一種多層橋面懸索橋的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多層橋面懸索橋，包括多層橋面、主纜和索塔，所述主纜的數(shù)量與所要架設(shè)橋面的層數(shù)相對(duì)應(yīng)，根據(jù)懸索橋橋面架設(shè)寬度，這些主纜以單組或多組方式沿著懸索橋架設(shè)方向通過索塔懸掛，根據(jù)各層橋面架設(shè)高度的要求，索塔將每組中的各主纜懸掛成不同弧度的拋物線或懸鏈線，每層橋面與適配弧度的主纜相對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)的橋面和主纜之間通過多根吊索連接在一起。本實(shí)用新型各層橋面通過吊索與對(duì)應(yīng)的主纜形成連接，每層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過吊索直接、清晰的傳遞給主纜，每層橋面的剛性強(qiáng)度只需根據(jù)自身所要承載的動(dòng)、靜載荷而設(shè)計(jì)，從而大幅降低了每層橋面的制造成本，整個(gè)懸索橋的建設(shè)成本得到了有效控制，同時(shí)有利于保障懸索橋的安全性。
【專利說明】—種多層橋面懸索橋
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及懸索橋，具體是一種多層橋面的懸索橋。
【背景技術(shù)】
[0002]懸索橋指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的主纜作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁，其橋面動(dòng)、靜荷載是通過橋面與主纜之間連接的吊索傳遞給主纜的，再由主纜傳遞給懸掛它的索塔，因而在懸索橋的結(jié)構(gòu)中，主纜是主要的承重構(gòu)件，索塔是重要的支撐構(gòu)件。
[0003]傳統(tǒng)的懸索橋橋面通常采用的是單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即只有一層橋面，人、畜、車等都是在同一橋面上進(jìn)行順、逆向穿行。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及交通安全意識(shí)的提高，近年來，各種功能和景觀效應(yīng)的雙層橋面懸索橋已越來越多的出現(xiàn)在橋梁建設(shè)、應(yīng)用中，這些雙層橋面懸索橋雖然具有各自不同的實(shí)用功能及靚麗外觀，但其主體的承重構(gòu)造卻是一致的，如圖1所示，它們是將兩根主纜5通過索塔7上的索鞍6懸掛成拋物線狀，上層橋面I的兩側(cè)分別通過多根吊索4與兩根主纜5對(duì)應(yīng)連接，下層橋面2通過多根層間連接機(jī)構(gòu)3連接在上層橋面I上，其載荷的傳遞過程是，下層橋面2上的動(dòng)、靜載荷通過層間連接機(jī)構(gòu)3傳遞給上層橋面1，上層橋面I上的動(dòng)、靜載荷及所受的下層橋面2載荷一并通過吊索4傳遞給主纜5，主纜5將所受載荷通過索鞍6傳遞給索塔7。透過前述結(jié)構(gòu)及載荷傳遞過程可以清楚的看出:兩根主纜需要承受上、下層橋面上的所有載荷，上層橋面需要承受下層橋面的所有載荷。這使得上層橋面的剛性強(qiáng)度得遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下層橋面的剛性強(qiáng)度，從而造成上層橋面的制造成本大幅增加，導(dǎo)致整個(gè)懸索橋的建設(shè)成本高昂；若為了實(shí)現(xiàn)其它的多種功能，懸索橋采用三層或四層等多層橋面，那么由下到上，各層橋面的剛性強(qiáng)度呈梯次翻倍增加，從而會(huì)使整個(gè)懸索橋的建設(shè)成本進(jìn)一步大幅增加，況且這種結(jié)構(gòu)的多層橋面也不利于懸索橋的安全保障，存在一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠大幅降低整體建設(shè)成本、安全性得到有效保障的多層橋面懸索橋。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種多層橋面懸索橋，包括多層橋面、主纜和索塔，所述主纜的數(shù)量與所要架設(shè)橋面的層數(shù)相對(duì)應(yīng)，根據(jù)懸索橋橋面架設(shè)寬度，這些主纜以單組或多組方式沿著懸索橋架設(shè)方向通過索塔懸掛，根據(jù)各層橋面架設(shè)高度的要求，索塔將每組中的各主纜懸掛成不同弧度的拋物線或懸鏈線，每層橋面與適配弧度的主纜相對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)的橋面和主纜之間通過多根吊索連接在一起。
