[实用新型]鱼脊梁结构的自锚式悬索桥

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种悬索桥，特别涉及一种鱼脊梁结构的自锚式悬索桥。

背景技术

如图1所示，自锚式悬索桥是一种古老的桥型，它与常规地锚式悬索桥的区别在于不设地锚、加劲梁承受主缆水平分力而造成主梁存在较大的轴向压力。它的主缆20直接锚固在加劲梁10的梁端，由主梁直接承受主缆20中的水平拉力，不需要庞大的锚碇，这给不方便建造锚碇的地方修建悬索桥提供了一种解决方法。

自锚式悬索桥的上部结构包括：加劲梁10(通常又称主梁)、主缆20、吊杆40、桥塔30共四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力再传递给主梁。由于悬索桥水平力大小与主缆的矢跨比有关，所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小、一般来讲，跨度较大时，可以适当增加矢跨比，以减小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小矢跨比，使混凝土加劲梁内的预压力适当提高在该桥中，由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，所以必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力基本上相等，这可以通过合理的跨径比来调节，也可以通过改变主缆的线形来调节。另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由加劲梁来承受，所以加劲梁必须有一定的抗弯刚度，加劲梁的形式以采用具有一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。

传统自锚式悬索桥有以下优点：

1)不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。

2)继承了传统地锚式悬索桥外形自然、美观的突出特点。因受地形限制小，可结合地形灵活布置，即可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥。

3)节省了大体积锚碇的费用，拥有较好的经济效益。

4)对于采用钢筋混凝土作为加劲梁材料的自锚式悬索桥，还可以克服以往自锚式悬索桥用钢量大、后期维护费用高的缺点。充分发挥了混凝土的受压性能，与钢结构加劲梁相比，混凝土加劲梁在较大轴力下不易发生压屈失稳，且主梁刚度大，非线性的影响也相对较小。

5)主缆锚固在加劲梁上为加劲梁提供“免费”预应力，省去大量预应力器具，进一步降低了工程造价。

6)轴力提高了加劲梁的抗弯刚度，降低了活载挠度，行车舒适，使用性能良好。

7)由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不仅局限于在地基很差、锚碇修建困难的地区采用。

同时传统自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：

1)如图1所示，由于主缆20直接锚固于加劲梁10端，使梁承受巨大的轴力，为此需要加大梁截面，进而使跨径受到限制，且当跨径增加到一定程度，工程造价将大幅增加。

2)施工步骤受到了限制，传统自锚式悬索桥必须在加劲梁10、桥塔30做好之后再吊装主缆20、安装吊杆40，因此需要搭建大量临时支架以安装加劲梁10。所以自锚式悬索桥若跨径增大，其额外的施工费用就会增多。

3)锚固区局部受力复杂。主缆、吊杆锚固梁上体量较大，往往成为景观设计的难点。

4)由于施工过程中结构体系变形较大，主缆具有明显的非线性效应，使得吊杆40张拉时施工控制更加复杂。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种受力性能优越，且建筑控制高度小的鱼脊梁结构的自锚式悬索桥，其包括：一主梁、两端与所述主梁锚固的主缆，其特征在于，所述自锚式悬索桥的主梁为鱼脊梁结构的主梁，所述主梁包括：用于承受主缆水平分力产成的轴向压力及弯曲内力的等高箱式桥面板，若干架设于所述等高箱式桥面板之上的可变高的鱼脊墙，每一所述主缆的两端锚固于相邻的两所述鱼脊墙内，每一所述主缆与所述主梁之间的区域设置有一组用于张紧的吊杆。

在一些实施例中，所述鱼脊墙为变高鱼脊墙(即可变高的鱼脊墙)，可根据受力要求加高鱼脊墙的高度，但不会增加纵断面的设计控制高度。本方案在桥面上增加鱼脊墙作为主受力构件，是对传统大跨变高度预应力混凝土连续梁桥型的一种突破与改进。另外，本方案不仅具有传统自锚式悬索桥梁的所有优点，而且主梁横断面由等高箱式桥面板和变高鱼脊墙两部分组成，负弯矩处呈受力呈合理的倒T形，鱼脊墙身兼桥塔的功能，截面大，压弯性能更优。

在一些实施例中，所述鱼脊墙的形状呈等腰三角形。

在一些实施例中，若干所述吊杆锚固于所述主缆与鱼脊墙内。这样就不需要在主梁端设置较大的锚固端。