斜拉索与桥塔锚固构造制造技术

本发明专利技术涉及一种斜拉索与桥塔锚固构造，包括两侧的铸钢锚头和中间的连接拉板；所述铸钢锚头主体为顶部向内侧倾斜的锚管，沿锚管管壁外径切向方向，向内侧水平延伸两片竖直且平行的拉板接头；连接拉板竖直设置，两端分别与两侧铸钢锚头的拉板接头对接。本发明专利技术的铸钢锚头一次铸造成型，然后与连接拉板进行固定，形成一种新型钢锚梁构造，相比原有的全焊接钢锚梁，结构简单且受力明确，避免了大量的焊接工作，结构尺寸可根据受力需要灵活调整，抗疲劳性能好。

Anchorage Structure of Cable-stayed Cables and Bridge Towers

【技术实现步骤摘要】
斜拉索与桥塔锚固构造
本专利技术属于桥梁工程
，具体涉及一种斜拉索与桥塔锚固构造。
技术介绍
斜拉桥桥跨结构的重量和桥上荷载绝大部分通过斜拉索传递到桥塔上，斜拉索与桥塔的锚固构造是斜拉桥的核心部件。斜拉索与桥塔的锚固常采用的方式有环向预应力、钢锚箱和钢锚梁，其中钢锚梁是近年来大跨度斜拉桥斜拉索与桥塔锚固的主要方式。这种锚固构造通过自身承担拉索水平力的方式有效降低了正常使用条件下斜拉索水平分力在混凝土塔壁产生的拉应力水平，避免环向预应力筋的设置。但是，钢锚梁全部由板件焊接而成，尤其是锚头部分钢板厚度大、空间狭小、焊接接头多，存在焊接应力大、焊接变形控制难等缺点，使得钢锚梁锚头位置的制造成本高且质量不易控制。此外钢锚梁的吊装重量较大，索塔施工塔吊的选型往往受钢锚梁吊装重量控制。一个焊接钢锚梁锚头重量约3000~4000kg，整个钢锚梁锚固构造重量达16000kg~20000kg。因此，需要一种构造简单、制造方便、用钢量小的新型斜拉索与桥塔锚固构造。
技术实现思路
本专利技术提供了一种斜拉索与桥塔锚固构造，克服了原有钢锚梁锚固结构中存在的焊接锚头构造复杂、制造难度大、材料用量多和抗疲劳性能差等缺点。本专利技术所采用的技术方案为：斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：包括两侧的铸钢锚头和中间的连接拉板；所述铸钢锚头主体为顶部向内侧倾斜的锚管，沿锚管管壁外径切向方向，向内侧水平延伸两片竖直且平行的拉板接头；连接拉板竖直设置，两端分别与两侧铸钢锚头的拉板接头对接。锚管、拉板接头、承压板、挡板和底板为整体铸造的一体件。锚管外侧端部设置竖直的挡板，挡板开孔形状依照锚管内壁尺寸设置。锚管底端的底面水平，并设置水平的底板。锚管管口顶端设置开孔的承压板，承压板垂直于锚管中心线；承压板面积大于锚管管口面积时，承压板开孔与锚管内壁顺接，承压板外边沿与锚管外壁采用圆弧过渡；承压板面积等于锚管管口面积时，承压板外边沿与锚管外壁顺接，承压板开孔与锚管内壁采用圆弧过渡。连接拉板为条形板构造，也可为箱型构造。连接拉板与拉板接头采用焊接对接；或连接拉板与拉板接头采用栓接对接。锚管为圆管、方管或多边形管构造。本专利技术具有以下优点：本专利技术采用铸钢锚头的钢锚梁锚固构造，两侧锚头部位用铸钢一次铸造成型，采用拉板将两侧锚头连接，形成一种新型钢锚梁构造，相比原有的全焊接钢锚梁，结构简单且受力明确，避免了大量的焊接工作，结构尺寸可根据受力需要灵活调整，抗疲劳性能好，3D打印铸模技术可以保证锚固构造精确满足斜拉索的受力角度。铸钢锚头与全焊接锚头相比，钢材用量降低约20%~30%。附图说明图1为本专利技术实施例1的主视图；图2为本专利技术实施例1锚头部位剖视图；图3为本专利技术实施例2的主视图；图4为本专利技术实施例3锚头部位剖视图。图5为本专利技术实施例1锚头部位立体图。图6为本专利技术实施例1锚头部位立面图。图7为本专利技术实施例1锚头部位俯视图。图中，1-铸钢锚头，2-连接拉板，3-拼接板，4-承压板，5-拉板接头，6-底板，7-挡板，8-锚管。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及一种斜拉索与桥塔锚固构造，通过实体单元拓扑优化寻找传力路径明确的锚固构造，再对改良后的形状进行有限元受力分析，得到最终的锚固构造形式，包括两侧的铸钢锚头1和中间的连接拉板2。所述铸钢锚头1的外侧为顶部向内侧倾斜的锚管8，锚管8管壁向内侧切向延伸出两片竖直平行呈片状的拉板接头5。连接拉板2竖直设置，两端分别与两侧铸钢锚头1的拉板接头5对接并固定。锚管8可为圆管、方管或多边形管结构。锚管8底端的外侧竖直，并在管口设置开孔与锚管8内壁顺接的挡板7。锚管8底端的底面水平，并设置有水平的底板6，承担锚管传递的竖向压力，底板6两侧设置螺栓孔，可根据结构受力需要选择合适时机将该底板6与钢牛腿顶板用螺栓固定。锚管8顶端管口平面垂直于其轴向，并在管口设置开孔的承压板4。承压板4面积大于锚管8管口面积，承压板4开孔与锚管8内壁顺接，承压板4外边沿与锚管8外壁采用圆弧过渡；或承压板4面积等于锚管8管口面积，承压板4外边沿与锚管8外壁顺接，承压板4开孔与锚管8内壁采用圆弧过渡。