新型空间缆悬索桥吊索结构的制作方法

本发明涉及吊索结构，具体涉及一种用于空间缆悬索桥用吊索结构。

背景技术：

悬索桥由于造型优美、跨越能力强，成为了建设大跨径桥梁的首选。悬索桥的荷载由吊索传递给主缆，再由主缆通过索塔传递到锚碇和基础，吊索在荷载的传递过程中有着举足轻重的作用，是悬索桥的主要受力构件之一。

近年来,随着人们对桥梁美学的进一步的研究,造型优美、结构独特的空间缆悬索桥结构被广泛应用。空间缆悬索桥就是主缆线形采用空间结构，主缆在立面、平面上的投影都呈曲线。空间缆因为结构新颖、外形美观而为近年来的悬索桥规划者所青睐。但对于空间缆吊索上吊点随主缆的空间位置而变化，每根吊索的横桥向倾斜角度均不相同。因此，对于空间缆索结构悬索桥而言，施工过程中存在竖、横、纵3个方向变位。其由空缆状态到成桥状态的施工过程中，吊索需要配合索夹，满足能够在三维空间内有转动较大角度的要求。由于空间缆索结构悬索桥在桥梁由空缆状态到成桥状态的施工过程中要求吊索能够按照施工需要进行转动和伸缩。传统悬索桥所采用的吊索结构在技术上已满足不了空间缆索系统的悬索桥的技术发展要求。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术提出新型的空间缆悬索桥吊索结构，吊索结构由索体结构和锚具结构两部分组成，能够实现吊索在桥梁由空缆状态到成桥状态的施工过程中按照施工需要进行转动和伸缩。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新型空间缆悬索桥吊索结构，包括索体和锚具，所述索体的钢丝具有锌铝合金镀层，锌铝合金镀层中铝含量为10wt%，所述锚具又包括与索夹端连接的上端锚具，和与梁面连接的下端锚具，所述上端锚具包括锚杯、锚杯叉耳和索夹连接器，索夹连接器一端采用双耳板结构与索夹通过销轴转动连接，另外一端采用单耳结构通过销轴与锚杯叉耳转动连接，锚杯叉耳的另一端与锚杯固定连接，两个销轴的中心轴线垂直从而实现在两个垂直方向上偏转。

下端锚具包括密封罩、连接筒组件、锚杯、锚杯叉耳、梁端叉耳连接器，梁端叉耳连接器一端采用双耳板结构与梁面耳板通过销轴转动连接，另外一端采用单耳结构通过销轴与锚杯叉耳转动连接，锚杯叉耳的另一端与锚杯固定连接，两销轴的中心轴线垂直从而实现在两个垂直方向上偏转。

为了适用于梁端为螺母锚固结构形式的吊索，本申请的下端锚具的结构还可以是，包括密封罩、连接筒组件、锚杯、锚杯叉耳、连接器、螺杆叉耳、球形支座、球形螺母，螺杆叉耳的一端与连接器的双耳板通过销轴转动连接，另外一端通过球形螺母、球形支座与梁面连接，球形支座和球形螺母可实现转动调节，连接器的另一端采用单耳结构通过销轴与锚杯叉耳转动连接，锚杯叉耳的另一端与锚杯固定连接，两销轴的中心轴线垂直可实现在两个垂直方向上偏转。

索体结构可分为热挤聚乙烯平行钢丝绳索结构和钢丝绳索结构，热挤聚乙烯平行钢丝索结构按照gb/t18365-2001《斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》执行，钢丝绳索结构按照gb/t20067-2006《重要用途钢丝绳粗直径钢丝绳》执行。

锚杯的作用是锚固拉索、传递索力。锚杯叉耳与锚杯通过螺纹啮合的结构连接。锚杯为合金钢锻件，表面具有热镀锌或油漆防腐层。

销轴主要的作用是连接连接器和锚杯叉耳。销轴为合金钢锻件，表面具有镀铬防腐层。

优选地，索夹连接器和梁端叉耳连接器、锚杯叉耳为合金钢锻件，表面具有热镀锌或油漆防腐层。

优选地，螺杆叉耳、球形螺母和球形支座为合金钢锻件，表面具有热镀锌或油漆防腐层。

下端锚具结构中在连接筒组件端部设置有密封罩，主要是起到端部防水密封的作用，密封罩为两半哈弗结构形式，内部设施防水密封圈，能杜绝雨水从锚具端部渗入索体内。密封罩为碳素结构钢件或不锈钢件，碳素结构钢材质表面具有热镀锌或油漆防腐层。

