阅读说明：本技术 梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构 (Suspension bridge structure for controlling vibration by reversely and symmetrically suspending under beam ) 是由 刘宗峰 吕存杰 赵会平 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构,包括梁体和桥塔,梁体上方设置有主缆,主缆与梁体之间通过吊杆连接,主缆经过桥塔顶端的索鞍之后锚固于桥跨两侧的地面上,梁体横向两侧下方设置有两道下悬索,下悬索通过下拉杆与梁体连接。本发明能有效控制大跨度梁体的振幅,当大跨度梁体的振幅受向下反向悬拉体系控制后,有效降低梁体振幅,使得桥梁的平顺性及行车安全得以保证,在未来大跨度悬索桥、斜拉桥梁及大跨度结构的使用中将有明显优势。(The invention relates to a suspension bridge structure for controlling vibration by reversely and symmetrically suspending under a beam, which comprises a beam body and a bridge tower, wherein a main cable is arranged above the beam body, the main cable is connected with the beam body through a suspension rod, the main cable is anchored on the ground at two sides of a bridge span after passing through a cable saddle at the top end of the bridge tower, two lower suspension cables are arranged below two transverse sides of the beam body, and the lower suspension cables are connected with the beam body through lower pull rods. The invention can effectively control the amplitude of the large-span beam body, and effectively reduce the amplitude of the beam body after the amplitude of the large-span beam body is controlled by the downward reverse suspension system, so that the smoothness and the driving safety of the bridge can be ensured, and the invention has obvious advantages in the use of future large-span suspension bridges, cable-stayed bridges and large-span structures.)

梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构

技术领域

本发明涉及桥梁结构建筑技术领域，具体涉及一种梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构。

背景技术

悬索桥型是目前跨度最大的桥型，拱桥、斜拉桥等其余桥型跨度远小于悬索桥。悬索桥结构轻盈，是一种非常好的桥梁技术，但是受悬索桥自身结构特点限制，其桥梁跨度大，承力主要靠悬索承力，整个体系是柔性体系，当受到风荷载时，跨中振幅可以达到几十公分，振幅过大对行车安全造成不良影响。

我国高铁近年来快速发展，高铁行驶速度快，对轨道平顺性要求高。当需要特别大的桥跨时候，尤其是当拱桥、斜拉桥等其余桥型已经不能满足要求，只能选择悬索桥。而悬索桥跨中振幅较大，超过高铁线路平顺性允许值，不能满足使用要求。即使选用悬索桥，桥梁跨度也大幅降低，因此限制了悬索桥的桥跨优点。受当前桥跨技术条件限制，当高铁选线时候，必须避开大的峡谷地形，增加线路长度，降低了高铁的优势，增加了工程造价。

目前需要将现有悬索桥加以改造，将跨中的宽幅振动限制为窄幅振动，以适应新的大跨度条件使用要求，为我国高铁的更好发展提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构，对大跨桥梁的梁体振幅进行控制，以保证梁体的平顺性，达到行车安全的目的。

本发明所采用的技术方案为：

梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构，包括梁体和桥塔，梁体上方设置有主缆，主缆与梁体之间通过吊杆连接，主缆经过桥塔顶端的索鞍之后锚固于桥跨两侧的地面上，其特征在于：

梁体横向两侧下方设置有两道下悬索，下悬索通过下拉杆与梁体连接。

下悬索两端锚固于桥跨两侧的地面上。

下悬索在梁体横向两侧对称布置。

下悬索在梁体外侧的水平面内呈弧形，下悬索与梁体之间的水平距离自中部向两侧逐渐增大。

下悬索在梁体外侧的垂直面内呈弧形，下悬索与梁体之间的垂直距离自中部向两侧逐渐增大。

下悬索与梁体之间的下拉杆斜向布置，并位于横向平面内。

下拉杆的长度自中部向两侧逐渐增大。

相邻下拉杆之间的间距自中部向两侧逐渐增大。

本发明具有以下优点：

（1）技术成熟

整体荷载轻，梁下新增加的下悬索体系与现有悬索桥类似，整个力学模型及施工技术成熟。

（2）能有效控制梁跨中心上下振幅

悬索桥的跨度大，跨中梁部上下振幅大。如图4所示，当跨中梁体向上震动时，向下仅受梁体自身重力，并且梁体柔度较大，导致向上震动时候振幅过大。在增加了下悬索体系时，如图5所示，梁体受下悬索的牵制，无法向上大幅震动，将梁体振幅控制在一定限度内，使其能满足高标准的使用要求。

