本发明公开了一种单主缆悬索桥，包括主缆(1)和钢箱梁，所述的主缆(1)采用多组斜吊杆(2)与所述的钢箱梁的中部连接，即所述的斜吊杆(2)的两端通过下端锚头(8)与所述的钢箱梁连接，所述的斜吊杆(2)通过索夹(9)骑跨或销接于所述的主缆(1)上，所述的斜吊杆(2)在纵桥向立面投影竖直，在横桥向立面投影倾斜，所述的斜吊杆(2)的横桥向投影对称于所述的主缆(1)所在纵桥向立面。钢箱梁分为两箱，通过横梁连接。本发明具有整体抗扭刚度强、抗风性能好、节约钢材、维护方便等优点。
1.一种单主缆悬索桥，包括主缆(1)和钢箱梁，其特征在于：所述的主缆(1)采用多组斜吊杆(2)与所述的钢箱梁的中部连接，即所述的斜吊杆(2)的两端通过下端锚头(8)与所述的钢箱梁连接，所述的斜吊杆(2)通过索夹(9)骑跨或销接于所述的主缆(1)上，所述的斜吊杆(2)在纵桥向立面投影竖直，在横桥向立面投影倾斜，所述的斜吊杆(2)的横桥向投影对称于所述的主缆(1)所在纵桥向立面。
2.根据权利要求1所述的单主缆悬索桥，其特征在于：所述的斜吊杆(2)的纵桥向间距取为8m～16m，所述的斜吊杆(2)的下端锚头(8)横桥向间距取为6m～12m，所述的斜吊杆(2)与水平面的夹角范围处于45°～75°之间。
3.根据权利要求1或2所述的单主缆悬索桥，其特征在于：所述的钢箱梁由二组分离钢箱梁(3)和箱形钢横梁(7)组成，二组所述的分离钢箱梁(3)对称连接于所述的箱形钢横梁(7)的两侧，所述的斜吊杆(2)连接于所述的箱形钢横梁(7)上。
4.根据权利要求3所述的单主缆悬索桥，其特征在于：所述的分离钢箱梁(3)包括钢箱底板(10)、钢箱斜腹板(11)、钢箱直腹板(12)、钢箱顶板(13)、钢箱闭口加劲肋(14)和钢箱开口加劲肋(15)，所述的钢箱底板(10)、钢箱斜腹板(11)、钢箱直腹板(12)、钢箱顶板(13)焊接为封闭箱室，所述的钢箱闭口加劲肋(14)设在所述的钢箱顶板(13)上，所述的钢箱开口加劲肋(15)设在所述的钢箱底板(10)、钢箱斜腹板(11)和钢箱直腹板(12)的内侧；所述的箱形钢横梁(7)包括横梁底板(16)、横梁腹板(17)、横梁顶板(18)和横梁加劲肋(19)，所述的横梁底板(16)、横梁腹板(17)、横梁顶板(18)焊接为封闭箱室，所述的横梁加劲肋(19)设在由所述的横梁底板(16)、横梁腹板(17)、横梁顶板(18)焊接的封闭箱室的内侧，所述的分离钢箱梁(3)的钢箱直腹板(12)与箱形钢横梁(7)的分离钢箱梁(3)连接。
5.根据权利要求3所述的单主缆悬索桥，其特征在于：所述的箱形钢横梁(7)的长度为6m～12m，所述的箱形钢横梁(7)沿纵桥向的中心间距与所述的斜吊杆(2)纵向间距成倍数关系。
一种单主缆悬索桥
技术领域
[0001] 本发明涉及一种桥梁，尤其涉及一种单主缆悬索桥。
背景技术
[0002] 随着我国交通基础设施建设的快速发展，各种桥梁作为道路交通的重要组成部分，正在被频繁地修建。当前，国内外单主缆悬索桥吊杆的形式，纵桥向有直吊杆和斜吊杆两种，横桥向也有直吊杆和斜吊杆两种。但横桥向斜吊杆锚固于钢箱梁外侧，在桥跨中间区段因斜吊杆侵入建筑界限，只能布置直吊杆，从而使桥跨中间区段抗扭刚度很低。对于单主缆悬索桥这种柔性体系的桥梁，提高结构的抗扭刚度是影响桥梁设计和施工建造的关键因素。另一方面，单主缆悬索桥在横桥向中央布置桥塔和吊杆，如果采用整体式钢箱加劲梁，则形成大片空置区域，耗费钢材，加重桥梁自重。