一种主缆可换的大跨悬索桥的制作方法

[0001]
本实用新型涉及桥梁建造工程技术领域，具体涉及一种主缆可换的大跨悬索桥。


背景技术：

[0002]
悬索桥是指通过索塔悬挂并锚固于两岸地基或主梁两端的主缆作为上部结构主要承重构件的桥梁。主缆端部锚固于两岸地基的称为地锚式悬索桥，主缆端部锚固于主梁两端的称为自锚式悬索桥。主缆作为悬索桥的生命线其防腐一直是世界各国工程技术人员研究的重要课题，但到目前为止还没有取得令人满意的结果。现今桥梁缆索发生锈蚀后最彻底的修复方法就是对缆索进行更换。其中拱桥的吊杆和系杆、斜拉桥的斜拉索、悬索桥的吊索以及锚碇的锚固系统等都已经实现可更换，但悬索桥主缆更换的技术目前在世界上还未见有实施。如能通过更换主缆来解决悬索桥主缆的防腐问题，那么对于提高桥梁的安全性、减少因主缆耐久性导致的经济损失，将具有重要的作用。
[0003]
申请号：201810598712.6公开了一种悬索桥主缆索更换方法，该方法是通过临时主缆进行过渡施工，并对原有的索鞍和锚碇等进行改造以锚固临时主缆，这种方法需要架设临时主缆，施工的难度大、成本高。
[0004]
申请号：201220723770.5公开了一种悬索桥新型主缆布置结构，桥梁主塔位于桥面中部，桥梁主塔与桥面之间通过双层主缆连接，主缆布置在同一竖直方向两个不同的悬线上，通过将吊索斜拉在桥面两侧解决了上层主缆的吊索不能垂直穿过下层主缆的问题，过塔时采用双层索鞍结构。这种主缆布置结构的吊索斜拉在桥面两侧会影响桥面通行净空，尤其在主跨跨中和边跨梁端等主缆高度较小的位置，吊索倾角很小，桥面无法满足通行要求，而且吊索倾斜布置会降低其提供的竖向力的效率，受力不合理，难以用于实际工程。
[0005]
以上公开技术的技术方案均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

[0006]
为了解决以上问题，本实用新型提供一种主缆可换的大跨悬索桥，将上主缆和下主缆在竖直方向和水平方向均错开布置，可以使上、下主缆在更换过程中互不影响，方便主缆的更换。
[0007]
为达此目的，本实用新型提供的一种主缆可换的大跨悬索桥，包括主缆、索塔、加劲梁和吊索，所述索塔位于桥面两侧或中间，所述加劲梁为钢结构主梁，所述主缆包括上主缆和下主缆，所述上主缆为单根主缆，所述下主缆为两根直径相同的主缆，两根下主缆的截面面积之和等于上主缆的截面面积，所述上主缆和下主缆立面上线形一致，所述上主缆和下主缆断面上呈等腰三角形布置，所述吊索包括上吊索和下吊索，所述上吊索连接上主缆和加劲梁，所述下吊索连接下主缆和加劲梁，所述上吊索和下吊索顺桥向等间距间隔布置。
[0008]
作为本实用新型结构进一步改进，所述索塔顶部设主索鞍支撑主缆，所述主索鞍设有三个品字形布置的承缆槽，上方的承缆槽安装上主缆，下方的两个承缆槽安装下主缆。
[0009]
作为本实用新型结构进一步改进，所述主缆与吊索之间设索夹进行连接，所述索夹包括上主缆索夹和下主缆索夹，所述上主缆索夹和下主缆索夹均采用上、下分开的两半索夹用螺杆相连形式，所述上主缆索夹和下主缆索夹均带有耳板且耳板上设有销孔，所述上主缆索夹的耳板直接与上吊索的叉形耳板销接，所述两个下主缆索夹之间连接有顶部带销轴的横向耳板，所述横向耳板的销轴两端插入下主缆索夹耳板的销孔内，并利用螺母固定，所述横向耳板上设有销孔，所述横向耳板与下吊索的叉形耳板销接。
[0010]
作为本实用新型结构进一步改进，所述下主缆的两根主缆之间的横向净距大于上主缆索夹的宽度，以方便下主缆的更换。
[0011]
作为本实用新型结构进一步改进，所述上主缆索夹和下主缆索夹的耳板上还设有安装临时吊索的备用销孔。
[0012]
作为本实用新型结构进一步改进，所述主梁在上主缆索夹和下主缆索夹下方的桥面板上设有耳板，且耳板上设有安装临时吊索的备用销孔。
[0013]
作为本实用新型结构进一步改进，所述加劲梁可以是钢箱梁或钢桁梁或钢板梁等钢结构主梁，以减轻自重。
[0014]
作为本实用新型结构进一步改进，所述大跨悬索桥为地锚式悬索桥或自锚式悬索桥，本申请地锚式悬索桥或自锚式悬索桥均可以使用。
[0015]
作为本实用新型结构进一步改进，所述大跨悬索桥采用单跨或双跨或多跨布置形式，本申请单跨或双跨或多跨布置形式均可以使用。
[0016]
