一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统

1.本发明属于桥梁建筑技术领域，尤其涉及一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统。


背景技术：

2.悬索桥的寿命取决于悬索桥结构，比如主缆，吊索，主塔，索鞍，锚碇，加劲梁以及桥面系等。而上述结构中，主塔，索鞍，锚碇属于永久性结构，在桥梁服役期间发生损坏的机率较小；吊索、桥面板和加劲梁均为可更换部件，成功更换的案例已十分常见。因此从某种程度上说主缆的寿命直接决定了悬索桥的整体寿命，其作为悬索桥的主要受力部件，起到承托梁体及桥面荷载的作用，当防腐不到位或者受到长时间环境侵蚀后，其主缆内部的钢丝容易出现裂纹甚至锈断。
3.现有技术中，对主缆进行更换时，大多需要建立临时主缆及主梁临时支撑体系，以及需要特殊定制原索鞍，导致施工复杂，施工造价高。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，能够实现对主缆进行更换时，不需要建立临时主缆及主梁临时支撑体系，以及不需要特殊定制原索鞍，降低施工难度和施工成本。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，包括：
6.原索鞍部，设置于桥塔塔体上；
7.骑跨部，包括一对联动壳，所述原索鞍部位于一对所述联动壳之间，两所述联动壳连接，所述联动壳靠近所述原索鞍部的一侧与所述原索鞍部外壁配合形成一浇筑空间，所述浇筑空间内浇筑有后浇混凝土层；
8.新索鞍部，骑跨在所述原索鞍部上方且用于安装新主缆，所述新索鞍部的底座锚杆预埋在所述后浇混凝土层内。
9.进一步的，所述联动壳包括外侧壳，所述外侧壳与所述原索鞍部的鞍体位置对应设置，所述外侧壳底端固接有底部壳，所述外侧壳两侧分别固接有索鞍两端壳，所述外侧壳、所述底部壳、所述索鞍两端壳、所述原索鞍部的鞍体配合形成用于浇筑所述后浇混凝土层浇筑空间。
10.进一步的，所述底部壳底端固接有可滑动底座，所述可滑动底座包括外侧支腿和内侧支腿，所述外侧支腿位于所述内侧支腿远离所述原索鞍部的一侧，且外侧支腿下可进行顺桥向滑动，所述内侧支腿与所述原索鞍部的底座固接。
11.进一步的，所述外侧壳靠近所述原索鞍部的一侧上固接有若干内部加筋肋。
12.进一步的，两所述外侧壳上穿设有两组骑跨部拉杆组，所述原索鞍部和新索鞍部位于两所述骑跨部拉杆组之间，所述骑跨部拉杆组包括至少一个骑跨拉杆，两所述外侧壳通过所述骑跨拉杆连接。
13.进一步的，所述后浇混凝土层内预埋固定有若干新索鞍锚固螺栓，所述新索鞍部
的新索鞍底座与所述新索鞍锚固螺栓顶端固接；
14.所述新索鞍部的鞍体底端开设有卡槽，所述卡槽与所述原索鞍部的鞍体顶端嵌设卡接。
15.进一步的，还包括桥塔加固架，所述桥塔加固架顶端为设置在所述桥塔塔体顶端的桥塔顶面固定板，所述桥塔顶面固定板套设在原索鞍部的鞍体外侧，且所述桥塔顶面固定板通过外圈锚固螺栓与所述桥塔塔体固接。
16.进一步的，所述桥塔顶面固定板四个侧壁分别穿设有若干吊固长螺栓，所述桥塔塔体四个侧壁分别设置有桥塔环箍板，所述桥塔顶面固定板通过所述吊固长螺栓与所述桥塔环箍板固接，相邻两所述桥塔环箍板通过紧固长螺栓固接。
17.与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
18.1.对现有悬索桥主缆更换时，可以以现有常规索鞍为基础，仅在现有索鞍基础上进行改造，无需在更换时建立临时主缆及主梁临时支撑体系，施工方便，造价较为低廉。
19.2.在对悬索桥主缆更换时，不需特殊定制原索鞍，可以适用于目前已经建成的悬索桥梁主缆更换。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为索鞍系统的立体图；
22.图2为原索鞍部的立体图；
23.图3为桥塔加固架与桥塔塔体连接关系的立体图；
