一种桥梁拉索结构制造技术

一种桥梁拉索结构，包括拉索、防护结构、主群锚以及主群锚与塔、梁的连接构造，其中拉索为平行高强钢绞线束，主群锚上具有用于排布钢绞线束的锚孔，其特征在于：主群锚上的锚孔分成对称的两组，两组的锚孔数量和排布均相同，其对称线与梁的中心轴面重合，钢绞线束的端部单根分别穿过主群锚的锚孔锚固，钢绞线束被主群锚排列为对称的两组，穿过梁的全高被主群锚锚固于梁的底部。还可进一步安装辅助锚于工字形钢梁的梁腹或特种钢锚座的腹板两侧。其优点是索力不会对梁产生偏心扭矩，在辅助锚作用下，主群锚所承受的疲劳荷载大大降低，因而在主群锚上常规夹片也能使用，且可实现单根钢绞线的更换。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种桥梁拉索结构，尤其是涉及适用于用平行钢绞线束制成的斜张桥拉索结构。在现有技术中，斜张桥的拉索结构由拉索、防护结构、锚具以及锚具与塔、梁的连接构造几个部分组成。这些部分是紧密联系相互影响的，拉索结构一般只占桥梁上部结构造价的约20％，但是它却以下列性能控制着斜张桥的使用寿命和悬臂施工进度锚具的抗疲劳性能、拉索的抗腐蚀能力，便于运输和安装，便于检查和养护以及必要时便于更换的程度。此外，它的组成部分中锚具与塔梁的连接构造的可靠性和紧凑性还影响着整座斜张桥的安全，经济和美观。因此，对拉索结构品质的要求远远高于对它本身造价的要求。用平行高强钢绞线束制成的拉索由于便于运输和安装，得到越来越广泛的应用。从九十年代开始欧美大多数重要的斜张桥都采用此种拉索。中国也在近年开始使用，但此种拉索在两个环节上存在问题(1)是锚具与梁的连接构造；(2)是锚具。(1)锚具与梁的连接构造存在的问题在混凝土斜张桥中，梁腹板厚度通常大于锚具直径，因此拉索锚具可以容易地穿过梁腹可靠地锚固在梁的底部。而在用得越来越多的工字形结合梁和钢梁斜张桥中，梁腹板厚度总是远远小于锚具直径，因此锚具与梁的连接构造变得复杂起来，目前使用的有以下三种结构1)锚具通过焊于单片钢板内的锚固钢管锚于梁的上方，而这单片钢板在它的轴面与梁腹轴面重合的条件下焊于梁的上翼缘(如加拿大的Annacis桥)或梁腹上部。如此布置，索力不会对钢梁产生偏心扭矩，但会带来三个问题a)传力路线曲折，而且巨大的焊缝拉剪应力和一定的桥面混凝土板内拉应力不可避免；b)拉索阻尼器离锚具太近，使它的减振效果大大削弱；c)拉索不能在梁端张拉。2)拉索锚具通过梁的一侧锚在两片焊于梁腹的加劲板的底部，如上海的南浦大桥。如此布置虽说避免了焊缝和混凝土的拉应力，并使拉索阻尼器与锚具的距离变得合理，但会使索力对钢梁产生偏心扭矩，且拉索仍然不能在梁端张拉。3)在保证拉索轴线重合于梁腹轴面的条件下于梁的上方将锚具锚固在栓接于两片大钢板间的锚固板和加劲板上。而这两片平行于梁腹的大钢板经梁腹两则穿过桥面通过四片加劲板栓接到梁腹上。此布置虽然既避免了焊缝和混凝土的拉应力及索力对钢梁产生的偏心扭矩，但是此种结构很笨重，很占空间，而且传力路线曲折，拉索阻尼器离锚具太近，拉索不能在梁端张拉等问题仍然存在。(2)锚具存在的问题目前用于平行高强钢绞线束的拉索锚具有以下两种，其上的锚孔都是奇数(见图30)1)冷铸群锚为了克服群锚夹片处钢绞线应力集中造成的拉索抗疲劳性能下降，欧洲在七十年代末开发出称为Stronghold的技术加设一个辅助的冷铸锚将所有张拉过的钢绞线以无应力集中的方式一起锚固于其中来抵抗疲劳荷载。中国在98年完成了此种锚具的研制和工程应用，称为OVM 250体系。但此种锚具的主要缺点是在某根钢绞线发生损坏时不能只更换此钢绞线而必须整索更换。2)带抗疲劳夹片的群锚为了克服冷铸群锚的缺点，具世界领先地位的法国Freyssinet预应力公司经多年努力于1988年开发出既可将钢绞线可靠地夹于群锚中又可减少应力集中的特种夹片，并成功地应用在Tampico大桥中，使单根更换钢绞线得以实现。后来的Normandy和目前的Oeresund两座世界有名的大桥都用这种锚具，可见受欢迎的程度。但是此技术却又带来另一个致命缺点抗疲劳特种夹片必须有特别高的工艺水平和质量控制水平来作保证，否则整个工程将面临巨大的危险。要达到如此水平非一日之功，技术水平仅次于Freyssinet的瑞士一法国VSL预应力公司经多年努力到去年才完成了此种锚具的研制和应用于Uddevalla大桥中，中国若要按原样走这条艰难的路也需要相当的摸索时间。