阅读说明：本技术 一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥 (Crossed double-main-cable multi-tower ground anchor suspension bridge ) 是由 夏正春 严爱国 文望青 刘振标 严定国 张晓江 印涛 胡方杰 崔苗苗 王志平 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锚悬索桥技术领域,提供了一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥,包括沿顺桥向布设的至少两个第一索塔,且于每一组相邻的两个第一索塔之间均布设有一第二索塔,相邻的两个第一索塔通过第一主缆的顶部连接,第一主缆的底部与这两个第一索塔之间的第二索塔连接,相邻的两个第二索塔通过第二主缆的顶部连接,第二主缆的底部与这两个第二索塔之间的第一索塔连接,且在第一索塔的阵列中,位于端部的第一索塔通过第一主缆连接对应端的锚碇,在第二索塔的阵列中,位于端部的第二索塔通过第二主缆连接对应端的锚碇。本发明通过设第一主缆和第二主缆,二者交叉设置,解决了多塔悬索桥现有技术中间索塔纵桥向刚度弱的技术难题。(The invention relates to the technical field of anchor suspension bridges, and provides a crossed double-main-cable multi-tower ground anchor suspension bridge which comprises at least two first cable towers arranged along the direction of a bridge, wherein a second cable tower is uniformly arranged between every two adjacent first cable towers, the two adjacent first cable towers are connected through the top of a first main cable, the bottom of the first main cable is connected with a second cable tower between the two first cable towers, the two adjacent second cable towers are connected through the top of a second main cable, the bottom of the second main cable is connected with the first cable tower between the two second cable towers, the first cable tower at the end part is connected with an anchor at the corresponding end through the first main cable in an array of the first cable towers, and the second cable tower at the end part is connected with the anchor at the corresponding end through the second main cable in an array of the second cable towers. According to the invention, the first main cable and the second main cable are arranged in a crossed manner, so that the technical problem of weak longitudinal bridge rigidity of the intermediate cable tower in the prior art of the multi-tower suspension bridge is solved.)

一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥

技术领域

本发明涉及锚悬索桥技术领域，具体为一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥。

背景技术

悬索桥为常用桥型之一，按主缆锚固形式，主要分为自锚式悬索桥和地锚式悬索桥。地锚式悬索桥由主缆、索塔、加劲梁、锚碇、吊杆组成，主缆两端锚固在锚碇上，竖向荷载由加劲梁通过吊杆传递至主缆，然后由主缆传递到索塔，主缆产生的水平张力直接通过锚碇传递到基础上。该桥型由主缆、桥塔、锚碇形成受力体系，充分利用主缆的抗拉性能和索塔的抗压性能，跨越能力强。但是，对于多塔(多于2个)地锚悬索桥，存在中间索塔对主缆的纵桥向约束弱导致体系竖向刚度小的技术难题，这成了大跨度多塔地锚悬索桥发展的瓶颈，特别是限制了在铁路桥梁上的应用。目前通过适当增加中间索塔的纵桥向刚度来提高对主缆的约束，例如做成“人”字形、“A”字形等，这有两方面不足：(1)增加了塔身和基础的工程量，经济性差，并且对于千米级多塔悬索桥，通过增加中间索塔的纵桥向刚度来改善体系竖向刚度的效果不明显或是代价较大；(2)如果中间索塔的纵桥向刚度太大，在相邻两跨不平衡布载下，索塔两侧的主缆轴力差一旦超过抗滑移能力，将会带来主缆与塔顶滑移的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥，通过设第一主缆和第二主缆，二者交叉设置，解决了多塔悬索桥现有技术中间索塔纵桥向刚度弱的技术难题，具有原理清晰、结构简单、效果显著、施工方便、经济和社会效益突出等优点。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥，包括沿顺桥向布设的至少两个第一索塔，且于每一组相邻的两个所述第一索塔之间均布设有一第二索塔，相邻的两个所述第一索塔通过第一主缆的顶部连接，所述第一主缆的底部与这两个所述第一索塔之间的第二索塔连接，相邻的两个所述第二索塔通过第二主缆的顶部连接，所述第二主缆的底部与这两个所述第二索塔之间的第一索塔连接，且在所述第一索塔的阵列中，位于端部的第一索塔通过所述第一主缆连接对应端的锚碇，在所述第二索塔的阵列中，位于端部的第二索塔通过第二主缆连接对应端的锚碇。

进一步，每一所述第一索塔和每一所述第二索塔均包括塔柱以及设于所述塔柱底部靠近桥面处的下鞍座牛腿，所述第一索塔间的所述第一主缆和所述第二索塔间的所述第二主缆均呈悬垂形，所述第一主缆的悬垂线底安装在相邻的两个所述第一索塔之间的第二索塔的下鞍座牛腿上，所述第二主缆的悬垂线底安装在相邻的两个第二索塔之间的第一索塔的下鞍座牛腿上。

