一种刚性吊杆连接结构与桥梁结构的制作方法

本发明涉及建筑工程领域，尤其是涉及一种易于检修更换的吊杆结构。

背景技术：

吊杆结构广泛应用于桥梁等建筑工程领域，常见的刚性吊杆通常采用预应力混凝土结构形式，由于纯预应力混凝土结构容易出现裂缝，而且截面尺寸比较大，故目前应用较多的刚性吊杆为钢管混凝土预应力吊杆，钢管混凝土吊杆具有抗横向碰撞能力强、可减小风振、可降低桥梁系的建筑高度、可减小活载振幅等优点。

目前，现有的吊杆结构与拱肋、横梁之间通常采用刚性连接，当吊杆受温度等因素影响而发生变形、倾斜时很容易导致吊杆内部的混凝土开裂，造成安全隐患。

此外，吊杆结构的两端通常锚固于视野不可见的位置，如拱肋的上方以及横梁的下方，进行锚固端的检修时需要依靠轨道检修车，而部分横梁的下方空间比较狭窄，轨道车难以同行，从而使得锚固端成为检修的盲区，大大影响了桥梁的安全性。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种刚性吊杆连接结构。

本发明还提供了一种桥梁结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种刚性吊杆连接结构，包括刚性吊杆，还包括与刚性吊杆的顶端连接的第一连接部，以及与刚性吊杆的底端连接的第二连接部，其中，吊杆与第一、第二连接部之间转动连接，且与第一、第二连接部中的至少一个通过球铰副连接。

作为上述方案的进一步改进方式，第一连接部包括沿一个方向转动的铰接组件，或者球铰组件，第二连接部包括球铰组件。

作为上述方案的进一步改进方式，球铰组件包括球铰垫块与锚固梁，锚固梁上设有通孔，该通孔的一端包括锥形孔，另一端包括弧形凹槽，球铰垫块上设有与凹槽的曲率直径相匹配的弧形凸起，吊杆的端部自锥形孔插入，穿过通孔后与球铰垫块连接，凸起嵌入凹槽内以形成球铰副。

作为上述方案的进一步改进方式，包括锚固螺母，吊杆的端部设有螺纹锚杯，螺纹锚杯穿过球铰垫块，锚固螺母与螺纹锚杯螺纹连接。

作为上述方案的进一步改进方式，包括压力传感器，压力传感器设于锚固螺母与球铰垫块之间。

作为上述方案的进一步改进方式，吊杆包括钢管、预应力钢绞线与钢绞线固定件，预应力钢绞线穿设在钢管内部，其两端通过预应力固定件与钢管连接，钢绞线与钢管管壁之间填充有混凝土。

作为上述方案的进一步改进方式，钢管端部的外侧套设有螺纹锚杯，螺纹锚杯与钢管的管壁之间设有环形密封圈。

作为上述方案的进一步改进方式，第一、第二连接部均包括连接组件，连接组件包括预埋锚固件，或者连接组件包括钢环。

作为上述方案的进一步改进方式，第一连接部的连接组件包括预埋锚固件，第二连接部的连接组件包括钢环与套箍钢板，钢环设于套箍钢板的两端，并与其同轴。

一种桥梁结构，包括拱肋与横梁，还包括上述的刚性吊杆连接结构，其底端通过预埋锚固件预埋在横梁内，顶端通过钢环与套箍钢板套接在拱肋上，以使吊杆的锚固端处于可视范围内，钢环与拱肋之间通过若干的铆钉固定为一体。

本发明的有益效果是：

1、通过铰接组件与球铰组件实现了吊杆与桥梁结构之间的转动连接，避免了短吊杆倾斜造成的吊杆内部混凝土开裂的现象，有助于延长桥梁的使用寿命；

2、吊杆的连接端分别位于拱肋下部和桥面上部，处于视线所及范围之内，方便检修，从而可以消除检修的盲区，同时避免了横梁内用于锚固拉索的锚头（或密封箱）处进水引起的拉索腐蚀问题，大大提升了桥梁的安全性；

3、吊杆及其连接组件可以通过工厂预制，既能够保证施工质量，又能够减少现场施工的时间，有助于缩短工期，提升效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明刚性吊杆连接结构一个实施例的正视图；

图2是本发明刚性吊杆一个实施例的剖视图；

图3是本发明第一连接部一个实施例的正视图；

图4是本发明第二连接部一个实施例的正视图；

图5是本发明第二连接部与吊杆连接部位的剖视图；

图6是本发明第一连接部另一个实施例的正视图；

图7是本发明桥梁结构一个实施例的正视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1，示出了本发明刚性吊杆连接结构一个实施例的正视图，吊杆结构主要包括三个部分，分别为刚性吊杆100、第一连接部200与第二连接部300，其中第一、第二连接部分别与吊杆100的顶端、底端连接，用于实现吊杆100与桥梁的连接，其中吊杆100与第一连接部200、第二连接部300之间转动连接，且与第一、第二连接部中至少一个通过球铰副连接，即吊杆100相对连接部之间具有较大的自由度，从而使吊杆在变形、倾斜时可以通过转动释放应力，避免出现混凝土开裂的现象，本实施例中吊杆100与第二连接部300之间通过球铰副连接。

具体的，参照图2，示出了本发明刚性吊杆一个实施例的剖视图，如图所示，刚性吊杆包括钢管110、预应力钢绞线120与钢绞线固定件130，其中钢管110优选采用无缝钢管，预应力钢绞线120沿钢管110的轴向穿设在钢管110的内部，钢绞线120与钢管110的管壁之间还填充有混凝土140，如此可以对拉索（钢绞线）进行保护，延长拉索的使用寿命。