24.图4为两联动壳位置关系的立体图；
25.图5为新索鞍部的立体图；
26.其中，1、原索鞍部；2、桥塔顶面固定板；3、外圈锚固螺栓；4、桥塔塔体；5、桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔；6、桥塔环箍板；7、桥塔环箍板吊固长螺栓孔；8、桥塔环箍板紧固长螺栓孔；9、联动壳；10、骑跨拉杆；11、可滑动底座；12、外侧支腿；13、内侧支腿；14、外侧壳；15、内部加筋肋；16、底部壳；17、索鞍两端壳；18、后浇混凝土层；19、新索鞍锚固螺栓；20、新索鞍底座；21、新索鞍部；22、卡槽。
具体实施方式
27.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他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.参照图1-图5，本发明提供一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，包括：原索鞍部1，设置于桥塔塔体4上。桥塔塔体4和原索鞍部1均为常规桥梁设置。
30.骑跨部，包括一对联动壳9，原索鞍部1位于一对联动壳9之间，两联动壳9连接，联
动壳9靠近原索鞍部1的一侧与原索鞍部1外壁配合形成一浇筑空间，浇筑空间内浇筑有后浇混凝土层18。联动壳9一方面可对原索鞍部1进行支撑加固，另一方面，联动壳9可作为外侧浇筑模板使用，即原索鞍部1的鞍体外壁与联动壳9内壁配合形成一用于浇筑的封闭空间，将联动壳9安装完毕后，向该封闭空间浇筑混凝土形成后浇混凝土层18，该后浇混凝土层18可实现对新索鞍部21的支撑，同时和骑跨拉杆10一起连接固定原索鞍部1的鞍体和联动壳9。
31.新索鞍部21，骑跨在原索鞍部1上方且用于安装新主缆，新索鞍部21的底座锚杆预埋在后浇混凝土层18内。新索鞍部21固定在后浇混凝土层18顶端，同时骑跨在原索鞍部1的顶端，在新索鞍部21的鞍体底端开设有与原索鞍部1的鞍体顶端匹配的卡槽22，用于实现新索鞍部21的鞍体与原索鞍部1的鞍体的卡接固定。
32.进一步优化方案，参照图1、图2、图4，联动壳9包括一外侧壳14，外侧壳14与原索鞍部1的鞍体位置对应设置，外侧壳14倾斜设置，即外侧壳14顶端靠近原索鞍部1的鞍体，外侧壳14底端远离原索鞍部1的鞍体，使得后浇混凝土层18为底端面积大于顶端面积的结构，外侧壳14底端固接有底部壳16，外侧壳14两侧分别固接有索鞍两端壳17，外侧壳14、底部壳16、索鞍两端壳17、原索鞍部1的鞍体配合形成用于浇筑后浇混凝土层18的浇筑空间。
33.可以理解的，由于外侧壳14倾斜设置，因此通过外侧壳14、底部壳16、索鞍两端壳17、原索鞍部1配合可形成一底端和四个侧壁均存在有围挡的结构，向该围挡结构内注浆形成后浇混凝土层18。
34.其中，外侧壳14、底部壳16、索鞍两端壳17均为钢结构。
35.进一步优化方案，参照图4，底部壳16底端固接有可滑动底座11，可滑动底座11包括外侧支腿12和内侧支腿13，外侧支腿12位于内侧支腿13远离原索鞍部1的一侧，外侧支腿12与桥塔加固架顶端接触，且外侧支腿下可进行顺桥向滑动，内侧支腿13与原索鞍部1的底座固接。
36.其中，外侧支腿12用于对联动壳9进行支撑，外侧支腿12并排设置有多个，例如两个、三个、四个、五个等，外侧支腿12的实际设置数量根据实际支撑需求确定，且外侧支腿12下可进行顺桥向滑动。
37.进一步优化方案，参照图4，外侧壳14靠近原索鞍部1的一侧上固接有若干内部加筋肋15。
38.内部加筋肋15用于提高外侧壳14的强度，同时，内部加筋肋15的存在可提高外侧壳14与后浇混凝土层18的接触面积。
39.进一步的，索鞍两端壳17的高度优选高于原索鞍部1外侧的最高加筋肋，同时，后浇混凝土层18顶面为平面。
40.进一步优化方案，参照图4，两外侧壳14上穿设有两组骑跨部拉杆组，原索鞍部1和新索鞍部21位于两骑跨部拉杆组之间，骑跨部拉杆组包括至少一个骑跨拉杆10，两外侧壳14通过骑跨拉杆10连接。
