塔锚合一悬索桥制造技术

本实用新型专利技术公开一种塔锚合一悬索桥，主要由主缆、吊索、索塔、水平杆和主梁组成。主缆依次绕过塔顶、水平杆、塔底，最终锚固在悬索桥两边的索塔之间。塔锚合一悬索桥与传统悬索桥的索塔形式有较大的差别，索塔的偏心线为曲线，可使背索绕塔转动时，对塔不产生弯矩；其宽度线为曲线，可保证材料能得到充分利用。在保持传统地锚悬索桥跨径的前提下，本实用新型专利技术可去掉体积庞大的锚碇，塔基与锚碇合二为一，减少了连接锚碇的主缆的计算长度，使主缆在恒载作用下应力和振幅减小，主缆水平张力可由基础反力和主梁轴力共同平衡，基础受力为斜向下。塔锚合一悬索桥受力更为合理，在保证结构安全、经济、耐久性的前提下，更容易做到力与美的统一。

A suspension bridge anchor tower

The utility model discloses a tower anchor is mainly composed of a suspension bridge, main cable, sling, towers, girders and horizontal bar. The main cables bypass the top tower, the horizontal bar and the tower bottom, and finally anchor between the pylons on both sides of the suspension bridge. One anchor tower suspension bridge with traditional suspension bridge pylon has great difference, the eccentric line is curve, the dorsal cord rotates around the tower, no moment of the tower; the width of line curve, can ensure that the material can be fully utilized. In the premise of maintaining the traditional ground anchored suspension bridge span, the utility model can get rid of the huge volume of anchorage, anchorage and tower be made one reduces the calculation length of main cable, connecting the anchorage, the main cable under dead load stress and the decrease of the amplitude of the main cable, the level of tension by anti foundation force and axial force of Girder Joint balance, foundation stress is inclined downward. A suspension bridge tower anchoring force is more reasonable, under the premise of ensuring structural safety, economy, durability, easier to achieve the unity of strength and beauty.

【技术实现步骤摘要】
塔锚合一悬索桥
本技术属于一种悬索桥，具体涉及了一种塔锚合一悬索桥。
技术介绍
悬索桥结构具有受力性能好、跨越能力大、轻巧美观、抗震能力强、结构形式多样及对地形适应能力好等特点，在许多跨越大江大河、高山峡谷、海湾港口等交通障碍物时，往往作为首选的桥型。因此，人们也设计出了多种悬索桥结构。如中国专利申请号为201510012845.7公开了一种高扭转刚度的悬索桥，包括主梁、索塔、主缆和吊杆，主缆为一条且位于主梁纵向中心立面，吊杆分布于主梁横向两侧用于通过主缆悬吊主梁，使得主缆、吊杆和主梁形成横截面为空间三角形的结构；其利用三角形的稳定性，形成一个类似于三角形箱梁结构，从根本上提高悬索桥的整体扭转刚度和扭转震频，直接提高静风下扭转失稳的临界风速，同时，也可以增大了扭转震频和垂直震频的比例，从而提高了颤震的临界风速，也就保证了较大跨度的悬索桥的安全性；并且，并不增加现有悬索桥的材料和成本，而实际上，主缆为一根，可增加横截面积，并增加吊杆数量和横截面积，进一步增加扭转刚度。