[发明专利]超大跨径悬索桥的碳纤维索网抗风加固结构体系及其施工方法

权利要求书

1.一种超大跨径悬索桥的碳纤维索网抗风加固结构体系，其特征在于：其特征在于：带有抛物线拱形塔帽的四肢柱桥塔(1)由门式框架四肢柱、抛物线拱形塔帽和塔帽支撑斜柱构成，左右两股下垂的平行钢丝缆索(3)悬挂在两个带有抛物线拱形塔帽的四肢柱桥塔(1)之间，左右两股下垂的平行钢丝缆索(3)锚固于锚碇结构(2)之中，空间缆索加固体系(4)由双曲抛物面碳纤维空间索网(41)和抛物线形钢结构曲梁(42)组成，双曲抛物面碳纤维空间索网(41)是由数根碳纤维缆索空间交叉构成，其空间构型为双曲抛物面直纹曲面索网下垂形成的空间索网，双曲抛物面碳纤维空间索网(41)覆盖在左右两股平行钢丝缆索(3)之上，多道抛物线形钢结构曲梁(42)放置在双曲抛物面碳纤维空间索网(41)之上，双曲抛物面碳纤维空间索网(41)分为左右两股集中锚固于左右两个锚碇结构(2)之中，采用夹具将平行钢丝缆索(3)和双曲抛物面碳纤维空间索网(41)与抛物线形钢结构曲梁(42)牢固连接；吊杆(5)分为竖向钢丝吊杆(51)和斜向碳纤维吊杆(52)二组，竖向钢丝吊杆(51)上端与平行钢丝缆索(3)相连，下端与桁架式加劲梁(6)相连，斜向碳纤维吊杆(52)上端与抛物线形钢结构曲梁(42)相连，下端与桁架式加劲梁(6)相连，在悬索桥中间区域设置钢管混凝土拱形中央扣(7)；临时性抗风缆索加固体系(8)由海底地锚桩(81)和碳纤维抗风缆索(82)组成，海底地锚桩(81)的桩头集中锚固一定数量的碳纤维抗风缆索(82)，碳纤维抗风缆索(82)的上端分散锚固连接在桁架式加劲梁(6)之上。

2.根据权利要求1所述的超大跨径悬索桥的碳纤维索网抗风加固结构体系，其特征在于：所述的碳纤维抗风缆索(82)平时埋入在海床沟槽之中，罕遇超级强台风时，牵引碳纤维抗风缆索(82)出海面，碳纤维抗风缆索(82)拽紧桁架式加劲梁(6)，进行超大跨径悬索桥的临时抗风加固。

3.根据如权利要求1所述的超大跨径悬索桥的碳纤维索网抗风加固结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：进行超大跨径悬索桥的桥址选择，施工桩基础承台，施工带有抛物线拱形塔帽的四肢柱桥塔(1)，修建锚碇结构(2)；

步骤二：在海底处，施工大直径海底地锚桩(81)，在每一个海底地锚桩(81)的桩头集中锚固一定数量的碳纤维抗风缆索(82)，将碳纤维抗风缆索(82)埋入在海床沟槽之中；

步骤三：修建临时施工猫道，牵引左右两股平行钢丝缆索(3)悬挂于两个带有抛物线拱形塔帽的四肢柱桥塔(1)之间，并锚固于锚碇结构(2)之中，安装竖向钢丝吊杆(51)，架设桁架式加劲梁(6)，形成超大跨径平行缆索悬索桥；

步骤四：依据双曲抛物面数学方程，将多股碳纤维缆索空间交叉布置，形成双曲抛物面碳纤维空间索网(41)，下垂的双曲抛物面碳纤维空间索网(41)覆盖在左右两股平行钢丝缆索(3)之上，将双曲抛物面碳纤维空间索网(41)悬挂于带有抛物线拱形塔帽的四肢柱桥塔(1)之上，双曲抛物面碳纤维空间索网(41)分为左右两股集中锚固于左右两个锚碇结构(2)之中；

步骤五：安装抛物线形钢结构曲梁(42)，采用夹具将左右两股平行钢丝缆索(3)和双曲抛物面碳纤维空间索网(41)与抛物线形钢结构曲梁(42)牢固连接，斜向碳纤维吊杆(52)的上端与抛物线形钢结构曲梁(42)的端部牢固连接，斜向碳纤维吊杆(52)的下端与桁架式加劲梁(6)固定连接，形成空间缆索加固体系(4)；

步骤六：在超大跨径悬索桥的跨中区段，安装拱形中央扣(6)，提高空间缆索加固体系(4)和桁架式加劲梁(6)的协同工作能力，安装栏杆和桥面铺装，形成双曲抛物面空间混合缆索体系的超大跨径悬索桥，投入运行使用；

步骤七：在获悉气象卫星的罕遇超级强台风预报后，封闭航道交通，取出深埋在海床沟槽中的碳纤维抗风缆索(82)，将碳纤维抗风缆索(82)的上端分散锚固连接桁架式加劲梁(6)，形成临时性抗风缆索体系(8)，临时加固超大跨径空间缆索海峡悬索桥，抵御超级强台风灾害；

步骤八：超级强台风过后，拆除临时性抗风缆索体系(8)，恢复航道交通运营。