作为本实用新型结构进一步改进，所述大跨悬索桥结构形式采用简支结构或连续结构，本申请简支结构或连续结构均可以使用。
[0017]
本实用新型一种大跨悬索桥主缆的更换方法，包括上主缆更换和下主缆更换，具体步骤如下；
[0018]
所述上主缆更换的具体步骤如下:
[0019]
a.封闭桥面交通；
[0020]
b.在上主缆索夹和加劲梁之间安装临时吊索；
[0021]
c.张拉临时吊索，使上吊索的索力卸载，之后拆除上吊索；
[0022]
d.逐步放松临时吊索，使上主缆回到空缆状态；
[0023]
e.解除上主缆两端和塔顶的锚固，将上主缆和上主缆索夹拆除；
[0024]
f.架设新的上主缆；
[0025]
g.安装上主缆索夹；
[0026]
h.在上主缆索夹和加劲梁之间安装临时吊索；
[0027]
i.张拉临时吊索，使上主缆达到成桥线形；
[0028]
j.安装上吊索；
[0029]
k.逐步放松临时吊索，使索力转移到上吊索；
[0030]
l.进行新的上主缆的防腐处理后，即完成上主缆的更换；
[0031]
所述下主缆更换的具体步骤如下:
[0032]
a.封闭桥面交通；
[0033]
b.在下主缆索夹和加劲梁之间安装临时吊索；
[0034]
c.张拉临时吊索，使下吊索的索力卸载，之后拆除下吊索；
[0035]
d.拆除下主缆索夹之间的横向耳板；
[0036]
e.逐步放松临时吊索，使下主缆回到空缆状态；
[0037]
f.解除下主缆两端和塔顶的锚固，将下主缆和下主缆索夹拆除；
[0038]
g.架设新的下主缆；
[0039]
h.安装下主缆索夹；
[0040]
i.在下主缆索夹和加劲梁之间安装临时吊索；
[0041]
j.张拉临时吊索，使下主缆达到成桥线形；
[0042]
k.安装下主缆索夹之间的横向耳板；
[0043]
l.安装下吊索；
[0044]
m.逐步放松临时吊索，使索力转移到下吊索；
[0045]
n.进行新的下主缆的防腐处理后，即完成下主缆的更换。
[0046]
本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
[0047]
1.大跨悬索桥的主缆更换过程中，旧的主缆卸载时其线形从成桥线形恢复到空缆线形，新的主缆承受荷载时其线形则从空缆线形达到成桥线形，空缆线形和成桥线形的高度相差很大，本实用新型将上主缆和下主缆在竖直方向和水平方向均错开布置，可以使上、下主缆更换过程中互不影响，方便主缆的更换。
[0048]
2.大跨悬索桥的主缆更换过程中需要将旧的主缆承担的荷载进行转移，本实用新型更换上主缆时将其承担的荷载转移至下主缆，更换下主缆时将其承担的荷载转移至上主缆，主缆的更换过程中不需要架设临时主缆及对原有主缆锚固结构进行改造，大大降低了施工难度，减小了成本和工期。
[0049]
3.本实用新型将上主缆和下主缆的截面面积设计成相等、立面上线形一致，这样上、下主缆可以各承担一半的桥梁荷载，主缆更换过程中通过封闭桥面交通消除桥面活载，使得上主缆或下主缆仅承受桥梁恒载，主梁采用自重轻的钢结构主梁，主缆的受力可以满足规范要求，设计科学合理。
[0050]
4.常规大跨悬索桥的单根主缆直径很大，主缆制作和施工的难度较大，本实用新型将单根大直径主缆拆分成三根主缆，缩小了主缆的尺寸，使主缆制作和施工的机具可以小型化，便于施工和维护，还有利于提高悬索桥的跨度。
附图说明
[0051]
图1为本实用新型大跨悬索桥的结构体系示意图；
[0052]
图2为本实用新型塔顶主索鞍的结构断面示意图；
[0053]
图3为本实用新型上吊索处的缆索结构断面示意图；
[0054]
图4为本实用新型下吊索处的缆索结构断面示意图；
[0055]
图5为本实用新型双索面悬索桥上吊索处加劲梁与缆索结构横向布置示意图；
[0056]
图6为本实用新型双索面悬索桥下吊索处加劲梁与缆索结构横向布置示意图；
[0057]
图7为本实用新型单索面悬索桥上吊索处加劲梁与缆索结构横向布置示意图；
[0058]
图8为本实用新型单索面悬索桥下吊索处加劲梁与缆索结构横向布置示意图。
[0059]
图中标记为，1.上主缆；2.下主缆；3.索塔；4.加劲梁；5.上吊索；6.下吊索；7.主索鞍；8.上主缆索夹；9.下主缆索夹；10.横向耳板；11.螺母。
具体实施方式
[0060]