又如中国专利申请号为200920043292.1公开了一种自锚式悬索桥，包括索塔基础、索塔、索鞍、主梁、主缆和吊杆，所述主梁中设有在空钢管中灌注混凝土而形成的钢管混凝土组合构件；采用钢管混凝土主梁，不仅可以降低造价，而且施工方便，可以明显加快施工进度。再如中国专利申请号为201120102496.5公开了一种桥梁结构，包括有行车道梁、桥塔、锚碇、承重主缆，其特征是，承重主缆由一根主索和多根次索组合而成，自索塔开始，间隔一定距离将数根次索从承重主缆上分离，与车道梁连接，在承重主缆上的次索分离处设有分缆器。承重主缆由次索与主索构成，并用夹具组合在一起；分缆器具有次索从承重主缆分离形状的内腔，并且有紧固装置，能固定在承重主缆上；其结构能够优化悬索桥承重主缆的应力，节约材料。但是在一般常规式的地锚式悬索桥，需要建造体积庞大的锚碇来锚固主缆，这就造成在地质情况差的地方，锚碇结构的基础工程量非常大，往往成为工程的难点；地锚式悬索桥锚碇和锚碇基础占有工程造价的相当可观部分，成为影响悬索桥结构经济性的重要方面；在城市地区或旅游区，修建体积庞大的锚碇，对环境美观也会产生负面影响。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的一些不足，提供了一种塔锚合一悬索桥，主要由主缆、吊索、索塔、水平杆和主梁组成。水平杆与索塔垂直相交，与桥面同高时，可作为引桥的一部分，主缆依次绕过塔顶、水平杆、塔底，最终锚固在斜柱底或水平杆上。塔锚合一悬索桥与传统悬索桥的索塔形式有较大的差别，索塔的偏心线为曲线，可使背索绕塔转动时，对塔不产生弯矩；其宽度线为曲线，可保证材料能得到充分利用。在保持传统地锚悬索桥跨径的前提下，本技术可去掉体积庞大的锚碇，塔基与锚碇合二为一，减少了连接锚碇的主缆的计算长度，使主缆在恒载作用下应力和振幅减小，主缆水平张力可由基础反力和加劲梁轴力共同平衡，基础受力为斜向下。塔锚合一悬索桥受力更为合理，在保证结构安全、经济、耐久性的前提下，更容易做到力与美的统一。本技术采取以下技术方案实现上述目的：一种塔锚合一悬索桥，主要由主缆、吊索、索塔、水平杆和主梁组成；所述的吊索均匀布置在主缆和主梁之间；所述的水平杆与索塔垂直相交；所述的索塔的底部浇筑有索塔基础，并且在索塔基础的底部设有转向块Ⅱ；在索塔的顶部设有索鞍；所述的水平杆端部设有转向块Ⅰ；所述的主缆的端部依次绕过索塔顶部的索鞍、水平杆端部的转向块Ⅰ、索塔基础底部的转向块Ⅱ，其锚固位置最终位于悬索桥两边的索塔之间；根据主缆端部的锚固位置，有如下设计：设计一，还设有斜柱；所述的斜柱的底部浇筑斜柱基础；所述的水平杆、斜柱分别设在索塔的两侧，斜柱为二力杆，并且水平杆、索塔和斜柱有一个共同交点；所述的水平杆的末端增设辅助墩Ⅱ，辅助墩Ⅱ底部浇筑辅助墩Ⅱ基础；所述的主缆端部最终锚固在斜柱基础上；所述的主梁与主塔连接方式为固接或铰接时，主缆水平张力由索塔基础、斜柱基础和主梁的轴力共同平衡；设计二，还设有斜柱；所述的水平杆连接索塔，并与主梁连接，同时在水平杆的两端分别增设辅助墩Ⅱ、辅助墩Ⅰ；所述的斜柱为二力杆，设在索塔内侧，并且水平杆、索塔和斜柱有一个共同交点；所述的辅助墩Ⅱ底部浇筑辅助墩Ⅱ基础；所述的斜柱的底部和辅助墩Ⅰ的底部相交，并且浇筑共用基础；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ的水平杆端部上；所述的主梁与水平杆连接方式为固接或铰接时，主缆水平张力可由索塔基础、共用基础和主梁的轴力共同平衡；设计三，所述的水平杆连接索塔，并与主梁连接，同时在水平杆的两端分别增设辅助墩Ⅱ、辅助墩Ⅰ；所述的辅助墩Ⅱ、辅助墩Ⅰ的底部分别浇筑辅助墩Ⅱ基础、辅助墩Ⅰ基础；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ的水平杆端部上；所述的主梁与水平杆连接方式为固接或铰接时，主缆水平张力可由索塔基础和主梁的轴力共同平衡；设计四，所述的水平杆设在索塔的外侧，所述的水平杆的末端增设辅助墩Ⅱ，辅助墩Ⅱ底部浇筑辅助墩Ⅱ基础；在索塔的内侧设有支撑主梁的辅助墩Ⅲ，并且用混凝土将桥面以下的索塔和辅助墩Ⅲ浇筑为一个整体，和索塔基础一起作为索塔塔基；所述的主缆端部最终锚固在索塔塔基内侧；所述的主梁与主塔连接方式为固接或铰接时，主缆水平张力可由索塔基础和主梁的轴力共同平衡。在本技术中，作用于主梁上的荷载遵循以下传力路径：主梁→吊索→主缆→索塔→水平杆→索塔基础→绕回两主塔之间。本技术进一步说明，在主缆端部的锚固处设置散索鞍。本技术进一步说明，所述的索塔的偏心线为曲线，可以使背索绕索塔转动时，对索塔不产生弯矩；所述的索塔的宽度为曲线，可保证材料能得到充分利用；索塔顶部的左右两端面与主缆分别形成的内夹角α和β，主缆以β角自由绕过索塔的塔顶，减小了背索长度。