一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法
阅读说明：本技术 一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法 (Cable strand connecting structure for replacing main cable of suspension bridge, anchorage structure and construction method ) 是由 彭春阳 黄家珍 黄子能 李启富 王耀 吴东明 李旺龙 莫钒 何国明 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法,包括原索股连接板、新索股连接板；新索股连接板包括可拆卸连接的第一连接板、第二连接板,分别位于原索股连接板两侧；第一连接板和第二连接板均设有卡合在原索股连接板下端面第一突出部；第一连接板和第二连接板均设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔。本发明公开的一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法,在原锚碇结构基础上改进为新主缆锚碇结构,施工过程可用原锚碇结构承载主缆的锚固力,待新锚固结构、新主缆安装完成后,拆除原锚碇结构,因此,施工过程中不影响交通。(The invention discloses a cable strand connecting structure, an anchorage structure and a construction method for replacing a main cable of a suspension bridge, wherein the cable strand connecting structure comprises an original cable strand connecting plate and a new cable strand connecting plate; the new cable strand connecting plate comprises a first connecting plate and a second connecting plate which are detachably connected, and the first connecting plate and the second connecting plate are respectively positioned on two sides of the original cable strand connecting plate; the first connecting plate and the second connecting plate are respectively provided with a first protruding part clamped on the lower end surface of the original cable strand connecting plate; the first connecting plate and the second connecting plate are provided with anchor holes for connecting a new main cable strand anchoring structure. The invention discloses a cable strand connecting structure, an anchorage structure and a construction method for replacing a main cable of a suspension bridge.)
技术领域
本发明涉及一种锚碇结构，尤其涉及一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法。
背景技术
