专利名称：一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及一种索梁锚固结构。
背景技术：
在斜拉桥工程技术领域中，斜拉索与钢主梁的锚固连接是设计的关键性因素，由于该锚固连接结构长期处于巨大荷载作用之下，其受力性能的可靠性直接关系到整座大桥的安全，因此，研究出结构合理的索梁锚固结构是确保桥梁安全的首要条件之一。在现有的钢箱梁斜拉桥中斜拉索与钢主梁的锚固形式主要有散索鞍座加锚固梁式、牛腿(支架)式、锚管式、锚箱式、锚拉板式、耳板式等。其中，斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构是采用一块斜向的厚钢板作为锚拉板，在该锚拉板的上部中心部位沿中轴线方向开设一沉孔状的凹槽，在该凹槽内焊接有锚管，斜拉索穿过锚管并用锚具将其锚固在锚管底部的锚垫板上，锚拉板的底部与钢主梁的顶板焊接连接。该种索梁锚固连接结构的传力途径是首先，锚垫板将拉索索力全部传递给锚管，再通过锚管两侧焊缝传递给锚拉板，最后， 由锚拉板将索力传递给钢主梁。这种连接方式的优势在于整个连接结构比较简单、传力途径也简单明了，斜拉索的安装与维护方便，而且易于对斜拉索进行更换。但是，上述斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构存在以下缺点锚拉板的底部与钢主梁的顶板加强板之间的T形连接焊缝、钢主梁的腹板与顶板加强板之间的T形连接焊缝共同组成了横向十字形焊接接头(为承载焊缝)，该承载焊缝区域应力集中现象比较严重，疲劳强度低，而且钢主梁的顶板须采用具有抗Z向撕裂能力的型材，从而使得钢主梁顶板的耗材使用范围受到一定的限制。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，能够有效解决锚拉板与钢主梁顶板十字形焊接处的应力集中问题，可提高锚拉板锚固连接结构的抗疲劳性能，同时，钢主梁顶板无需采用具有抗Z向撕裂性能的特定材料，因此扩大了钢主梁顶板使用型材的种类范围。本实用新型可以通过以下措施来实现，一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，包括钢主梁与设置在钢主梁顶面上的锚拉板组件，所述锚拉板组件包括锚拉板、用于穿设斜拉索的锚管及设于锚管底部且与锚管垂直安装的锚垫板，所述锚拉板的顶部中心部位沿中轴线方向开有一沉孔状的凹槽，所述锚管安装在该凹槽的上部中，所述锚垫板上设有一与锚管管口相对应的通孔，凹槽的下部用于安装与斜拉索端头相连接的斜拉索锚头，其特征在于所述钢主梁的纵腹板向上延伸，纵腹板上与锚拉板的底边相对应的延伸段伸出钢主梁的顶板之外，构成外腹板，所述锚拉板的底边与所述外腹板的上端边缘连接。本实用新型采用将钢主梁纵腹板的延伸段与锚拉板连接，与现有的锚拉板底部直接与钢主梁顶板焊接的方式相比，避免了在主要受力方向上十字焊接应力集中的现象，而且同时解决了十字形焊接构造疲劳强度较低的问题，具有可靠的强度及较高的疲劳强度；另外，对钢主梁的顶板无需要求具有抗Z向撕裂的特性，结构形式更为合理，使得材料的采购及检验费用显著降低，结构受力更为安全可靠。本实用新型锚固结构的传力途径为斜拉索的索力通过锚管与锚拉板的焊缝传递到锚拉板，再由锚拉板与钢主梁外腹板之间的对接焊缝直接传递给钢主梁的外腹板，最后钢主梁的外腹板将索力传到整个钢主梁。作为本实用新型的一种实施方式，所述钢主梁纵腹板的其余延伸段伸至钢主梁的顶板上。作为本实用新型的一种改进，所述锚拉板与所述外腹板之间的连接为等厚度对焊焊接。这种连接方式可将锚拉板上的索力更好地传递到钢主梁的外腹板上。作为本实用新型的一种实施方式，所述锚管的外壁熔透焊接在所述凹槽的内壁上。该种连接方式可将斜拉索的索力由锚管更好地传递到锚拉板上，从而实现索力良好传递的目的。作为本实用新型的一种改进，所述锚拉板的两个板面上对称设有板状的加劲肋， 加劲肋与锚拉板的板面相垂直，所述加劲肋沿锚拉板的中轴线方向设置，所述加劲肋的底边与钢主梁顶板的上表面连接。加劲肋起到补强的作用，同时加劲肋的底边与钢主梁的顶板连接，确保锚拉板结构面外稳定，并对其自身予以补强。作为本实用新型的进一步改进，所述钢主梁的纵腹板上设有竖向的加劲板，所述加劲板垂直于纵腹板的板面，所述加劲板的上端与钢主梁顶板的下表面连接，所述加劲肋的底端与加劲板的顶端上下相对应。