[发明专利]一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构

说明书

本发明公开了一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构，靠桥面内侧的主缆通过索夹和吊索连接到钢桁架加劲梁的上弦，靠桥面外侧的主缆通过索夹和吊索连接到钢桁架加劲梁下弦伸出的牛腿。单侧双主缆采用一根主缆在上、另一根主缆在下的不等高布置，或采用内侧和外侧主缆平行等高布置，或采用内侧和外侧主缆双链布置。本发明可减少主缆悬吊区占用的桥面宽度，从而减轻加劲梁恒载，也减小桥塔的横向宽度。分层悬吊还能有效降低吊点力过于集中于上(或下)层节点的问题。内外侧吊索长度不一样，可避免吊索同频率共振。内外侧主缆高度不一样，可避免尾流引起的缆索振动。双主缆如果布置成双链形式，还可以减少加劲梁的S型挠度。

技术领域

本发明涉及悬索桥结构技术领域，特别是一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构。

背景技术

悬索桥造型优美、跨越能力强，是大跨桥梁的首选结构形式之一。目前国内已经建成和正在修建的跨度超过1000m的悬索桥就有26座(包括公铁两用桥)，其中武汉杨泗港大桥的跨径达到1700m，是国内跨度最大的悬索桥。而世界上跨度最大的悬索桥是日本的明石海峡大桥，其跨度达到1991m。随着大跨度悬索桥设计、施工等技术的日益成熟，加上跨江跨海大桥对于超大跨度桥梁结构的迫切工程需求，未来悬索桥的跨度有望突破3000m。主缆作为大跨度悬索桥主要的承重构件，承担着加劲梁上传递来的恒载和活载作用，故其承载能力直接制约着悬索桥跨径的进一步发展。

目前，国内外已建成的大跨度悬索桥大多数采用的是横桥向单侧布置一根主缆的缆索体系。而横桥向单侧布置单根主缆的承载力有限，一般可通过增大主缆截面直径、提高主缆高强钢丝的强度等级等方式来提高其承载力。因此，对于跨度较大的悬索桥，其主缆直径往往设计的十分粗大，比如日本的明石海峡大桥主缆直径达到了1.12m。直径越大、与主缆相连的索夹也越大，紧缆和索夹抗滑难度大幅度增加，故未来通过增大主缆直径来实现大跨度悬索桥跨径突破的方案可能会改变为单侧设置一根以上主缆的形式。在悬索桥横桥向单侧布置两根主缆，传统的方式是两根主缆平行等高布置，并通过索夹和吊索同时与钢桁架加劲梁上层桥面的吊点连接，例如，美国华盛顿大桥、维拉扎洛桥等。然而，该悬吊结构体系存在以下两方面的问题：①由于双主缆均是连接在加劲梁的上层桥面处，主缆悬吊区域占用桥面的宽度，从而增大加劲梁的恒载、吊索力大且吊点力过于集中；②由于双主缆的吊索长度相同，容易引起吊索同频率共振或尾流引起的缆索振动。

发明内容

本发明提供了一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构，可用于需要双主缆的单层或双层桥面钢桁加劲梁悬索桥。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构，所述单侧双主缆，靠桥面内侧的主缆通过索夹和吊索连接到钢桁架加劲梁的上弦，靠桥面外侧的主缆通过索夹和吊索连接到钢桁架加劲梁下弦伸出的牛腿。

进一步地，所述单侧双主缆采用一根主缆在上、另一根主缆在下的不等高布置。

进一步地，所述单侧双主缆采用内侧和外侧主缆平行等高布置。

进一步地，所述单侧双主缆采用内侧和外侧主缆双链布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，可减少主缆悬吊区占用的桥面宽度，从而减轻加劲梁恒载，也减小桥塔的横向宽度。分层悬吊还能有效降低吊点力过于集中于上(或下)层节点的问题。内外侧吊索长度不一样，可避免吊索同频率共振。内外侧主缆高度不一样，可避免尾流引起的缆索振动。双主缆如果布置成双链形式，还可以减少加劲梁的S型挠度。

附图说明

图1是本发明一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构主缆不等高布置形式示意图。

图2是本发明一种单侧双主缆钢桁架加劲梁悬索桥的分层悬吊结构主缆平行等高布置形式示意图。