一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍的制作方法

1.本发明属于悬索桥技术领域，特别是涉及一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍。


背景技术：

2.主索鞍是悬索桥上部结构的主要组成部分之一，是为主缆提供支撑，并使其线形平顺的改变方向的永久性受力构件。
3.悬索桥在主缆设计上最基本的假定之一为：在任何情况下，主缆在鞍槽中都不发生滑动。多塔悬索桥的中塔效应明显，主缆在鞍槽中的抗滑能力相对较差，为了提高该抗滑能力，常规的做法主要是提高主缆与鞍槽的摩擦力和采用交叉背索的方法。具体做法为：
4.1)在鞍槽内增设金属隔板以提高摩擦系数；
5.2)对鞍槽内的主缆施加压力来提高摩擦力；
6.3)采用交叉背索，本质是部分主缆断开锚固在主索鞍。
7.方法1)有对摩擦系数提高有限，对于本专利依托的桥梁该提高解决不了主缆在鞍槽内滑移的问题；
8.方法2)经过实践证明，在桥梁服务一段时间后，施加在主缆上的压力会减少甚至消失，提高摩擦力的目的也就无法实现。
9.方法3)的做法能够提高主缆在鞍槽的抗滑动能力，但是由于主缆是部分锚固，所以对抗滑提高相对有限。
10.对于设计荷载为人行荷载的中小型悬索桥，由于加劲梁自重往往较轻，人行荷载甚至大于恒载，这在半跨加载人群的不利工况下，主索鞍两侧的主缆拉力差值较大，引起较大的滑动力，常规的提高抗滑能力做法已无法满足受力需要。


