一种紧凑型斜拉索钢锚梁的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁构件设计及制造技术领域，具体涉及一种紧凑型斜拉索钢锚
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【背景技术】
[0002]斜拉桥的斜拉索塔上锚固连接构造直接关系到斜拉索使用阶段的正常工作和安全、耐久，是斜拉桥设计关注的重点。钢锚梁是一种目前常用的斜拉索塔上锚固连接结构，文献记载钢销梁的首次应用是1986建成的加拿大安那西斯桥(Annacis Bridge)，国内最早应用于1991年建成的上海黄浦江南浦大桥。钢锚梁的基本原理是通过分别设置与斜拉索水平连接的钢系梁和竖向支承牛腿两大构件，使水平受力和竖向受力分离解耦，即，钢系梁承受斜拉索的水平分力，牛腿承受竖向分力。斜拉索锚固于水平连接钢系梁上，钢系梁支承在牛腿上，通过张拉斜拉索时释放钢系梁与锚固牛腿间的水平约束装置、成桥状态锁定水平约束装置，以实现钢系梁承担全部或大部分的斜拉索水平分力，混凝土塔侧壁不承担或承担小部分的斜拉索水平分力，而斜拉索的竖向分力全部由附着在塔前壁的牛腿承受。
[0003]该结构体系通过钢系梁和牛腿分离设置，较好的使钢系梁分担了主要的斜拉索水平分力，但导致了以下的不足:1)竖向受力不尽合理。无论是钢牛腿还是混凝土牛腿，斜拉索的竖向分力均会在与塔侧壁相接的牛腿根部产生较大的弯矩，特别是靠近塔柱下部的斜拉索，与塔柱的夹角小、其竖向分力远大于水平分力的情况;使用钢牛腿时，埋入塔柱的抗剪连接件在承受竖向剪力的同时，还需承受较大的拉力，抗剪连接件的优势难以发挥;使用钢筋混凝土牛腿时，除构造钢筋外，还需在牛腿上缘配置相应数量的抗拉受力钢筋；2)施工不便。对于钢筋混凝土牛腿，需先浇筑牛腿，后施工钢系梁，曾出现上部节段牛腿在下部节段钢系梁安装前浇筑，导致下部节段钢系梁无法安装的情况;对于钢牛腿，尽管可以与钢系梁临时连接进行的同时进行吊装，但吊装定位和临时连接的解除及施工完成后的锁定等工序较多，钢系梁和牛腿间设置的临时滑动、锁定装置本身也增加了施工的难度，大大降低了施工效率。3)经济性欠佳，牛腿和钢系梁的竖向叠置的竖向构造高度远大于斜拉索塔上锚固所需的高度，导致桥塔上的塔柱远高于实际所需的高度(一般高35%)，材料和施工成本均需为满足该空间构造的需要而额外增加，降低了桥梁的经济性。
[0004]因此，设计一种综合受力合理、结构紧凑、构造简洁、经济性好、施工方便的钢锚梁结构、并给出相应的施工方法是可行和必要的。
【发明内容】
[0005]为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种紧凑型斜拉索钢锚梁，该钢锚梁结构简单、紧凑，施工方便，构造成本低，且安全性能高，使用寿命长。
[0006]实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为:
[0007]—种紧凑型斜拉索钢锚梁，包括钢系梁机构、梁端钢锚固机构和斜拉索锚头支承机构，钢系梁机构至少包括水平设置的长方形的底板，梁端钢锚固机构有两个，两梁端钢锚固机构对称安装于底板的两端，梁端钢锚固机构包括竖直设置的钢锚固板、上调节定位板、下调节定位板和两个以上的抗剪连接件，钢锚固板的中央设有安装孔，上调节定位板固定于钢锚固板的顶部上，下调节定位板固定于钢锚固板的底部上，上调节定位板和下调节定位板均均匀设有两个以上的定位孔，两个以上的抗剪连接件均匀固定于钢锚固板的外侧面上，斜拉索锚头支承机构有两个，两斜拉索锚头支承机构对称安装于两梁端钢锚固机构与底板之间，斜拉索锚头支承机构至少包括倾斜设置的支撑钢管和承压板，支撑钢管外侧壁沿圆周方向均匀设有上支撑板、下支撑板、前支撑板和后支撑板，支撑钢管的轴线位于上支撑板和下支撑板所在的平面内，压板的中部设有通孔，两钢锚固板内侧面的中部分别与底板的两端固定连接，两支撑钢管的下端分别穿过底板的两端部并分别固定在两钢锚固板的安装孔上，上端分别与两承压板固定，两上支撑板分别与两钢锚固板固定连接，两下支撑板分别固定在底板上侧面两端部的中央，两前支撑板、两后支撑板分别固定在底板上侧面两端部上。