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种整体抗扭刚度强、抗风性能好、节约钢材、维护方便的单主缆悬索桥。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出的单主缆悬索桥，包括主缆和钢箱梁，所述的主缆采用多组斜吊杆与所述的钢箱梁的中部连接，即所述的斜吊杆的两端通过下端锚头与所述的钢箱梁连接，所述的斜吊杆的中间通过索夹骑跨或销接于所述的主缆上，所述的斜吊杆在纵桥向立面投影竖直，在横桥向立面投影倾斜，所述的斜吊杆的横桥向投影对称于所述的主缆所在纵桥向立面。
[0005] 上述技术方案中，吊杆纵桥向间距取为8m～16m，斜吊杆的下端锚头横桥向间距取为6m～12m，由于沿纵桥向下端锚头间距不变，主缆与钢箱横梁竖直距离不断变化，从而使斜吊杆与水平面的夹角变化，该夹角从桥塔往跨中方向逐渐减小。为使斜吊杆拉力处于合理水平，该夹角变化范围处于45°～75°之间。该情形下不仅斜吊杆受力较为均匀，结构的抗扭能力也最优。
[0006] 作为一个总的技术构思，本发明提供的抗风性能良好的钢箱梁由二组分离钢箱梁和箱形钢横梁组成，二组所述的分离钢箱梁对称连接于所述的箱形钢横梁的两侧，所述的斜吊杆连接于所述的箱形钢横梁上。
[0007] 所述的分离钢箱梁包括钢箱底板、钢箱斜腹板、钢箱直腹板、钢箱顶板、钢箱闭口加劲肋和钢箱开口加劲肋，所述的钢箱底板、钢箱斜腹板、钢箱直腹板、钢箱顶板焊接为封闭箱室，所述的钢箱闭口加劲肋设在所述的钢箱顶板上，所述的钢箱开口加劲肋设在所述的钢箱底板、钢箱斜腹板和钢箱直腹板的内侧；所述的箱形钢横梁包括横梁底板、横梁腹板、横梁顶板和横梁加劲肋，所述的横梁底板、横梁腹板、横梁顶板焊接为封闭箱室，所述的横梁加劲肋设在由所述的横梁底板、横梁腹板、横梁顶板焊接的封闭箱室的内侧，所述的分离钢箱梁的钢箱直腹板与箱形钢横梁的分离钢箱梁连接。
[0008] 上述分离的钢箱梁间距，即箱形钢横梁长度，取为6m～12m。箱形钢横梁沿纵桥向的中心间距与斜吊杆纵向间距成倍数关系。该情形下箱形钢横梁能满足对钢箱梁的连接和布置桥塔的要求，达到节省材料和满足设计要求的目的。
[0009] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的横桥向斜吊杆，能极大地增加结构的抗扭刚度，而分离式钢箱加劲梁不仅节省钢材，还具有良好的抗风性能。首先，结构的抗扭是单主缆悬索桥设计的关键，现有技术中，桥跨中间区段吊杆在横桥向竖直面投影均为竖直杆，结构完全依靠加劲梁抗扭，而加劲梁抗扭刚度由桥塔向跨中逐渐减小，在跨中最小，这使现有技术在抗扭方面存在明显不足。如图5所示，本发明的横桥向斜吊杆，当加劲梁上存在由施工或者汽车偏载产生的扭矩时，吊杆内力F1和偏载P对下端锚固点C产生扭矩，钢箱梁和桥面铺装恒载重力G对点C产生抵抗扭矩。随着偏载增大，吊杆内力F1减小，在最不利情况下，吊杆内力F1减小至零，对下端锚固点C的扭矩全部由偏载P产生。以双向六车道为例，恒载G与偏载P的比值约为3.0～5.0，最不利偏载情况下力臂之比约为1/3.5，因此，恒载G形成的抵抗扭矩能平衡大部分甚至全部内力F1和偏载P产生的扭矩，使结构抗扭能力大幅提高。其次，本发明分离式钢箱加劲梁用钢量减少，抗风性能好。与整体式钢箱梁相比，分离区节省的钢材是相当可观的，这不仅减轻了桥梁自重，分离区形成的开口还成为空气流通路径，能有效提高抗风性能。
附图说明
