[发明专利]一种空间缆悬索桥用主索鞍

说明书

本发明公开了一种空间缆悬索桥用主索鞍，所述主索鞍包括排布在同一底座上的鞍头一和鞍头二，而且，所述鞍头一上具有沿着鞍头一的长度方向以内凹结构并底部呈曲线成型的、用作支承主缆的鞍槽一，所述鞍头二上具有沿着鞍头二的长度方向以内凹结构并底部呈曲线成型的、用作支承主缆的鞍槽二，所述鞍槽一的宽度中心线上端延长线与所述鞍槽二的宽度中心线上端延长线构成锐角夹角。本发明具有整体性好、结构紧凑、体积小等特点，本发明的每个鞍头通过以底部作为主要受力面的方式，而对应于悬索桥的长、高、宽三个维度能够对主缆实现支承并引导转向，具有良好的受力强度和受力稳定性。

技术领域

本发明涉及悬索桥主缆的架设、支承构件，具体是悬索桥用的主索鞍，更为具体的说，是一种空间缆悬索桥用的主索鞍。

背景技术

在大跨度桥梁的设计中，悬索桥因具有构造简单、受力明确、单位造价低、外型美观等特点，而被广泛采纳。

在一般情况下，悬索桥是由主塔上所支承、转向的两根平行或近乎平行的主缆而承受桥梁的动、静荷载的。然而，当在悬索桥建设中遇到主缆锚碇空间位置受限、桥梁刚度存在其它技术要求、以及桥型整体景观设计要求等因素时，需要将悬索桥上沿着长度方向而承受荷载的主缆除了在竖向上（即悬索桥的高度方向上）以抛物线转向之外、还需要在横向上（即悬索桥的宽度方向上）作一定量的弧型偏移转向，这就会使得主塔所支承、转向的两根主缆之间呈非平行对应，而是每根主缆在悬索桥上的走向以长、高、宽三个维度排布，此种悬索桥桥型即为业内通常所称的空间缆索体系悬索桥，具体桥型可参见图1所示。

在悬索桥的结构中，主塔对主缆的支承、转向是通过主塔顶部所固定的主索鞍而实现的，空间缆悬索桥亦不例外。

基于空间缆悬索桥的主缆在长、高、宽三个维度排布走向的特殊性，需要其主索鞍能够对主缆实现长、高、宽三个维度的引导转向，这就要求主索鞍鞍头上的鞍槽既要对主缆形成对应悬索桥长度方向的导向，又要对主缆形成对应悬索桥高度方向的转向，还要对主缆形成对应悬索桥宽度方向的转向。空间缆悬索桥所采用的主索鞍通常有如下两种结构形式：

第一种结构形式参见中国专利文献所公开的“悬索桥空间全铸式主索鞍”（公开号CN202658522，公开日2013年01月09日）技术，该技术是在鞍头上沿着鞍头的长度方向而以内凹结构成型了底部和侧部分别呈曲线成型的、用作支承主缆的鞍槽，类似于悬索桥结构中的散索鞍的鞍槽结构（散索鞍的鞍槽为渐变式的近喇叭口结构）；该技术虽然能够对空间缆悬索桥的主缆形成三维排布转向，但其鞍槽的主要受力部位除了槽底之外、还有外侧槽壁，基于主缆所承受的超大载荷，会使得主索鞍鞍槽的外侧槽壁承受极大的作用力，这尤其是悬索桥主缆在横向上（即悬索桥的宽度方向上）的弧型转向角度较大时更为凸显，进而会对主索鞍的受力强度和受力稳定性提出更高的技术挑战，不仅会增大设计、加工的技术难度，而且还会大幅增加制造成本；

第二种结构形式参见中国专利文献所公开的“空间缆索悬索桥用索鞍”（公开号CN204151677，公开日2015年02月11日）技术，该技术是将两台二维鞍槽的索鞍（即主索鞍）以倾斜方式排布在主塔顶部，从而使每台索鞍的鞍槽形成以底部受力且对主缆形成三维排布转向的功能；该技术基于两台索鞍的分体结构，使得其对排布空间的要求较大，只有在较大的排布空间内才能将两台索鞍实现稳定、可靠的安装固定，这就会对悬索桥主塔的建设提出了较高的技术要求，要求其顶部具有足够大的、能够排布两台相对较为分散的索鞍，进而会增大悬索桥的建设成本，经济性较差，而且两台索鞍无法实现可靠地平衡受力。