本技术进一步说明，所述的水平杆的安装高度为h，即水平杆至索塔基础的竖直距离；所述的索塔的高度为H，即索塔塔顶至索塔基础的竖直距离；在不考虑杆件自重情况下，当由辅助墩Ⅱ承担主缆向下的竖向分力，所述的水平杆只受轴向压力；当所述的水平杆只受轴向压力；当由辅助墩Ⅱ承担主缆向上的竖向分力，所述的水平杆只受轴向压力；所述的水平杆根据β角调整长度。本技术进一步说明，所述的索塔的轴线垂直地面时，且所述的索塔顶部的左右两端面与主缆分别形成的内夹角α和β相等时，所述的索塔轴心受压，其合力竖直向下。本技术进一步说明，所述的水平杆采用钢结构格构柱形式或者钢箱或者混凝土箱型做成。本技术进一步说明，所述的索塔基础受力为斜向下，通过适当的结构布置和采用明挖基础方式，在设计一中，可以使索塔基础和辅助墩Ⅱ基础、斜柱基础浇筑为一个整体基础；在设计二中，可以使索塔基础和辅助墩Ⅱ基础、共用基础浇筑为一个整体基础；在设计三中，可以使索塔基础和辅助墩Ⅱ基础、辅助墩Ⅰ基础浇筑为一个整体基础。本技术进一步说明，所述的主梁参与分担主缆水平分力时，若所述的主梁为钢管混凝土结构，可利用所述的主梁轴力给主梁施加预应力。本技术进一步说明，所述的水平杆既是作为桥面的一部分，亦是锚梁。当索塔较高时，所述的水平杆可与桥面高度不一致。在本技术中，地质状况较好时，可直接采用浅基础；地质状况一般时，在索塔底部打桩；地质状况较差时，需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔锚合一悬索桥，其特征在于：主要由主缆（1）、吊索（2）、索塔（3）、水平杆（5）和主梁（6）组成；所述的吊索（2）均匀布置在主缆（1）和主梁（6）之间；所述的水平杆（5）与索塔（3）垂直相交；所述的索塔（3）的底部浇筑有索塔基础（8），并且在索塔基础（8）的底部设有转向块Ⅱ(13)；在索塔（3）的顶部设有索鞍（11）；所述的水平杆（5）端部设有转向块Ⅰ（12）；所述的主缆（1）的端部依次绕过索塔（3）顶部的索鞍（11）、水平杆（5）端部的转向块Ⅰ（12）、索塔基础（8）底部的转向块Ⅱ(13)，其锚固位置最终位于悬索桥两边的索塔（3）之间；根据主缆端部的锚固位置，有如下设计：设计一，还设有斜柱（7）；所述的斜柱（7）的底部浇筑斜柱基础（10）；所述的水平杆（5）、斜柱（7）分别设在索塔（3）的两侧，斜柱（7）为二力杆，并且水平杆（5）、索塔（3）和斜柱（7）有一个共同交点；所述的水平杆（5）的末端增设辅助墩Ⅱ（4），辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；所述的主缆端部最终锚固在斜柱基础（10）上；所述的主梁（6）与索塔（3）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力由索塔基础（8）、斜柱基础（10）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计二，还设有斜柱（7）；所述的水平杆（5）连接索塔（3），并与主梁（6）连接，同时在水平杆（5）的两端分别增设辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）；所述的斜柱（7）为二力杆，设在索塔（3）内侧，并且水平杆（5）、索塔（3）和斜柱（7）有一个共同交点；所述的辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；所述的斜柱（7）的底部和辅助墩Ⅰ（15）的底部相交，并且浇筑共用基础（16）；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ（15）的水平杆（5）端部上；所述的主梁（6）与水平杆（5）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力可由索塔基础（8）、共用基础（16）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计三，所述的水平杆（5）连接索塔（3），并与主梁（6）连接，同时在水平杆（5）的两端分别增设辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）；所述的辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）的底部分别浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）、辅助墩Ⅰ基础（17）；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ（15）的水平杆（5）端部上；所述的主梁（6）与水平杆（5）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力可由索塔基础（8）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计四，所述的水平杆（5）设在索塔（3）的外侧，所述的水平杆（5）的末端增设辅助墩Ⅱ（4），辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；在索塔（3）的内侧设有支撑主梁（6）的辅助墩Ⅲ，并且用混凝土将桥面以下的索塔（3）和辅助墩Ⅲ浇筑为一个整体，和索塔基础（8）一起作为索塔塔基；所述的主缆端部最终锚固在索塔塔基内侧；所述的主梁（6）与索塔（3）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力可由索塔基础（8）和主梁（6）的轴力共同平衡。...

【技术特征摘要】
1.一种塔锚合一悬索桥，其特征在于：主要由主缆（1）、吊索（2）、索塔（3）、水平杆（5）和主梁（6）组成；所述的吊索（2）均匀布置在主缆（1）和主梁（6）之间；所述的水平杆（5）与索塔（3）垂直相交；所述的索塔（3）的底部浇筑有索塔基础（8），并且在索塔基础（8）的底部设有转向块Ⅱ(13)；在索塔（3）的顶部设有索鞍（11）；所述的水平杆（5）端部设有转向块Ⅰ（12）；所述的主缆（1）的端部依次绕过索塔（3）顶部的索鞍（11）、水平杆（5）端部的转向块Ⅰ（12）、索塔基础（8）底部的转向块Ⅱ(13)，其锚固位置最终位于悬索桥两边的索塔（3）之间；根据主缆端部的锚固位置，有如下设计：设计一，还设有斜柱（7）；所述的斜柱（7）的底部浇筑斜柱基础（10）；所述的水平杆（5）、斜柱（7）分别设在索塔（3）的两侧，斜柱（7）为二力杆，并且水平杆（5）、索塔（3）和斜柱（7）有一个共同交点；所述的水平杆（5）的末端增设辅助墩Ⅱ（4），辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；所述的主缆端部最终锚固在斜柱基础（10）上；所述的主梁（6）与索塔（3）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力由索塔基础（8）、斜柱基础（10）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计二，还设有斜柱（7）；所述的水平杆（5）连接索塔（3），并与主梁（6）连接，同时在水平杆（5）的两端分别增设辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）；所述的斜柱（7）为二力杆，设在索塔（3）内侧，并且水平杆（5）、索塔（3）和斜柱（7）有一个共同交点；所述的辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；所述的斜柱（7）的底部和辅助墩Ⅰ（15）的底部相交，并且浇筑共用基础（16）；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ（15）的水平杆（5）端部上；所述的主梁（6）与水平杆（5）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力可由索塔基础（8）、共用基础（16）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计三，所述的水平杆（5）连接索塔（3），并与主梁（6）连接，同时在水平杆（5）的两端分别增设辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）；所述的辅助墩Ⅱ（4）、辅助墩Ⅰ（15）的底部分别浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）、辅助墩Ⅰ基础（17）；所述的主缆端部最终锚固在增设辅助墩Ⅰ（15）的水平杆（5）端部上；所述的主梁（6）与水平杆（5）连接方式为固接或铰接时，主缆（1）水平张力可由索塔基础（8）和主梁（6）的轴力共同平衡；设计四，所述的水平杆（5）设在索塔（3）的外侧，所述的水平杆（5）的末端增设辅助墩Ⅱ（4），辅助墩Ⅱ（4）底部浇筑辅助墩Ⅱ基础（9）；在索塔（3）的内侧设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢肖礼，覃霞，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：广西,45