本发明公开了一种悬索桥更换主缆用的连接结构，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构及吊索连接结构；所述锚碇连接结构包括原索股连接板、新索股连接板；所述索鞍连接结构包括底座、位于底座上方的新鞍体；所述吊索连接结构包括扣合在新主缆上的新索夹、与新索夹下端安装有上扁担梁、与上扁担梁通过张拉杆连接的下扁担梁。本发明公开的一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及施工方法，施工过程中不影响桥梁通车；在保证悬索桥缆索系统结构安全情况下，解决传统悬索桥主缆难以更换的弊病。
1.一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构及吊索连接结构；
其中，所述锚碇连接结构包括原索股连接板、新索股连接板；原索股连接板设有贯穿其上下端面的拉杆孔；所述新索股连接板中间段位于原索股连接板上方，且设有与原索股连接板的拉杆孔相对应的第一拉杆孔；所述新索股连接板两端位于原索股连接板的两侧，并设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔；所述新索股连接板上方设有限位螺母，所述限位螺母与贯穿拉杆孔和第一拉杆孔的第一拉杆通过螺纹连接；
所述索鞍连接结构包括底座、位于底座上方的新鞍体；所述底座的顶面或新鞍体的底面中的一个设有沿新鞍体鞍槽方向的凹槽结构，所述底座的顶面或新鞍体的底面中的另一个设有与凹槽结构相配合的凸起结构，所述新鞍体与底座在外力作用下沿凹槽结构方向发生相对移动；
所述吊索连接结构包括扣合在新主缆上的新索夹、安装在新索夹下端的上扁担梁、与上扁担梁通过张拉杆连接的下扁担梁；所述张拉杆一端锚固于上扁担梁或下扁担梁中的一个，另一端贯穿上扁担梁或下扁担梁中的另一个，且设有张拉装置；所述下扁担梁安装在吊索上端锚具上。
2.一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构及吊索连接结构；
其中，所述锚碇连接结构包括原索股连接板、新索股连接板；原索股连接板设有贯穿其上下端面的拉杆孔；所述新索股连接板中间段位于原索股连接板上方，且设有与原索股连接板的拉杆孔相对应的第一拉杆孔；所述新索股连接板两端位于原索股连接板的两侧，并设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔；所述新索股连接板上方设有限位螺母，所述限位螺母与贯穿拉杆孔和第一拉杆孔的第一拉杆通过螺纹连接；
所述索鞍连接结构包括底座、位于底座上方的新鞍体；所述底座的顶面或新鞍体的底面中的一个设有沿新鞍体鞍槽方向的凹槽结构，所述底座的顶面或新鞍体的底面中的另一个设有与凹槽结构相配合的凸起结构，所述新鞍体与底座在外力作用下沿凹槽结构方向发生相对移动；
所述吊索连接结构包括扣合在新主缆上的转换索夹、吊索索力转换装置；所述吊索索力转换装置包括张拉装置、张拉杆、索力转换拉索、连接拉杆和位于原主缆与梁端耳板之间的支撑平板；所述索力转换拉索一端通过第一连接拉杆、第一连接拉杆螺母与支撑平板的一端连接，另一端跨过转换索夹通过第二连接拉杆、第二连接拉杆螺母与支撑平板的另一端连接；所述张拉杆贯穿支撑平板、张拉装置，且一端与梁端耳板连接、另一端设有张拉螺母；所述张拉装置位于张拉螺母和支撑平板之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述第一拉杆包括带有螺纹的锁紧拉杆、短拉杆、拉杆连接套，所述拉杆连接套两端分别与短拉杆、锁紧拉杆的一端连接；所述锁紧拉杆的另一端贯穿原索股连接板、新索股连接板，并通过螺纹与第一锁紧螺母连接，所述限位螺母与锁紧拉杆螺纹连接，用于压紧原索股连接板、新索股连接板；所述短拉杆的另一端与原索股锚头连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述索鞍连接结构还包括滑动装置，所述滑动装置固定连接至凹槽结构内。
5.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述索鞍连接结构还包括滑动装置，所述滑动装置位于凹槽结构与凸起结构之间。
6.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述索鞍连接结构用于主索鞍和散索鞍。
7.根据权利要求1所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述新索夹下端通过销轴连接叉耳，所述叉耳设有反力台阶，所述上扁担梁为哈弗式结构，并与反力台阶的上端面相卡合。