本技术的第一个目的，就是提供一种能以轻巧的连接构造、将锚具可靠地锚固在梁的底部并保证拉索轴线重合于梁腹轴面的桥梁拉索结构。在上述拉索结构的基础上，本技术还可以通过增设一种辅助锚来达到第二个目的就是提供一种可单根更换钢绞线、既安全可靠又易于实现的桥梁拉索结构，它可以避免出现采用抗疲劳特种夹片的群锚方法所带来的苛刻的工艺要求和在质量控制上达不到要求而带来巨大危险的情况。为实现上述第一个目的，本技术可采用以下的技术措施本技术的桥梁拉索结构，包括拉索、防护结构、主群锚以及主群锚与塔、梁的连接构造，其中拉索为平行高强钢绞线束，主群锚上具有用于排布钢绞线束的锚孔，其特征在于主群锚上的锚孔分成对称的两组，两组的锚孔数量和排布均相同，其对称轴线与梁的中心轴面重合，钢绞线束的端部单根分别穿过主群锚的锚孔锚固，钢绞线束被主群锚排列为对称的两组，穿过梁的全高被主群锚锚固于梁的底部。本技术也可适用于拉索为平行钢丝的斜张桥拉索结构。本技术所述的梁可以是工字形钢梁，也可以是混凝土梁。当梁采用工字形钢梁时，梁腹两侧均设置有两片加劲板，钢绞线束被主群锚分成的两组分别从钢梁的梁腹两侧穿过梁腹上两片加劲板之间的空间，被主群锚锚固于梁的底部。当梁采用混凝土梁时，仍是在混凝土梁中轴位置上开通孔，钢绞线束穿过梁腹，在梁的底部锚固，为了便于主群锚的安装，采用特种钢锚座来代替一般的锚座，它的截面结构为“T”字形，在其腹板的两侧均焊有两片与腹板垂直的加劲板，使被主群锚分成两组的钢绞线束穿过梁腹后分别从特种钢锚座的腹板两侧的加劲板之间的空间穿出，被主群锚锚固于梁的底部。为实现上述第二个目的，本技术可采用以下的技术措施在上述的拉索结构的基础上，在钢梁的梁腹或特种钢锚座的腹板上的两侧加劲板之间的空间增设一辅助锚，该辅助锚由一对半圆柱体组成，它们分别布置在钢梁的梁腹的两侧，由安装在梁腹或腹板上的一对平行导轨定位，在辅助锚半圆柱体的截面上分布有与主群锚的两组锚孔相对应的锚孔，钢绞线束穿过辅助锚的锚孔后，再锚固于主群锚上。在辅助锚内的钢绞线束能以少或无应力集中的状态单根地锚固于其中，以抵抗疲劳荷载，它使主群锚所承受的疲劳荷载大大降低，因而在主群锚上能使用常规夹片；且在必要时除主群锚外，钢绞线也可单根在辅助锚中加以释放，从而实现单根钢绞线的更换。本技术所述的辅助锚可采用夹片形辅助锚和冷铸形辅助锚。当辅助锚采用夹片形辅助锚结构时，所述的半圆柱体包括锚杯、压紧板、辅助夹片、定位销、垫圈、固定螺杆和螺帽；其中锚杯为半圆柱体形，在锚杯内每根钢绞线都有自己的圆锥形锚孔，孔内安置一辅助夹片，该辅助夹片的倾角比一般夹片小，内孔壁上带有圆角齿形，以提高对钢绞线的强迫夹紧力，减少对钢绞线造成的应力集中，形成对疲劳荷载的抵抗力。当辅助锚采用冷铸形辅助锚结构时，所述的半圆柱体包括锚杯、封闭板、涂有脱模剂的压紧板、固定螺杆和固定螺帽；其中锚杯为半圆柱体形，在锚杯内每根钢绞线都有自己的圆锥形锚孔，孔内压入冷铸材料；锚杯上还有压注孔及压紧板上有出浆孔与锚孔相通，以形成对疲劳荷载的抵抗力。其中，冷铸材料孔可由环氧树脂，辉绿岩粉和石英砂组成。本技术所述的主群锚和辅助锚上两组对称锚孔的间距Dg≥钢梁梁腹或锚座腹板的厚度Tw+辅助锚的锚孔直径Dh+2×辅助锚内壁厚度At。本技术还可以应用于拉索不是锚固在主梁上而是锚固在延伸至主梁外的锚固横梁上的情况，并可以将锚固横梁简化为最经济的工字形钢梁。本技术与现有技术相比具有以下优点(1)本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁拉索结构，包括拉索、防护结构、主群锚以及主群锚与塔、梁的连接构造，其中拉索为平行高强钢绞线束，主群锚上具有用于排布钢绞线束的锚孔；其特征在于：主群锚上的锚孔分成对称的两组，两组的锚孔数量和排布均相同，其对称轴线与梁的梁腹轴面重合，钢绞线束的端部分别穿过主群锚的锚孔锚固，钢绞线束被主群锚排列为对称的两组，穿过梁的全高被主群锚锚固于梁的底部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯引程，
申请(专利权)人：柳州欧维姆建筑机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]