专利名称：一种索托桥的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁结构形式。特别适用于大跨度桥梁。
目前，国内外大跨度桥梁多采用斜拉桥或悬索桥。斜拉桥存在以下问题①斜拉桥的多根斜索水平分力的合力使斜拉桥梁体根部产生巨大的压力，因根部压力过大在合拢前易突然失稳使桥梁坍塌；桥梁合拢后，除根部压力外，也将在跨中产生很大的拉力而会发生裂缝。②斜拉索与梁体的夹角越接近跨中，夹角越小，其水平分力越大，竖向分力越小，索的效率愈低。故索与梁的夹角必须加以限制，在桥梁设计中一般不得小于23度。③设计时，因索的效率不能太低，斜拉桥的塔高H一般应大于跨度的1/4，当跨度较大时，塔也相当高，因此需要大型机具进行高空作业，施工难度大，造价高。④斜拉桥的钢索数量多，每根索有两个锚头，且制造工艺复杂，锚头的价格较索的价格高得多。⑤钢索与锚头接口处，因刚度突变而应力集中，易产生疲劳破坏。⑥钢索多，施工时钢索应力调整困难。而悬索桥为二次索结构形式，桥的刚度小，桥式太柔，抗风稳定性差；悬索桥的两端缆索需要巨大的锚墩结构，大量的混凝土材料，耗资巨大；悬索桥在非对称荷载下，会产生较大的非对称变形和纵向变形。
本发明目的是提供一种受力合理，越靠近跨中索的效率越高，施工方便、造价低廉的大跨桥梁结构形式。
本发明的目的是这样实现的将索与梁体在跨中的连接方式由斜拉(斜拉桥)或拉吊(悬索桥)改为索托方式。
本发明的有益效果是①由于将斜拉索改为托索，改善了桥的受力状况。索对桥梁的有效支承力(竖向力与水平力之比)一般大于斜拉桥中竖向力与水平力之比，见下表
斜拉桥与索托桥的效率对比表
α为索与梁体的夹角；β为索托桥中索对梁体的支承力与梁体的夹角；b为索的效率；b=索的竖向分力与水平分力之比由表可见索托桥中索的效率越靠近跨中越高，斜拉桥则相反。
②在索与梁体的相交处不需要切断索，提高了索结构的安全性，较斜拉桥节省了50％以上的索锚头，且减少了因锚头处截面突变而产生的应力集中，减少了疲劳破坏的可能性。
③桥梁根部不存在巨大的压力，无失稳之忧虑。
④不采用“拉”“吊”的连接方法，而是采用“托”的方法，使连接的可靠性大大增加。
⑤梁(或桁架)跨中的下弦在弯矩作用下一般受拉，但在索托桥中因索对桥的支承反力在水平面上的投影产生压力，可抵消一部分因弯矩而产生的拉力，对梁的受力是有利的，而索本身的水平力由未被截断的索承受。
⑥索托桥中的塔高较斜拉桥要低得多，斜拉桥为跨长的1/4～1/6而索托桥的塔高仅为塔长的1/8～1/12即可，此时塔顶位移较斜拉桥减少了近8倍。既提高了桥的整体刚度和抗风能力又降低了造价。因为塔的线刚度与其高度的三次方成正比，塔高降低，也减少了索长，大大提高了桥的整体刚度和抗风稳定性。
⑦索托桥中的索主要采用自锚，可节省大量的锚墩结构用材。
图1索托桥结构示意2斜拉桥支承反力在梁体上分布示意3索托桥支承反力在梁体上分布示意4索托桥索节点受力5斜拉桥拉索对梁的支承反力图以附图为实施例对本发明作进一步说明本发明的索托桥(见图1)由塔2、5、索3、梁体1、4、6组成。其特点是将索与梁体在跨中的连接方式由斜拉(斜拉桥)或拉吊(悬索桥)改为索托方式。即索3的一端可越过塔2顶，锚固在边跨的梁体1上，或锚固在塔2顶上，索3的另一端穿过梁体4，越过塔5顶锚固在边跨的梁体6上，或锚固在塔5顶上。对于多跨桥，塔之间的梁跨索与梁的连接方式同图1中的3、4。
图2为斜拉桥支承力在梁体上分布示意图。由图可见斜拉桥的压力。是集中在根部，受力过大。
图3为索托桥支承力在梁体上分布示意图。由图可见支承反力与梁较垂直，水平分力较小，索的效率高，梁受水平压力小。
图4为索托桥索节点受力图。图中索力F1与梁体的夹角为α，索的支承反力与梁体的夹角为β。由图可见支承反力R的水平分力大大小于斜拉索的水平分力(见表，当α小于60°时)，7为节点中心。
图5为斜拉桥拉索对梁的支承反力图。F1为索力(亦为支承反力)，其支反力的水平分力大于索托桥的支承反力的水平分力，故索的效率低。
权利要求
1．一种索托桥，它包括塔、索和梁体，其特征是将索与梁体在跨中的连接方式由斜拉或拉吊改为索托方式。
全文摘要
一种索托桥,涉及一种桥梁结构形式,适用于大跨度桥梁。该索托桥结构形式是将索3与梁体在跨中的连接方式由斜拉(斜拉桥)或拉吊(悬索桥)改为索托方式。即索3的一端可越过塔2顶,锚固在边跨的梁体1上,或锚固在塔2顶上,索3的另一端穿过梁体4越过塔5顶锚固在边跨的梁体6上或锚固在塔5顶上。该种桥梁结构形式具有受力合理,越靠近跨中索的效率越高,施工方便、造价低廉的特点。
文档编号E01D11/00GK1225962SQ9910002
公开日1999年8月18日 申请日期1999年1月6日 优先权日1999年1月6日
发明者徐国彬 申请人:徐国彬