悬索桥作为跨越能力最大的桥梁，在我国得到了迅猛发展，而作为悬索桥生命线的主缆一直是世界各国工程技术人员研究的主要课题，特别是对主缆防腐的研究尤为重视，因为缆索系统若发生腐蚀，后果是不可想象的。为了保证桥梁的安全和缆索结构的安全，必须对缆索进行防腐保护，但至今悬索桥主缆防腐研究还没有取得令人满意的结果，因此，目前有不少的桥梁拉索仍然依靠换索的方式来解决桥梁拉索的防腐以及安全性能问题；悬索桥的结构系统中，已有新建小型悬索桥上使用可换主缆的索夹，使用该索夹后才可进行悬索桥主缆的更换，并且在锚碇系统中，通过新建锚碇系统来解决新主缆的锚固问题，目前还没有大型和已建成悬索桥主缆更换施工中，在原有锚碇结构的基础上改进得到新主缆锚固用的锚碇结构和方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构、锚碇结构及施工方法，旨在解决更换主缆施工中，在原有锚碇结构的基础上如何改进得出新主缆锚固用的锚碇结构；如何在不影响交通的情况下，更换主缆、吊索及改进锚碇结构。
本发明采取以下技术方案实现上述目的：
一种悬索桥更换主缆用的索股连接结构，包括原索股连接板、新索股连接板；新索股连接板包括可拆卸连接的第一连接板、第二连接板，分别位于原索股连接板两侧；第一连接板和第二连接板均设有卡合在原索股连接板下端面第一突出部；第一连接板和第二连接板均设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔。本技术方案，采用可拆卸的第一连接板和第二连接板，方便安装与施工，并利用第一突出部限制新索股连接板在张拉施工、后期使用过程中向上运动；在原锚碇结构基础上改进为新主缆锚碇结构，施工过程可用原锚碇结构承载主缆的锚固力，待新锚固结构、新主缆安装完成后，拆除原锚碇结构，因此，施工过程中不影响交通。
其进一步的技术方案为，原索股连接板连接有第一拉杆，所述第一拉杆一端通过第一锁紧螺母锚固于原索股连接板的底面，另一端贯穿原索股连接板与原索股锚头连接；所述原索股连接板上端设有锚头保护罩；所述第一连接板和第二连接板设有避让第一拉杆和锚头保护罩的结构。
其进一步的技术方案为，第一连接板和第二连接板通过相配合的锁紧螺杆和螺母连接。
其进一步的技术方案为，一种悬索桥更换主缆用的锚碇结构，包括上述的索股连接结构，还包括贯穿锚孔的第二拉杆、与第二拉杆顶端连接的新索股锚头、与第二拉杆底端连接的第二锁紧螺母，所述第二拉杆设有与第二锁紧螺母配合的螺纹；新索股锚头用于锚固新主缆索股；所述第二锁紧螺母卡在锚孔底端。
其进一步的技术方案为，一种悬索桥更换主缆的锚碇结构施工方法，包括上述的锚碇结构，包括以下步骤：
A)安装新索股连接板；
B)安装新主缆索股锚固结构，并通过锚孔与新索股连接板连接；
C)安装新主缆索股，并调节新主缆线形至设计要求；
D)待新主缆体系转换好后，拆除原主缆索股、原索股锚头。
其进一步的技术方案为，步骤A还包括：
A1)记录原主缆索力；
A2)拆除第一拉杆；
A3)在原索股连接板两侧安装第一连接板和第二连接板；
A4)将第一拉杆贯穿原索股连接板和新索股连接板，并通过第一锁紧螺母锚固；
A5)张拉原主缆至原索力。
其进一步的技术方案为，步骤B还包括：
B1)在锚孔处安装第二拉杆；
B2)在第二拉杆顶端安装新索股锚头；
B3)在第二拉杆底端安装第二锁紧螺母。
本发明的工作原理为：
现有悬索桥的主缆中间段通过吊索结构与梁端连接，两端分别经过塔顶主索鞍，再分别经过散索鞍，散索鞍改变主缆的传力方向并将主缆分散成很多索股，索股分别锚固在与其对应的锚碇结构上。本发明采用上述索股连接结构、锚碇结构更换悬索桥主缆的锚碇部分，在锚碇连接结构的安装过程中，是在原锚碇结构持续工作的基础上安装锚碇连接结构，悬索桥的锚碇系统由许多本发明所述的锚碇结构组成，安装过程中对原锚碇结构逐一改进，因此，不影响悬索桥锚碇系统的整体使用功能和原主缆的整体受力情况。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的悬索桥更换主缆用索股连接结构、锚碇结构及施工方法，可使新主缆索股与原锚碇安全可靠地连接，可方便进行新旧主缆体系转换，保证主缆换索期间和换索后都安全可靠、稳固持久。