[0006]所述索塔懸掛的各主纜在豎向方向上相互錯(cuò)開。
[0007]所述索塔頂部安裝有懸掛各主纜的索鞍，各主纜通過填充鋅塊在同一索鞍內(nèi)固定。
[0008]所述索塔頂部還安裝有多個(gè)對(duì)各主纜轉(zhuǎn)向分離的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。[0009]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由鞍形體、壓緊梁、支架和轉(zhuǎn)向底座構(gòu)成，鞍形體通過支架倒置在轉(zhuǎn)向底座上方，壓緊梁設(shè)在鞍形體的鞍槽口上。
[0010]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向底座通過多根鎖緊螺桿固定在索鞍的索鞍底座上，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與索鞍能夠同步移動(dòng)。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:各層橋面通過吊索與對(duì)應(yīng)的主纜形成連接，連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，每層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過吊索直接、清晰的傳遞給主纜，每層橋面的剛性強(qiáng)度只需根據(jù)自身所要承載的動(dòng)、靜載荷而設(shè)計(jì)，無需額外考慮“載荷傳遞橋梁”所帶來的剛性強(qiáng)度要求，從而大幅降低了每層橋面的制造成本，整個(gè)懸索橋的建設(shè)成本得到了有效控制，同時(shí)這種采用多根主纜支撐形成的多層橋面具有很高的支撐強(qiáng)度，有利于保障懸索橋的安全性；此外，本實(shí)用新型與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的多層橋面懸索橋相比，在總載荷未變化的前提下，本實(shí)用新型所采用的多根主纜制造材料用量與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的兩根主纜制造材料用量一致，換句話說，也就是本實(shí)用新型的總載荷與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的總載荷在一致的情況下，二者的主纜用量也是一致的，但本實(shí)用新型消除了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的上層橋面因載荷傳遞而增加的剛性強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而大幅降低了懸索橋的整體建設(shè)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0013]圖1是現(xiàn)有的雙層橋面懸索橋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是圖2上的索鞍結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是圖2上的索鞍與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中代號(hào)含義:1 一上層橋面；2—下層橋面；3—層間連接機(jī)構(gòu)；4一吊索；4_1 一上層吊索；4_2—下層吊索；5—主纜；5_1—上層主纜；5_2—下層主纜；6—索鞍；7—索塔；8—填充鋅塊；9一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；10—轉(zhuǎn)向底座；11一鎖緊螺桿；12—索鞍底座。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]參見圖2至圖4:本實(shí)用新型包括上層橋面I (主要由剛性梁、支撐構(gòu)件及面板等構(gòu)成)、下層橋面2 (主體結(jié)構(gòu)同上層橋面I)、主纜和索塔7。