[发明专利]一种试验用斜拉桥及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁试验技术领域，尤其涉及一种试验用斜拉桥及安装方法。

背景技术

斜拉桥具有造型美观、跨越能力强、跨径布置灵活和施工干扰少等特点，并具有良好的力学性能及经济指标。因此，自上世纪50年代以来，现代斜拉桥发展迅速，跨径不断增大，结构形式的发展越来越趋向多元化。试验室中为了更好的研究斜拉桥受力性能，需要在试验室中真实还原斜拉桥的受力情况。

目前，科研试验中斜拉桥模型试验比较复杂，受力性能复杂，主要为压弯构件，常规的小比例缩尺模型试验中，一般做半桥或者全桥缩尺模型，斜拉索与主梁的锚固方式一般直接锚固在主梁的梁底，斜拉索与主塔的锚固方式一般直接锚固在主塔上面，一般模拟斜拉桥实桥的弹性阶段的受力性能。对于大比例缩尺模型试验中，一般做斜拉桥节段模型试验，斜拉索的模拟方式可分为几种：(1)将斜拉索的受力分解为水平分力和竖向分力，水平分力采用张拉预应力钢绞线模拟，竖向分力和竖向支撑刚度采用弹性支撑模拟，故无需模拟主塔和斜拉索，只需模拟主梁的受力；(2)斜拉索采用钢绞线模拟或者平行钢丝束模拟，斜拉索直接锚固在主塔的背面，斜拉索锚固在主梁的下缘，一般模拟1/4全桥模型，故需要建立强大的主塔，并在主梁上开孔锚固斜拉索，规模较大。

对于小比例斜拉桥模型试验，其模拟的为斜拉桥体系的弹性受力性能，由于尺寸效应和材料的使用不同，所以无法或者难以模拟开裂后斜拉索支撑的弹性体系受力性能，且无法得知结构体系的极限抗力。对于大比例斜拉桥缩尺模型，斜拉索的受力采用弹性支承和张拉钢绞线模拟，在一定程度上模拟了主梁的弹性体系下的受力，但很难精确模拟主梁开裂后的受力性能，且较难模拟开裂后斜拉索的受力性能；斜拉桥缩尺模型中斜拉索直接锚固在主塔和主梁下缘，需要建立半桥模型或者1/4桥模型，半桥模型而言，整体规模和难度太大，试验费用太高；1/4桥模型整体规模依旧很大，且需要设计强大的主塔，无法模拟主塔的真实受力；斜拉索锚固在主梁下缘，必定是主梁截面采用全截面，使横向规模没有减小且需在主梁上开孔造成损伤，试验施加荷载和费用没有得到缩减。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种试验用斜拉桥及安装方法，针对大比例缩尺模型试验，在试验中不改变斜拉索受力路径、主梁整体受力、对主梁不造成损伤和为斜拉索提供可靠锚固的前提下，减小模型的横向尺寸，降低整体模型的纵向和横向规模，降低试验的设计和加载难度，减小了试验费用的开支，可以较易实现大比例模型的弹性和开裂后承载能力受力试验研究。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种试验用斜拉桥，包括水平设置的主梁、竖直设置的剪力墙和多根斜拉索，多根所述斜拉索的两端分别与所述主梁和剪力墙锚固连接；所述主梁内成一定间隔预埋有多组预埋件，每组所述预埋件均可拆卸的连接有连接板，所述连接板与斜拉索锚固连接。

其中，所述预埋件包括两根平行设置的预埋螺杆，两根所述预埋螺杆的一端分别预埋在所述主梁内，另一端均与所述连接板连接，所述斜拉索通过锚固件与所述连接板锚固连接；

其中，所述预埋螺杆与主梁之间的角度等于所述斜拉索与主梁之间的角度。

其中，所述连接板的两端分别设有用于固定连接所述预埋螺杆的连接孔，所述连接板的中间设有用于与所述斜拉索锚固连接的锚固孔。

其中，所述预埋螺杆外套装有多个用于增强所述预埋螺杆的抗拔能力的螺帽，所述螺帽设于所述主梁内。

其中，所述剪力墙上固定有桁架组，所述桁架组的位置高于所述主梁的位置；所述斜拉索通过所述桁架组与所述剪力墙锚固连接。

其中，所述桁架组包括立柱、锚固齿块和两组支撑结构，所述支撑结构的一端固定于所述剪力墙上，另一端通过所述立柱固定连接，所述锚固齿块安装于所述立柱上，用于锚固连接所述斜拉索。

其中，所述斜拉索通过锚具与所述锚固齿块锚固连接；所述锚具和锚固齿块之间还设有用于监测所述斜拉索锚固状态的锚索计。

其中，所述支撑结构包括第一桁杆、第二桁杆和第三桁杆，所述第一桁杆和第二桁杆的一端分别平行的固定于所述剪力墙上，且分别垂直于所述剪力墙，另一端通过所述立柱固定连接；所述第二桁杆与立柱固定的一端通过所述第三桁杆与剪力墙固定连接；所述第三桁杆与所述剪力墙之间成角度设置。