[发明专利]一种自适应的大跨径空间缆悬索桥吊索

说明书

本发明提供一种自适应的大跨径空间缆悬索桥吊索，包括从上到下依次连接的上部构件、上拉索、关节连接器、下拉索和加劲梁，上部构件外壁上设置有凹槽，上拉索设置在凹槽内，上拉索绕过上部构件后其两端均铰接关节连接器；下拉索上端和关节连接器下端铰接且下端和加劲梁，上拉索和关节连接器铰接的中心轴线与下拉索和加劲梁铰接的中心轴线交叉设置。可实现在横桥及纵桥两个方向的自适应大角度转动，满足大空间缆地锚式悬索桥的大角度偏转需求，同时解决索夹耳板和加劲梁耳板处的弯曲应力问题，避免存在弯曲疲劳的风险。

技术领域

本发明涉及悬索桥技术领域，尤其涉及一种自适应的大跨径空间缆悬索桥吊索。

背景技术

国内已建成的大跨径地锚式悬索桥均为平面二维缆索结构，即吊索与主缆在一个平面内，吊索主要受竖直方向的荷载，整体结构的抗风性能差，只能通过增大加劲梁结构来满足抗风能力，从而影响结构美观和增加桥梁造价。空间缆索结构悬索桥，主缆和吊索形成稳定的三维空间缆索结构，具有很好的抗风性能，但空间缆索结构悬索桥较平面二维缆索结构悬索桥受力复杂，施工难度高，吊索结构复杂，该结构需要空间转动，仅应用于跨径较小的空间缆自锚式悬索桥上。随着对大跨径桥梁的抗风性能提出了更高的要求，大跨径空间缆地锚式悬索桥为近年来规划者所青睐。空间缆地锚式悬索桥在索力转换过程中，从空缆状态到成桥状态，主缆在横桥向和竖直向均发生变化，同时在运营过程，由于活载作用和风荷载导致加劲梁的摆动，吊索上部与主缆连接处以及下部与加劲梁连接处会产生转角，因此，吊索可实现自适应空间转动的结构及实施方法是大跨径空间缆地锚式悬索桥的关键技术。

一种空间缆索结构的吊索，已应用于空间缆索结构自锚式悬索桥，其上端需设置转动式索夹，下端设置球铰支座的组合方式，来满足可空间转动和长度调整的需求。此吊索在实桥应用中取得成功的同时，也存在以下不足：转动索夹的结构复杂，成本较高；球铰支座需与箱梁固定连接或螺栓连接，箱梁结构需进行调整，且安装较为复杂，同时受力结构的耐久性以及球铰支座的防水性能有待探讨。

另外，中国专利CN110144822A公开的一种悬索桥空间大转角、耐久型吊索连接结构，在索夹耳板和加劲梁耳板处设置有关节轴承，可实现横桥向和纵桥向两个方向的转动，可消除吊索上的弯曲应力，但索夹耳板与加劲梁耳板仍然不在同一轴线上，避免不了耳板处的弯折应力，对于整个缆索系统的结构受力，仍然存在弯曲疲劳风险；

另外，中国专利CN216074748U公开的一种空间缆索结构吊索，在吊索两端连接处设置有球铰转动装置，也可实现横桥向和纵桥向两个方向的转动，但也存在索夹耳板与加劲梁耳板仍然不在同一轴线上问题，避免不了耳板处的弯曲应力，对于整个缆索系统的结构受力，仍然存在弯曲疲劳风险；且球铰转动装置的转动角度较少，难以适用于大跨径空间缆索结构地锚式悬索桥。

发明内容

本发明提供一种自适应的大跨径空间缆悬索桥吊索，可实现在横桥及纵桥两个方向的自适应大角度转动，满足大空间缆地锚式悬索桥的大角度偏转需求，同时解决索夹耳板和加劲梁耳板处的弯折问题，避免存在弯曲疲劳的风险。

一种自适应的大跨径空间缆悬索桥吊索，包括从上到下依次连接的上部构件、上拉索、关节连接器、下拉索和加劲梁；上部构件用于夹持主缆缆索。

所述上部构件外壁上设置有凹槽，所述上拉索设置在所述凹槽内，所述上拉索绕过所述上部构件后其两端均铰接所述关节连接器；上拉索采用柔性拉索，如钢丝绳，索体骑跨过上部构件，与上部构件上部的凹槽连接，上拉索的索体可在凹槽内进行位置调整，从而实现调节索夹两侧拉索的长度，从而实现拉索在横桥向的大角度转动；

所述上拉索采用柔性拉索，如钢丝绳，其弯曲刚性小，可以通过索体自适应的微量摆动，避免在活载作用和风荷载作用下产生的加劲梁摆动引起的弯折；