其中，主纜的數(shù)量是所要架設(shè)橋面的層數(shù)的兩倍，本實(shí)施例采用雙層橋面，即主纜的數(shù)量為四根；根據(jù)懸索橋橋面的架設(shè)寬度，這四根主纜分成兩組，每組兩根主纜，兩組主纜分別對(duì)應(yīng)在懸索橋橋面的兩側(cè)，用作對(duì)懸索橋的兩側(cè)進(jìn)行支撐；根據(jù)上層橋面I和下層橋面2的架設(shè)高度要求，每組中的兩根主纜沿著懸索橋的架設(shè)方向，通過索塔7懸掛成不同弧度的拋物線；上層橋面I的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)兩根上層主纜5-1，上層橋面I的兩側(cè)分別通過多根上層吊索4-1 (包含吊索本體及索夾等構(gòu)件)與對(duì)應(yīng)的上層主纜5-1連接在一起，即上層橋面I的一側(cè)對(duì)應(yīng)一根上層主纜5-1 ；下層橋面2的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)兩根下層主纜5-2，下層橋面2的兩側(cè)分別通過多根下層吊索4-2 (主體結(jié)構(gòu)同上層吊索4-1)與對(duì)應(yīng)的下層主纜5-2連接在一起，即下層橋面I的一側(cè)對(duì)應(yīng)一根下層主纜5-2。以此使上層橋面I上的動(dòng)、靜載荷通過上層吊索4-1直接、清晰的傳遞給上層主纜5-1，下層橋面2上的動(dòng)、靜載荷通過下層吊索4-2直接、清晰的傳遞給下層主纜5-2，上層橋面I和下層橋面2之間相互獨(dú)立，上層橋面I無需為下層橋面2充當(dāng)“載荷傳遞橋梁”;當(dāng)然，為了景觀造型或上層橋面I和下層橋面2之間定位，可以考慮在上層橋面I和下層橋面2之間設(shè)置不傳遞載荷的立柱等構(gòu)件。由于前述的上層橋面I和下層橋面3通過各自對(duì)應(yīng)的主纜形成了結(jié)構(gòu)支撐，這種直接通過主纜支撐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高，有利于保障懸索橋的安全性。
[0020]上述索塔7的頂部安裝有索鞍6，該索鞍6用作對(duì)每一組中的兩根主纜進(jìn)行懸掛和伸展方向布置，兩根主纜通過填裝在索鞍6內(nèi)的填充鋅塊8在同一索鞍6內(nèi)進(jìn)行固定、伸展方向布置，具體的伸展方向布置是，要求兩根主纜在豎向方向上相互錯(cuò)開，即兩根主纜的軸線在垂直方向的延伸線不處在同一平面內(nèi)，且兩根延伸線之間具有等于或大于主纜直徑的距離，以此避免上層橋面I和上層主纜5-1之間連接的上層吊索4-1與下層橋面2和下層主纜5-2之間連接的下層吊索4-1發(fā)生干涉。
[0021]為了能夠方便的布置同一索鞍6懸掛的兩根主纜，在索塔7頂部還安裝有一個(gè)對(duì)上層主纜5-1轉(zhuǎn)向分離的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)9。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)9由鞍形體、壓緊梁、支架和轉(zhuǎn)向底座10構(gòu)成，鞍形體通過支架倒置在轉(zhuǎn)向底座10上方，鞍形體的具體倒置角度根據(jù)具體要求而定，壓緊梁設(shè)在鞍形體的鞍槽口上，用作壓緊上層主纜5-1。為了方便對(duì)索鞍6和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)9進(jìn)行同步移動(dòng)操作，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)9的轉(zhuǎn)向底座10通過多根鎖緊螺桿11 (也可以采用支架代替)固定在索鞍6的索鞍底座12上。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本實(shí)用新型包括上層橋面(主要由剛性梁、支撐構(gòu)件及面板等構(gòu)成)、下層橋面(主體結(jié)構(gòu)同上層橋面)、主纜和索塔。其中，主纜的數(shù)量與所要架設(shè)橋面的層數(shù)相同，本實(shí)施例采用雙層橋面，即主纜的數(shù)量為兩根；根據(jù)懸索橋橋面的架設(shè)寬度，這兩根主纜形成一組，即單組，單組主纜對(duì)應(yīng)在懸索橋橋面的中線上方，用作對(duì)懸索橋進(jìn)行支撐；根據(jù)上層橋面和下層橋面的架設(shè)高度要求，單組中的兩根主纜沿著懸索橋的架設(shè)方向，通過索塔懸掛成不同弧度的懸鏈線；上層橋面的中線對(duì)應(yīng)下層主纜，上層橋面的兩側(cè)分別通過多根上層吊索(包含吊索本體及索夾等構(gòu)件)與對(duì)應(yīng)的下層主纜連接在一起；下層橋面的中線對(duì)應(yīng)上層主纜，下層橋面的兩側(cè)分別通過多根下層吊索(主體結(jié)構(gòu)同上層吊索)與對(duì)應(yīng)的上層主纜連接在一起，鑒于該懸索橋結(jié)構(gòu)的特殊性，要求下層橋面的寬度需大于上層橋面寬度，以此使懸索橋的截面形成兩個(gè)三角形，上層橋面和兩側(cè)的上層吊索構(gòu)成小三角形，下層橋面和兩側(cè)下層吊索構(gòu)成大三角形，大三角形將小三角形包含在內(nèi)。