进一步，每一所述第一索塔和每一所述第二索塔还均包括设于所述塔柱顶部的塔顶鞍座，所述第一主缆的顶部安装在第一索塔的塔顶鞍座上，所述第二主缆的顶部安装在所述第二索塔的塔顶鞍座上。

进一步，当所述第一索塔和所述第二索塔的数量合起来为奇数时，在所述第一索塔的阵列中，位于端部的第一索塔与对应的锚碇之间的连线为悬垂线，在所述第二索塔的阵列中，位于端部的第二索塔与对应的锚碇之间的连线为水平线。

进一步，当所述第一索塔和所述第二索塔的数量合起来为偶数时，在所述第一索塔的阵列中，位于其中一个端部的第一索塔与对应的锚碇之间的连线为悬垂线，位于另外一个端部的第一索塔与对应的锚碇之间的连线为水平线，在所述第二索塔的阵列中，位于其中一个端部的第二索塔与对应的锚碇之间的连线为悬垂线，位于另外一个端部的第二索塔与对应的锚碇之间的连线为水平线。

进一步，还包括用于连接所述第一主缆和桥面的第一吊杆以及用于连接所述第二主缆和桥面的第二吊杆。

进一步，还包括设于桥面上的加劲梁。

进一步，所述加劲梁设于第一索塔和所述第二索塔之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥，通过设第一主缆和第二主缆，二者交叉设置，解决了多塔悬索桥现有技术中间索塔纵桥向刚度弱的技术难题，具有原理清晰、结构简单、效果显著、施工方便、经济和社会效益突出等优点。

附图说明

图1为现有技术中的多塔地锚悬索桥示意图；

图2为本发明实施例提供的一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥的形成示意图；

图3为本发明实施例提供的一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥的第一索塔和第二索塔的数量合起来为奇数时的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥的第一索塔和第二索塔的数量合起来为偶数时的示意图；

图5为图3、图4中A-A剖面、G-G剖面示意图；

图6为图3、图4中D-D剖面、E-E剖面示意图；

图7为图3、图4中B-B剖面、C-C剖面示意图；

图8为图4中F-F剖面、H-H剖面示意图；

附图标记中：1-第一索塔；2-第二索塔；3-第一主缆；4-第二主缆；5-锚碇；60-下鞍座牛腿；70-悬垂线；71-水平线；80-第一吊杆；81-第二吊杆；9-加劲梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2至图8，本发明实施例提供一种交叉双主缆多塔地锚悬索桥，包括沿顺桥向布设的至少两个第一索塔1，且于每一组相邻的两个所述第一索塔1之间均布设有一第二索塔2，相邻的两个所述第一索塔1通过第一主缆3的顶部连接，所述第一主缆3的底部与这两个所述第一索塔1之间的第二索塔2连接，相邻的两个所述第二索塔2通过第二主缆4的顶部连接，所述第二主缆4的底部与这两个所述第二索塔2之间的第一索塔1连接，且在所述第一索塔1的阵列中，位于端部的第一索塔1通过所述第一主缆3连接对应端的锚碇5，在所述第二索塔2的阵列中，位于端部的第二索塔2通过第二主缆4连接对应端的锚碇5。在现有技术中，如图1所示，它包括边索塔a、中索塔b、主缆c、吊杆d、加劲梁9以及锚碇5，这种形式的主缆a很容易造成中索塔b纵桥向刚度弱，结构竖向刚度低的问题，因此本实施例采用双主缆的方式可以很好地解决这一缺陷，具体的，在本实施例中，索塔实际应当分为边索塔和中索塔，其中位于最边缘的索塔为边索塔，处于两端边索塔之间的索塔为中索塔，本实施例所考虑的是多塔的形式，即至少有两个边索塔和一个中索塔，为了方便于清楚地描述，将这些索塔沿顺桥向依次定义为第一索塔1、第二索塔2、第一索塔1、第二索塔2......，然后将相邻的两个第一索塔1通过第一主缆3连接，将相邻的两个第二索塔2通过第二主缆4连接，那么自然第一主缆3和第二主缆4就交叉设置，而且第一主缆3和第二主缆4在连接后，第一主缆3的两端以及第二主缆4的两端就被连接好了，接着将第一主缆3凹陷下去的低点连接到这两个相邻的第一索塔1之间的第二索塔2上，同时将第二主缆4凹陷下去的低点连接到这两个相邻的第二索塔2之间的第一索塔1上，使得纵桥向刚度变强，进而解决了现有技术中的缺陷，整体结构变化不大，相对于传统的结构也较为简单，但却能够得到极大的经济和社会效益。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2至图8，每一所述第一索塔1和每一所述第二索塔2均包括塔柱以及设于所述塔柱底部靠近桥面处的下鞍座牛腿60，所述第一索塔间的所述第一主缆3和所述第二索塔间的所述第二主缆4均呈悬垂形，所述第一主缆3的悬垂线底安装在相邻的两个所述第一索塔1之间的第二索塔2的下鞍座牛腿60上，所述第二主缆4的悬垂线底安装在相邻的两个第二索塔2之间的第一索塔1的下鞍座牛腿60上。在本实施例中，第一主缆3和第二主缆4安装后即呈悬垂形，为了便于清楚地描述，将该悬垂形的两个端部定义为悬垂线顶，将凹下去的端部定义为悬垂线底(即上述的第三点)，本实施例对该悬垂线底的连接是通过塔柱底部的下鞍座牛腿60对其进行锚固，通过这种方式可以使连接更为牢靠。当然，连接的方式除了采用下鞍座牛腿60进行以外，也可以通过其他的现有方式，此处就不再详述。

