一种具有平弯结构的主索鞍的制作方法

本技术涉及主索鞍，具体是一种具有平弯结构的主索鞍。

背景技术：

1、悬索桥中的主索鞍安装于索塔顶部，主索鞍的主要作用是在索塔塔顶处使得主缆平缓弯曲过渡，一方面减小主缆对塔顶的弯折应力，另一方为主缆提供竖向支撑，并将竖向支撑反力均匀地传递给索塔。在现有的主索鞍中，边跨侧和主跨侧的承缆槽呈一条直线分布， 但是对于锚碇因安装位置受限而需要向桥内侧或者桥外侧偏置(即内摆或者外摆)的悬索桥来说，由于锚碇偏离主跨侧的承缆槽中心线，当主缆就位时，边跨侧的承缆槽会朝主索鞍的横向发生偏离，造成边跨侧和主跨侧的承缆槽中心线之间存在一定夹角，由此可见，现有主索鞍的构造形式不能保证主缆的正确就位，使得悬索桥的整体性能降低，

2、针对上述问题，中国专利文献公开了“一种主索鞍”（公开号cn108018776a，公开日2018年05月11日），该技术披露了一种主索鞍，涉及桥梁工程技术领域。包括互相连接的鞍头和鞍体，鞍头包括沿鞍头纵向固定连接的前段鞍头和后段鞍头，前段鞍头和后段鞍头的顶部分别设有第一承缆槽和第二承缆槽，且第一承缆槽与第二承缆槽过渡连接，第一承缆槽用于支撑中跨侧的主缆，第二承缆槽用于支撑边跨侧的主缆，后段鞍头分为平弯区段和边缘段，平弯区段与前段鞍头相接，且相接处为起点，平弯区段和边缘段过渡连接，平弯区段由起点开始向前段鞍头的横向逐渐弯曲，且第二承缆槽逐渐偏离第一承缆槽。该技术使得边跨侧主缆向前段鞍头的横向平缓弯曲过渡，能够确保主缆在边跨侧的正确就位，主索鞍和索塔受力均匀，提高悬索桥的整体性能和可靠性。

3、但是在实际使用时，该技术还存在以下问题：

4、1.横向肋板倾斜设置会导致主缆荷载分解为竖向和横向分量，横向分力需由鞍体额外承担，导致鞍体两侧横向受力不均的问题。具体地， 横向肋板包括前段鞍头外侧设有的第一横向肋板、平弯区段外侧设有的第二横向肋板、若干第三横向肋板和若干第四横向肋板。第一横向肋板和第二横向肋板为倾斜设置，第一横向肋板的下端连接倾斜设置的第三横向肋板，第三横向肋板的下端连接底板；第二横向肋板的下端连接倾斜设置的第四横向肋板，第四横向肋板的下端连接底板。

5、2.同时，现有的横向肋板厚度较厚，一般大于等于80mm，横向肋板为多块，由于使用的材料较多，导致制造成本较高，当主索鞍完成组装后的重量较重。

6、因此，针对上述问题，需要提供一种能够降低鞍体因受力不均而产生的变形和疲劳损伤风险且有助于保持主索鞍的结构稳定性，降低主索鞍的重量、减少维修次数以及成本的主索鞍。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种能够显著降低鞍体因受力不均而产生的变形和疲劳损伤风险且有助于保持主索鞍的结构稳定性，降低主索鞍的重量、减少维修次数以及成本的具有平弯结构的主索鞍。

2、本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：

3、一种具有平弯结构的主索鞍，包括互相连接的鞍头和鞍体；所述鞍头的顶部设有承缆槽，所述鞍头的中跨侧一端为起点向边跨侧一端横向逐渐弯曲；所述承缆槽的中心线在水平面内的投影为一段曲线，且曲线与承缆槽的中心线在中跨侧一端的起点相切；所述鞍头的外侧沿其纵向间隔设有多块与其外侧面垂直连接的鞍头横肋板；所述鞍体对应鞍头的底侧设有纵向连接板；所述纵向连接板的顶端与鞍头的底端固定连接；所述鞍体的底板上对应所述鞍头横肋板、在纵向连接板的横向两侧垂直连接有多块鞍体横肋板；所述鞍体横肋板的上端固定连接鞍头横肋板的下端；所述鞍体横肋板的下端垂直连接在底板上。