连接拉板2作为受拉构件平衡两侧斜拉索引起的水平力，为条形板结构，竖直平行设置两片，分别与两侧的拉板接头5对接固定；或连接拉板2为箱形结构，分别与两侧的拉板接头5对接固定。连接拉板2与拉板接头5直接焊接固定；或连接拉板2与拉板接头5通过外侧加设拼接板3通过螺栓固定。锚管8、连接拉板2、承压板4和挡板7为整体铸造的一体件，锚头部位采用3D打印模具整体铸造，可以精确控制铸模形状，满足不同斜拉索空间角度的需求。锚头部位成对设置，吊装时可以分别吊装锚头再将连接拉板与锚头连接为整体，也可以将锚头与拉板连接为整体进行吊装。锚头部位不设置加劲肋，锚头壁厚根据受力需要采用等厚或者变厚，锚头部位根据斜拉索的角度进行调整，但承压面始终与斜拉索轴线垂直。本专利技术有如下几种实现形式：实施例1：承压板4为边长为490mm~730mm，厚80mm~100mm的矩形板，中间开孔直径为295mm~430mm。锚管8为中空圆柱体，壁厚根据受力需要进行调整，外壁直径为455mm~630mm，内壁直径不变，外壁与承压板4边缘采用半径为50mm的圆弧过渡。在水平方向上，锚管8与拉板接头5的边缘采用圆弧过渡，该过渡圆弧半径不应小于300mm。拉板接头5与水平面垂直，拉板接头板厚度从80mm渐变到40mm，并设置9~12个M22~M30的螺栓孔，用于与连接拉板2进行栓接。底板6尺寸需与塔壁钢牛腿顶板匹配。实施例2：承压板4为边长为490mm~730mm，厚80mm~100mm的矩形板，中间开孔直径为295mm~430mm。锚管8为中空圆柱体，壁厚根据受力需要进行调整，外壁直径为455mm~630mm，内壁直径不变，外壁与承压板4边缘采用半径为50mm的圆弧过渡。在水平方向上，锚管8与拉板接头5的边缘采用圆弧过渡，该过渡圆弧半径不应小于300mm。拉板接头5与水平面垂直，拉板接头板厚度从80mm渐变到40mm，连接拉板2与拉板接头5进行对接焊，要求焊缝为全融透焊缝。底板6尺寸需与塔壁钢牛腿顶板匹配。实施例3：承压板4为边长为490mm~730mm，厚80mm~100mm的矩形板，中间开孔直径为295mm~430mm。锚管8为中空圆柱体，也可为中空立方体，壁厚根据受力需要进行调整，外壁直径不变，内壁直径为395mm~530mm，锚管内壁与承压板4倒角采用半径为50mm的圆弧过渡。在水平方向上，锚管8与拉板接头5的边缘采用圆弧过渡，该圆弧半径不应小于300mm。拉板接头5与水平面垂直，拉板接头板厚度从80mm渐变到40mm，并设置9~12个M22~M30的螺栓孔，用于与连接拉板2进行栓接。底板6尺寸需与塔壁钢牛腿顶板匹配。实施例4：承压板4为边长为490mm~730mm，厚80mm~100mm的矩形板，中间开孔直径为295mm~430mm。锚管8为中空圆柱体，也可为中空立方体，壁厚根据受力需要进行调整，外壁直径不变，内壁直径为395mm~530mm，锚管内壁与承压板4倒角采用半径为50mm的圆弧过渡。在水平方向上，锚管8与拉板接头5的边缘采用圆弧过渡，该圆弧半径不应小于300m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：包括两侧的铸钢锚头（1）和中间的连接拉板（2）；所述铸钢锚头（1）主体为顶部向内侧倾斜的锚管（8），沿锚管（8）管壁外径切向方向，向内侧水平延伸两片竖直且平行的拉板接头（5）；连接拉板（2）竖直设置，两端分别与两侧铸钢锚头（1）的拉板接头（5）对接。

【技术特征摘要】
1.斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：包括两侧的铸钢锚头（1）和中间的连接拉板（2）；所述铸钢锚头（1）主体为顶部向内侧倾斜的锚管（8），沿锚管（8）管壁外径切向方向，向内侧水平延伸两片竖直且平行的拉板接头（5）；连接拉板（2）竖直设置，两端分别与两侧铸钢锚头（1）的拉板接头（5）对接。2.根据权利要求1所述的斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：锚管（8）、拉板接头（5）、承压板（4）、挡板（7）和底板（6）为整体铸造的一体件。3.根据权利要求2所述的斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：锚管（8）外侧端部设置竖直的挡板（7），挡板开孔形状依照锚管（8）内壁尺寸设置。4.根据权利要求2所述的斜拉索与桥塔锚固构造，其特征在于：锚管（8）底端的底面水平，并设置水平的底板（6）。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯云成，翟晓亮，袁远，李永庆，高坡，宋松林，张延龙，吴永昌，王江波，
申请(专利权)人：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61