技术实现要素：

11.为了解决上述问题，本发明提出了一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍，能够适用于中小型悬索桥中塔使用，有效避免主缆在索鞍上发生滑动。
12.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍，包括：
13.底座，承担鞍身传递下来的荷载并传递给下方中塔索鞍安装处；
14.鞍身，置于底座上，承担鞍头传递下来的荷载并传递给底座；
15.鞍头，置于鞍身上，承载和限位主缆并将主缆作用的荷载传递给鞍身；
16.散索室，置于底座上且部分连通鞍头，盛放主缆分散后的各索股；
17.和锚索室，置于底座上且部分连通散索室，锚固各索股。
18.进一步的是，在所述底座中部设置有一个锚索室，在锚索室两侧分别设置第一散索室和第二散索室；
19.在所述第一散索室侧设置第一鞍身，第一鞍身上设置第一鞍头；
20.在所述第二散索室侧设置第二鞍身，第二鞍身上设置第二鞍头。
21.进一步的是，所述鞍头采用具有弧度的槽体结构；
22.槽体结构两端分别通向散索室和外部，利用槽体结构承载和限位主缆；
23.槽体结构底部由鞍身支撑，将主缆作用的荷载传递给鞍身。
24.进一步的是，所述鞍身包括多个并列的立板，在立板上设置有用于容放鞍身的缺口。
25.进一步的是，所述锚索室包括至少一个锚板，锚板背面朝向散索室，锚板正面朝向锚索室，锚固端位于锚板正面；
26.锚板上设置有多个锚杯孔，在每个锚杯孔内放置各索股并锚固在锚板上，利用锚杯孔限位并承载主缆索股锚头所在的锚杯。
27.进一步的是，所述锚索室具有两个及以上锚板；
28.所述锚索还包括锚室腹板，利用锚室腹板连接固定相邻锚板，承担部分主缆拉力。
29.进一步的是，所述锚索室还包括锚板加劲板，锚板加劲板设置在锚板背面，对锚板进行加劲，提高锚板刚度，使主缆压力有效传递。
30.进一步的是，所述锚板加劲板由多个横纵板件相互错位交叉构成，相邻板件围成空间供主缆各索股穿过。
31.进一步的是，所述散索室包括散索室腹板，利用散索室腹板连接锚板和鞍身，承担部分主缆压力。
32.进一步的是，所述散索室还包括腹板加劲板，在所述散索室腹板顶部设置腹板加劲板，腹板加劲板的两端分别连接锚板和鞍身，对受压的散索室腹板进行加劲，防止局部屈服。
33.采用本技术方案的有益效果：
34.本发明将主缆断开，并将断开端分别进行分散后，再分别进行锚固，并将各个断开端锚固在同一锚固室内；此方式不再需要通过摩擦力抗滑，而是将主缆断开后主缆拉力完全由主索鞍进行分散承担，避免发生滑动现象且能够完成中小规模悬索桥的主缆承载，适用于中小规模悬索桥使用。
附图说明
35.图1为本发明的一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍流程示意图；
36.图2为本发明实施例中锚板正面的结构示意图；
37.图3为本发明实施例中锚板背面的结构示意图；
38.图4为传统索鞍主缆抗滑验算图式；
39.其中，1是底座，2是鞍身，3是鞍头，4是散索室，5是锚索室，6是散索室腹板，7是腹板加劲板，8是锚板，9是锚板加劲板，10是锚杯孔，11是锚室腹板。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
41.在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种用于中小型悬索桥中塔的主索鞍，包括：
42.底座1，承担鞍身2传递下来的荷载并传递给下方中塔索鞍安装处；
43.鞍身2，置于底座1上，承担鞍头3传递下来的荷载并传递给底座1；
44.鞍头3，置于鞍身2上，承载和限位主缆并将主缆作用的荷载传递给鞍身2；
45.散索室4，置于底座1上且部分连通鞍头3，盛放主缆分散后的各索股；
46.和锚索室5，置于底座1上且部分连通散索室4，锚固各索股。
47.作为上述实施例的优化方案1，在所述底座1中部设置有一个锚索室5，在锚索室5两侧分别设置第一散索室和第二散索室；
48.在所述第一散索室侧设置第一鞍身，第一鞍身上设置第一鞍头；
49.在所述第二散索室侧设置第二鞍身，第二鞍身上设置第二鞍头。
50.将中小型悬索桥中塔中主缆切断后分为左主缆和右主缆，左主缆和右主缆分别通入第一鞍头和第二鞍头，左主缆通过第一鞍头由第一散索室分散后的各索股通入锚索室5进行锚固，右主缆通过第二鞍头由第二散索室分散后的各索股通入锚索室5进行锚固。
51.作为上述实施例的优化方案2，所述鞍头3采用具有弧度的槽体结构；
52.槽体结构两端分别通向散索室4和外部，利用槽体结构承载和限位主缆；
53.槽体结构底部由鞍身2支撑，将主缆作用的荷载传递给鞍身2。
54.作为上述实施例的优化方案3，所述鞍身2包括多个并列的立板，在立板上设置有用于容放鞍身2的缺口。
55.作为上述实施例的优化方案4，所述锚索室5包括至少一个锚板8，锚板8背面朝向散索室4，锚板8正面朝向锚索室5，锚固端位于锚板8正面；
56.如图2和图3所示，锚板8上设置有多个锚杯孔10，在每个锚杯孔10内放置各索股并锚固在锚板8上，利用锚杯孔10限位并承载主缆索股锚头所在的锚杯。
57.所述锚索室5还包括锚板加劲板9，锚板加劲板9设置在锚板8背面，对锚板8进行加劲，提高锚板8刚度，使主缆压力有效传递。
58.优选的，所述锚板加劲板9由多个横纵板件相互错位交叉构成，多个每个锚杯孔10阵列排列，相邻板件围成空间供主缆各索股穿过。
59.作为上述实施例的优化方案4，所述锚索室5具有两个及以上锚板8和锚室腹板11，锚板8背面朝向散索室4，锚板8正面朝向锚索室5，锚固端位于锚板8正面；利用锚室腹板11连接固定相邻锚板8，承担部分主缆压力；通过锚板8和锚室腹板11围成锚索室5内空间。
60.所述锚索室5还包括锚板加劲板9，锚板加劲板9设置在锚板8背面，对锚板8进行加劲，提高锚板8刚度，使主缆压力有效传递。
61.优选的，所述锚板加劲板9由多个横纵板件相互错位交叉构成，相邻板件围成空间供主缆各索股穿过。
62.作为上述实施例的优化方案5，所述散索室4包括散索室腹板6，利用散索室腹板6连接锚板8和鞍身2，承担部分主缆压力。
63.所述散索室4还包括腹板加劲板7，在所述散索室腹板6顶部设置腹板加劲板7，腹板加劲板7的两端分别连接锚板8和鞍身2，对受压的散索室腹板6进行加劲，防止局部屈服。
64.为了更好的理解本发明，下面对本发明的原理作具体描述：
65.如图4所示的为主缆抗滑验算图式，常规索鞍的鞍槽内主缆抗滑安全系数k应满足公式的要求：
[0066][0067]
其中，μ是主缆与槽底或隔板间的摩擦系数；αs是主缆在鞍槽上的包角；f
ct
是主缆紧边拉力，f
cl
是主缆松边拉力。
[0068]
对于大跨度悬索桥，桥梁恒载很大，活载相对恒载比例较小，这样紧边和松边拉力相差较小，那么紧边拉力与松边拉力的比值就较小，带入上式中自然对数值就较小，k值较大，往往能够满足抗滑要求。因此，这种情况小，传统索鞍能够实现主缆与鞍座的抗滑需求，传统索鞍适用于大跨度悬索桥。
[0069]
但是，当传统索鞍用于中小跨人行悬索桥时，由于其桥梁恒载很小，活载相对恒载比例较大，这样紧边和松边拉力相差较大，那么紧边拉力与松边拉力的比值就较大，带入上式中自然对数值就较大，k值较小，往往无法满足抗滑要求。为了解决这个问题，本发明将主缆在主索鞍处断开，并将断开端进行分散后进行锚固；此方式不再需要通过摩擦力抗滑，而是将主缆断开后主缆拉力完全由主索鞍进行分散承担，避免发生滑动现象且能够完成中小规模悬索桥的主缆承载，适用于中小规模悬索桥使用。
[0070]
并且，由于主缆断开后主缆拉力完全由本发明提出的主索鞍进行承担，对于大跨悬索桥主缆拉力巨大的情况并不适用，主要适用于跨度较小的中小规模悬索桥使用。
[0071]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。