[实用新型]悬索桥空间大转角、耐久型吊索连接结构

说明书

本实用新型涉及一种悬索桥空间大转角、耐久型吊索连接结构，吊索上下张拉在索夹和梁端之间，包括索体，索体的上下端对应锚固于上锚杯、下锚杯内，上锚杯在其顶部、下锚杯在其底部分别设置有带销孔的吊索耳板，吊索顶端的吊索耳板与带销孔的索夹耳板通过销轴转动连接，吊索底端的吊索耳板与带销孔的梁端耳板通过销轴转动连接，销轴与耳板的销孔配合处设置有关节轴承，该耳板包括吊索耳板、索夹耳板或梁端耳板。当吊索的钢箱梁在顺桥向和横桥向荷载下移动时，关节轴承可满足旋转摆动和倾斜摆动，甚至两者的复合摆动，从而避免吊索发生弯折，消除了作用在吊索上的弯曲应力，提高吊索偏转的自由度，降低吊索拉弯疲劳。

技术领域

本实用新型涉及悬索桥吊索上、下锚头分别与索夹、钢梁的连接结构，尤其是涉及一种可实现吊索在空间两个方向进行偏转的连接结构。

背景技术

吊索作为悬索桥的传力构件，自身结构比较纤细，使用过程中要承受车辆、风等活载作用，所以吊索是悬索桥构件中最容易发生疲劳破坏的。在实际桥梁中，吊索在设计的时候安全系数考虑比较充裕，不容易发生静力的强度破坏。但由于吊索所处的外部环境比较恶劣，受到腐蚀介质的侵蚀和活载产生的疲劳应力的耦合作用而容易发生腐蚀疲劳。另外，钢箱梁在动荷载作用下容易产生沿桥纵、横向的摆动，导致吊索承受反复受弯，尤其是跨中短吊索更易因此发生疲劳破坏。主要是在活载作用下，吊索承受变化的轴向荷载，钢丝内力随之不断地变化，这种往复变化将导致内部钢丝经受往复拉拉交变应力，容易导致吊索结构内部钢丝发生疲劳破坏。

另外，由于交变荷载作用和钢箱梁的摆动，吊索下锚头与主梁连接处会产生转角，如果锚具结构不合理，在长期的往复作用下使吊索下锚头连接处的钢丝受往复的弯曲应力，导致钢丝截面应力产生拉弯组合应力循环而产生钢丝疲劳。悬索桥吊索使用周期长，长期暴露在自然环境中，承受着环境侵蚀、外界荷载、疲劳效应等因素的综合作用，其中，腐蚀和疲劳的两大因素会造成吊索耐久性和承载力大幅降低。

减小吊索的疲劳负荷，提高吊索的耐久性能值得本领域技术人员深思。

实用新型内容

本实用新型实用新型人通过对吊索拉伸弯曲应力及其耦合效应的分析，进行吊索拉力与转角双指标疲劳损伤模式研究及寿命评估，开发了一种能够适应空间大转角，具有抗拉弯性能的吊索连接结构，缓解悬索桥吊索尤其是短吊索的拉弯疲劳，提高悬索桥吊索的使用寿命。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种悬索桥空间大转角、耐久型吊索连接结构，吊索上下张拉在索夹和梁端之间，包括索体，索体的上下端对应锚固于上锚杯、下锚杯内，所述上锚杯在其顶部、所述下锚杯在其底部分别设置有带销孔的吊索耳板，吊索顶端的吊索耳板与带销孔的索夹耳板通过销轴转动连接，吊索底端的吊索耳板与带销孔的梁端耳板通过销轴转动连接。吊索底端：销轴与下耳板的销孔配合处设置有关节轴承，该下耳板是指底端的吊索耳板与梁端耳板其中之一，该关节轴承满足吊索能够在非垂直销轴的平面内进行偏转；吊索顶端：销轴与上耳板的销孔配合处设置有衬套，上耳板是指顶端的吊索耳板与索夹耳板其中之一，该衬套固定在销孔内壁，销轴与衬套间隙配合。

上述索体主要是由扭绞的平行钢丝束和包裹在钢丝束外的内层聚乙烯护套和外层聚乙烯护套。一般内层护套为黑色聚乙烯护套，外层护套为彩色聚乙烯护套。

上述钢丝束采用若干直径5mm-7mm的锌基合金镀层钢丝经3度到4度扭绞构成。

本申请的关节轴承包括轴承内圈和轴承外圈，轴承内圈具有外球面，轴承外圈具有内球面，轴承外圈固定设置在下耳板的销孔内，轴承内圈活动设置在轴承外圈的球孔内且内、外球面构成活动的球面接触，轴承内圈设置供所述销轴穿过的销孔。

为了适应吊索在空间内实现大角度偏转，进一步设计轴承内圈的外球面弧长显著大于轴承外圈的内球面弧长，且内球面超出外球面的弧长差的一半所对应的圆心角即为轴承内圈相对轴承外圈偏转的最大转角。