[0008]所述的钢系梁机构还包括侧板，侧板固定于底板上侧面的中部上，且侧板垂直于底板，侧板的两端分别与两下支撑板固定连接。
[0009]支撑钢管的轴线与底板的夹角不大于60°。
[0010]该钢锚梁的受力原理分析如下:
[0011 ] 1)钢系梁机构承受两端斜拉索在水平方向的水平拉力。
[0012]钢系梁机构承受的水平拉力大小可通过改变其刚度进行调整，钢系梁机构与钢筋混凝土塔柱前壁共同承受两端斜拉索的水平拉力，两者的分配比例符合结构力学中超静定结构内力按刚度分配的基本规律，钢系梁结构的刚度越大，分配的水平分力越大。通常，根据控制钢筋混凝土塔柱前壁混凝土裂缝宽度的需要，钢系梁机构分担斜拉索水平分力的60%，钢筋混凝土塔柱前、后塔壁各分担20%，钢材许用应力为[a]=90MPa较适宜。
[0013]2)抗剪连接件承受斜拉索在竖直方向上的分力(对抗剪连接件而言为剪力)。
[0014]3)斜拉索锚头支承机构所受的压力、抗剪连接件所受的剪力及钢系梁机构所受的水平拉力三力为共点汇交力系。
[0015]通过调整钢系梁机构的侧板高度及底板位置调整其钢系梁机构的横截面的形心；通过调整斜拉索锚头支承机构中支撑钢管轴线的倾角来调整斜拉索轴线的倾角;实现斜拉索锚头所受的压力、抗剪连接件所受的剪力及钢系梁机构所受的水平拉力三力为汇交力系，且汇交于梁端钢锚固机构的钢锚固板平面内，使其上的抗剪连接件仅承受剪力而不受拉，达到钢系梁机构承受水平拉力、抗剪连接件仅承受剪力的总体合理受力状态。
[0016]本实用新型与现有技术相比，其有益效果和优点在于:
[0017]该钢锚梁与现有的钢锚梁相比，有以下优点:A、结构更加简单，使得制作施工更为方便，而且使得制作施工成本降低，十分经济方便;B、结构更加紧凑，所占空间减小，所需高度降低;C、利用混凝土的收缩徐变特性及带裂缝工作的原理，与钢筋混凝土桥塔协同工作，取消了钢锚梁牛腿，可使钢锚梁结构承受的三力共点，从而使钢锚梁整体受力合理，进而使钢锚梁更加安全、耐久，使用寿命提高;D、取消了钢锚梁牛腿，从而取消了相应的约束、锁定装置及相应的工序，进而节约了造价成本，大幅度简化了该装置的结构。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提供的紧凑型斜拉索钢锚梁施工后的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型提供的紧凑型斜拉索钢锚梁的结构示意图。(由于是对称结构，此处只画了一半)
[0020]图3为本实用新型提供的紧凑型斜拉索钢锚梁吊装时的结构示意图。
[0021 ]其中，1 -钢销固板、2-上调节定位板、3-下调节定位板、4-抗剪连接件、5-支承钢管、6-上支撑板、7-下支撑板、8-前支撑板、9-后支撑板、10-承压板、11-侧板、12-底板、13-塔柱侧壁、14-塔柱前壁、15-定位孔、16-塔柱钢筋、17-U型钢杆、18-木塞、19-通孔、20-软绳。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型提供的紧凑型斜拉索钢锚梁的结构进行详细说明。
[0023]本实施例提供的紧凑型斜拉索钢锚梁的结构如图1和图2所示，该钢锚梁由钢系梁机构、梁端钢锚固机构和斜拉索锚头支承机构构成。
[0024]钢系梁机构包括水平设置的长方形的底板12和侧板11，侧板11安装于底板12上侧面中部，且侧板11垂直于底板12，使钢系梁机构的横截面呈倒T型。底板还可以兼作斜拉索