41.在未浇筑后浇混凝土层18之前，通过骑跨拉杆10连接并紧固两外侧壳14。
42.具体的，两联动壳9可较桥塔顶面固定板2进行相对滑动；底部壳16通过内侧支腿13固接在原索鞍部1的底座之上。
43.进一步优化方案，参照图1、图4、图5，后浇混凝土层18内预埋固定有若干新索鞍锚
固螺栓19，新索鞍部21的新索鞍底座20与新索鞍锚固螺栓19顶端固接。在浇筑后浇混凝土层18之前，向待浇筑区域预先锚固新索鞍锚固螺栓19，待施工完毕后，进行混凝土浇筑，同时露出新索鞍锚固螺栓19顶端，将新索鞍底座20固定在新索鞍锚固螺栓19上。
44.新索鞍部21的鞍体底端开设有卡槽22，卡槽22与原索鞍部1的鞍体顶端嵌设卡接。卡槽22应当与原索鞍部1的鞍体顶端适配卡接。
45.进一步优化方案，参照图3，还包括桥塔加固架，桥塔加固架顶端为设置在桥塔塔体4顶端的桥塔顶面固定板2，桥塔顶面固定板2套设在原索鞍部1的鞍体外侧，且桥塔顶面固定板2通过外圈锚固螺栓3与桥塔塔体4固接。
46.在原有的桥塔塔体4外侧套设固定桥塔加固架，一方面对原有的桥塔塔体4进行加固，另一方面，为骑跨部提供用于支撑的平台。桥塔加固架顶端围绕在原索鞍部1的外侧，桥塔加固架不影响原索鞍部1的正常存在。
47.可以理解的，桥塔顶面固定板2通过外圈锚固螺栓3固定在桥塔塔体4顶端。
48.进一步优化方案，参照图1、图3，桥塔顶面固定板2四个侧壁分别穿设有若干吊固长螺栓，桥塔塔体4四个侧壁分别设置有桥塔环箍板6，桥塔顶面固定板2通过吊固长螺栓与桥塔环箍板6固接，相邻两桥塔环箍板6通过紧固长螺栓固接。
49.具体的，桥塔顶面固定板2上开设有若干桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔5，桥塔环箍板6顶端与桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔5对应位置开设有桥塔环箍板吊固长螺栓孔7，桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔5和桥塔环箍板吊固长螺栓孔7用于供吊固长螺栓穿过，实现桥塔顶面固定板2与桥塔环箍板的固接。
50.具体的，桥塔环箍板6侧壁开设有桥塔环箍板紧固长螺栓孔8，相邻的两桥塔环箍板6上的桥塔环箍板紧固长螺栓孔8对应并穿设有紧固长螺栓，实现相邻两桥塔环箍板6的固定。
51.进一步的，桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔5、桥塔环箍板吊固长螺栓孔7、桥塔环箍板紧固长螺栓孔8优选为长螺栓孔，方便紧固调整。
52.具体的，施工顺序如下：
53.1.先施工或已有原索鞍部1，之后将外圈锚固螺栓3钉入桥塔塔体4中。
54.2.将桥塔顶面固定板2栓接于外圈锚固螺栓3上，继而将桥塔环箍板6通过桥塔顶面固定板吊固长螺栓孔5和桥塔环箍板吊固长螺栓孔7吊在桥塔塔体4四周，然后通过桥塔环箍板紧固长螺栓孔8将桥塔环箍板6连接后环围于桥塔塔体4。
55.3.将内侧支腿13固结于原索鞍部1的底座，将外侧支腿12放置于桥塔顶面固定板2顶面。
56.4.将联动壳9在预定位置组装好，将骑跨拉杆10穿过联动壳9预制孔拉住两侧联动壳9，继而预埋新索鞍锚固螺栓19并浇筑后浇混凝土层18。
57.5.在后浇混凝土层18硬化后将新索鞍底座20固结于预埋的新索鞍锚固螺栓19上。
58.6.悬挂新的主缆并释放拆除旧主缆。
