[发明专利]悬索桥长吊索卸载装置及方法

说明书

本发明公开了一种悬索桥长吊索卸载装置，悬索桥长吊索卸载装置包括穿心式千斤顶、穿心式扁担梁、握索器、钢绞线、底部锚固装置；穿心式扁担梁包括两个本体，本体设置有半圆槽；底部锚固装置固定于钢箱梁顶板，钢绞线一端固定于底部锚固装置，另一端固定于穿心式千斤顶，通过穿心式千斤顶对钢绞线的控制，进而使吊索沿握索器向下的部分成为无应力段并完成卸载，达到可以拆除吊索底部锚固的条件，吊索底部锚固拆除后通过千斤顶卸载来最终实现吊索全长度的卸载。解决了无法采用常规吊索张拉缩短梁缆间距来进行长度较大的旧吊索卸载的技术难题，结构合理、传力途径清晰、受力安全可靠，且适用范围广。本发明还公开了一种悬索桥长吊索卸载方法。

技术领域

本发明涉及悬索桥领域，尤其涉及一种悬索桥长吊索卸载装置及方法。

背景技术

目前，悬索桥是所有桥型里跨越能力最强的，当桥梁跨径超800m时悬索桥是首选桥型，主跨超千米的特大桥绝大多数都是悬索桥桥型，悬索桥以其超强的跨越能力受到建造者们的青睐。自1997年中国首座自主设计及建造的现代化悬索桥——虎门大桥建成通车以来，国内陆续建造了西陵长江大桥、江苏江阴长江大桥、矮寨大桥、西堠门大桥、南沙大桥等在众多超大跨径悬索桥，目前世界排名前十的悬索桥中，我国就占了6座，同时我国已成为世界上悬索桥数量最多的国家。悬索桥悬吊系统由主缆、索夹及吊索构成，索夹安装于主缆上，吊索顶部与索夹连接，吊索底部与主梁连接，以此形成对悬索桥主梁的悬吊支承。悬索桥吊索按与索夹的连接方式不同分为骑跨式吊索及顶部销接式吊索，按与主梁的连接方式不同分为锚固式吊索及销接式吊索。悬索桥主梁主要有预应力钢筋混凝土主梁、钢箱梁、钢桁梁三种类型，国内外广泛采用的是钢箱梁主梁及钢桁梁主梁。国内早期建造的大跨径悬索桥基本以采用骑跨式吊索为主，由于上世纪吊索材料技术尚不发达，同时加上因国内车辆普遍超载导致的吊索长期超额服役，目前国内使用年限超20年的悬索桥的吊索已开始出现吊索老化、损伤等各种问题，更换吊索是解决此问题的最佳途径。

悬索桥吊索更换随着时间推移将越来越成为一种迫切的需求，但国内业界在悬索桥吊索更换施工领域尚处于探索阶段，目前仅汕头海湾大桥、江苏江阴大桥、虎门大桥等少数几座悬索桥对个别短吊索进行过更换，国内尚没有对特大型悬索桥进行全桥吊索更换施工以及对长吊索进行更换的经验。

悬索桥吊索更换前，必须首先对待换旧吊索进行卸载，使旧吊索在锚固处不再受力方可实现对其的拆除。国内及国际上业界对悬索桥吊索更换主要采用设置可张拉临时吊索的方式，先在待换吊索处设置可张拉临时吊索，临时吊索顶部骑跨于永久索夹或临时索夹上，底部锚固于主梁上，通过对临时吊索进行张拉使其长度缩短，进而缩短待换旧吊索处的梁缆间距的方式使旧吊索“松弛”而卸载。

对于短吊索及较短吊索而言，吊索受力状态下的伸长值较小，通过缩短梁缆间距进行卸载的方式是适用的；但是对于超过一定长度的长吊索而言，其受力状态下的伸长值较大，且长久持续受载后产生的松弛变形值也较大，且通过张拉临时吊索产生的梁缆间距缩短值是有限且受限制的，通过临时吊索张拉产生的较小梁缆间距缩短值无法抵消长吊索已存在的较大变形值，即无法通过此方式来完成长吊索卸载。

此外，各换索点处的临时吊索长度与相应吊索长度是对应的，待换吊索越长，则其临时吊索长度越长，临时吊索安装的难度越大；同时，吊索长度又与相应点处的主缆切线角是对应的，越靠近索塔则主缆切线角越大、吊索长度越大，即越长吊索对应着主缆处越大的切线角度，而主缆切线角度越大，则因临时吊索荷载使永久索夹或临时索夹与主缆间的沿主缆切线方向的摩擦力越大，对永久索夹或临时索夹的受力安全越不利。

综上所述，长吊索更换施工是国内外业界公认的悬索桥吊索更换施工中的技术难点，对长吊索进行更换前的卸载又是长吊索更换施工中的难点。目前国内外特大型悬索桥长吊索卸载方面尚无成熟的工艺。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种悬索桥长吊索卸载装置及方法，其能解决吊索更换困难的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：