[實用新型]魚脊梁結構的自錨式懸索橋

有效

• 申請號: 201420847708.6
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN204370286U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 陸元春;傅梅;趙成棟
• 申請（專利權）人: 上海市城市建設設計研究總院
• 主分類號: E01D11/02
• 分類號: E01D11/02;E01D19/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種懸索橋，特別涉及一種魚脊梁結構的自錨式懸索橋。

背景技術

如圖1所示，自錨式懸索橋是一種古老的橋型，它與常規地錨式懸索橋的區別在于不設地錨、加勁梁承受主纜水平分力而造成主梁存在較大的軸向壓力。它的主纜20直接錨固在加勁梁10的梁端，由主梁直接承受主纜20中的水平拉力，不需要龐大的錨碇，這給不方便建造錨碇的地方修建懸索橋提供了一種解決方法。

自錨式懸索橋的上部結構包括：加勁梁10(通常又稱主梁)、主纜20、吊桿40、橋塔30共四部分。傳力路徑為：橋面重量、車輛荷載等豎向荷載通過吊桿傳至主纜承受，主纜承受拉力，而主纜錨固在梁端，將水平力再傳遞給主梁。由于懸索橋水平力大小與主纜的矢跨比有關，所以可以通過矢跨比的調整來調節主梁內水平力的大小、一般來講，跨度較大時，可以適當增加矢跨比，以減小主梁內的壓力，跨度較小時，可以適當減小矢跨比，使混凝土加勁梁內的預壓力適當提高在該橋中，由于主纜在塔頂錨固，為了盡量減少主塔承受的水平力，所以必須保證邊跨主纜內的水平力與中跨主纜產生的水平力基本上相等，這可以通過合理的跨徑比來調節，也可以通過改變主纜的線形來調節。另外，自錨式懸索橋中的恒載由主纜來承受，而活載還需要由加勁梁來承受，所以加勁梁必須有一定的抗彎剛度，加勁梁的形式以采用具有一定抗彎剛度的箱形斷面較為合適。

傳統自錨式懸索橋有以下優點：

1)不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質條件很差的地區。

2)繼承了傳統地錨式懸索橋外形自然、美觀的突出特點。因受地形限制小，可結合地形靈活布置，即可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。

3)節省了大體積錨碇的費用，擁有較好的經濟效益。

4)對于采用鋼筋混凝土作為加勁梁材料的自錨式懸索橋，還可以克服以往自錨式懸索橋用鋼量大、后期維護費用高的缺點。充分發揮了混凝土的受壓性能，與鋼結構加勁梁相比，混凝土加勁梁在較大軸力下不易發生壓屈失穩，且主梁剛度大，非線性的影響也相對較小。

5)主纜錨固在加勁梁上為加勁梁提供“免費”預應力，省去大量預應力器具，進一步降低了工程造價。

6)軸力提高了加勁梁的抗彎剛度，降低了活載撓度，行車舒適，使用性能良好。

7)由于采用鋼筋混凝土材料造價較低，結構合理，橋梁外形美觀，所以不僅局限于在地基很差、錨碇修建困難的地區采用。

同時傳統自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點：

1)如圖1所示，由于主纜20直接錨固于加勁梁10端，使梁承受巨大的軸力，為此需要加大梁截面，進而使跨徑受到限制，且當跨徑增加到一定程度，工程造價將大幅增加。

2)施工步驟受到了限制，傳統自錨式懸索橋必須在加勁梁10、橋塔30做好之后再吊裝主纜20、安裝吊桿40，因此需要搭建大量臨時支架以安裝加勁梁10。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費用就會增多。

3)錨固區局部受力復雜。主纜、吊桿錨固梁上體量較大，往往成為景觀設計的難點。

4)由于施工過程中結構體系變形較大，主纜具有明顯的非線性效應，使得吊桿40張拉時施工控制更加復雜。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型提供一種受力性能優越，且建筑控制高度小的魚脊梁結構的自錨式懸索橋，其包括：一主梁、兩端與所述主梁錨固的主纜，其特征在于，所述自錨式懸索橋的主梁為魚脊梁結構的主梁，所述主梁包括：用于承受主纜水平分力產成的軸向壓力及彎曲內力的等高箱式橋面板，若干架設于所述等高箱式橋面板之上的可變高的魚脊墻，每一所述主纜的兩端錨固于相鄰的兩所述魚脊墻內，每一所述主纜與所述主梁之間的區域設置有一組用于張緊的吊桿。

在一些實施例中，所述魚脊墻為變高魚脊墻(即可變高的魚脊墻)，可根據受力要求加高魚脊墻的高度，但不會增加縱斷面的設計控制高度。本方案在橋面上增加魚脊墻作為主受力構件，是對傳統大跨變高度預應力混凝土連續梁橋型的一種突破與改進。另外，本方案不僅具有傳統自錨式懸索橋梁的所有優點，而且主梁橫斷面由等高箱式橋面板和變高魚脊墻兩部分組成，負彎矩處呈受力呈合理的倒T形，魚脊墻身兼橋塔的功能，截面大，壓彎性能更優。

在一些實施例中，所述魚脊墻的形狀呈等腰三角形。

在一些實施例中，若干所述吊桿錨固于所述主纜與魚脊墻內。這樣就不需要在主梁端設置較大的錨固端。