專利名稱：一種單主纜懸索橋的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁，尤其涉及一種單主纜懸索橋。
背景技術：
隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，各種橋梁作為道路交通的重要組成部分，正在被頻繁地修建。當前，國內外單主纜懸索橋吊桿的形式，縱橋向有直吊桿和斜吊桿兩種，橫橋向也有直吊桿和斜吊桿兩種。但橫橋向斜吊桿錨固于鋼箱梁外側，在橋跨中間區段因斜吊桿侵入建筑界限，只能布置直吊桿，從而使橋跨中間區段抗扭剛度很低。對于單主纜懸索橋這種柔性體系的橋梁，提高結構的抗扭剛度是影響橋梁設計和施工建造的關鍵因素。另一方面，單主纜懸索橋在橫橋向中央布置橋塔和吊桿，如果采用整體式鋼箱加勁梁， 則形成大片空置區域，耗費鋼材，加重橋梁自重。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種整體抗扭剛度強、抗風性能好、節約鋼材、 維護方便的單主纜懸索橋。為解決上述技術問題，本發明提出的單主纜懸索橋，包括主纜和鋼箱梁，所述的主纜采用多組斜吊桿與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿的兩端通過下端錨頭與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿的中間通過索夾騎跨或銷接于所述的主纜上，所述的斜吊桿在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿的橫橋向投影對稱于所述的主纜所在縱橋向立面。上述技術方案中，吊桿縱橋向間距取為8m 16m，斜吊桿的下端錨頭橫橋向間距取為6m 12m，由于沿縱橋向下端錨頭間距不變，主纜與鋼箱橫梁豎直距離不斷變化，從而使斜吊桿與水平面的夾角變化，該夾角從橋塔往跨中方向逐漸減小。為使斜吊桿拉力處于合理水平，該夾角變化范圍處于45° 75°之間。該情形下不僅斜吊桿受力較為均勻，結構的抗扭能力也最優。作為一個總的技術構思，本發明提供的抗風性能良好的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁和箱形鋼橫梁組成，二組所述的分離鋼箱梁對稱連接于所述的箱形鋼橫梁的兩側，所述的斜吊桿連接于所述的箱形鋼橫梁上。所述的分離鋼箱梁包括鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板、鋼箱閉口加勁肋和鋼箱開口加勁肋，所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板焊接為封閉箱室，所述的鋼箱閉口加勁肋設在所述的鋼箱頂板上，所述的鋼箱開口加勁肋設在所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板和鋼箱直腹板的內側；所述的箱形鋼橫梁包括橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板和橫梁加勁肋，所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接為封閉箱室，所述的橫梁加勁肋設在由所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接的封閉箱室的內側，所述的分離鋼箱梁的鋼箱直腹板與箱形鋼橫梁的分離鋼箱梁連接。上述分離的鋼箱梁間距，即箱形鋼橫梁長度，取為6m 12m。箱形鋼橫梁沿縱橋向的中心間距與斜吊桿縱向間距成倍數關系。該情形下箱形鋼橫梁能滿足對鋼箱梁的連接和布置橋塔的要求，達到節省材料和滿足設計要求的目的。與現有技術相比，本發明的優點在于本發明的橫橋向斜吊桿，能極大地增加結構的抗扭剛度，而分離式鋼箱加勁梁不僅節省鋼材，還具有良好的抗風性能。首先，結構的抗扭是單主纜懸索橋設計的關鍵，現有技術中，橋跨中間區段吊桿在橫橋向豎直面投影均為豎直桿，結構完全依靠加勁梁抗扭，而加勁梁抗扭剛度由橋塔向跨中逐漸減小，在跨中最小，這使現有技術在抗扭方面存在明顯不足。如圖5所示，本發明的橫橋向斜吊桿，當加勁梁上存在由施工或者汽車偏載產生的扭矩時，吊桿內力F1和偏載P對下端錨固點C產生扭矩，鋼箱梁和橋面鋪裝恒載重力G對點C產生抵抗扭矩。隨著偏載增大，吊桿內力F1減小，在最不利情況下，吊桿內力F1減小至零，對下端錨固點C的扭矩全部由偏載P產生。以雙向六車道為例，恒載G與偏載P的比值約為3. 0 5. 0，最不利偏載情況下力臂之比約為1/3. 5， 因此，恒載G形成的抵抗扭矩能平衡大部分甚至全部內力F1和偏載P產生的扭矩，使結構抗扭能力大幅提高。其次，本發明分離式鋼箱加勁梁用鋼量減少，抗風性能好。與整體式鋼箱梁相比，分離區節省的鋼材是相當可觀的，這不僅減輕了橋梁自重，分離區形成的開口還成為空氣流通路徑，能有效提高抗風性能。
圖1為本發明的主視圖；圖2為本發明的俯視圖；圖3為圖1中A-A處的剖面圖；圖4為圖3中B-B處的剖面圖；圖5為本發明抗扭示意圖；圖例說明1、主纜3、分離式鋼箱加勁梁5、承臺7、鋼箱橫梁9、索夾11、鋼箱梁斜腹板13、鋼箱梁頂板15、鋼箱梁開口加勁肋17、橫梁腹板19、橫梁加勁肋
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，主纜1設在橋塔4上，橋塔4設在承臺5上，承臺5設在樁基礎6上，二組分離鋼箱梁3對稱連接于箱形鋼橫梁7的兩側，分離鋼箱梁3包括鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13、鋼箱閉口加勁肋14和鋼箱開口加勁肋
2、斜吊桿 4、橋塔 6、樁基礎 8、下端錨頭 10、鋼箱梁底板
12、鋼箱梁豎腹板 14、鋼箱梁閉口加勁肋 16、橫梁底板 18、橫梁頂板15，鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13焊接為封閉箱室，鋼箱閉口加勁肋14設在鋼箱頂板13上，鋼箱開口加勁肋15設在鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11和鋼箱直腹板12的內側；箱形鋼橫梁7包括橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18和橫梁加勁肋 19，橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接為封閉箱室，橫梁加勁肋19設在由橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接的封閉箱室的內側，分離鋼箱梁3的鋼箱直腹板12與箱形鋼橫梁7的分離鋼箱梁3連接，箱形鋼橫梁7的長度為6m 12m，箱形鋼橫梁7沿縱橋向的中心間距與斜吊桿2縱向成倍數關系；主纜1采用多組斜吊桿2與箱形鋼橫梁7的連接，即斜吊桿2的兩端通過下端錨頭8與箱形鋼橫梁7連接，斜吊桿2的中間通過索夾9 騎跨或銷接于主纜1上，斜吊桿2在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，斜吊桿 2的橫橋向投影對稱于主纜1所在縱橋向立面，斜吊桿2的縱橋向間距取為8m 16m，斜吊桿2的下端錨頭8在橫橋向間距取為6m 12m，斜吊桿2與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。本具體實施方式
