[发明专利]斜轴线塔内锚悬索桥

说明书

技术领域

本发明属于一种悬索桥，具体涉及了一种斜轴线塔内锚悬索桥。

背景技术

悬索桥结构具有受力性能好、跨越能力大、轻巧美观、抗震能力强、结构形式多样及对地形适应能力好等特点，在许多跨越大江大河、高山峡谷、海湾港口等交通障碍物时，往往作为首选的桥型。因此，人们也设计出了多种悬索桥结构。如中国专利申请号为201510012845.7公开了一种高扭转刚度的悬索桥，包括主梁、索塔、主缆和吊杆，主缆为一条且位于主梁纵向中心立面，吊杆分布于主梁横向两侧用于通过主缆悬吊主梁，使得主缆、吊杆和主梁形成横截面为空间三角形的结构；其利用三角形的稳定性，形成一个类似于三角形箱梁结构，从根本上提高悬索桥的整体扭转刚度和扭转震频，直接提高静风下扭转失稳的临界风速，同时，也可以增大了扭转震频和垂直震频的比例，从而提高了颤震的临界风速，也就保证了较大跨度的悬索桥的安全性；并且，并不增加现有悬索桥的材料和成本，而实际上，主缆为一根，可增加横截面积，并增加吊杆数量和横截面积，进一步增加扭转刚度。又如中国专利申请号为200920043292.1公开了一种自锚式悬索桥，包括索塔基础、索塔、索鞍、加劲梁、主缆和吊杆，所述加劲梁中设有在空钢管中灌注混凝土而形成的钢管混凝土组合构件；采用钢管混凝土加劲梁，不仅可以降低造价，而且施工方便，可以明显加快施工进度。再如中国专利申请号为201120102496.5公开了一种桥梁结构，包括有行车道梁、桥塔、锚碇、承重主缆，其特征是，承重主缆由一根主索和多根次索组合而成，自索塔开始，间隔一定距离将数根次索从承重主缆上分离，与车道梁连接，在承重主缆上的次索分离处设有分缆器。承重主缆由次索与主索构成，并用夹具组合在一起；分缆器具有次索从承重主缆分离形状的内腔，并且有紧固装置，能固定在承重主缆上；其结构能够优化悬索桥承重主缆的应力，节约材料。

但是在一般常规式的地锚式悬索桥，需要建造体积庞大的锚碇来锚固主缆，这就造成在地质情况差的地方，锚碇结构的基础工程量非常大，往往成为工程的难点；地锚式悬索桥锚碇和锚碇基础占有工程造价的相当可观部分，成为影响悬索桥结构经济性的重要方面；在城市地区或旅游区，修建体积庞大的锚碇，对环境美观也会产生负面影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种斜轴线塔内锚悬索桥。本发明的斜轴线塔内锚悬索桥可以省去了体积庞大的锚碇，减少了连接锚碇的主缆的计算长度，使主缆在恒载作用下应力和振幅减小；主缆绕过斜轴线索塔基础，与原地锚悬索桥相比，减少了索塔对地基的压力；主缆锚固在加劲梁上，由加劲梁提供轴力平衡主缆部分水平分力，从而提高悬索桥空气动力性能，同时减少基础水平推力，且减少投资；斜轴线索塔采用合理偏心线，在偏心力作用下不产生弯矩。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：

一种斜轴线塔内锚悬索桥，主要由主梁、吊索、斜轴线索塔、水平杆和加劲梁组成；所述的吊索均匀布置在主缆和加劲梁之间；所述的斜轴线索塔的底部浇筑有斜轴线索塔基础，并且在斜轴线索塔基础的底部设有转向块Ⅱ；在斜轴线索塔的顶部设有索鞍；所述的水平杆的一端与斜轴线索塔连接，另一端设有转向块Ⅰ；所述的主缆的端部依次绕过斜轴线索塔顶部的索鞍、水平杆端部的转向块Ⅰ、斜轴线索塔基础底部的转向块Ⅱ，最终锚固在加劲梁上；

所述的水平杆的安装高度为h，即水平杆至斜轴线索塔基础的竖直距离；所述的斜轴线索塔的高度为H，即斜轴线索塔塔顶至斜轴线索塔基础的竖直距离：

当，即水平杆位于斜轴线索塔中上部时，水平杆处于轴向受压，在水平杆末端增设承压辅助墩Ⅱ，并且在加劲梁锚固主缆处设置承压辅助墩Ⅰ；所述承压辅助墩Ⅰ、承压辅助墩Ⅱ的底部分别浇筑承压辅助墩基础Ⅰ、承压辅助墩基础Ⅱ；

当，即水平杆位于斜轴线索塔中部时，水平杆处于轴向受压，在加劲梁锚固主缆处设置承压辅助墩Ⅰ；所述承压辅助墩Ⅰ的底部浇筑承压辅助墩基础Ⅰ；

当，即水平杆往下略偏移斜轴线索塔中部时，水平杆受偏心力作用，将水平杆的轴线调整为斜轴线，使水平杆处于无弯矩状态，并且在加劲梁锚固主缆处设置承压辅助墩Ⅰ；所述承压辅助墩Ⅰ的底部浇筑承压辅助墩基础Ⅰ；

当，即水平杆往下偏移斜轴线索塔中部较远时，水平杆受偏心力作用，将水平杆的轴线调整为斜轴线，使水平杆处于无弯矩状态，并且将水平杆一端与桥面以下的斜轴线索塔浇筑为一个整体，成为一个双悬臂塔，主缆的端部最终锚固在双悬臂塔内侧。

在本发明中，作用于加劲梁上的荷载遵循以下传力路径：加劲梁→吊索→主缆→斜轴线索塔→水平杆→斜轴线索塔基础→绕回加劲梁。