[0010] 图1为本发明的主视图；
[0011] 图2为本发明的俯视图；
[0012] 图3为图1中A-A处的剖面图；
[0013] 图4为图3中B-B处的剖面图；
[0014] 图5为本发明抗扭示意图；
[0015] 图例说明：
[0016] 1、主缆 2、斜吊杆
[0017] 3、分离式钢箱加劲梁 4、桥塔
[0018] 5、承台 6、桩基础
[0019] 7、钢箱横梁 8、下端锚头
[0020] 9、索夹 10、钢箱梁底板
[0021] 11、钢箱梁斜腹板 12、钢箱梁竖腹板
[0022] 13、钢箱梁顶板 14、钢箱梁闭口加劲肋
[0023] 15、钢箱梁开口加劲肋 16、横梁底板
[0024] 17、横梁腹板 18、横梁顶板
[0025] 19、横梁加劲肋
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[0027] 如图1、图2和图3所示，主缆1设在桥塔4上，桥塔4设在承台5上，承台5设在桩基础6上，二组分离钢箱梁3对称连接于箱形钢横梁7的两侧，分离钢箱梁3包括钢箱底板10、钢箱斜腹板11、钢箱直腹板12、钢箱顶板13、钢箱闭口加劲肋14和钢箱开口加劲肋15，钢箱底板10、钢箱斜腹板11、钢箱直腹板12、钢箱顶板13焊接为封闭箱室，钢箱闭口加劲肋14设在钢箱顶板13上，钢箱开口加劲肋15设在钢箱底板10、钢箱斜腹板11和钢箱直腹板12的内侧；箱形钢横梁7包括横梁底板16、横梁腹板17、横梁顶板18和横梁加劲肋
19，横梁底板16、横梁腹板17、横梁顶板18焊接为封闭箱室，横梁加劲肋19设在由横梁底板16、横梁腹板17、横梁顶板18焊接的封闭箱室的内侧，分离钢箱梁3的钢箱直腹板12与箱形钢横梁7的分离钢箱梁3连接，箱形钢横梁7的长度为6m～12m，箱形钢横梁7沿纵桥向的中心间距与斜吊杆2纵向成倍数关系；主缆1采用多组斜吊杆2与箱形钢横梁7的连接，即斜吊杆2的两端通过下端锚头8与箱形钢横梁7连接，斜吊杆2的中间通过索夹9骑跨或销接于主缆1上，斜吊杆2在纵桥向立面投影竖直，在横桥向立面投影倾斜，斜吊杆
2的横桥向投影对称于主缆1所在纵桥向立面，斜吊杆2的纵桥向间距取为8m～16m，斜吊杆2的下端锚头8在横桥向间距取为6m～12m，斜吊杆2与水平面的夹角范围处于45°～
75°之间。
[0028] 本具体实施方式中的单主缆斜吊杆分离式钢箱加劲梁悬索桥施工步骤为：
[0029] 步骤1：如图1所示，首先进行桩基6的施工，然后进行承台5的施工，再进行桥塔4的施工；
[0030] 步骤2：如图1所示，完成桥塔4施工后，进行主缆1的施工；
[0031] 步骤3：如图3、图4所示，在主缆1施工阶段可同时在工厂进行分离式钢箱梁3和箱形钢横梁7节段的焊接，以及横桥向斜吊杆2的制作；
[0032] 步骤4：主缆1施工完毕后，安装横桥向斜吊杆2，以索夹9固定斜吊杆2，防止斜吊杆2在索夹9内发生滑动。然后吊装由分离钢箱梁3和箱形钢横梁7组成的钢箱梁节段，将钢箱梁节段锚固于斜吊杆2下端，钢箱梁节段之间采取临时铰接，以便后续阶段调整钢箱梁线形；
[0033] 步骤5：全部钢箱梁吊装完毕后，调整其线形，改钢箱梁节段之间的临时铰接为永久焊接，完成附属工程及桥面铺装，达到成桥状态。
[0034] 上述单主缆斜吊杆分离式钢箱加劲梁悬索桥的施工建造，并不增加常规施工方法难度，相反能提高钢箱加劲梁施工阶段的稳定性，减少施工时的临时支撑设施，达到降低施工成本的效果。