进一步优化上述方案，请参阅图2至图8，每一所述第一索塔1和每一所述第二索塔2还均包括设于所述塔柱顶部的塔顶鞍座，所述第一主缆3的两个顶部安装在两个第一索塔1的塔顶鞍座上，所述第二主缆4的两个顶部安装在两个所述第二索塔2的塔顶鞍座上。在本实施例中，上述的两个顶部(即悬垂线顶)是安装在塔顶鞍座上，通过这种方式也可以使连接更为牢靠。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图3，当所述第一索塔1和所述第二索塔2的数量合起来为奇数时，在所述第一索塔1的阵列中，位于端部的第一索塔1与对应的锚碇5之间的连线为悬垂线70，在所述第二索塔2的阵列中，位于端部的第二索塔2与对应的锚碇5之间的连线为水平线71(连线的其中一部分)。在本实施例中，例如图3所示的三座索塔时的情形，即数量为奇数的情形，为了便于清楚地描述，我们将第一索塔1单独拿出来说明，若是图3的情形时，两个第一索塔1即位于左右端部，两个第一索塔1与两个锚碇5之间的连线均为悬垂线70，再将第二索塔2单独拿出来说明，例如有五座索塔时，此时有两个第二索塔2，这两个第二索塔2与两个锚碇5之间的连线均为水平线71(连线的其中一部分)。如此布置主缆，可以使结构更稳定。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图4，当所述第一索塔1和所述第二索塔2的数量合起来为偶数时，在所述第一索塔1的阵列中，位于其中一个端部的第一索塔1与对应的锚碇5之间的连线为悬垂线70，位于另外一个端部的第一索塔1与对应的锚碇5之间的连线为水平线71(连线的其中一部分)，在所述第二索塔2的阵列中，位于其中一个端部的第二索塔2与对应的锚碇5之间的连线为悬垂线70，位于另外一个端部的第二索塔2与对应的锚碇5之间的连线为水平线71(连线的其中一部分)。在本实施例中，例如图4所示的四座索塔时的情形，即数量为偶数时，同样为了便于清楚地描述，我们将第一索塔1单独拿出来说明，此时一共有两个第一索塔1，从图4中左至右，第一个第一索塔1与图4中左侧的锚碇5之间的连线为悬垂线70，第二个第一索塔1与图4中右侧的锚碇5之间的连线为水平线71(连线的其中一部分)，而在第二索塔2阵列中，此时也有两个第二索塔2，它与第一索塔1的情形就倒过来，其中从左至右，第一个第二索塔2与左侧的锚碇5之间的连线为水平(连线的其中一部分)，第二个第二索塔2与右侧的锚碇5之间的连线为悬垂线70。这么设计的目的也是为了使结构更为稳定。索塔的数量可以有更多个，但主缆的连接形式都在上述的奇数和偶数索塔的情形之中。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2、图3和图4，本悬索桥还包括用于连接所述第一主缆3和桥面的第一吊杆80以及用于连接所述第二主缆4和桥面的第二吊杆81。在本实施例中，吊杆是其连接作用，为现有设计，此处就不再详述。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2、图3和图4，本悬索桥包括设于桥面上的加劲梁9。在本实施例中，加劲梁9是为了提高稳固度，优选的，所述加劲梁9设于第一索塔1和所述第二索塔2之间。即每两个索塔之间均设该加劲梁9，使得悬索桥结构更为稳定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。