[发明专利]一种用于千米级斜拉桥的斜拉索装置及其安装方法

摘要

本发明公开了一种用于千米级斜拉桥的斜拉索装置，包括位于同一索位的第一斜拉索与第二斜拉索，第一斜拉索由钢制成，第二斜拉索由碳纤维增强复合材料制成，第一斜拉索和第二斜拉索的两端分别通过锚固装置固定连接在桥梁结构上。该拉索装置可以有效提高千米级斜拉桥的力学性能，降低造价成本。同时，本发明还公开了该斜拉索装置的安装方法，步骤10）确定第一斜拉索和第二斜拉索各自所占的斜拉索截面面积比例；步骤20）确定第一斜拉索的张拉索力和第二斜拉索的张拉索力；步骤30）将第一斜拉索和第二斜拉索锚固在桥梁上；步骤40）在第一斜拉索和第二斜拉索之间布置连接装置。该安装方法可以大幅度降低混合拉索自重，并减少垂度效应。

主权项

一种用于千米级斜拉桥的斜拉索装置的安装方法，其特征在于，该安装方法包括如下步骤：步骤10)确定第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)各自所占的斜拉索截面面积比例：根据第二斜拉索(2)的水平投影跨径a，确定第二斜拉索(2)所占的斜拉索截面面积比例p：当a≤800米时，p＝0.55；当800米<a<1500米时，p＝0.7；当a≥1500米时，p＝0.85；然后确定第一斜拉索(1)所占的斜拉索截面面积比例q，q＝1‑p；第一斜拉索(1)由钢制成，第二斜拉索(2)由碳纤维增强复合材料制成；步骤20)对斜拉索进行成桥索力优化，得到优化索力F，然后根据第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)制成材料的抗拉强度之比，以及步骤10)确定的斜拉索截面面积比例p，根据式(1)确定第一斜拉索(1)的横截面积A₁，根据式(2)确定第一斜拉索(1)的张拉索力F₁，根据式(3)确定第二斜拉索(2)的横截面积A₂，根据式(4)确定第二斜拉索(2)的张拉索力F₂，A₁＝F/(pσ₂+(1‑p)σ₁)×(1‑p)   式(1)F₁＝A₁σ₁                      式(2)A₂＝F/(pσ₂+(1‑p)σ₁)×p       式(3)F₂＝A₂σ₂                      式(4)式中，F₁+F₂＝F，σ₁表示第一斜拉索(1)的正常工作极限应力，σ₂表示第二斜拉索(2)的正常工作极限应力；步骤30)在同一索位分别悬挂第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)，并按照步骤20)确定的张拉索力进行张拉，通过锚固装置(3)将第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)的张拉端及锚固端锚固在桥梁上；步骤40)在第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)之间布置横向或斜向的连接装置，该连接装置锁紧在第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)上，确保第一斜拉索(1)和第二斜拉索(2)产生相同索垂度，并在后期荷载作用下共同受力。