上層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過上層吊索直接、清晰的傳遞給下層主纜，下層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過下層吊索直接、清晰的傳遞給上層主纜，上層橋面和下層橋面之間相互獨(dú)立，上層橋面無需為下層橋面充當(dāng)“載荷傳遞橋梁”；當(dāng)然，為了景觀造型或上層橋面和下層橋面之間定位，可以考慮在上層橋面和下層橋面之間設(shè)置不傳遞載荷的立柱等構(gòu)件。由于前述的上層橋面和下層橋面通過各自對(duì)應(yīng)的主纜形成了結(jié)構(gòu)支撐，這種直接通過主纜支撐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高，有利于保障懸索橋的安全性。
[0024]上述索塔的頂部安裝有索鞍，該索鞍用作對(duì)單組中的兩根主纜進(jìn)行懸掛和伸展方向布置，兩根主纜通過填裝在索鞍內(nèi)的填充鋅塊在同一索鞍內(nèi)進(jìn)行固定、伸展方向布置，具體的伸展方向布置是，要求兩根主纜在豎向方向上相互錯(cuò)開，即兩根主纜的軸線在垂直方向的延伸線不處在同一平面內(nèi)，且兩根延伸線之間具有等于或大于主纜直徑的距離，以此避免上層橋面和下層主纜之間連接的上層吊索與下層橋面和上層主纜之間連接的下層吊索發(fā)生干涉。
[0025]為了能夠方便的布置同一索鞍懸掛的兩根主纜，在索塔頂部還安裝有一個(gè)對(duì)上層主纜轉(zhuǎn)向分離的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由鞍形體、壓緊梁、支架和轉(zhuǎn)向底座構(gòu)成，鞍形體通過支架倒置在轉(zhuǎn)向底座上方，鞍形體的具體倒置角度根據(jù)具體要求而定，壓緊梁設(shè)在鞍形體的鞍槽口上，用作壓緊上層主纜。為了方便對(duì)索鞍和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行同步移動(dòng)操作，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向底座通過多根鎖緊螺桿(也可以采用支架代替)固定在索鞍的索鞍底座上。
[0026]實(shí)施例3
[0027]本實(shí)用新型包括上層橋面(主要由剛性梁、支撐構(gòu)件及面板等構(gòu)成)、中層橋面(主體結(jié)構(gòu)同上層橋面)、下層橋面(主體結(jié)構(gòu)同上層橋面)、主纜和索塔。其中，主纜的數(shù)量是所要架設(shè)橋面的層數(shù)的兩倍，本實(shí)施例采用三層橋面，即主纜的數(shù)量為六根；根據(jù)懸索橋橋面的架設(shè)寬度，這六根主纜分成兩組，每組三根主纜，兩組主纜分別對(duì)應(yīng)在懸索橋橋面的兩偵牝用作對(duì)懸索橋的兩側(cè)進(jìn)行支撐；根據(jù)上層橋面、中層橋面和下層橋面的架設(shè)高度要求，每組中的三根主纜沿著懸索橋的架設(shè)方向，通過索塔懸掛成不同弧度的拋物線；上層橋面的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)兩根上層主纜，上層橋面的兩側(cè)分別通過多根上層吊索(包含吊索本體及索夾等構(gòu)件)與對(duì)應(yīng)的上層主纜連接在一起，即上層橋面的一側(cè)對(duì)應(yīng)一根上層主纜；中層橋面的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)兩根中層主纜，中層橋面的兩側(cè)分別通過多根中層吊索(主體結(jié)構(gòu)同上層吊索)與對(duì)應(yīng)的中層主纜連接在一起，即中層橋面的一側(cè)對(duì)應(yīng)一根中層主纜；下層橋面的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)兩根下層主纜，下層橋面的兩側(cè)分別通過多根下層吊索(主體結(jié)構(gòu)同上層吊索)與對(duì)應(yīng)的下層主纜連接在一起，即下層橋面的一側(cè)對(duì)應(yīng)一根下層主纜。