[发明专利]一种使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置及方法

说明书

本发明公开了一种使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置及方法，包括滑块、垫块和滑块驱动装置；每节加劲梁均为跨中预拱梁，塔顶横梁顶部中心设有垫块容纳槽；滑块的数量为两块，对称且滑动布设在垫块容纳槽上方的塔顶横梁顶部；两块滑块能在滑块驱动装置的作用下，沿横桥向同步相向或相背滑动；垫块放置在两块滑块之间，与垫块容纳槽相配合，且能沿滑块的滑动斜面滑动；中间索鞍放在垫块正上方。本发明通过迫使中间索鞍产生一个设定的索鞍位移量，使得横桥向三根吊杆的轴力相等，进而可以使得三根主缆的横截面以及线形相同，无论从横截面还是立面均增加了桥梁和谐统一的美感，同时，提高边主缆承重，亦能有效提高全桥的抗扭刚度。

技术领域

本发明涉及桥梁设计领域，特别是一种使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置及方法。

背景技术

随着世界各国经济与桥梁建造能力的发展，在强调公路桥梁的可建造性与满足使用需求的同时，对桥梁美学提出了越来越高的要求。悬索桥凭借其施工技术的成熟、受力形式的合理性、美观的结构造型以及对地形地质较强的适应性在大跨度桥梁中具有强有力的竞争力，备受工程界的青睐。而超大跨度桥梁作为连接两岸的要塞，其必须满足日益增长的公路交通量。为适应大交通量和超多车道数的需求，设计者需设计超宽桥面悬索桥。

对于超宽桥面的悬索桥，若采用传统的双主缆方式，设计者不得不增大梁高以解决横桥向跨中下挠的问题，既不经济也影响整体美观，而三主缆悬索桥能够很好的解决上述问题，只需在桥梁纵桥向中轴线上方增设1根主缆和相应的吊杆。

此外，有些桥梁原有宽度己不能满足使用上的要求,因此要进行加宽改造，三索面支撑的悬索桥能够较好的适应桥面加宽等改造问题，如德国的罗登基兴悬索桥就是利用一根超静定主缆,以较轻的钢桥面代替原有混凝土桥面,将该桥加宽一倍,使之成为一座由三个索面支承的悬索桥。

可是三主缆悬索桥由于其自身的结构特点，自重作用下中索面的吊杆(以下简称“中吊杆”) 受力比边索面的吊杆(以下简称“边吊杆”)大，因此中主缆较边主缆截面大，若采用相同的安全系数，中主缆截面较边主缆大，影响桥梁美观；此外重要的是，边主缆对全桥抗扭刚度贡献比中主缆大，但边主缆截面积小，对全桥抗扭不利；吊杆力的不同还会进而导致主缆线形的不同，严重影响桥梁立面图的美观。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置及方法，该使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置及方法，能实现三主缆悬索桥在恒载作用下横桥向一组(3根)吊杆的吊杆力相等。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种使三主缆悬索桥恒载横桥向均匀分配的装置，包括滑块、垫块和滑块驱动装置。

三主缆悬索桥包括桥面主体、桥塔、三根主缆和索鞍。

桥面主体包括若干节沿纵桥向拼接的加劲梁，每节加劲梁均为跨中预拱梁，跨中预拱梁沿横桥向的跨中预拱量为Δ。

桥塔顶部具有沿横桥向的塔顶横梁，塔顶横梁顶部中心设置有深度为Δ的垫块容纳槽；塔顶横梁上设置三个索鞍；三个索鞍分别为一个中间索鞍和两个边部索鞍；两个边部索鞍对称安装在垫块容纳槽两侧的塔顶横梁上。

三根主缆分别为一根中间主缆和两根边部主缆；两根边部主缆分别通过边部索鞍安装在桥塔顶部。

滑块的数量为两块，对称且滑动布设在垫块容纳槽上方的塔顶横梁顶部。两块滑块能在滑块驱动装置的作用下，沿横桥向同步相向或相背滑动。两块滑块相向的一侧具有与垫块相配合的滑动斜面。垫块放置在两块滑块之间，且能沿滑块的滑动斜面滑动。垫块与垫块容纳槽相配合，且高度为Δ。

中间索鞍放置在垫块正上方，且能随垫块向下滑移一个索鞍位移量Δ。