59.以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：包括：原索鞍部(1)，设置于桥塔塔体(4)上；骑跨部，包括一对联动壳(9)，所述原索鞍部(1)位于一对所述联动壳(9)之间，两所述联动壳(9)连接，所述联动壳(9)靠近所述原索鞍部(1)的一侧与所述原索鞍部(1)外壁配合形成一浇筑空间，所述浇筑空间内浇筑有后浇混凝土层(18)；新索鞍部(21)，骑跨在所述原索鞍部(1)上方且用于安装新主缆，所述新索鞍部(21)的底座锚杆预埋在所述后浇混凝土层(18)内。2.根据权利要求1所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：所述联动壳(9)包括外侧壳(14)，所述外侧壳(14)与所述原索鞍部(1)的鞍体位置对应设置，所述外侧壳(14)底端固接有底部壳(16)，所述外侧壳(14)两侧分别固接有索鞍两端壳(17)，所述外侧壳(14)、所述底部壳(16)、所述索鞍两端壳(17)、所述原索鞍部(1)的鞍体配合形成用于浇筑所述后浇混凝土层(18)浇筑空间。3.根据权利要求2所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：所述底部壳(16)底端固接有可滑动底座(11)，所述可滑动底座(11)包括外侧支腿(12)和内侧支腿(13)，所述外侧支腿(12)位于所述内侧支腿(13)远离所述原索鞍部(1)的一侧，且所述外侧支腿(12)下可进行顺桥向滑动，所述内侧支腿(13)与所述原索鞍部(1)的底座固接。4.根据权利要求2所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：所述外侧壳(14)靠近所述原索鞍部(1)的一侧上固接有若干内部加筋肋(15)。5.根据权利要求2所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：两所述外侧壳(14)上穿设有两组骑跨部拉杆组，所述原索鞍部(1)和新索鞍部(21)位于两所述骑跨部拉杆组之间，所述骑跨部拉杆组包括至少一个骑跨拉杆(10)，两所述外侧壳(14)通过所述骑跨拉杆(10)连接。6.根据权利要求1所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：所述后浇混凝土层(18)内预埋固定有若干新索鞍锚固螺栓(19)，所述新索鞍部(21)的新索鞍底座(20)与所述新索鞍锚固螺栓(19)顶端固接；所述新索鞍部(21)的鞍体底端开设有卡槽(22)，所述卡槽(22)与所述原索鞍部(1)的鞍体顶端嵌设卡接。7.根据权利要求1所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：还包括桥塔加固架，所述桥塔加固架顶端为设置在所述桥塔塔体(4)顶端的桥塔顶面固定板(2)，所述桥塔顶面固定板(2)套设在原索鞍部(1)的鞍体外侧，且所述桥塔顶面固定板(2)通过外圈锚固螺栓(3)与所述桥塔塔体(4)固接。8.根据权利要求7所述的用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，其特征在于：所述桥塔顶面固定板(2)四个侧壁分别穿设有若干吊固长螺栓，所述桥塔塔体(4)四个侧壁分别设置有桥塔环箍板(6)，所述桥塔顶面固定板(2)通过所述吊固长螺栓与所述桥塔环箍板(6)固接，相邻两所述桥塔环箍板(6)通过紧固长螺栓固接。

技术总结
本发明属于桥梁建筑技术领域，公开一种用于悬索桥主缆更换的索鞍系统，包括：原索鞍部，设置于桥塔塔体上；骑跨部，包括一对联动壳，原索鞍部位于一对联动壳之间，两联动壳连接，联动壳靠近原索鞍部的一侧与原索鞍部外壁配合形成一浇筑空间，浇筑空间内浇筑有后浇混凝土层；新索鞍部，骑跨在原索鞍部上方且用于安装新主缆，新索鞍部的底座锚杆预埋在后浇混凝土层内；联动壳的外侧壳两侧分别固接有索鞍两端壳，且其外侧壳、底部壳、索鞍两端壳、原索鞍部的鞍体配合形成用于浇筑后浇混凝土层浇筑空间。本发明能够实现对主缆进行更换时，不需要建立临时主缆及主梁临时支撑体系，以及不需要特殊定制原索鞍，降低施工难度和施工成本。降低施工难度和施工成本。降低施工难度和施工成本。


技术研发人员：邓凯 汪劭祎 孙平宽 张文学 汪群
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/24