大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路斜拉橋，特別涉及一種大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著橋梁建設(shè)技術(shù)進(jìn)步，斜拉橋的發(fā)展特別迅速，無論是公路還是鐵路，越來越多的大跨度斜拉橋得已成功運(yùn)用，特別是在鐵路橋梁里面，鋼桁梁拉橋有其獨(dú)特的優(yōu)勢，應(yīng)用較為廣泛。斜拉索與鋼桁梁之間的錨固連接處理是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。索梁錨固就夠是局部應(yīng)力大的區(qū)域，將拉索傳遞來的索力分散到鋼桁梁桿件當(dāng)中。設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使得傳力流暢，避免出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中顯現(xiàn)，否則在動(dòng)載或靜載的作用下可能出現(xiàn)疲勞或者強(qiáng)度破壞。
[0003]鋼桁梁或者鋼箱斜拉橋當(dāng)中，常見的索梁錨固結(jié)構(gòu)有以下6種形式:
[0004]1.錨箱式索梁錨固結(jié)構(gòu)。該錨固結(jié)構(gòu)設(shè)置錨固梁(塊)，將錨固梁(塊)用焊縫或者高強(qiáng)螺栓與主梁連接，斜拉索錨固在錨固梁(塊)上，也有將主梁外挑作為錨固梁。由于該部件在多個(gè)方向需要補(bǔ)強(qiáng)，在設(shè)計(jì)時(shí)一般做成錨箱。國外的六甲、柜石島大橋都采用了這種錨固結(jié)構(gòu)，主要存在的問題在于連接腹板位于錨箱底板外側(cè)的區(qū)域上，容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的應(yīng)力集中，對抗疲勞設(shè)計(jì)不利。
[0005]2.耳板式索梁錨固結(jié)構(gòu)。由主梁的腹板向上伸出一塊耳板，謝娜說通過鉸或鋼管錨固在耳板上，索力直接由耳板傳遞給主梁腹板。法國的諾曼底大橋采用的是這種錨固結(jié)構(gòu)，該錨固結(jié)構(gòu)當(dāng)中，由于銷軸對銷孔壁的不均勻擠壓，在孔壁會(huì)形成巨大的局部壓應(yīng)力，可能導(dǎo)致局部受壓失穩(wěn)或者材料屈服，由于耳板在銷孔附件極大的局部應(yīng)力要求使用具有很高屈服強(qiáng)度的特殊鋼材。
[0006]3.錨管式索梁錨固結(jié)構(gòu)。是在主梁或縱梁的腹板上安裝一根鋼管，斜拉索錨固在鋼管上，索力通過鋼管傳遞給主梁或縱梁的腹板。日本的名港西大橋以及汕頭宕石大橋采用了這種結(jié)構(gòu)。該錨固結(jié)構(gòu)存在的主要不足是:主梁腹板和錨管在擠壓接觸處容易出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中。
[0007]4.錨拉板索梁錨固結(jié)構(gòu)。該錨固結(jié)構(gòu)是將鋼板作為錨拉板，錨拉板由上、中、下三部分組成:錨拉板上部開槽，槽口內(nèi)側(cè)焊于錨管外側(cè)，斜拉索穿過錨管并用錨具錨固在錨管底部；錨拉板下部直接用焊縫與主梁上翼板焊接；錨拉板中部除了滿足安裝錨具的空間需要之外，還需要連接上、下兩部分。為了補(bǔ)償開槽部分對錨拉板截面的削弱，以及增強(qiáng)其橫向剛度與連接整體性，錨拉板的兩側(cè)焊接加勁板。另外，為確保索力均勻地傳遞給主梁，與錨拉板連接區(qū)域的主梁上翼板加厚，鋼主梁腹板增設(shè)加勁板。采用這種錨固結(jié)構(gòu)的由安納西斯大橋和青州閩江大橋。該錨固結(jié)構(gòu)存在的主要不足是，錨拉板在焊縫附件出現(xiàn)較為嚴(yán)重的應(yīng)力集中，且容易在焊縫根部較早出現(xiàn)塑性區(qū)域。
[0008]5.鋼桁梁整體復(fù)合式索梁錨固結(jié)構(gòu)。該錨固結(jié)構(gòu)由主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板之間向上延伸形成一對整體錨拉板，以及設(shè)置在該對整體錨拉板上部之間且與之固定連接的鋼錨箱，鋼錨箱內(nèi)固定設(shè)置有供斜拉索穿過的鋼套管。該錨固形式將整體式錨拉板與主桁上弦節(jié)點(diǎn)板融為一體，具有良好的整體性，該錨固形式在渝利鐵路韓家沱大橋等橋梁上得到了應(yīng)用。
[0009]6.鋼桁梁節(jié)點(diǎn)穿心式索梁錨固結(jié)構(gòu)。該錨固形式充分利用鋼桁梁節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，將拉索穿過節(jié)點(diǎn)區(qū)域的桿件的上翼緣板和下翼緣板，直接錨固在節(jié)點(diǎn)無斜向腹桿側(cè)。該錨固形式利用了節(jié)點(diǎn)整體性，傳力性能良好，在武漢天興洲大橋上得到了應(yīng)用。該錨固形式的缺點(diǎn)在于需要調(diào)整斜向腹桿的方向，同時(shí)穿管結(jié)構(gòu)削弱了主桁桿件斷面，在節(jié)點(diǎn)區(qū)域受力特別大。