8.根据权利要求1所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述下扁担梁为哈弗式结构，与吊索上端锚具的锚杯端面相配合。
9.根据权利要求1所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述张拉装置包括依次套设在张拉杆端部的撑脚、千斤顶和张拉螺母，所述张拉螺母通过螺纹与张拉杆连接。
10.根据权利要求2所述的一种悬索桥更换主缆用的连接结构，其特征在于，所述张拉装置包括依次套设在张拉杆上的撑脚、千斤顶，所述撑脚一端抵住支撑平板、另一端抵住千斤顶的一端，所述千斤顶的另一端抵住张拉螺母。
11.一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，包括采用权利要求1、3至9中任意一项所述连接结构，所述固定结构包括锚碇结构、索鞍结构和吊索结构，锚碇结构包括锚固于锚孔的新索股锚头，新索股锚头用于锚固新主缆索股；索鞍结构包括原索鞍，所述底座位于原索鞍顶部且与原索鞍连接；吊索结构包括在吊索与新索夹之间依次连接下拉杆、调节套筒和上拉杆，所述调节套筒的两端分别通过第一螺纹和第二螺纹与上拉杆和下拉杆连接，其中，所述第一螺纹和第二螺纹方向相反。
12.一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，包括采用权利要求2至6、10中任意一项所述连接结构，所述固定结构包括锚碇结构、索鞍结构和吊索结构，锚碇结构包括锚固于锚孔的新索股锚头，新索股锚头用于锚固新主缆索股；索鞍结构包括原索鞍，所述底座位于原索鞍顶部且与原索鞍连接；吊索结构包括扣合在新主缆上的新索夹、与梁端连接的梁端耳板及钢丝绳拉索，所述钢丝绳拉索骑跨过新索夹，两端分别与梁端耳板连接。
13.根据权利要求11或12所述的一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，所述锚碇结构还包括贯穿锚孔的第二拉杆、与第二拉杆底端连接的第二锁紧螺母，第二拉杆顶端连接的新索股锚头；所述第二锁紧螺母卡在锚孔端部。
14.根据权利要求11或12所述的一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，所述新索股锚头为承压式索股锚头，所述锚孔为向新索股连接板两端开口的形状，承压式索股锚头卡在锚孔底端。
15.根据权利要求11或12所述的一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，所述新索股锚头为螺纹调节索股锚头，螺纹调节索股锚头一端贯穿锚孔并与第三锁紧螺母通过螺纹连接，所述第三锁紧螺母卡接于锚孔底端。
16.根据权利要求11或12所述的一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，所述原索鞍与凸台设有对应的原索鞍拉杆孔、底座拉杆孔，底座通过拉杆与原索鞍连接。
17.根据权利要求11或12所述的一种悬索桥更换主缆用的固定结构，其特征在于，所述底座的底面为圆弧形结构，与原索鞍顶部相配合；所述底座设有凸台，所述凸台嵌入原索鞍的鞍槽。
18.一种悬索桥更换主缆用的新主缆系统，其特征在于，包括安装了权利要求1至10中任意一项所述连接结构的新主缆。
19.一种悬索桥更换主缆的施工方法，其特征在于，包括权利要求11所述悬索桥更换主缆用的固定结构，包括以下步骤：A)索鞍连接结构的安装，其中包括主索鞍连接结构及散索鞍连接结构；
C)主缆的架设，包括牵引主缆索股，主缆索股在锚碇处的锚固和主缆索股在主索鞍及散索鞍处入鞍；
D)主缆的紧缆，将架设完成的索股群制成圆形，并达到所规定的空隙率；
F)新旧缆索体系转换，通过吊索连接结构拆除原主缆索夹和吊索，待全桥新吊索与原吊索索力转换完成后，拆除原主缆；安装吊索结构，并进行新吊索与临时转换装置之间的索力转换，索力转换完成后，拆除吊索索力转换装置。
20.根据权利要求19所述的一种悬索桥更换主缆的施工方法，其特征在于，步骤B还包括：B1)测量原索股连接板上的原主缆索股的索力，再将原主缆索股拆下；
B2)安装新索股连接板、限位螺母，通过限位螺母限制其第一方向的运动；
B5)安装新索股锚头，并通过锚孔与新索股连接板连接。