中的單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋施工步驟為步驟1 如圖1所示，首先進行樁基6的施工，然后進行承臺5的施工，再進行橋塔 4的施工；步驟2 如圖1所示，完成橋塔4施工后，進行主纜1的施工；步驟3 如圖3、圖4所示，在主纜1施工階段可同時在工廠進行分離式鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7節段的焊接，以及橫橋向斜吊桿2的制作；步驟4 主纜1施工完畢后，安裝橫橋向斜吊桿2，以索夾9固定斜吊桿2，防止斜吊桿2在索夾9內發生滑動。然后吊裝由分離鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7組成的鋼箱梁節段，將鋼箱梁節段錨固于斜吊桿2下端，鋼箱梁節段之間采取臨時鉸接，以便后續階段調整鋼箱梁線形；步驟5 全部鋼箱梁吊裝完畢后，調整其線形，改鋼箱梁節段之間的臨時鉸接為永久焊接，完成附屬工程及橋面鋪裝，達到成橋狀態。上述單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋的施工建造，并不增加常規施工方法難度，相反能提高鋼箱加勁梁施工階段的穩定性，減少施工時的臨時支撐設施，達到降低施工成本的效果。
權利要求
1.一種單主纜懸索橋，包括主纜(1)和鋼箱梁，其特征在于所述的主纜(1)采用多組斜吊桿⑵與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿⑵的兩端通過下端錨頭⑶與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿( 通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1)上，所述的斜吊桿( 在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿( 的橫橋向投影對稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。
2.根據權利要求1所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的斜吊桿O)的縱橋向間距取為8m 16m，所述的斜吊桿⑵的下端錨頭⑶橫橋向間距取為6m 12m，所述的斜吊桿(2)與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。
3.根據權利要求1或2所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁(3)和箱形鋼橫梁(7)組成，二組所述的分離鋼箱梁(3)對稱連接于所述的箱形鋼橫梁(7)的兩側，所述的斜吊桿(2)連接于所述的箱形鋼橫梁(7)上。
4.根據權利要求3所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的分離鋼箱梁(3)包括鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板(13)、鋼箱閉口加勁肋(14)和鋼箱開口加勁肋(15)，所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板 (13)焊接為封閉箱室，所述的鋼箱閉口加勁肋(14)設在所述的鋼箱頂板(13)上，所述的鋼箱開口加勁肋(15)設在所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)和鋼箱直腹板(12)的內側；所述的箱形鋼橫梁(7)包括橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)和橫梁加勁肋(19)，所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(1 焊接為封閉箱室，所述的橫梁加勁肋(19)設在由所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)焊接的封閉箱室的內側，所述的分離鋼箱梁⑶的鋼箱直腹板(12)與箱形鋼橫梁(7)的分離鋼箱梁(3)連接。
5.根據權利要求3所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的箱形鋼橫梁(7)的長度為6m 12m，所述的箱形鋼橫梁(7)沿縱橋向的中心間距與所述的斜吊桿(2)縱向間距成倍數關系。
全文摘要
本發明公開了一種單主纜懸索橋，包括主纜(1)和鋼箱梁，所述的主纜(1)采用多組斜吊桿(2)與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿(2)的兩端通過下端錨頭(8)與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿(2)通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1)上，所述的斜吊桿(2)在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿(2)的橫橋向投影對稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。鋼箱梁分為兩箱，通過橫梁連接。本發明具有整體抗扭剛度強、抗風性能好、節約鋼材、維護方便等優點。
文檔編號E01D2/04GK102191746SQ201110125260
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者何東升, 周捷, 胡佳, 邵旭東 申請人:湖南大學