（3）能有效控制梁跨水平振幅

下悬索两侧向外，呈开口向外的两个弧形背靠背贴近，其形成一对对称反向张力向外拉着梁体，如图5所示，当梁体左右震动时，受反向张力限制，可有效降低其水平震动振幅，达到降低梁体形变，减少振幅的目的。

（4）工程量小，经济性好

一般为了限制梁体的振幅，是将梁体刚度做大，梁体刚度做大，主要就是增加梁体高度，因此造成梁体变重，原悬索体系需要加大，整个工程量增加，造价升高。

本发明是在基本保持现有悬索桥不变的条件下，梁底新增一套反向向下的悬拉体系，其整体工程量及造价增加较少。

（5）能有效增加桥梁跨度

现有的悬索桥受悬索最大拉力控制，以及梁体跨中震幅影响，其跨度再增加能力有限。新增的一套反向向下的悬拉体系后，梁体跨中部位振幅受到有效控制，其梁体刚度可降低，梁体高度随之降低，从而梁体重量减轻，在上悬索不变的条件下，可承载更大跨度的梁体。从而达到桥梁跨度再次增加的目的。

（6）对振幅较大位置控制明显

梁体震动时候，梁跨中心振幅较大，两侧梁端振幅逐渐缩小。下悬索的拉杆在梁体跨中位置布置较密，在靠近梁端位置布置较疏，因此其对震动较大位置限位更明显，减少了两侧梁端位置的拉杆，使得目标明确，效果突出。

附图说明

图1为现有悬索桥立面图。

图2为本发明立面图。

图3为本发明平面图。

图4为现有悬索桥梁体横截面受力图。

图5为本发明梁体横截面受力图。

图中标识为：1-下悬索锚固点，2-梁体，3-下拉杆，4-下悬索，5-向上拉力，6-向下、向外拉力，7-主缆锚固点，8-索鞍，9-桥塔，10-吊杆，11-主缆。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

现有悬索桥的结构包括梁体2和桥塔9，梁体2上方设置有主缆11，主缆11与梁体2之间通过吊杆10连接，主缆11经过桥塔9顶端的索鞍8之后锚固于桥跨两侧的地面上。

本发明涉及的一种梁下反向对称悬拉控震的悬索桥结构，在现有悬索桥的基础上增加梁下悬拉结构，通过在梁体向下反向对称增加一套悬拉体系后，能对梁体的各向位移进行控制，达到降低振幅、控制震动的目的。具体为：梁体2横向两侧下方设置有两道下悬索4，下悬索4通过下拉杆3与梁体2连接。下悬索4两端锚固于桥跨两侧的地面上。下悬索4在梁体2横向两侧对称布置。

下悬索4在梁体2外侧的水平面内呈弧形，下悬索4与梁体2之间的水平距离自中部向两侧逐渐增大。下悬索4在梁体2外侧的垂直面内也呈弧形，下悬索4与梁体2之间的垂直距离自中部向两侧逐渐增大。下悬索4中部与梁体2距离较近，靠近梁端时距离梁体2距离较远，整体呈开口向外的两个弧形背靠背贴近。

下悬索4与梁体2之间的下拉杆3斜向布置，并位于横向平面内。下拉杆3的长度自中部向两侧逐渐增大。相邻下拉杆3之间的间距自中部向两侧逐渐增大，在跨中处布置较密，在靠近梁端时布置较疏。

本发明的施工步骤为：

首先施工悬索桥，悬索桥的施工与现有的施工方案及技术不变。但在悬索桥梁部施工时候，增加预埋向下拉杆3的锚具。施工两侧地面的下悬索4的锚固点，安装下悬索4及下拉杆3，张拉下悬索4，调校下拉杆3直至计算要求，达到体系平衡，下拉杆3与梁体锚具锚固。

本发明能有效控制大跨度梁体的振幅，当大跨度梁体的振幅受向下反向悬拉体系控制后，有效降低梁体振幅，使得桥梁的平顺性及行车安全得以保证。在未来大跨度悬索桥、斜拉桥梁及大跨度结构的使用中将有明显优势。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。