[发明专利]一种三腹板空间索面钢锚梁锚固结构

说明书

本发明公开了一种三腹板空间索面钢锚梁锚固结构，其为结构新颖、受力合理、材料节省、施工方便的三腹板空间钢锚梁‑钢牛腿体系，采用了新型的三腹板钢锚梁结构和设置开孔板连接件的钢牛腿结构，适用于小空间、大索力条件下的空间索面斜拉桥。

技术领域

本发明属于桥梁工程锚固技术领域，具体涉及一种三腹板空间索面钢锚梁锚固结构。

背景技术

目前斜拉桥拉索塔端锚固方式(除实心塔的交叉锚固外)主要有三种：钢锚箱锚固、环向预应力锚固和钢锚梁锚固，分别如图1、图2、图3所示。

钢锚箱锚固受力机理为：塔柱两侧拉索的水平分力通过锚箱的竖直及水平钢板来平衡，部分不平衡水平力由塔柱承受，竖直分力通过锚箱两侧竖直钢板的剪力键传递到塔柱混凝土中。

钢锚箱锚固对吊装能力有一定要求，钢锚箱在浇筑上塔柱前采用焊接拼装，施工较为方便，但由于钢与混凝土二种不同的材料的共同作用，均不可避免会造成混凝土塔壁的开裂，影响结构的耐久性，而且钢锚箱用钢量大，成本高，在国外应用较多，如多多罗大桥、诺曼底大桥等，在国内也有应用，如苏通大桥、杭州湾大桥。

环向预应力锚固受力机理为：上塔柱锚固区段除参与全桥整体受力，将拉索锚固集中力传递至塔壁，为防止开裂，平衡塔壁的拉应力，在其周边施加环向平面预应力。

环向预应力锚固由于索塔尺寸限制，环向预应力弯曲半径小，长度较短，预应力损失大，为减小预应力损失，需要多次张拉预应力，或采用低回缩锚具，施工困难，而且小半径预应力管道压浆效果检测困难；而且环向预应力管道对塔壁空间占用较大，混凝土浇筑要求高，但由于其造价较低，因而应用较为广泛，如杨浦大桥、南京二桥、温州大桥等。

钢锚梁锚固受力机理为：锚固钢横梁本身是独立的构件，支撑于塔柱内侧牛腿上，平衡两侧拉索的大部分水平分力，部分不平衡水平分力通过横梁下支撑的摩阻力和水平限位装置传递至塔壁。拉索的竖直分力传递至塔柱内侧牛腿。

钢锚梁锚固受力明确，平衡水平力由锚梁承受，不平衡水平力由一侧塔柱壁承受，塔壁受力较小，混凝土塔柱壁不会开裂，结构耐久性好，且造价比钢锚箱低。传统钢锚梁一般都是锚固一对拉索(如图3所示)，而在金塘大桥设计时相关工程人员创新性地提出了锚固空间索面(4向拉索)的钢锚梁，如图4所示，其由位于中间的双腹板受拉锚梁和分布四周的锚固构造组成，两侧斜拉索面内的平衡水平分力由钢锚梁承受，不平衡水平分力通过梁端顶座传递到预埋钢板，由索塔承受；竖向分力通过牛腿传到塔身，由索塔承受；空间索在面外的水平分力由钢锚梁自身平衡。但由于此结构锚梁属于面外受力，因此板件应力水平较高，构件尺寸较大，用钢量较大；此外，该结构钢牛腿与索塔之间采用设置剪力钉的钢壁板与混凝土连接，两者之间容易脱开。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种空间紧凑、结构及受力合理、传力明确、用钢量小、施工简便快速、并适用于空间索面布置的三腹板空间索面钢锚梁锚固结构。

一种三腹板空间索面钢锚梁锚固结构，包括：两个钢牛腿和一个钢锚梁，两个钢牛腿分别安装在两个索塔的内侧，钢锚梁则横跨架设在两个钢牛腿之上；所述钢锚梁包括底板、顶板以及沿纵向垂直焊接在底板上的三道腹板B1～B3，边腹板B1与中腹板B2之间对立设有两个锚箱，中腹板B2与边腹板B3之间同样对立设有两个锚箱，顶板焊接于相邻腹板且对立锚箱之间。

进一步地，所述边腹板B1和B3外侧设有加劲肋。

进一步地，所述锚箱包括承压板和垫板，垫板设置于承压板之上且两者均开有索孔并通过索孔对齐，承压板另一侧垂直焊接有两道顶底板，两道顶底板之间通过两块腹板连接，锚箱顶底板外侧设有加劲肋。

预制钢锚梁锚固结构时可以通过调整锚箱的倾角使得锚固结构与拉索倾角相适应。