于锚跨主缆1上。在一实施方式中，索夹10包括主体12及耳板14，主体12安装于锚跨主缆1上，耳板14用于连接吊杆20。

进一步地，主体12包括中部的直线部122和两端偏离主体12的轴线弧形延伸的弧形部124。由于直线部122会在吊杆20的作用下对锚跨主缆1产生向下的作用力，锚跨主缆1会向下微变形呈弧形，因此该弧形部124可以适应锚跨主缆1的变形，避免索夹10和锚跨主缆1产生作用力损坏锚跨主缆1。

吊杆20具有相对的第一端部22和第二端部24，吊杆20的第一端部22与索夹10连接。具体地，吊杆20的第一端部22与索夹10的耳板14可拆卸连接。轴力调节装置30安装于地面3上，吊杆20的第二端部24与轴力调节装置30连接。轴力调节装置30可以张紧或放松吊杆20，从而间接张紧或放松锚跨主缆1，以此改变锚跨主缆1的轴力，使主塔2受力重新获得平衡。

在一实施方式中，悬索桥锚跨主缆轴力调节装置具有多组，多组悬索桥锚跨主缆轴力调节装置沿着锚跨主缆1在地面3上的投影间隔均匀布置，以使锚跨主缆1均匀受力。

请参阅图3，在一实施方式中，轴力调节装置30包括锚栓311、下锚板312、上锚板313及连接杆314。锚栓311锚固在地面3上，下锚板312安装于锚栓311上。上锚板313通过连接杆314与下锚板312可调节连接，上锚板313与吊杆20的第二端部24连接。其中，通过连接杆314调节下锚板312和上锚板313之间的间距，实现调节对于吊杆20的拉力，实现吊杆20的张紧和松开。

具体地，锚栓311的一端锚固在地面3上，锚栓311的另一端穿过下锚板312后设有锚头315，实现下锚板312与锚栓311的连接。吊杆20的第二端部24穿过上锚板313后设有锚头315，实现吊杆20的第二端部24与上锚板313的连接。连接杆314为双向螺杆，下锚板312和上锚板313螺纹连接在连接杆314的两端。由于连接杆314上下两端的螺纹方向相反，转动连接杆314后，可以调节下锚板312和上锚板313之间的距离。

在上述实施例的基础上，进一步地，连接杆314的数量为两个，两个连接杆314间隔布置，而吊杆20和锚栓311位于两个连接杆314的中间，以保证上锚板313和下锚板312受力的稳定。吊杆20和锚栓311位于同一直线上，吊杆20和锚栓311的轴力位于同一直线上，可以保证轴力调节装置30受力较好。

可以理解的是，在其他实施方式中，连接杆314也可以通过其他方式实现上锚板313和下锚板312间距的改变，例如上锚板313和下锚板312可以通过螺母锁定在调节杆的两端。

请参阅图4，在另一实施方式中，轴力调节装置30包括水池321、导向柱322及配重块323，水池321设置于地面3上，导向柱322安装于水池321内，配重块323滑动套设于导向柱322上，且配重块323与水池321之间具有间隙324，配重块323与吊杆20的第二端部24连接。导向柱322可以对配重块323的升降进行导向，防止配重块323升降过程中倾斜。

其中，当配重块323的重量、体积和水池321标高等精确设计后。当水池321中无水时，配重块323不受浮力，吊杆20轴力达到最大值。当用水注满水池321与配重块323之间的间隙324后，配重块323受到浮力的作用达到最大，吊杆20轴力达到最小值。由于水池321与配重块323之间的间隙324很小，间隙324内水的体积也较小，通过抽水设备，可以快速改变间隙324内的水位高，实现快速调节轴力。

在上述实施例的基础上，进一步地，水池321位于地平面以下，可以便于水池321的施工。水池321的池底设有垫块325，垫块325用于保持配重块323和池底具有间隙324，防止在配重块323落底之后，与池底密贴，失去浮力。导向柱322和吊杆20位于同一直线上，以保证轴力调节装置30受力较好。

请再次参阅图1，在一实施方式中，悬索桥锚跨主缆轴力调节装置还包括弯矩传感器40，弯矩传感器40安装于主塔2内，弯矩传感器40用于监测主塔2受到的弯矩，以此判断主塔2受到主缆不平衡力的状态，并在弯矩变化超过极限值时，轴力调节装置30对吊杆20进行张紧或放松。

上述悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，轴力调节装置30可以张紧或放松吊杆20，从而间接张紧或放松锚跨主缆1，以此改变锚跨主缆1的轴力，使主塔2受力重新获得平衡。相比传统的主塔2和主梁变形的被动处置方法，该方式方法的控制能力更强，可调节控制的范围更大。通过主动控制调节锚跨主缆1轴力，在主跨的移动荷载发生变化时，可有效降低主塔2的弯矩荷载，也可有效降低主梁的挠曲变形量，提高结构的正常使用性能。通过轴力调节装置30，可主动改变锚跨主缆1的纵向和竖向刚度，可作为一种悬索桥结构刚度和结构频率的调节手段。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，包括：

索夹，安装于锚跨主缆上；

吊杆，具有相对的第一端部和第二端部，所述吊杆的第一端部与所述索夹连接；及

轴力调节装置，安装于地面上，所述轴力调节装置与所述吊杆的第二端部连接，所述轴力调节装置用于张紧或放松所述吊杆；

还包括弯矩传感器，所述弯矩传感器安装于主塔内以监测所述主塔受到的弯矩。

2.根据权利要求1所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述索夹包括主体及耳板，所述主体安装于所述锚跨主缆上，所述耳板与所述吊杆的第一端部连接。

3.根据权利要求2所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述主体包括中部的直线部和两端偏离所述主体的轴线弧形延伸的弧形部。

4.根据权利要求1所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述轴力调节装置包括锚栓、下锚板、上锚板及连接杆，所述锚栓锚固在地面上，所述下锚板安装于所述锚栓上，所述上锚板通过所述连接杆与所述下锚板可调节连接，所述上锚板与所述吊杆的第二端部连接。

5.根据权利要求4所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述连接杆为双向螺杆，所述下锚板和所述上锚板螺纹连接在所述连接杆的两端。

6.根据权利要求4所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述吊杆和所述锚栓位于同一直线上。

7.根据权利要求1所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述轴力调节装置包括水池、导向柱及配重块，所述水池设置于地面上，所述导向柱安装于所述水池内，所述配重块滑动套设于所述导向柱上且与所述水池的侧壁具有间隙，所述配重块与所述吊杆的第二端部连接。

8.根据权利要求7所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述水池的池底设有垫块，所述垫块用于保持所述配重块和所述池底具有间隙。

9.根据权利要求7所述的悬索桥锚跨主缆轴力调节装置，其特征在于，所述导向柱和所述吊杆位于同一直线上。