專利名稱：一種單主纜懸索橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁，尤其涉及一種單主纜懸索橋。
背景技術(shù)：
隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，各種橋梁作為道路交通的重要組成部分，正在被頻繁地修建。當(dāng)前，國內(nèi)外單主纜懸索橋吊桿的形式，縱橋向有直吊桿和斜吊桿兩種，橫橋向也有直吊桿和斜吊桿兩種。但橫橋向斜吊桿錨固于鋼箱梁外側(cè)，在橋跨中間區(qū)段因斜吊桿侵入建筑界限，只能布置直吊桿，從而使橋跨中間區(qū)段抗扭剛度很低。對于單主纜懸索橋這種柔性體系的橋梁，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度是影響橋梁設(shè)計和施工建造的關(guān)鍵因素。另一方面，單主纜懸索橋在橫橋向中央布置橋塔和吊桿，如果采用整體式鋼箱加勁梁， 則形成大片空置區(qū)域，耗費鋼材，加重橋梁自重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種整體抗扭剛度強、抗風(fēng)性能好、節(jié)約鋼材、 維護方便的單主纜懸索橋。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的單主纜懸索橋，包括主纜和鋼箱梁，所述的主纜采用多組斜吊桿與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿的兩端通過下端錨頭與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿的中間通過索夾騎跨或銷接于所述的主纜上，所述的斜吊桿在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿的橫橋向投影對稱于所述的主纜所在縱橋向立面。上述技術(shù)方案中，吊桿縱橋向間距取為8m 16m，斜吊桿的下端錨頭橫橋向間距取為6m 12m，由于沿縱橋向下端錨頭間距不變，主纜與鋼箱橫梁豎直距離不斷變化，從而使斜吊桿與水平面的夾角變化，該夾角從橋塔往跨中方向逐漸減小。為使斜吊桿拉力處于合理水平，該夾角變化范圍處于45° 75°之間。該情形下不僅斜吊桿受力較為均勻，結(jié)構(gòu)的抗扭能力也最優(yōu)。作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明提供的抗風(fēng)性能良好的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁和箱形鋼橫梁組成，二組所述的分離鋼箱梁對稱連接于所述的箱形鋼橫梁的兩側(cè)，所述的斜吊桿連接于所述的箱形鋼橫梁上。所述的分離鋼箱梁包括鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板、鋼箱閉口加勁肋和鋼箱開口加勁肋，所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板焊接為封閉箱室，所述的鋼箱閉口加勁肋設(shè)在所述的鋼箱頂板上，所述的鋼箱開口加勁肋設(shè)在所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板和鋼箱直腹板的內(nèi)側(cè)；所述的箱形鋼橫梁包括橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板和橫梁加勁肋，所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接為封閉箱室，所述的橫梁加勁肋設(shè)在由所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè)，所述的分離鋼箱梁的鋼箱直腹板與箱形鋼橫梁的分離鋼箱梁連接。上述分離的鋼箱梁間距，即箱形鋼橫梁長度，取為6m 12m。箱形鋼橫梁沿縱橋向的中心間距與斜吊桿縱向間距成倍數(shù)關(guān)系。該情形下箱形鋼橫梁能滿足對鋼箱梁的連接和布置橋塔的要求，達到節(jié)省材料和滿足設(shè)計要求的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的橫橋向斜吊桿，能極大地增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，而分離式鋼箱加勁梁不僅節(jié)省鋼材，還具有良好的抗風(fēng)性能。首先，結(jié)構(gòu)的抗扭是單主纜懸索橋設(shè)計的關(guān)鍵，現(xiàn)有技術(shù)中，橋跨中間區(qū)段吊桿在橫橋向豎直面投影均為豎直桿，結(jié)構(gòu)完全依靠加勁梁抗扭，而加勁梁抗扭剛度由橋塔向跨中逐漸減小，在跨中最小，這使現(xiàn)有技術(shù)在抗扭方面存在明顯不足。如圖5所示，本發(fā)明的橫橋向斜吊桿，當(dāng)加勁梁上存在由施工或者汽車偏載產(chǎn)生的扭矩時，吊桿內(nèi)力F1和偏載P對下端錨固點C產(chǎn)生扭矩，鋼箱梁和橋面鋪裝恒載重力G對點C產(chǎn)生抵抗扭矩。隨著偏載增大，吊桿內(nèi)力F1減小，在最不利情況下，吊桿內(nèi)力F1減小至零，對下端錨固點C的扭矩全部由偏載P產(chǎn)生。以雙向六車道為例，恒載G與偏載P的比值約為3. 0 5. 0，最不利偏載情況下力臂之比約為1/3. 5， 因此，恒載G形成的抵抗扭矩能平衡大部分甚至全部內(nèi)力F1和偏載P產(chǎn)生的扭矩，使結(jié)構(gòu)抗扭能力大幅提高。其次，本發(fā)明分離式鋼箱加勁梁用鋼量減少，抗風(fēng)性能好。與整體式鋼箱梁相比，分離區(qū)節(jié)省的鋼材是相當(dāng)可觀的，這不僅減輕了橋梁自重，分離區(qū)形成的開口還成為空氣流通路徑，能有效提高抗風(fēng)性能。


圖1為本發(fā)明的主視圖；圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為圖1中A-A處的剖面圖；圖4為圖3中B-B處的剖面圖；圖5為本發(fā)明抗扭示意圖；圖例說明1、主纜3、分離式鋼箱加勁梁5、承臺7、鋼箱橫梁9、索夾11、鋼箱梁斜腹板13、鋼箱梁頂板15、鋼箱梁開口加勁肋17、橫梁腹板19、橫梁加勁肋
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，主纜1設(shè)在橋塔4上，橋塔4設(shè)在承臺5上，承臺5設(shè)在樁基礎(chǔ)6上，二組分離鋼箱梁3對稱連接于箱形鋼橫梁7的兩側(cè)，分離鋼箱梁3包括鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13、鋼箱閉口加勁肋14和鋼箱開口加勁肋
2、斜吊桿 4、橋塔 6、樁基礎(chǔ) 8、下端錨頭 10、鋼箱梁底板