以此使上層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過上層吊索直接、清晰的傳遞給上層主纜，中層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過中層吊索直接、清晰的傳遞給中層主纜，下層橋面上的動(dòng)、靜載荷通過下層吊索直接、清晰的傳遞給下層主纜，上層橋面和中層橋面之間、中層橋面和下層橋面之間、上層橋面和下層橋面之間均相互獨(dú)立；當(dāng)然，為了景觀造型或上層橋面、中層橋面和下層橋面之間定位，可以考慮在上層橋面、中層橋面和下層橋面之間設(shè)置不傳遞載荷的立柱等構(gòu)件。由于前述的上層橋面、中層橋面和下層橋面通過各自對(duì)應(yīng)的主纜形成了結(jié)構(gòu)支撐，這種直接通過主纜支撐的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高，有利于保障懸索橋的安全性。
[0028]上述索塔的頂部安裝有索鞍，該索鞍用作對(duì)每一組中的三根主纜進(jìn)行懸掛和伸展方向布置，三根主纜通過填裝在索鞍內(nèi)的填充鋅塊在同一索鞍內(nèi)進(jìn)行固定、伸展方向布置，具體的伸展方向布置是，要求三根主纜在豎向方向上相互錯(cuò)開，即三根主纜的軸線在垂直方向的延伸線不處在同一平面內(nèi)，且相鄰兩根延伸線之間具有等于或大于主纜直徑的距離，以此避免上層吊索、中層吊索和下層吊索之間相互發(fā)生干涉。
[0029]為了能夠方便的布置同一索鞍懸掛的三根主纜，在索塔頂部還安裝有兩個(gè)個(gè)對(duì)上層主纜和中層主纜分別轉(zhuǎn)向分離的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由鞍形體、壓緊梁、支架和轉(zhuǎn)向底座構(gòu)成，鞍形體通過支架倒置在轉(zhuǎn)向底座上方，鞍形體的具體倒置角度根據(jù)具體要求而定，壓緊梁設(shè)在鞍形體的鞍槽口上，用作壓緊轉(zhuǎn)向分離的主纜。為了方便對(duì)索鞍和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行同步移動(dòng)操作，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向底座通過多根鎖緊螺桿(也可以采用支架代替)固定在索鞍的索鞍底座上。
【權(quán)利要求】
1.一種多層橋面懸索橋，包括多層橋面、主纜和索塔，其特征在于:所述主纜的數(shù)量與所要架設(shè)橋面的層數(shù)相對(duì)應(yīng)，根據(jù)懸索橋橋面架設(shè)寬度，這些主纜以單組或多組方式沿著懸索橋架設(shè)方向通過索塔懸掛，根據(jù)各層橋面架設(shè)高度的要求，索塔將每組中的各主纜懸掛成不同弧度的拋物線或懸鏈線，每層橋面與適配弧度的主纜相對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)的橋面和主纜之間通過多根吊索連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多層橋面懸索橋，其特征在于:所述索塔懸掛的各主纜在豎向方向上相互錯(cuò)開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述多層橋面懸索橋，其特征在于:所述索塔頂部安裝有懸掛各主纜的索鞍，各主纜通過填充鋅塊在同一索鞍內(nèi)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多層橋面懸索橋，其特征在于:所述索塔頂部還安裝有多個(gè)對(duì)各主纜轉(zhuǎn)向分離的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多層橋面懸索橋，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由鞍形體、壓緊梁、支架和轉(zhuǎn)向底座構(gòu)成，鞍形體通過支架倒置在轉(zhuǎn)向底座上方，壓緊梁設(shè)在鞍形體的鞍槽口上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述多層橋面懸索橋，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向底座通過多根鎖緊螺桿固定在索鞍的索鞍底座上，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與索鞍能夠同步移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】E01D19/12GK203420210SQ201320358941
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】唐明, 趙鵬賢, 劉昌華, 李澤銳 申請(qǐng)人:四川天元機(jī)械工程股份有限公司