[0010]隨著橋梁跨度加大和荷載增加，斜拉橋的單點(diǎn)錨固索力越來越大，上述六種索梁錨固形式并不能解決工程上面臨的實(shí)際問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，以有效提高單點(diǎn)錨固索力，適應(yīng)橋梁跨度加大和荷載增加的需要。
[0012]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0013]本實(shí)用新型的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，包括主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板，其特征是:所述主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板的上部向上延伸形成左側(cè)錨拉板、右側(cè)錨拉板，左側(cè)錨拉板與右側(cè)錨拉板之間焊接連接封閉形套管鋼錨箱；所述封閉形套管鋼錨箱具有平行穿過的左側(cè)鋼套管、右側(cè)鋼套管，左側(cè)鋼套管、右側(cè)鋼套管橫向?qū)ΨQ于封閉π形套管鋼錨箱；拉索系統(tǒng)線與上弦系統(tǒng)線、斜腹桿系統(tǒng)線、豎腹桿系統(tǒng)線交匯。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，鐵路并置雙索雙錨拉板-封閉形套管鋼錨箱錨固結(jié)構(gòu)，錨拉板結(jié)構(gòu)與主桁上弦節(jié)點(diǎn)板融為一體，整體性好；封閉JT形套管鋼錨箱適應(yīng)了采用并置雙索的情況；并置雙索雙錨拉板-H形錨箱錨固結(jié)構(gòu)將一對拉索分離錨固，并盡可能靠近兩側(cè)的錨拉板，減短了剪切板的傳力路徑，適應(yīng)了大索力的情況；雙錨管分別置于錨箱內(nèi)的兩個(gè)腔內(nèi)，錨箱完全封閉，箱內(nèi)密封環(huán)境良好；通過錨拉板與剪切板的抗疲勞細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，大大增大了焊縫的抗疲勞性能；采用這種錨固形式，將單點(diǎn)設(shè)計(jì)錨固承載力提高I倍以上，適應(yīng)了橋梁大跨度和荷載增加的發(fā)展趨勢。
【附圖說明】
[0015]本說明書包括如下幅附圖:
[0016]圖1是本實(shí)用新型大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造的側(cè)視圖；
[0017]圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖；
[0018]圖3是沿圖2中B-B線的剖視圖；
[0019]圖4是沿圖2中C-C線的剖視圖；
[0020]圖5是沿圖2中D-D線的剖視圖。
[0021]圖中示出構(gòu)件和對應(yīng)的標(biāo)記:主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板10、左側(cè)錨拉板11、右側(cè)錨拉板12、封閉Ji形套管鋼錨箱20、剪切板21、箱內(nèi)加勁板22、底密封板23、箱外加勁板24、頂密封板25、整體墊板26、分離墊板27、左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32、拉索系統(tǒng)線Tl、上弦系統(tǒng)線Τ2、斜腹桿系統(tǒng)線Τ3、豎腹桿系統(tǒng)線Τ4。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0023]參照圖1和圖2，本實(shí)用新型的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，包括主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板10。所述主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板10的上部向上延伸形成左側(cè)錨拉板11、右側(cè)錨拉板12，左側(cè)錨拉板11與右側(cè)錨拉板12之間焊接連接封閉形套管鋼錨箱20。所述封閉形套管鋼錨箱具有平行穿過的左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32，左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32橫向?qū)ΨQ于封閉π形套管鋼錨箱20。拉索系統(tǒng)線Tl與上弦系統(tǒng)線T2、斜腹桿系統(tǒng)線T3、豎腹桿系統(tǒng)線T4交匯。
[0024]參照圖1，左側(cè)錨拉板11、右側(cè)錨拉板12與主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板10為整體結(jié)構(gòu)，在整體錨拉板之間設(shè)置與之焊接的封閉形套管鋼錨箱20，這種形式具有良好的整體性能和抗疲勞性能，采用雙套管錨固、克服了現(xiàn)有索梁錨固結(jié)構(gòu)承載力有限的缺點(diǎn)。封閉π形套管鋼錨箱20內(nèi)固定有平行穿過的雙鋼套管(左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32)，鋼套管的軸線及拉索系統(tǒng)線Tl與上弦系統(tǒng)線、腹桿系統(tǒng)線(弦系統(tǒng)線Τ2、斜腹桿系統(tǒng)線Τ3、豎腹桿系統(tǒng)線Τ4)均交匯在一對，同時(shí)并置雙套管橫向?qū)ΨQ于橫向?qū)ΨQ于封閉形套管鋼錨箱20。錨固端面設(shè)置分離墊板和整體墊板26、分離墊板27形成形構(gòu)造適應(yīng)雙索錨固構(gòu)造。