钢绞线120的两端通过预应力固定件130与钢管110连接，在实施例中预应力固定件130为预应力锚板，预应力锚板与钢绞线120端部固定，并与钢管110的端面抵持，从而在钢绞线120上施加预应力。此外，钢管110端部的外侧优选还套设有螺纹锚杯150，该螺纹锚杯150用于实现下述的锚固螺母与钢管110之间的连接，进一步的，螺纹锚杯150与钢管110的外壁之间还设有环形密封圈160，该密封圈可以防止雨水渗入而造成钢管110、预应力锚板与钢绞线连接处的腐蚀。

在吊杆的另一个实施例当中，预应力固定件130还可以采用带螺纹的锚头（如图4中所示），钢管的外壁也可以直接加工螺纹以实现与锚固螺母的连接。

参照图3，示出了本发明第一连接部一个实施例的正视图，如图所示，第一连接部包括转轴210、连接件220、钢环230与套箍钢板240，其中转轴210与连接件220组成铰接组件，吊杆100的顶端与转轴210连接，从而使得吊杆100可以相对第一连接部沿一个方向往复转动，连接件220用于实现转轴210与套箍钢板240之间的连接。

钢环230与套箍钢板240组成第一连接部的连接组件，用于实现第一连接件与桥梁的连接，其中套箍钢板240优选为一U型钢板，其开口朝向下端。钢环230既可以作为可分离的结构将套箍钢板240夹持在中间，也可以与套箍钢板240固定为一整体式结构，为便于实际安装，本实施例采用前一方案。

参照图4与图5，分别示出了本发明第二连接部一个实施例的正视图，以及第二连接部与吊杆连接部位的剖视图，如图所示，第二连接部包括球铰垫块310、锚固梁320、锚固螺母330、锚固支架340与预埋锚固件350，其中球铰垫块310、锚固梁320、锚固螺母330组成球铰组件，吊杆100通过该球铰组件可以相对第二连接部沿多个方向转动，具体的，锚固梁320上设有通孔，该通孔的一端形成锥形孔，该锥形孔允许吊杆100在一定范围内摆动，通孔的另一端形成弧形凹槽。球铰垫块310上设有与凹槽的曲率直径相匹配的弧形凸起311，吊杆100的端部自锥形孔插入，穿过通孔后与球铰垫块310连接，凸起嵌入凹槽内以形成球副，如此便可以实现吊杆相对第二连接部沿多个方向上的转动。

本实施例中吊杆与球铰垫块之间优选采用锚固螺母330连接，具体的，球铰垫块310上也设有通孔，吊杆100的端部从该通孔内伸出，锚固螺母330直接与吊杆伸出端连接，或者与吊杆伸出端外套接的螺纹锚杯连接，从而将球铰垫块夹持在其与锚固梁320之间。吊杆的拆换过程中可以通过锚固螺母330逐渐释放吊杆的拉力，不需要设置辅助吊杆等复杂的施工工艺，有助于缩短工期，具有较好的经济性，此外，为适应吊杆的张拉，锚固螺母330还可以通过旋入以及旋出调节第一连接部200与第二连接部300之间的间距。

当然吊杆也可以采用其它的公知技术与球铰垫块连接。

第二连接部还包括压力传感器360，压力传感器360设于锚固螺母330与球铰垫块310之间，用于检测吊杆的压力。

锚固支架340与预埋锚固件350组成第二连接部的连接组件，其中锚固支架340用于连接预埋锚固件350与锚固梁320，预埋锚固件350则用于实现第二连接件与桥梁的连接。

本发明中的连接组件并不局限于上述的两种，同时第一、第二连接部可以根据需要选择不同的连接组件，以上述两种连接组件为例，第一、第二连接部均采用预埋锚固件连接，或者均采用钢环与套箍钢板连接。

在本发明的上一实施例中，第一连接部只能沿一个方向转动，然而对于斜拉索或异形拱桥而言，当出现平面外倾斜索面时，吊杆的变形也可能是双方向的，基于此，本发明还公开了第一连接部的第二个实施例，参照图6，第二连接部的上方包括钢环230与套箍钢板240，下方包括球铰垫块310与锚固螺母330，吊杆100的顶端结合球铰垫块310、锚固螺母330与套箍钢板240共同形成球铰组件，如此，吊杆的上下两端均可以沿多个方向转动，进一步提升吊杆的安全性。

参照图7，本发明还公开了一种应用上述吊杆连接结构的桥梁结构，包括拱肋400与横梁500，为适应该种桥梁结构，吊杆连接结构采用图1中所示的结构，即第一连接部采用钢环与套箍钢板所组成的连接组件，第二连接部采用预埋锚固件，吊杆的底端通过预埋锚固件直接预埋在横梁500内，顶端通过钢环与套箍钢板套接在拱肋400上，钢环与拱肋之间通过若干径向的铆钉固定为一体。

本发明通过铰接组件与球铰组件实现了吊杆与桥梁结构之间的转动连接，避免了短吊杆倾斜造成的吊杆内局部混凝土开裂的现象，有助于延长桥梁的使用寿命；同时吊杆的连接端分别位于拱肋下部和桥面上部，处于视线所及范围之内，方便检修，从而可以消除检修的盲区，大大影响了桥梁的安全性；吊杆可以通过工厂预制，既能够保证施工质量，又能够减少现场施工的时间，有助于缩短工期，提升效率。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。