作为本实用新型的一种实施方式，所述钢主梁的外腹板与所述锚拉板连接部位的两侧边缘轮廓为圆滑的弧形过渡曲线。将外腹板与锚拉板的连接部位的两侧边缘打磨勻顺，与锚拉板、外腹板两侧的边缘轮廓共同组成圆弧过渡曲线，可大大降低由于连接焊缝应力集中及截面发生变化的应力突变现象，实现应力平顺传递。作为本实用新型的实施方式，所述锚拉板和与所述锚拉板连接部位的钢主梁外腹板的材质中的硫或者磷含量为0.01wt% (重量百分比)以下。与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果(1)本实用新型是将钢主梁的纵腹板向上延伸为外腹板并采用锚拉板与外腹板直接连接的结构，避免了在主要受力方向上十字焊接应力集中的现象，而且同时解决了十字形焊接构造疲劳强度较低的问题，具有可靠的强度及优越的抗疲劳性能；(2)采用上述结构后，钢主梁的顶板无需使用具有抗Z向撕裂的材质，因此扩大了钢主梁顶板使用型材的种类范围；(3)与现有的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构相比，本实用新型的结构形式更为合理，材料的采购及检验费用显著降低，结构受力更为安全可靠；(4)本实用新型加劲肋的设置补偿了锚拉板上由于开有凹槽而引起的截面削弱， 增强了锚拉板与钢主梁外腹板连接后的横向刚度和整体性；(5)本实用新型的钢主梁外腹板与锚拉板连接部位的两侧边缘为圆滑的弧形过渡曲线，降低了由于连接焊缝应力集中及截面发生变化的应力突变现象，实现应力平顺传递；(6)本实用新型的结构简单，实用性强，可普遍适用于桥梁工程领域中。
以下结合附图和具体实施例对实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图2中B局部放大示意图。
具体实施方式
如图1 3所示，是本实用新型一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，包括钢主梁与设置在钢主梁顶面上的锚拉板组件，锚拉板组件包括锚拉板1、用于穿设斜拉索的锚管2及设于锚管2底部且与锚管2垂直安装的锚垫板3，锚拉板1根据斜拉索索力的大小选取适宜的尺寸，锚拉板1的顶部中心部位沿中轴线方向开有一沉孔状的凹槽4，凹槽4的槽口尺寸应该满足斜拉索挂设作业的空间需要，锚管2安装在该凹槽4的上部中，锚管2的外壁与凹槽4的内壁采用熔透焊接方式连接，锚垫板3上设有一与锚管2管口相对应的通孔，凹槽 4的下部用于安装与斜拉索端头相连接的斜拉索锚头(图中未示出)，钢主梁的纵腹板5向上延伸，纵腹板5上与锚拉板1的底边相对应的延伸段伸出钢主梁的顶板6之外，构成外腹板7，锚拉板1的底边与外腹板7的上端边缘连接，使斜拉索挂设安装及其锚固结构均位于桥面上，改善现有锚拉板式索梁锚固结构中十字焊接问题，使受力更为合理，而且无需要求钢主梁的顶板6具有抗Z向撕裂要求的材质特性。锚拉板1与外腹板7的连接为等厚度对焊焊接，焊接部位10的两侧边缘轮廓为圆滑的弧形过渡曲线，可降低由于连接焊缝应力集中及截面发生变化的应力突变现象，实现应力平顺传递；钢主梁纵腹板5的其余延伸段伸至钢主梁的顶板6上。锚拉板1的两个板面上对称设有两对板状的加劲肋8，加劲肋8与锚拉板1的板面相垂直，加劲肋8沿锚拉板1的中轴线方向(即沿斜拉索挂设方向)设置，加劲肋8的底边与钢主梁顶板6的上表面连接，加劲肋8可补偿由于开设凹槽4而对锚拉板1截面的削弱作用，增强锚拉板1与钢主梁外腹板7焊接后的横向刚度与整体性；钢主梁纵腹板5上还设有两对竖向的加劲板9，加劲板9垂直于纵腹板5的板面，加劲板9的上端与钢主梁顶板6 的下表面连接，加劲肋8的底端与加劲板9的顶端上下相对应。本实用新型的生产过程如下首先，锚垫板3与锚管2焊接连接，作为斜拉索锚固时的承压板，其次，锚管2与锚拉板1进行熔透焊接，锚垫板3、锚管2与锚拉板1共同组成锚拉板组件，经过探伤检查合格后，将锚拉板组件运至钢主梁总拼场地，待钢主梁组装完毕，将锚拉板1与钢主梁的外腹板 7对焊焊接，然后，在锚拉板1上焊接加劲肋8。