2、本发明提供的悬索桥更换主缆用索股连接结构、锚碇结构及施工方法，悬索桥主缆更换锚碇处结构简洁合理，受力明确，安装方便，锚碇处连接结构更换成本较低。
3、本发明提供的悬索桥更换主缆用索股连接结构、锚碇结构及施工方法，在原锚碇结构基础上改进为新主缆锚碇结构，施工过程可用原锚碇结构承载主缆的锚固力，待新锚固结构、新主缆安装完成后，拆除原锚碇结构，因此，施工过程中不影响交通；且新主缆挂索调节线形操作方便，旧主缆拆除容易，拆除步骤简单方便。
附图说明
图1为：本发明所述悬索桥更换主缆用锚碇结构示意图。
图2为：本发明所述悬索桥更换主缆用新索股连接板的结构示意图。
图3为：本发明所述悬索桥更换主缆用形成避让结构的锚碇结构示意图。
图4为：本发明所述悬索桥更换主缆用带有第一拉杆孔的新索股连接结构示意图。
图5为：本发明所述悬索桥更换主缆用带有滑槽的新索股连接结构示意图。
图6为：本发明所述一种悬索桥原索股连接结构示意图。
图7为：本发明所述新索股连接板的结构示意图。
图8为：本发明所述另一种实施方式的新索股连接结构示意图。
图中：
1、原索股连接板；11、锚头保护罩；101、原锚头；110、避让孔；15、预应力锚具的锚头；2、新索股连接板；21、第一连接板；22、第二连接板；201、新索股锚头；202、第一突出部；220、锚孔；230、第一拉杆孔；31、第一拉杆；310、第一锁紧螺母；312、滑槽；41、第二拉杆；410、第二锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图1至图8和具体实施方式对本发明进行详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图6所示，本实施方式中需要更换的原索股连接结构包括原索股连接板1、位于其下端的预应力锚具、位于其上端的第一拉杆31和原锚头101，原索股连接板1的上端面卡接于预应力锚具的锚头15，预应力锚具给原索股连接板1向下的拉力，第一拉杆31的下端贯穿原索股连接板1上的拉杆孔，并与螺母连接，该螺母卡接于拉杆孔的下端面，第一拉杆31的上端与原锚头101连接，原锚头101与旧主缆连接，第一拉杆31给原索股连接板1向上的拉力，故原索股连接板1在使用过程中处于平衡状态；实际工程中，可在预应力锚具的锚头15***安装锚头保护罩11，通过螺钉与原索股连接板1连接，在原索股连接板1下端原索股连接筒，并通过螺钉与原索股连接板1连接。
本实施方式公开一种悬索桥主缆更换用索股连接板，用于主缆更换的施工中，新主缆位于旧主缆的上方，如图1所示，包括原索股连接板1、新索股连接板2；
原锚碇结构包括原索股连接板1，原索股连接板1设有贯穿其上下端面的第一拉杆31，所述第一拉杆31一端通过第一锁紧螺母310锚固于原索股连接板1的底端面，另一端连接原索股锚头101，原索股锚头101用于锚固原主缆，原索股连接板1上端、且位于第一拉杆31之间设有锚头保护罩11；
新索股连接板2包括可拆卸连接的第一连接板21、第二连接板22，分别位于原索股连接板1两侧；第一连接板21和第二连接板22均设有卡合在原索股连接板1下端面第一突出部202，所述第一突出部202用于限制新索股连接板2在新主缆的拉力作用下向上运动；第一连接板21和第二连接板22均设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔220；其中，第一连接板21和第二连接板22上端面边缘分别延伸至靠近其一侧的第一拉杆31，故在安装新索股连接板时，无需拆除第一拉杆31；所述锚孔220的角度根据新主缆的安装位置及张拉力度确定，在此不做限制；
采用上述索股连接板的锚碇结构，还包括贯穿锚孔220的第二拉杆41、与第二拉杆41顶端连接的新索股锚头201、与第二拉杆41底端连接的第二锁紧螺母410，所述第二拉杆41设有与第二锁紧螺母410配合的螺纹；新索股锚头201用于锚固新主缆索股；所述第二锁紧螺母410卡在锚孔220底端。其施工方法包括以下步骤：
A)安装新索股连接板，在原索股连接板两侧分别安装第一连接板和第二连接板；
B)安装新主缆索股锚固结构，并通过锚孔与新索股连接板连接，具体地，
B1)在锚孔处安装第二拉杆，
B2)在第二拉杆顶端安装新索股锚头，用于锚固新主缆索股，
B3)在第二拉杆底端安装第二锁紧螺母，第二锁紧螺母位于锚孔底端；