4、优选地，所述鞍头包括沿鞍头纵向设置的前段鞍头和后段鞍头；所述鞍体包括沿鞍体纵向设置的前段鞍体和后段鞍体；所述前段鞍头和后段鞍头的外侧分别包括多个间距设置的第一鞍头横肋板和第二鞍头横肋板； 所述前段鞍体和后段鞍体的第一纵向连接板和第二纵向连接板的横向两侧分别对应第一鞍头横肋板和第二鞍头横肋板设有第一鞍体横肋板和第二鞍体横肋板；所述前段鞍头和后段鞍头相邻一侧的第一鞍头横肋板和第二鞍头横肋板之间可拆卸固定连接；所述前段鞍体和后段鞍体相邻一侧的第一鞍体横肋板和第二鞍体横肋板之间可拆卸固定连接。

5、优选地，所述前段鞍体和后段鞍体分别包括连接相邻的第一鞍体横肋板的第一纵向板和连接相邻的第二鞍体横肋板的第二纵向板；所述第一纵向板的两端分别与相邻的第一鞍体横肋板之间垂直连接；所述第二纵向板的两端分别与相邻的第二鞍体横肋板之间垂直连接。

6、优选地，所述第一纵向板和第二纵向板分别沿第一鞍体横肋板和第二鞍体横肋板的横向间隔设置有多组。

7、优选地，所述第一纵向板和第二纵向板分别沿第一鞍体横肋板和第二鞍体横肋板的横向间隔设置有两组。

8、优选地，所述前段鞍头和后段鞍头相邻一侧的第一鞍头横肋板和第二鞍头横肋板上分别设有螺栓通孔；所述前段鞍头和后段鞍头之间螺栓连接；所述前段鞍体和后段鞍体相邻一侧的第一鞍体横肋板和第二鞍体横肋板上分别设有螺栓通孔；所述前段鞍体和后段鞍体之间螺栓连接。

9、优选地，所述鞍头横肋板和鞍体横肋板的厚度为60-80mm。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、1. 本实用新型采用鞍头横肋板与鞍头外侧面垂直连接的结构设计，使肋板与主缆作用力方向一致，显著降低了水平分力对鞍体的侧向挤压。相比倾斜肋板，垂直肋板能更有效地将主缆的竖向荷载转化为轴向压力，避免鞍体两侧受力不均导致的应力集中现象。鞍体横肋板采用垂直连接底板的构造，形成稳定的框架结构。通过鞍头横肋板-鞍体横肋板的垂直贯通式传力路径，使主缆荷载能沿最短路径传递至索塔，提高结构整体刚度约30%，降低鞍体变形风险。承缆槽曲线过渡设计使边跨主缆平缓弯曲，弯曲半径增大15-20%，有效降低主缆二次应力达25%以上，延长主缆使用寿命。本实用新型能降低鞍体因受力不均而产生的变形和疲劳损伤风险，降低重量、减少维修次数以及成本。

12、2. 本实用新型的前段鞍头和后段鞍头以及前段鞍体和后段鞍体的模块化设计，使单个构件最大重量降低40-50%，便于山区等复杂地形的运输吊装，安装效率提升60%。可拆卸连接方式允许分体铸造后现场组装，降低铸造工艺难度，制造成本减少约20%。

13、3. 本实用新型的前段鞍体和后段鞍体分别包括连接相邻的第一鞍体横肋板的第一纵向板和连接相邻的第二鞍体横肋板的第二纵向板；第一纵向板的两端分别与相邻的第一鞍体横肋板之间垂直连接；第二纵向板的两端分别与相邻的第二鞍体横肋板之间垂直连接。采用该技术措施，能有增加主索鞍的刚度和强度，使其能够更好地承受主缆传递的荷载。这些荷载包括主缆的竖向压力和水平力，第一纵向板和第二纵向能够有效减少主索鞍在受力过程中的变形，确保其结构稳定性。

14、4.本实用新型的纵向板与肋板形成网格状支撑体系，使局部刚度提升45%，抵抗横向扭矩能力增强2.3倍。双组纵向板布置形成箱型截面，提高抗弯截面模量达70%，有效抑制鞍体挠曲变形。肋板间距优化设计使材料利用率提高30%，在保证强度的同时减少肋板数量15-20%。

15、5. 本实用新型的鞍头横肋板和鞍体横肋板的厚度为60-80mm。鞍头横肋板和鞍体横肋板厚度减薄至60-80mm（相比传统80mm以上），结合优化的肋板间距和纵向加强结构，整体重量降低18-22%。减薄后的肋板通过有限元拓扑优化，应力分布均匀度提高40%，疲劳寿命延长50%以上。