[发明专利]一种多块式主索鞍结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种多块式主索鞍结构。

背景技术

随着我国经济及社会发展的需要，为跨越大江大河、深谷海峡，连通天堑，需要修建大跨度桥梁。悬索桥主索鞍为整体受力构件，传递着全桥的重量荷载，大跨径千米级悬索桥主索鞍外形尺寸和重量往往较大。受构造控制，大跨径悬索桥主索鞍不易全部采用铸钢铸造，工程应用中，上部鞍头一般采用铸钢铸造，鞍体一般采用Q345R厚钢板，两者用焊接连接。由于主索鞍鞍体筋板厚往往能达到10～18cm，鞍头铸钢和鞍体钢板交接面会产生较大的焊接残余应力，而且鞍头厚板在铸造过程中，可能会存在一些夹砂、气孔等缺陷，这两者不利的组合对鞍体受力有不利影响；会大大降低鞍座的安全性能。

对于大吨位的主鞍座，工程设计中一般将主索鞍沿纵向分为三块，由于受构造限制，纵向分块数量有限，高度方向又没有好的分块方式，以致大跨径悬索桥单块索鞍的吊装重量能达到120t以上，导致鞍体高空吊装和运输困难。对于山区桥梁，大吨位鞍体更加不易运输，制约着鞍座的设计和施工。

发明内容

本发明的目的是针对大跨悬索桥主索鞍焊接残余应力大，分块大而导致的吊装、运输困难的现状，旨在提供一种能代替鞍头与鞍体超厚板的焊接，大大减小单个鞍座拼装件的尺寸和重量，便于运输吊装的多块式主索鞍结构。

本发明目的的实现方式为，一种多块式主索鞍结构，悬索桥主索鞍在高度方向通过分块界面分为上鞍头和下鞍体；分块界面位于主缆承缆槽底板以下30±5cm，分块界面采用凹凸式拼接缝；分块界面的端横肋在凹凸式接缝处采用拼接板和高强螺栓进行连接；在纵向将上鞍头和下鞍体以横向分块界面均分为三块；横向分块界面两侧设有两块端横肋，两块端横肋间采用高强螺栓进行连接。

采用本发明，分块能在现场快速安装；高度方向的分块避免了超厚板焊接所带来的焊接残余应力，强大的主缆竖向压力将上鞍头、下鞍体紧紧地连在一起；凹凸式拼接缝既利于高空吊装拼接，又能抵抗不平衡水平剪力；分块减小了单个鞍体重量，方便铸造及运输吊装，尤为适用于运输条件受限的山区大跨悬索桥。

本发明有以下优点：

1、充分利用主索鞍主要承受竖向压力的力学特性，将主索鞍高度方向分块，避免了鞍头与鞍体之间的厚板焊接连接，消除了焊接残余应力对结构的不利影响；

2、凹凸式拼接缝构造不仅可以抵抗主缆不平衡水平剪力，且上宽下窄的锲形拼接缝对高空安装精度要求较低，便于现场安装定位，方便施工，使高空安装作业受风的影响变得很小；

3、高度方向分块构造可以和常规的水平方向分块相结合，将大尺寸的主索鞍化整为零，便于鞍座的铸造、运输、吊装。

4、主索鞍采用分块，解决了大跨径悬索桥主索鞍铸造、运输、吊装等困难，还大大提高了鞍座的受力性能。

本发明对于运输条件较差的山区大跨径悬索桥，其优势更加明显。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为图1的A-A向剖面图，

图3为图1的B-B向剖面图，

图4为图1的C部分放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和一具体实例对本发明作进一步详细说明。

参照图1，本发明将悬索桥主索鞍在高度方向通过分块界面分为上鞍头1和下鞍体2。分块界面位于主缆9承缆槽底板以下30±5cm，分块界面采用凹凸式拼接缝7。如此，可将大体积、大吨位的鞍座沿纵向、高度方向分为六块，并分块铸造、运输、安装。

参照图2、4，横肋3在凹凸拼接缝7处采用拼接板4和高强螺栓5进行连接，以进行横向限位。

参照图1、3，上鞍头和下鞍体以横向分块界面6均分为三块，横向分块界面6两边设有两块索鞍横肋8，两块索鞍横肋8通过高强螺栓连接。

采用本发明，上鞍头1和下鞍体2连接面用凹凸拼接缝7代替常规的焊接连接，既避免了厚板焊接的不利影响，又可以有效防治上、下鞍体纵向错动。单个凸块的纵向长度取值需要根据纵向不平衡剪力进行抗剪设计。凹凸拼接缝7采用锲形状开口，大大降低了定位精度的要求，减小了风荷载对高空拼装定位的影响。

采用本发明，高度方向的分块避免了超厚板焊接所带来的焊接残余应力，强大的主缆竖向压力又能将上鞍头和下鞍体紧紧地连在一起；凹凸式拼接缝既利于高空吊装拼接，又能抵抗不平衡水平剪力；分块减小了单个鞍体重量，方便铸造加工，便于施工现场运输吊装，尤为适用于运输条件受限的山区大跨悬索桥。

本发明成功地解决了大跨径悬索桥索鞍设计、施工、铸造过程中所存在的主要问题，对于山区大跨悬索桥鞍座的设计、施工更具有借鉴意义。