12、鋼箱梁豎腹板 14、鋼箱梁閉口加勁肋 16、橫梁底板 18、橫梁頂板15，鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13焊接為封閉箱室，鋼箱閉口加勁肋14設(shè)在鋼箱頂板13上，鋼箱開口加勁肋15設(shè)在鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11和鋼箱直腹板12的內(nèi)側(cè)；箱形鋼橫梁7包括橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18和橫梁加勁肋 19，橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接為封閉箱室，橫梁加勁肋19設(shè)在由橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè)，分離鋼箱梁3的鋼箱直腹板12與箱形鋼橫梁7的分離鋼箱梁3連接，箱形鋼橫梁7的長度為6m 12m，箱形鋼橫梁7沿縱橋向的中心間距與斜吊桿2縱向成倍數(shù)關(guān)系；主纜1采用多組斜吊桿2與箱形鋼橫梁7的連接，即斜吊桿2的兩端通過下端錨頭8與箱形鋼橫梁7連接，斜吊桿2的中間通過索夾9 騎跨或銷接于主纜1上，斜吊桿2在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，斜吊桿 2的橫橋向投影對稱于主纜1所在縱橋向立面，斜吊桿2的縱橋向間距取為8m 16m，斜吊桿2的下端錨頭8在橫橋向間距取為6m 12m，斜吊桿2與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。本具體實施方式
中的單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋施工步驟為步驟1 如圖1所示，首先進行樁基6的施工，然后進行承臺5的施工，再進行橋塔 4的施工；步驟2 如圖1所示，完成橋塔4施工后，進行主纜1的施工；步驟3 如圖3、圖4所示，在主纜1施工階段可同時在工廠進行分離式鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7節(jié)段的焊接，以及橫橋向斜吊桿2的制作；步驟4 主纜1施工完畢后，安裝橫橋向斜吊桿2，以索夾9固定斜吊桿2，防止斜吊桿2在索夾9內(nèi)發(fā)生滑動。然后吊裝由分離鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7組成的鋼箱梁節(jié)段，將鋼箱梁節(jié)段錨固于斜吊桿2下端，鋼箱梁節(jié)段之間采取臨時鉸接，以便后續(xù)階段調(diào)整鋼箱梁線形；步驟5 全部鋼箱梁吊裝完畢后，調(diào)整其線形，改鋼箱梁節(jié)段之間的臨時鉸接為永久焊接，完成附屬工程及橋面鋪裝，達到成橋狀態(tài)。上述單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋的施工建造，并不增加常規(guī)施工方法難度，相反能提高鋼箱加勁梁施工階段的穩(wěn)定性，減少施工時的臨時支撐設(shè)施，達到降低施工成本的效果。
權(quán)利要求
1.一種單主纜懸索橋，包括主纜(1)和鋼箱梁，其特征在于所述的主纜(1)采用多組斜吊桿⑵與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿⑵的兩端通過下端錨頭⑶與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿( 通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1)上，所述的斜吊桿( 在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿( 的橫橋向投影對稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的斜吊桿O)的縱橋向間距取為8m 16m，所述的斜吊桿⑵的下端錨頭⑶橫橋向間距取為6m 12m，所述的斜吊桿(2)與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁(3)和箱形鋼橫梁(7)組成，二組所述的分離鋼箱梁(3)對稱連接于所述的箱形鋼橫梁(7)的兩側(cè)，所述的斜吊桿(2)連接于所述的箱形鋼橫梁(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的分離鋼箱梁(3)包括鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板(13)、鋼箱閉口加勁肋(14)和鋼箱開口加勁肋(15)，所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板 (13)焊接為封閉箱室，所述的鋼箱閉口加勁肋(14)設(shè)在所述的鋼箱頂板(13)上，所述的鋼箱開口加勁肋(15)設(shè)在所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)和鋼箱直腹板(12)的內(nèi)側(cè)；所述的箱形鋼橫梁(7)包括橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)和橫梁加勁肋(19)，所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(1 焊接為封閉箱室，所述的橫梁加勁肋(19)設(shè)在由所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè)，所述的分離鋼箱梁⑶的鋼箱直腹板(12)與箱形鋼橫梁(7)的分離鋼箱梁(3)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單主纜懸索橋，其特征在于所述的箱形鋼橫梁(7)的長度為6m 12m，所述的箱形鋼橫梁(7)沿縱橋向的中心間距與所述的斜吊桿(2)縱向間距成倍數(shù)關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單主纜懸索橋，包括主纜(1)和鋼箱梁，所述的主纜(1)采用多組斜吊桿(2)與所述的鋼箱梁的中部連接，即所述的斜吊桿(2)的兩端通過下端錨頭(8)與所述的鋼箱梁連接，所述的斜吊桿(2)通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1)上，所述的斜吊桿(2)在縱橋向立面投影豎直，在橫橋向立面投影傾斜，所述的斜吊桿(2)的橫橋向投影對稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。鋼箱梁分為兩箱，通過橫梁連接。本發(fā)明具有整體抗扭剛度強、抗風(fēng)性能好、節(jié)約鋼材、維護方便等優(yōu)點。
文檔編號E01D2/04GK102191746SQ201110125260
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者何東升, 周捷, 胡佳, 邵旭東 申請人:湖南大學(xué)