[发明专利]桥梁的索塔组合支撑体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉索桥的索塔组合支撑体系，尤其是由发挥着不同作用的四种钢索和安装于桥面上的数个分塔组成的桥梁的支撑体系。

背景技术

当前国内外，建筑的大跨径的桥梁，基本都是斜拉桥。斜拉桥是一种桥面体系受压，支撑体系受拉的桥梁，支撑体系统由钢制的斜拉索构成。各条斜拉索的顶端都分别就近锚固到两座主塔中的一个主塔上。两主塔间所有斜拉索的下端都等间隔地锚固在桥面体系的主梁上。为了实现大跨径的跨越，主塔必须建筑得很高，斜拉索与桥面的夹角必须尽可能的小，大跨度的桥梁斜拉索必须很长。

斜拉索与桥面夹角越小，斜拉索承受的拉力就越大，同时这许多斜拉索在桥面上的水平分力，给桥面体系造成的纵向压力就越大，这巨大的力，除桥梁体系及荷载自重引起的重力外，还更包含有超过约1倍左右的无效分力。这分力的存在给桥梁体系造成的额外负担是沉重的。斜拉索承受的巨大拉力及桥面体系承受的巨大压屈力问题，超长的斜拉索的强度问题，以及桥梁的稳定问题，完全是由于斜拉桥身身结构上的原因造成的，再加上材料自身固有特性的局限和环境因素的影响，要建造更大跨径的斜拉桥难度极大。

发明内容

本发明提供一种可以成数倍地降低主塔高度，缩短斜拉索长度，大比例地降低各种拉索承载的无效分力，大倍数地降低斜拉索水平分力给桥面体系主梁造成的巨大压屈力，使其降低到几乎可忽略的程度，降低建造大桥对材料的苛刻要求，提高桥梁对环境的适应能力，显著地提高建造大跨径桥梁的极限，建造更大跨度的桥梁。用此技术，建造中小型桥梁更容易。

一种用于拉索桥的索塔组合支撑体系，所述索塔组合支撑体系包括两座主塔，一条固定于所述两座主塔塔顶之间的顶索，一条安装于所述两座主塔之间与桥面组成一体的底索，若干个等距离地竖立于所述两座主塔之间的、两端分别固定于所述顶索和底索上的分塔，自两座主塔顶端及各分塔顶端到相邻分塔根部固定连接的传力索和许多条由两座主塔顶端及各分塔塔顶就近等距离地连接到桥面主梁的斜拉索；所述主塔的下部具有桥墩，所述分塔的下部无桥墩。每条传力索、顶索和底索各由一根或数根并行的钢索组成。

两主塔与邻近的分塔之间，只有一条顶端固定于主塔顶端，底端固定于邻近分塔底端的传力索。

桥中部某相邻的两个分塔间的传力索有或无，其它各分塔之间只安装一条一律向所在区段主塔方向倾斜的传力索。

两个相邻的分塔之间的传力索是两条相互交叉的、力双向传递的双向传力索。

桥面中部各分塔之间采用力双向传递的两条相互交叉的双向传力索，其余部分采用力单向传递的单传力索。

所述的索塔组合支撑体系是二重的，即在第一重索塔组合支撑体系上再叠加一重尺寸比第一重索塔组合支撑体系小数倍的第二重索塔组合支撑体系，两重索塔组合支撑体系共同支撑同一个桥面体系，第一重索塔组合支撑体系中的斜拉索被第二重索塔组合支撑体系的支塔及传力索取代。

第二重索塔组合支撑体系的支塔及传力索被第一重索塔组合支撑体系的斜拉索取代，第一重索塔组合支撑体系的斜拉索数与第二重索塔组合支撑体系的支塔数相等。

所述的索塔组合支撑体系的分塔与支塔为钢铁构筑物，或者为内部充填混凝土的钢筒，或者为实心的杆件，或者为空心的管材。

本发明在两座主塔塔顶之间，固定安装一条顶索。在两座主塔之间桥面高度上，架挂一条底索。在两主塔之间，根据设计要求，等距离地竖立若干个分塔。主塔和分塔的顶端都在同一条直线上，分塔的顶端同样与顶索固定连接，分塔的底端与底索固定连接。从每座主塔和每个分塔的顶端向桥面中心方向最相接近的一个分塔的根部固定连接一条传力索，到两传力索相接近只差一个分塔间隔时为止。同时在每个主塔及每个分塔的顶端，分别向左右两侧邻近的桥面主梁，各等距离地安装一组，每组条数相同的斜拉索，用以支撑桥面体系的载荷。由于每组斜拉索对桥面体系的水平分力都很小，而且各相邻的斜拉索组，对桥面体系的水平分力方向都相反，互相抵消，所以斜拉索对桥面主梁的压屈力只限制在局部区域内，而且数值很小。底索与桥面主梁多点固定安装。桥面、主梁与底索已形成一个完整的整体。由于底索的存在，斜拉索对桥面体系主梁的剩余水平分力，已被底索的反作用力全部抵消，所以桥面主梁可以做得较为纤细轻巧，而且还增加了桥面各段主梁相互连接的强度。