C)安装新主缆索股，并调节新主缆线形至设计要求，安装过程中，张拉新主缆索股，使第一连接板和第二连接板底部的第一突出部与原索股连接板的底面相配合，限制新索股连接板在新主缆索股拉力的作用下向上运动，从而固定新索股连接板；
D)待新主缆体系转换好后，拆除原主缆索股、原索股锚头。
上述实施例示例性的示出了第一连接板21和第二连接板22上端面长度未到第一拉杆31的索股连接板，根据其他实施方式和实际应用，还可以通过在第一连接板21和第二连接板22设有避让第一拉杆31和锚头保护罩11的结构来替代，例如：
1、如图3、图4所示，所述第一连接板21和第二连接板22上端面与第一拉杆31相对应的位置设有第一拉杆孔230，第一连接板21和第二连接板22相对接的结构形成避让锚头保护罩11的避让孔110；其施工方法包括以下步骤：
A)安装新索股连接板，具体地，
A1)记录原主缆索力，
A2)拆除第一拉杆，
A3)在原索股连接板两侧安装第一连接板和第二连接板，
A4)将第一拉杆贯穿原索股连接板和新索股连接板，并通过第一锁紧螺母锚固，
A5)张拉原主缆至记录的索力；
B)安装新主缆索股锚固结构，并通过锚孔与新索股连接板连接，具体地，
B1)在锚孔处安装第二拉杆，
B2)在第二拉杆顶端安装新索股锚头，用于锚固新主缆索股，
B3)在第二拉杆底端安装第二锁紧螺母，第二锁紧螺母位于锚孔底端；
C)安装新主缆索股，并调节新主缆线形至设计要求，安装过程中，张拉新主缆索股，使第一连接板和第二连接板底部的第一突出部与原索股连接板的底面相配合，限制新索股连接板在新主缆索股拉力的作用下向上运动，从而固定新索股连接板；
D)待新主缆体系转换好后，拆除原主缆索股、原索股锚头。
2、如图3、图5所示，第一连接板21和第二连接板22相对接的结构形成避让锚头保护罩11的避让孔110，形成第一连接板21和第二连接板22安装过程中避让第一拉杆31相对运动轨迹的滑槽312；其施工方法包括以下步骤：
A)安装新索股连接板，在原索股连接板两侧分别安装第一连接板和第二连接板，第一连接板21和第二连接板22相对接的结构形成避让锚头保护罩11和第一拉杆31相对运动的避让孔110和滑槽312，故在安装新索股连接板时，无需拆除第一拉杆31；；
B)安装新主缆索股锚固结构，并通过锚孔与新索股连接板连接，具体地，
B1)在锚孔处安装第二拉杆，
B2)在第二拉杆顶端安装新索股锚头，用于锚固新主缆索股，
B3)在第二拉杆底端安装第二锁紧螺母，第二锁紧螺母位于锚孔底端；
C)安装新主缆索股，并调节新主缆线形至设计要求，安装过程中，张拉新主缆索股，使第一连接板和第二连接板底部的第一突出部与原索股连接板的底面相配合，限制新索股连接板在新主缆索股拉力的作用下向上运动，从而固定新索股连接板；
D)待新主缆体系转换好后，拆除原主缆索股、原索股锚头。
上述实施方式示例性的示出了新主缆索股锚固结构，根据其他实施方式及实际应用，还可以采用承压式索股锚头、调节螺纹式索股锚头替代，所述承压式索股锚头一端位于锚孔220底端，新主缆索股贯穿锚孔220与另一端锚碇结构连接；所述调节螺纹式索股锚头与锚孔220内环的螺纹相配合，新主缆索股贯穿锚孔220与另一端锚碇结构连接。
上述实施方式示例性的示出了第一突出部202的位置位于第一连接板21和第二连接板22底面，根据其他实施方式或实际应用，还可以用其他位置替代，例如，图7、图8所示，两个第一突出部202分别位于第一连接板21和第二连接板22相对的侧面，第一突出部202的位置与原索股连接板1的厚度有关，在此不做具***置的限定。
又一实施方式，所述第一连接板21和第二连接板22通过相配合的锁紧螺杆和螺母连接，进一步提高索股连接板在施工过程和后期使用过程的稳定性。
本发明提供的悬索桥更换主缆用索股连接结构、锚碇结构及施工方法，可使新主缆索股与原锚碇安全可靠地连接，可方便进行新旧主缆体系转换，保证主缆换索期间和换索后都安全可靠、稳固持久；悬索桥主缆更换锚碇处结构简洁合理，受力明确，安装方便，锚碇处连接结构更换成本较低；在原锚碇结构基础上改进为新主缆锚碇结构，施工过程可用原锚碇结构承载主缆的锚固力，待新锚固结构、新主缆安装完成后，拆除原锚碇结构，因此，施工过程中不影响交通；且新主缆挂索调节线形操作方便，旧主缆拆除容易，拆除步骤简单方便。