專利名稱：一種組合線形承重纜索的懸索橋及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁結構及施工方法，具體說涉及一種組合線形承重纜索的懸索橋及其施工方法。
背景技術：
懸索橋是一種大跨徑橋梁。公知的懸索橋結構由橋塔、錨碇、承重纜索、行車道梁和吊索構成，承重纜索呈豎向曲線，兩端固定在錨碇上，由吊索連接承重纜索和行車道梁。這種結構用于大跨徑時，橫向穩定性不足，故楊詠昕、葛耀君、項海帆在“改善大跨度懸索橋抗風穩定性能的探索”提到較為經濟、有效的方法是主纜居中，與吊索和加勁梁組成三角形，如圖1所示，但由于考慮到保證交通凈空的必要無法在跨中將主纜同橋面作剛性連接(即中央扣)。羅喜恒、肖如誠、項海帆在“空間纜索懸索橋的主纜線形分析”一文中提供了一種中跨承重纜索具有水平曲線形狀的懸索橋，如圖2所示，這種兩根主纜分離、具有水平曲線形狀的承重纜索可以提供橫向拉力，從而增加橫向穩定性，但是吊索傾角小，為行車道梁提供的橫向穩定性小。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種懸索橋結構，利用靠近且平行的主纜線形與水平曲線線形組合形式，增大吊索傾角，增強橋梁穩定性，并且滿足保證交通凈空需要；提供該種懸索橋結構的施工方法。本發明的目的通過以下技術方案來實現
一種組合線形承重纜索的懸索橋，由行車道梁、橋塔、錨碇、承重纜索、吊索組成，其特點是承重纜索由兩根主纜構成，分別放置處于橋塔頂部且距離小于加勁梁寬度的兩個索鞍上，兩端錨固于錨碇上或者錨固于邊跨的行車道梁上，承重纜索中部錨固在中跨跨中行車道梁的兩側；兩根主纜在橋塔和錨固點之間某處設主纜變位拉桿，橋塔至變位拉桿之間的主纜是平行的，變位拉桿與錨固點之間的主纜是變間距的曲線形狀；吊索以不同的斜度連接主纜和加勁梁的兩側。為了保證結構對橫向穩定更加有效，同一橋塔上的兩個索鞍間距應盡量縮小，但應留出主纜安裝、緊纜和纏絲保護的施工操作空間，凈距大于1.0米。所述主纜變位拉桿由兩個套箍和一根以上的拉桿組成，拉桿長度略小于橋塔上兩個索鞍的距離，使變位拉桿與橋塔之間的主纜保持平行，拉桿的兩端分別連接兩個套箍，套箍的內腔與主纜的截面形狀吻合；或者所述主纜變位拉桿是一組套箍，套箍的內腔與兩根并行主纜的截面吻合。變位拉桿設置的位置考慮以下因素a變位拉桿之間的承重纜索的位置不可侵占行車道梁上用于交通通行的空間；b變位拉桿盡量靠近跨中，使平行段的主纜能盡量長，給較多的吊索提供大的傾角，從而增加行車道梁的穩定性。
所述主纜之間設有一些撐桿，撐桿上有套箍，套箍固定在主纜上，通過撐桿長度控制主纜的間距；也可以在索夾之間設桿件，與索夾共同構成撐桿。撐桿的設置位置避免影響交通凈空。所述組成承重纜索的兩根主纜可以分別是兩根以上的纜索組成的纜索束，纜索束的纜索之間用夾具相連，夾具上有吊索的吊點，可使吊索頂端連接在夾具上。在中跨跨中，承重纜索與行車道梁的錨固通過以下方式實現在主纜上設套箍，起到夾緊和保護作用；在行車道梁和套箍之間設連接件，連接件與行車道梁組成穩定的三角形結構。上述套箍上設有緊固件，利用緊固件將套箍固定在承重纜索上。本發明的上述結構的實施方法，與常規的平行主纜懸索橋不同，需增加主纜平面定位的措施，包括以下步驟
步驟一以索鞍為控制點，平行架設兩主塔之間的2根主纜。主纜架設完成后，處于平行自由懸垂狀態，平行段的主纜已經處在預定的平面位置，在以后的施工過程中不再平移，僅豎向位置有變化。主纜安裝的高程通過計算確定，需要考慮后續施工中的各種影響，使最終的高程符合預定值；
步驟二 安裝變位拉桿，安裝索夾；