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
[0061]
本实用新型提供一种主缆可换的大跨悬索桥，将上主缆和下主缆在竖直方向和水平方向均错开布置，可以使上、下主缆更换过程中互不影响，方便主缆的更换。
[0062]
作为本实用新型一种实施例，本实用新型提供如图1-8所示的一种主缆可换的大跨悬索桥，包括主缆、索塔3、加劲梁4和吊索，所述主缆包括上主缆1和下主缆2，所述上主缆1为单根主缆，所述下主缆2为两根直径相同的主缆，两根下主缆2的截面面积之和等于上主缆1的截面面积，所述上主缆1和下主缆2立面上线形一致，断面上呈等腰三角形布置。
[0063]
所述索塔3位于桥面两侧或中间，索塔3顶部设主索鞍7支撑主缆，所述主索鞍7设有三个品字形布置的承缆槽，上方的承缆槽安装上主缆1，下方的两个承缆槽安装下主缆2。
[0064]
所述加劲梁4为钢结构主梁，可以是钢箱梁、钢桁梁或钢板梁。
[0065]
所述吊索包括上吊索5和下吊索6，所述上吊索5连接上主缆1和加劲梁4，所述下吊索6连接下主缆2和加劲梁4，所述上吊索5和下吊索6顺桥向等间距间隔布置。
[0066]
所述主缆与吊索之间设索夹进行连接，所述索夹包括上主缆索夹8和下主缆索夹9，均采用上、下分开的两半索夹用螺杆相连形式，其中上主缆索夹8和下主缆索夹9均带有耳板，耳板上设有销孔。所述上主缆索夹8的耳板直接与上吊索5的叉形耳板销接，所述两个下主缆索夹9之间连接有顶部带销轴的横向耳板10，其销轴两端插入下主缆索夹耳板的销孔内，并利用螺母11固定。所述横向耳板10上设有销孔，所述横向耳板10与下吊索6的叉形耳板销接。
[0067]
进一步的，所述下主缆2的两根主缆之间的横向净距大于上主缆索夹8的宽度。
[0068]
进一步的，所述上主缆索夹8和下主缆索夹9的耳板上还设有安装临时吊索的备用销孔。
[0069]
进一步的，所述主梁4在上主缆索夹8和下主缆索夹9下方的桥面板上设有耳板，且耳板上设有安装临时吊索的备用销孔。
[0070]
进一步的，所述大跨悬索桥可以是地锚式悬索桥，也可以是自锚式悬索桥。
[0071]
进一步的，所述大跨悬索桥可采用单跨、双跨、多跨等布置形式，结构形式可采用简支、连续等。
[0072]
本实用新型一种大跨悬索桥主缆的更换方法，更换上主缆的具体步骤如下；
[0073]
a.封闭桥面交通；
[0074]
b.在上主缆索夹8和加劲梁4之间安装临时吊索；
[0075]
c.张拉临时吊索，使上吊索5的索力卸载，之后拆除上吊索5；
[0076]
d.逐步放松临时吊索，使上主缆1回到空缆状态；
[0077]
e.解除上主缆1两端和塔顶的锚固，将上主缆1和上主缆索夹8拆除；
[0078]
f.架设新的上主缆1；
[0079]
g.安装上主缆索夹8；
[0080]
h.在上主缆索夹8和加劲梁4之间安装临时吊索；
[0081]
i.张拉临时吊索，使上主缆1达到成桥线形；
[0082]
j.安装上吊索5；
[0083]
k.逐步放松临时吊索，使索力转移到上吊索5；
[0084]
l.进行新的上主缆1的防腐处理后，即完成上主缆1的更换。
[0085]
本实用新型一种大跨悬索桥主缆的更换方法，更换下主缆的具体步骤如下；
[0086]
a.封闭桥面交通；
[0087]
b.在下主缆索夹9和加劲梁4之间安装临时吊索；
[0088]
c.张拉临时吊索，使下吊索6的索力卸载，之后拆除下吊索6；
[0089]
d.拆除下主缆索夹9之间的横向耳板10；
[0090]
e.逐步放松临时吊索，使下主缆2回到空缆状态；
[0091]
f.解除下主缆两端和塔顶的锚固，将下主缆2和下主缆索夹9拆除；
[0092]
g.架设新的下主缆2；
[0093]
h.安装下主缆索夹9；
[0094]
i.在下主缆索夹9和加劲梁4之间安装临时吊索；
[0095]
j.张拉临时吊索，使下主缆2达到成桥线形；
[0096]
k.安装下主缆索夹9之间的横向耳板10；
[0097]
l.安装下吊索6；
[0098]
m.逐步放松临时吊索，使索力转移到下吊索6；
[0099]
n.进行新的下主缆2的防腐处理后，即完成下主缆2的更换。
[0100]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。