[發明專利]一種懸索橋的加勁索構造及其設計方法

在審

• 申請號: 202211486359.5
• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN115748455A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 傅戰工;何東升;戴慧敏;周銀東
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋勘測設計院集團有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16;E01D19/14;E01D11/02;G06F30/13;G06F30/23
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 王江能

1.一種懸索橋的加勁索構造，所述懸索橋包含主梁(1)和兩個橋塔(2)，其特征在于：所述加勁索構造包括兩組斜拉索(5)和若干吊索；兩組斜拉索(5)沿主梁(1)的縱橋向對稱設置；每組斜拉索(5)橫跨錨固于一個橋塔(2)，且每組斜拉索(5)的一側錨固于懸索橋的邊跨橋墩(7)或錨碇(6)，另一側錨固于主梁(1)的四分跨區域；位于斜拉索(5)四分跨區域同一縱向位置的吊索(4)為交叉吊索(41)；

所述斜拉索(5)固定于主梁(1)的錨點位置增加設定重量的壓重塊；在斜拉索和壓重塊的作用下，所述交叉吊索(41)的恒載索力不超過非交叉吊索的恒載索力，且四分跨區域的主梁(1)的豎向位移極值不大于跨中主梁(1)的豎向位移極值。

2.如權利要求1所述的一種懸索橋的加勁索構造，其特征在于：每組斜拉索(5)包含若干根斜拉索(5)，兩組斜拉索(5)同一處對稱設置的兩根斜拉索錨固于兩個橋塔(2)的同一高度處。

3.如權利要求1所述的一種懸索橋的加勁索構造，其特征在于：每組斜拉索(5)包含一根以上斜拉索，所述斜拉索(5)的端部錨固于主梁(1)的四分跨區域。

4.如權利要求1所述的一種懸索橋的加勁索構造，其特征在于：所述加勁索構造的若干吊索(4)豎直等間距設置，且每根吊索的兩端分別固定于懸索橋的主梁(1)和主纜(3)；所述主纜(3)在兩個橋塔(2)的頂處彎折，其兩端分別錨固于兩個錨碇(6)內。

5.如權利要求1所述的一種懸索橋的加勁索構造，其特征在于：每組斜拉索(5)沿橋塔(2)兩側分為主跨側斜拉索(51)和邊跨側斜拉索(52)，所述邊跨側斜拉索(52)的端部集中錨固于邊跨橋墩(7)或錨碇(6)，所述主跨側斜拉索(51)的端部分散錨固于主梁(1)的四分跨區域；所述主跨側斜拉索(51)和邊跨側斜拉索(52)的恒載索力的水平分力大小相等方向相反。

6.一種懸索橋的加勁索構造的設計方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1、建立懸索橋有限元模型，在豎向移動荷載的作用下對懸索橋豎向剛度進行分析，得到主梁(1)隨主纜(3)的呈跨中小、四分跨處大的W型豎向位移極值包絡圖；

S2、在豎向剛度最薄弱的兩個四分跨區域張拉兩組初始規格的斜拉索(5)，每組斜拉索(5)的一側錨固于懸索橋的邊跨橋墩(7)或錨碇(6)，另一側錨固于主梁(1)的四分跨區域；位于斜拉索(5)四分跨區域同一縱向位置的吊索(4)為交叉吊索(41)，在斜拉索(5)錨固于主梁(1)的錨點位置增加初始壓重塊；

S3、施加豎向移動荷載，重新提取主梁的豎向位移極值包絡圖；將四分跨處的豎向位移極值與跨中豎向位移極值的大小相比較，若大于，轉S4；若不大于，結束；

S4、在斜拉索(5)固定于主梁(1)的錨點位置增加局部壓重塊；當交叉吊索(41)的恒載索力值達到非交叉吊索恒載索力值時，則交叉吊索(41)的恒載索力值不再增大，剩余的恒載重量分配給斜拉索(5)承擔；更新壓重后的吊索和斜拉索恒載索力后，修正斜拉索的規格，并返回S3。

7.如權利要求6所述的一種懸索橋的加勁索構造的設計方法，其特征在于，在步驟S2中和步驟S4中，確定吊索和斜拉索的恒載索力后均包含：

對主纜(3)進行找形確定合理成橋狀態。

8.如權利要求6所述的一種懸索橋的加勁索構造的設計方法，其特征在于，在步驟S2中確定斜拉索5的初始規格，包含：

按照豎向力等分原則確定交叉吊索4和斜拉索5的恒載索力，并根據斜拉索5的恒載索力確定斜拉索5的初始規格；所述豎向力等分原則指的是，斜拉索5恒載索力的豎向分力和交叉吊索41的恒載索力均為主梁節段和壓重塊總重量的50％。