[发明专利]一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构

说明书

本发明提供一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构，涉及悬索桥施工技术领域，包括中塔、边塔、主缆、主梁以及中央扣组件，中央扣组件包括第一中央扣和第二中央扣，第一中央扣和第二中央扣均为工字型件，第一中央扣和第二中央扣的上端均与主缆跨中位置连接，主缆和主梁之间连接有若干根吊杆，第一中央扣的下端和第二中央扣的下端分别与吊杆和主梁连接处连接。本发明结构简单成本低，在主缆跨中安装中央扣组件形成三角形桁架，有效增加整个中央扣组件的强度，可以有效提高多塔悬索桥刚度，索桥安全性依然有保障，还可以使得两个中央扣形成互相补偿，有效降低中央扣组件的磨损，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及悬索桥施工技术领域，

尤其是，本发明涉及一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构。

背景技术

近年来，随着科技的迅速发展和人们对出行质量要求的不断提高，国内外建设跨海峡、跨江大桥之风兴起，悬索桥凭借其强大的跨越能力在各种方案中占据优势。多塔悬索桥不仅解决了跨度问题，而且能够保持原来的最佳矢跨比，但是悬索桥本就属于柔性结构，加之中塔缺少主缆的有效约束，导致多塔悬索桥的发展受到了“中塔效应”的阻碍。“中塔效应”是困扰多塔悬索桥发展的关键性问题，中塔因为缺乏边跨主缆的约束，主缆对中间桥塔的约束较弱，多塔悬索桥在最不利荷载工况作用下，塔顶会产生巨大的不平衡力。如果中塔刚度过大，可能导致鞍座承受不住索力差产生相对滑动；中塔刚度过小，主梁承受荷载时将产生较大的挠度，影响行车舒适性。

深究“中塔效应”的根本原因，主缆与主梁之间缺少有效约束，受到不平衡荷载时将产生相对错动，需要建立有效的缆梁连接，所以现在技术上对于克服中塔效应的开发也越来越多，例如中国专利发明专利CN112239992A提出了一种三塔自锚式悬索桥，其包括两个边墩、设置在两个边墩内侧的两个辅助墩、设置在两个辅助墩之间的三个主塔、主梁、若干固定于主塔的主缆以及若干用于提拉主梁的吊索，其特征在于，主梁设置在边墩、辅助墩上并且穿设于主塔，在相邻的主塔之间、辅助墩与主塔之间架设有主缆，主缆为空间索面，主缆与主梁在跨中位置通过中央扣连接，约束两者的相对位移。上述发明通过中央扣形成三塔自锚式悬索桥结构体系，增大了跨中主缆对中塔塔顶的水平约束，从而降低了不平衡活载下中塔塔底的纵桥向弯矩，降低了中塔的结构尺寸，提高了结构竖向刚度，提高了三塔自锚式悬索桥的经济跨径，可适用于跨径400m以上的三塔自锚式悬索桥，适用于大跨径公轨合建桥梁。

但是上述悬索桥结构依然存在以下问题：仅仅通过普通的中央扣进行连接主缆与主梁，结构竖向刚度不够，且遇到主跨满载时，中央扣只能适当降低竖向挠度影响，无法抵消水平向挠度增量，不仅使得中央扣结构损坏严重，使用寿命短，而且影响索桥安全性。

因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，安装成本低，在主缆跨中安装中央扣组件，中央扣组件中的两个中央扣与主梁的一段形成三角形桁架，有效增加整个中央扣组件的强度，可以有效提高多塔悬索桥刚度，且对于水平向挠度增量的抵抗性高，即便出现主跨满载，索桥安全性依然有保障，甚至可以在三角形桁架上加装补偿缆，进一步使得中央扣组件中的两个中央扣形成互相补偿，有效降低中央扣组件的磨损，使用寿命长，养护成本降低的用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种用于克服中塔效应的多塔悬索桥加固结构，包括中塔、边塔、用于连接所述中塔顶部和边塔顶部的主缆、用于连接所述中塔底部和边塔底部的主梁以及用于连接所述主缆和主梁的中央扣组件，所述中央扣组件包括第一中央扣和第二中央扣，所述第一中央扣和第二中央扣均为工字型件，所述第一中央扣和第二中央扣的上端均与所述主缆跨中位置连接，所述主缆和主梁之间连接有若干根吊杆，所述主缆跨中位置靠近所述中塔的一侧的吊杆和所述主梁连接处与所述第一中央扣的下端连接，所述主缆跨中位置靠近所述边塔的一侧的吊杆和所述主梁连接处与所述第二中央扣的下端连接。