锚拉板组件的安装过程是在锚拉板1的上部开设凹槽4，凹槽4的内壁与锚管2 的外壁熔透焊接，将斜拉索穿过锚管2并用斜拉索锚头锚固在锚管2底部，钢主梁的外腹板 7伸出顶板6，锚拉板1的底部与钢主梁外腹板7等厚对焊焊接，锚拉板1上凹槽4的下部除了满足安装斜拉索锚头的空间需要之外，还是锚拉板1上、下部分应力的过渡区段。为了保证本实用新型锚固结构良好的承载性能，需严格控制锚拉板1和与锚拉板 1对焊焊接部位的钢主梁外腹板7的钢材化学成分，使上述材质中的硫或者磷含量限制在0.01wt% (重量百分比)以下。本实用新型斜拉索索力的传递路径是斜拉索的索力通过锚管与锚拉板的焊缝传递到锚拉板，再由锚拉板与钢主梁外腹板之间的对接焊缝直接传递给钢主梁外腹板，最后钢主梁的外腹板将索力传到整个钢主梁。本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，包括钢主梁与设置在钢主梁顶面上的锚拉板组件，所述锚拉板组件包括锚拉板(1)、用于穿设斜拉索的锚管( 及设于锚管( 底部且与锚管(2)垂直安装的锚垫板(3)，所述锚拉板(1)的顶部中心部位沿中轴线方向开有一沉孔状的凹槽G)，所述锚管( 安装在该凹槽的上部中，所述锚垫板C3)上设有一与锚管(2)管口相对应的通孔，凹槽(4)的下部用于安装与斜拉索端头相连接的斜拉索锚头，其特征在于所述钢主梁的纵腹板(5)向上延伸，纵腹板( 上与锚拉板(1)的底边相对应的延伸段伸出钢主梁的顶板(6)之外，构成外腹板(7)，所述锚拉板⑴的底边与所述外腹板 (7)的上端边缘连接。
2.根据权利要求1所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述钢主梁纵腹板(5)的其余延伸段伸至钢主梁的顶板(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述锚拉板(1)与所述外腹板(7)之间的连接为等厚度对焊焊接。
4.根据权利要求3所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述锚管(2) 的外壁熔透焊接在所述凹槽的内壁上。
5.根据权利要求4所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述锚拉板(1) 的两个板面上对称设有板状的加劲肋(8)，加劲肋(8)与锚拉板(1)的板面相垂直，所述加劲肋(8)沿锚拉板(1)的中轴线方向设置，所述加劲肋(8)的底边与钢主梁顶板(6)的上表面连接。
6.根据权利要求5所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述钢主梁的纵腹板( 上设有竖向的加劲板(9)，所述加劲板(9)垂直于纵腹板(5)的板面，所述加劲板(9)的上端与钢主梁顶板(6)的下表面连接，所述加劲肋(8)的底端与加劲板(9)的顶端上下相对应。
7.根据权利要求6所述的斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，其特征在于所述钢主梁的外腹板(7)与所述锚拉板(1)连接部位(10)的两侧边缘轮廓为圆滑的弧形过渡曲线。
专利摘要本实用新型公开了一种斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构，包括钢主梁与设置在钢主梁顶面上的锚拉板组件，所述锚拉板组件包括锚拉板、用于穿设斜拉索的锚管及设于锚管底部且与锚管垂直安装的锚垫板，所述锚拉板的顶部中心部位沿中轴线方向开有一沉孔状的凹槽，所述锚管安装在该凹槽的上部中，所述锚垫板上设有一与锚管管口相对应的通孔，凹槽的下部用于安装与斜拉索端头相连接的斜拉索锚头，所述钢主梁的纵腹板向上延伸，纵腹板上与锚拉板的底边相对应的延伸段伸出钢主梁的顶板之外，构成外腹板，所述锚拉板的底边与所述外腹板的上端边缘连接。本实用新型采用外腹板与锚拉板的连接结构，解决了十字形焊接构造疲劳强度较低的问题，钢主梁顶板无需要求具有抗Z向撕裂特性，使材料采购及检验费用显著降低，结构受力更安全可靠。
文档编号E01D19/16GK201990945SQ201020574308
公开日2011年9月28日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者代希华, 孙向东, 李江山, 梁倬贤, 梁立农, 王强 申请人:广东省公路勘察规划设计院股份有限公司