[0025]參照圖2和圖3，所述封閉形套管鋼錨箱20包括一對縱向間隔設(shè)置的兩端與左側(cè)錨拉板11、右側(cè)錨拉板12焊接的剪切板21，以及橫向間隔設(shè)置的兩端與一對剪切板21焊接的箱內(nèi)加勁板22。所述剪切板21外橫向間隔設(shè)置與剪切板21焊接的箱外加勁板24。
[0026]參照圖2、圖4和圖5，封閉π形套管鋼錨箱20還包括設(shè)置于箱底的底密封板23和設(shè)置于箱頂?shù)捻斆芊獍?5，底密封板23、頂密封板25與剪切板21、箱外加勁板24焊接。
[0027]參照圖2和圖4，所左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32與底密封板23、頂密封板25、一對剪切板21、箱內(nèi)加勁板22焊接。所述底密封板23板面上外焊接整體墊板26，整體墊板26板面上外焊接與左側(cè)鋼套管31、右側(cè)鋼套管32對應(yīng)的分離墊板27，雙索索頭采用分離墊板27和整體墊板26相結(jié)合的方式，既減輕的墊板重量，又方便制造。
[0028]以上所述只是用圖解說明本實(shí)用新型的一些原理，并非是要將本實(shí)用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實(shí)用新型所申請的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，包括主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板(10)，其特征是:所述主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板(10)的上部向上延伸形成左側(cè)錨拉板(11)、右側(cè)錨拉板(12)，左側(cè)錨拉板(11)與右側(cè)錨拉板(12)之間焊接連接封閉JT形套管鋼錨箱(20);所述封閉JT形套管鋼錨箱具有平行穿過的左側(cè)鋼套管(31)、右側(cè)鋼套管(32)，左側(cè)鋼套管(31)、右側(cè)鋼套管(32)橫向?qū)ΨQ于封閉π形套管鋼錨箱(20);拉索系統(tǒng)線(Tl)與上弦系統(tǒng)線(Τ2)、斜腹桿系統(tǒng)線(Τ3)、豎腹桿系統(tǒng)線(Τ4)交匯。2.如權(quán)利要求1所述的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，其特征是:所述封閉形套管鋼錨箱(20)包括一對縱向間隔設(shè)置的兩端與左側(cè)錨拉板(11)、右側(cè)錨拉板(12)焊接的剪切板(21)，以及橫向間隔設(shè)置的兩端與一對剪切板(21)焊接的箱內(nèi)加勁板(22)。3.如權(quán)利要求2所述的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，其特征是:所述剪切板(21)外橫向間隔設(shè)置與剪切板(21)焊接的箱外加勁板(24)，封閉形套管鋼錨箱(20)還包括設(shè)置于箱底的底密封板(23)和設(shè)置于箱頂?shù)捻斆芊獍?25)，底密封板(23)、頂密封板(25)與剪切板(21)、箱外加勁板(24)焊接。4.如權(quán)利要求3所述的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，其特征是:所左側(cè)鋼套管(31)、右側(cè)鋼套管(32)與底密封板(23)、頂密封板(25)、一對剪切板(21)、箱內(nèi)加勁板(22)焊接。5.如權(quán)利要求3所述的大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，其特征是:所述底密封板(23)板面上外焊接整體墊板(26)，整體墊板(26)板面上外焊接與左側(cè)鋼套管(31)、右側(cè)鋼套管(32)對應(yīng)的分離墊板(27)。
【專利摘要】大跨度斜拉橋索梁錨固構(gòu)造，以有效提高單點(diǎn)錨固索力，適應(yīng)橋梁跨度加大和荷載增加的需要。包括主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板，主桁上弦兩側(cè)節(jié)點(diǎn)板的上部向上延伸形成左側(cè)錨拉板、右側(cè)錨拉板，左側(cè)錨拉板與右側(cè)錨拉板之間焊接連接封閉π形套管鋼錨箱。所述封閉π形套管鋼錨箱具有平行穿過的左側(cè)鋼套管、右側(cè)鋼套管，左側(cè)鋼套管、右側(cè)鋼套管橫向?qū)ΨQ于封閉π形套管鋼錨箱；拉索系統(tǒng)線與上弦系統(tǒng)線、斜腹桿系統(tǒng)線、豎腹桿系統(tǒng)線交匯。
【IPC分類】E01D19/14
【公開號】CN204662264
【申請?zhí)枴緾N201520271233
【發(fā)明人】艾宗良, 陳克堅(jiān), 童登國, 鄢勇, 袁明, 袁蔚
【申請人】中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年4月29日