步驟三將跨中變位拉桿之間的主纜頂開到預定位置，并在主纜之間安裝臨時支撐桿進行定位；在此過程中由于變位拉桿的作用，橋塔與變位拉桿之間的平行段主纜平面位置不改變；而在此過程后變位拉桿之間的主纜平面線形已經達到成橋后的狀態，在以后的施工中基本不變化；
步驟四安裝撐桿，安裝吊索；
步驟四吊裝行車道梁，使吊索和行車道梁連接。本發明的有益結果是，上述組合線形承重纜索的懸索橋結構可使吊索傾角增大，使行車道梁與一部分吊索組成接近三角形的結構，增強橋梁穩定性，同時能滿足交通凈空的需要；上述實施方法能方便地施工該懸索橋結構，實現結構的功能。
圖1是已有技術中的懸索橋的三角形斷面結構示意 圖2是已有技術中懸索橋平面曲線主纜結構立體示意 圖3是本發明的實施結構平面示意 圖4是本發明的實施結構斷面示意 圖5是本發明的承重纜索在跨中的中間點錨固實施結構示意 圖6是本發明的變位拉桿的第一種實施結構示意 圖7是本發明的撐桿的實施結構示意 圖8是本發明的變位拉桿的第二種實施結構示意圖。附圖標記1.橋塔；2.承重纜索；3.行車道梁；4.錨碇；5.吊索；21撐桿；22.連接件；24.變位拉桿；241.套箍；242.拉桿；243.擋板。
具體實施方式
實施例1 :
如圖3、圖4所示，本發明的組合線形承重纜索的懸索橋，由橋塔(I)、承重纜索(2)、行車道梁(3)、錨碇(4)、吊索(5)構成，承重纜索由兩根主纜構成，分別放置在橋塔(I)頂部的兩個索鞍上，索鞍間距小于行車道梁寬度且大于2米，承重纜索兩端錨固于錨碇(4)上，承重纜索在中跨的中部錨固在中跨的行車道梁(3)兩側，兩根主纜在橋塔(I)和中跨跨中錨固點之間處設主纜變位拉桿(24)，橋塔至變位拉桿之間的主纜是平行的，兩根主纜之間設有撐桿(21);其中，撐桿(21)上有套箍(241)，通過拉桿(242)的長度控制主纜間距，根據結構整體穩定性和受力要求通過計算確定拉桿(242)的強度和數量。如圖5所示，承重纜索在中跨跨中的錨固是在承重纜索(2)的中部設套箍(241)，在行車道梁(3)和套箍之間設連接件(22)，與行車道梁(3)組成穩定的三角形結構。如圖6所示，變位拉桿(24)由兩個套箍(241)和兩根拉桿(242)組成，拉桿長度略小于橋塔上兩個索鞍的間距減去一根主纜直徑的長度，使承重纜索的兩根主纜保持平行，在拉桿(242)的兩端分別連接兩個套箍(241)，套箍的內腔與主纜的截面形狀吻合。如圖7所示，撐桿(21)由兩個套箍(241)和一根拉桿(242)組成，拉桿長度略小于主纜的凈距，在拉桿(242)的兩端分別連接兩個套箍(241)，套箍的內腔與主纜的截面形狀吻合。上述套箍(241)上設有緊固件，利用緊固件將套箍(241)固定在承重纜索(2)上。上述結構的施工方法，與常規的平行主纜懸索橋不同，包括以下步驟
步驟一以索鞍為控制點，平行架設兩主塔之間的2根承重纜索(2)。架設完成后，平行段的主纜已經處在預定的平面位置，在以后的施工過程中不再平移，僅豎向位置有變化。主纜安裝的高程通過計算確定，需要考慮后續施工中的各種影響，使最終的高程符合預定值；
步驟二 安裝變位拉桿(24)；
步驟三將跨中變位拉桿(24)之間的主纜頂開到預定位置，并在主纜之間安裝臨時支撐桿進行定位；
步驟四安裝索夾和撐桿(21)，安裝吊索(5)；
步驟四吊裝行車道梁(3)，使吊索和行車道梁連接。實施例2
如圖8所示，本發明的變位拉桿由兩個擋板(243)和兩根拉桿(242)組成，拉桿(242)的兩端分別連接兩個擋板(243)，擋板(243)的內側面與主纜接觸，其表面與相應位置的主纜外形吻合，拉桿長度以保持兩根主纜在橋塔和變位拉桿之間平行為準，根據結構整體穩定性和受力要求通過計算確定拉桿(242)和擋板(243)的強度。在部分索夾之間設剛性桿件，與索夾共同構成撐桿。上述實施例為本發明的具體實施方式
