[发明专利]一种与锚拉板连接的斜拉桥主梁

说明书

本发明涉及桥梁结构建筑领域，具体涉及一种与锚拉板连接的斜拉桥主梁，包括相连接的钢‑混结合梁和锚拉板组件，钢‑混结合梁包括相连接的顶板和上腹板，锚拉板组件包括锚拉板，上腹板竖向连接在顶板端部，且上腹板延伸超出顶板并与锚拉板相互对接。本发明综合考虑锚拉板与钢‑混结合梁的构造形式、受力及抗风性能等，对主梁结构的截面形式以及与锚拉板的连接方式等方面进行优化设计，这样可以避免造成材料的浪费、施工吊装重量大等不利情况，同时在保证桥梁抗风性能的条件下，节约了用钢量和工程造价，同时在锚拉板和主梁上腹板之间采用对接焊缝，具有受力更好、焊接质量更容易保证等优点。

技术领域

本发明涉桥梁结构建筑领域，特别是一种与锚拉板连接的斜拉桥主梁。

背景技术

近年来我国基础设施建设取得了举世瞩目的成就，高速公路、高速铁路等超级工程不断涌现。斜拉桥作为一种大跨度桥式方案在这些工程中发挥了重要的作用，斜拉桥工程技术也不断地创新发展，采用合理的主梁截面形式、安全可靠的斜拉索与主梁锚固方式等是设计重点考虑的技术问题。锚拉板作为斜拉索与钢主梁连接的主要受力构件，是全桥的主要受力点。锚拉板不同于钢锚箱，它是直接焊接在钢主梁上翼缘板上，具有受力明确、施工简单、便于加工、易于维护的特点，是斜拉桥常见的索梁锚固方式。鉴于锚拉板作为传力主要受力构件，且锚拉板仅下缘与主梁焊接在一起，锚拉板抗拉能力以及锚拉板与钢主梁、锚拉板与锚拉管焊接处抗剪能力直接关系到整座桥梁安全与稳定。

如图1所示为最常见的中等跨度斜拉桥主梁截面和锚拉板连接形式，其主梁截面采用单箱三室，锚拉板20与钢-混结合梁10(主梁本体)边腹板50焊接以传递荷载，边腹板50外侧设有风嘴60，以达到改善断面气动性能、提高桥梁断面抗风稳定性的目的。由于边腹板50外侧设有风嘴60，水平设置的顶板30需设置悬臂端(即悬臂钢板40)以连接风嘴60，不仅增加了桥梁宽度、增大了主梁用钢量，导致桥梁的用钢量偏高，而且由于风嘴60处于空中悬臂状态，养护人员无法到达风嘴位置，会给后期的桥梁风嘴维修养护工作带来一定的难度。

同时，由于外侧悬臂端的设置，锚拉板20需采用十字焊缝在顶板30焊接，或者将顶板30开孔让边腹板50穿过后与锚拉板20焊接，这两种连接方式均对焊接质量要求非常高，而且焊缝的疲劳强度低，容易出现病害，对桥梁安全不利。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种与锚拉板连接的斜拉桥主梁，避免因传统带风嘴的单箱多室主梁与锚拉板的连接形式而带来材料用量高、制造难度大、造价较高、而且主梁和锚拉板连接的焊缝受力性能差的不利因素。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种与锚拉板连接的斜拉桥主梁，包括相连接的钢-混结合梁和锚拉板组件，钢-混结合梁包括相连接的顶板和上腹板，锚拉板组件包括锚拉板，上腹板竖向连接在顶板端部，且上腹板延伸超出顶板并与锚拉板对接。

本发明主梁截面的上翼缘全部布置在上腹板的内侧，锚拉板采用对接焊缝与上腹板焊接，对接焊缝的受力性能好，质量容易得到保障，避免了传统带风嘴的主梁截面在顶板上采用十字形焊缝，或者在顶板上开槽型孔让上腹板穿过顶板再与锚拉板焊接。主梁两侧取消了风嘴和悬臂端的设置，大大减小了钢材用量，降低了主梁制造难度，也避免了风嘴后期的维护养护工作，成本降低。

本发明尤其适用于中等跨度斜拉桥(主跨小于350m的双塔斜拉桥或者独塔斜拉桥)，通过优化主梁结构和尺寸，在保证主梁具有一定抗拉能力和抗风能力的前提下，上腹板外侧可取消风嘴的设置，不仅能够减少桥梁宽度、节省主梁钢材用量，还能使得主梁的承载能力与现有结构形式的承载能力持平。当跨度较大(主跨大于350m的双塔斜拉桥或者独塔斜拉桥)时，可以考虑通过设置外挂风嘴解决桥梁抗风问题。

进一步地，钢-混结合梁为单箱单室结构，即只有两侧上腹板，无中腹板；结构轻便，节省了钢材量。该主梁截面形式既适合于钢-混结合梁，也适用于钢箱梁。