与现有技术相比，本发明的优点在于：提供了一种新型的空间缆悬索桥用吊索结构，通过该结构中两端的索夹连接器及梁端叉耳连接器，满足在施工过程中三维空间内的角度转动要求；进一步地，该结构梁端采用了两种结构形式的吊索结构，可适应悬索桥梁面的不同结构形式。

本申请的索体采用锌铝合金镀层钢丝，其耐久寿命是传统热镀锌钢丝的3-4倍，且具有更好的抗疲劳性，疲劳应力幅值为510mpa，普通钢丝的应力幅值为360mpa。

附图说明

图1为热挤聚乙烯平行钢丝索结构示意图；

图2为钢丝绳索结构示意图；

图3为与索夹连接的上端锚具结构示意图；

图4为图3所示结构的另一角度视图；

图5为梁端为耳板结构形式的下端锚具结构示意图；

图6为图5所示结构的另一角度视图；

图7为梁端为螺母锚固结构形式的下端锚具结构示意图；

图8为图7所示结构的另一角度视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例提出了新型的空间缆悬索桥吊索结构，吊索结构由索体结构1和锚具结构两部分组成。

索体结构1可分为热挤聚乙烯平行钢丝绳索结构和钢丝绳索结构，热挤聚乙烯平行钢丝索结构按照gb/t18365-2001《斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》执行，钢丝绳索结构按照gb/t20067-2006《重要用途钢丝绳粗直径钢丝绳》执行，具体索体结构如图1和2所示。

索体采用的钢丝具有锌铝合金镀层，锌铝合金镀层中铝含量为10wt%。其耐久和抗疲劳性能相比热镀锌钢丝更优。

锚具结构可分为与索夹端连接的上端锚具结构和与梁面连接的下端锚具结构。

与索夹端连接的上端锚具由索夹连接器2、锚杯叉耳4、锚杯5、销轴3、防水盖、锚杯处密封压花组成。该结构中索夹连接器2一端采用双耳板形式与索夹通过销轴3连接，另外一端采用单耳形式通过销轴3与锚杯叉耳4连接，由于该部件两销轴孔中心线为90度垂直，因此可实现两个方向的转动。锚杯叉耳4一端与索夹连接器2通过销轴3连接，另一端通过螺纹啮合与锚杯5进行连接。索夹连接器2、锚杯叉耳4材料均采用合金钢锻件，表面采用热镀锌或油漆进行防腐。

销轴主要的作用是连接索夹连接器和锚杯叉耳。销轴材料采用合金钢，表面采用镀铬进行防腐。

锚杯的作用是锚固拉索、传递索力。锚杯与叉耳之间通过螺纹进行连接，锚杯材料采用合金钢锻件或铸件。表面采用热镀锌或油漆进行防腐。

与梁面连接的下端锚具分为两种结构形式，结构形式一适用于梁端为耳板结构形式的吊索。该下端锚具结构由密封罩6、连接筒组件7、锚杯5、锚杯叉耳4、销轴3、梁端叉耳连接器12等构件组成，如图7、8所示。结构形式二适用于梁端为螺母锚固结构形式的吊索，该结构由密封罩6、连接筒组件7、锚杯5、锚杯叉耳4、销轴3、连接器8、螺杆叉耳9、球形支座10、球形螺母11组成，如图5、6所示。

上述两种结构形式的锚杯、销轴、锚杯叉耳零部件的材料、结构及作用与上端锚具结构中相同。梁端叉耳连接器12与上端锚具结构中索夹连接器结构2相同，一端采用双耳板形式与梁面耳板通过销轴3连接，另外一端采用单耳形式通过销轴3与锚杯叉耳4连接，该两种结构亦可实现两个垂直方向的转动。梁端叉耳连接器12材料均采用合金钢锻件，表面采用热镀锌或油漆进行防腐。

为了适应梁端不同的结构形式，结构形式二方案在结构形式一方案的基础上增加了螺杆叉耳9、球形螺母11和球形支座10来适应梁面为螺母锚固的结构形式。螺杆叉耳9安装于梁端，其一端与连接器8通过销轴3连接，另外一端通过球形螺母11、球形支座10与梁面连接。球形支座10和球形螺母11可实现一定方向内的转动。螺杆叉耳9、球形螺母11和球形支座10采用合金钢进行制作，表面采用热镀锌或涂装进行防腐，如图5、6所示。

下端锚具结构中在连接筒组件端部设置密封罩6，主要是起到端部防水密封的作用，在密封罩为两半哈弗结构形式，内部设施防水密封圈，能杜绝雨水从锚具端部渗入索体内。密封罩材料为碳素结构钢或不锈钢，碳素结构钢材质表面采用热镀锌或油漆进行防腐。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。