，僅用于說明本發明，而非用于限制本發明。
權利要求
1.一種組合線形承重纜索的懸索橋，由行車道梁、橋塔、錨碇、承重纜索、吊索組成，其特征是承重纜索由兩根主纜構成，分別放置處于橋塔頂部且距離小于加勁梁寬度的兩個索鞍上，兩端錨固于錨碇上或者錨固于邊跨的行車道梁上，承重纜索中部錨固在中跨跨中行車道梁的兩側；兩根主纜在橋塔和錨固點之間某處設主纜變位拉桿，橋塔至變位拉桿之間的主纜是平行的，變位拉桿與錨固點之間的主纜是變間距的曲線形狀；吊索以不同的斜度連接主纜和加勁梁的兩側。
2.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是所述主纜變位拉桿由兩個套箍和一根以上的拉桿組成，拉桿長度略小于橋塔上兩個索鞍的距離，使變位拉桿與橋塔之間的主纜保持平行，拉桿的兩端分別連接兩個套箍，套箍的內腔與主纜的截面形狀吻合。
3.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是所述主纜之間設有撐桿，撐桿上有套箍，套箍固定在主纜上，通過撐桿長度控制主纜的間距；也可以在索夾之間設桿件，與索夾共同構成撐桿。
4.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是所述組成承重纜索的兩根主纜分別是兩根以上的纜索組成的纜索束，纜索之間用夾具相連，夾具上有吊索的吊點，可使吊索頂端連接在夾具上。
5.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是在中跨跨中，承重纜索與行車道梁的錨固通過以下方式實現在主纜上設套箍，起到夾緊和保護作用；在行車道梁和套箍之間設連接件，連接件與行車道梁組成穩定的三角形結構。
6.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是所述變位拉桿由兩個擋板和兩根拉桿組成，拉桿的兩端分別連接兩個擋板，擋板的內側面與主纜接觸，其表面與相應位置的主纜外形吻合，拉桿長度以保持兩根主纜在橋塔和變位拉桿之間平行為準。
7.根據權利要求1所述的組合線形承重纜索的懸索橋，其特征是橋塔上兩個索鞍的距離即平行段主纜的間距不小于1. Om。
8.—種權利要求如I至7任意一項組合線形承重纜索的懸索橋的實施方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一以索鞍為控制點，平行架設兩主塔之間的2根主纜； 步驟二 安裝變位拉桿； 步驟三將跨中變位拉桿之間的主纜頂開到預定位置，并在主纜之間安裝臨時支撐桿進行定位； 步驟四安裝索夾和撐桿，安裝吊索； 步驟四吊裝行車道梁。
全文摘要
本發明涉及一種組合線形承重纜索的懸索橋，由行車道梁、橋塔、錨碇、承重纜索、吊索組成，承重纜索由兩根主纜構成，兩根主纜在橋塔和錨固點之間某處設主纜變位拉桿，橋塔至變位拉桿之間的主纜是平行的，變位拉桿與錨固點之間的主纜是變間距的曲線形狀；吊索以不同的斜度連接主纜和加勁梁的兩側；其施工方法中有主纜平面定位的過程；本發明可使懸索橋吊索傾角增大，使行車道梁與一部分吊索組成接近三角形的結構，增強橋梁穩定性。
文檔編號E01D19/16GK103061244SQ201110318498
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者張志新 申請人:張志新