[发明专利]一种摆轴式散索鞍

说明书

技术领域

本发明涉及悬索桥工程用的散索鞍，具体是一种摆轴式散索鞍。

背景技术

悬索桥主缆的架设和固定是通过散索鞍的转角和位移，来实现主缆散索后各索股的应力均匀，进而保证悬索桥建设和安全的可靠性。由此可见，散索鞍是悬索桥工程中的重要承载构件。

目前，国内常见的悬索桥散索鞍为摆轴式散索鞍，如图1至图4所示：其主要由活动联接在一起的鞍体1和底座2组成，即鞍体1根据主缆受力情况，能够在底座2上顺着主缆的延伸方向作前、后摆动，这样能够适应悬索桥所受动态载荷的转化调整。前述轴摆式散索鞍的具体结构是：在鞍体1的底面开设有横向(相对主缆延伸的纵向而言)的凹槽，在底座2的顶面亦开设有横向的凹槽，二者的凹槽相互对应；在鞍体1底面的凹槽内装配有上承板3，上承板3的底面为平面，在上承板3的宽度中线上间隔开设有多个直径约50mm的圆孔；在底座2顶面的凹槽内装配有下承板5，下承板5的顶面为弧形曲面，在下承板5的宽度中线上间隔开设有多个直径约50mm的圆孔；上承板3和下承板5通过两两对应孔内所装配的锥形钢销4(锥形钢销4在长度上分为圆柱段和锥形段，圆柱段用于装入下承板5内、锥形段用于装入上承板3内)连接在一起，以此使上承板3的底平面和下承板5的圆弧顶面形成线性接触，实现鞍体1与底座2之间的活动联接；鞍体1与底座2在长度方向上的相对位置，是由鞍体1凹槽内的侧面所设置的侧板6来调整的。前述轴摆式散索鞍的具体工作原理是：当上承板3处于水平位置时，锥形钢销4的锥形段圆周(尤其是锥形钢销4的上部)不与上承板3的圆孔接触，而是形成一定的环空间隙；当上承板3底平面沿下承板5的弧形顶面转动一定角度时，则锥形钢销4与上承板3的圆孔孔壁产生接触挤压，以此限制上承板3继续沿下承板5弧形曲面的转动。

通过对上述现有摆轴式散索鞍的结构分析可以清楚的看出：

1.现有摆轴式散索鞍的活动联接结构过于复杂，其存在零部件数量多、制造步骤繁琐、安装不便(光调整位置的侧板嵌装就非常麻烦)、制造成本高等缺点；

2.更甚的是，作为定位和限位而使用的锥形钢销，在使用过程中，为了限位防止鞍体不再继续转动，锥形钢销与上承板圆孔孔壁接触后会承受非常大的挤压和剪切力，而且这种对作用力的承受是长期的；众所周知，在悬索桥工程中，散索鞍安装后的约100年设计工作寿命期内，锥形钢销是无法进行更换的；由此可见，现有摆轴式散索鞍的活动联接结构随着长时间的服役，作为活动联接结构关键零件的锥形钢销将不可避免的出现疲劳损伤，最终导致断裂损坏，这必然会危及整个悬索桥工程的使用安全性和可靠性；

3.现有摆轴式散索鞍的活动联接结构决定了鞍体在底座上的转动角度小，甚至会转动困难，因而容易导致散索鞍无法可靠地根据悬索桥所受动态载荷变化而进行有效、灵活的转化调整，进而导致主缆的各索股的应力不够均匀，影响了悬索桥的安全可靠性。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、受力持久且可靠、转动角度范围大且转动灵活、稳定性好、安全性高的轴摆式散索鞍。

本发明所采用的技术方案是：一种摆轴式散索鞍，包括鞍体和底座，所述鞍体的底部设有横向的凹槽，所述底座的顶面设有对应鞍体底部凹槽的凸台，所述凸台的顶面为弧形曲面结构，底座和鞍体装配在一起后，凸台的弧形曲面与凹槽的底面形成直线接触关系，该直线作为鞍体和底座活动联接的虚拟摆轴。

所述凹槽的端面呈等腰梯形状，其端面的轮廓型线主要由顺序衔接的一侧侧壁斜型线、底面直线型线和另一侧侧壁斜型线构成，凹槽的内底部宽度小于口部宽度；所述凸台的端面呈等腰梯形状，其端面的轮廓型线主要由顺序衔接的一侧侧壁斜型线、顶面弧形型线和另一侧侧壁斜型线构成，凸台的底部宽度大于顶部宽度；所述凸台的两侧侧壁斜型线的斜度分别对应的小于凹槽两侧侧壁的斜型线的斜度，凸台的两侧侧壁与凹槽的对应两侧侧壁分别留有摆动间隙。进一步的，所述凸台的两侧侧壁斜型线与顶面弧形型线分别平滑过渡衔接。

所述凹槽从鞍体的底部左、右两侧贯通。

所述底座的顶面具有大于鞍体底部左右两侧间宽度的横向沉槽，所述鞍体坐落在底座顶面的沉槽内，鞍体的底部左、右两侧与沉槽上对应的侧壁分别留有调整间隙。

所述散索鞍的鞍体和底座之间的虚拟摆轴的接触应力满足下述关系式：