21.根据权利要求20所述的一种悬索桥更换主缆的施工方法，其特征在于，当第一拉杆包括锁紧拉杆、短拉杆、拉杆连接套时，其中，步骤B1还包括：拆下原拉杆及其组件；步骤B2还包括：安装第一拉杆及其组件；步骤B3还包括：在锁紧拉杆上端安装短拉杆，并通过拉杆连接套与短拉杆的一端连接,将短拉杆的另一段连接至原锚头。
22.根据权利要求19所述的一种悬索桥更换主缆的施工方法，其特征在于，步骤F还包括：F1)旧索夹的拆卸，通过张拉装置对吊索进行张拉，解除旧索夹与吊索之间的拉力，拆除原主缆上的旧索夹；
F3)拆卸原主缆，全桥的吊索完成张拉后，进行原主缆的拆除；
F4)吊索的加长，在吊索上依次安装下拉杆、调节套筒和上拉杆；
一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及
施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种悬索桥主缆连接结构，尤其涉及一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及施工方法。
背景技术
[0002] 目前不少悬索桥主缆结构出现了锈蚀、腐化和断丝等病害，随着服役年限的增加，悬索桥的病害将会陆续出现。主缆是悬索桥的生命线,是悬索桥中最重要的受力构件，承担了全桥上部结构所有的静载和动载。为了保证桥梁的安全，更换主缆的技术研究迫在眉睫。目前，更换主缆需要停止交通，逐一部件更换，在整个更换过程中，存在加劲梁结构变形风险大、新旧主缆体系转换难度高、新主缆索鞍和散索鞍结构设计难以及锚碇处如何实现主缆索股锚固转换等难题。因此，亟需一种可实现悬索桥主缆更换的结构及实施方法，来解决悬索桥主缆结构更换的难题。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及施工方法，旨在解决更换主缆施工中，在原有结构的基础上如何改进得出新主缆锚固用的锚碇结构、在原有吊索结构上改进得出新主缆的吊索结构、在原有索鞍的基础上改进得出新主缆的索鞍结构；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。
[0004] 本发明采取以下技术方案实现上述目的：
[0005] 一种悬索桥更换主缆用的连接结构，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构及吊索连接结构；其中，所述锚碇连接结构包括原索股连接板、新索股连接板；原索股连接板设有贯穿其上下端面的拉杆孔；所述新索股连接板中间段位于原索股连接板上方，且设有与原索股连接板的拉杆孔相对应的第一拉杆孔；所述新索股连接板两端位于原索股连接板的两侧，并设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔；所述新索股连接板上方设有限位螺母，所述限位螺母与贯穿拉杆孔和第一拉杆孔的第一拉杆通过螺纹连接；能够在原有锚碇结构的基础上通过锚定连接结构得出用于锚碇新主缆的锚碇结构；
[0006] 所述索鞍连接结构包括底座、位于底座上方的新鞍体；所述底座的顶面或新鞍体的底面中的一个设有沿新鞍体鞍槽方向的凹槽结构，所述底座的顶面或新鞍体的底面中的另一个设有与凹槽结构相配合的凸起结构，所述新鞍体与底座在外力作用下沿凹槽结构方向发生相对移动；
[0007] 所述吊索连接结构包括扣合在新主缆上的新索夹、与新索夹下端安装有上扁担梁、与上扁担梁通过张拉杆连接的下扁担梁；所述张拉杆一端锚固于上扁担梁或下扁担梁中的一个，另一端贯穿上扁担梁或下扁担梁中的另一个，且设有张拉装置；所述下扁担梁安装在吊索上端锚具上；能够在原有吊索基础上通过吊索连接结构得出用于新主缆的吊索并实现索力转换；
[0008] 另一技术方案，一种悬索桥更换主缆用的连接结构，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构及吊索连接结构；
[0009] 其中，所述锚碇连接结构包括原索股连接板、新索股连接板；原索股连接板设有贯穿其上下端面的拉杆孔；所述新索股连接板中间段位于原索股连接板上方，且设有与原索股连接板的拉杆孔相对应的第一拉杆孔；所述新索股连接板两端位于原索股连接板的两侧，并设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔；所述新索股连接板上方设有限位螺母，所述限位螺母与贯穿拉杆孔和第一拉杆孔的第一拉杆通过螺纹连接；能够在原有锚碇结构的基础上通过锚定连接结构得出用于锚碇新主缆的锚碇结构；
[0010] 所述索鞍连接结构包括底座、位于底座上方的新鞍体；所述底座的顶面或新鞍体的底面中的一个设有沿新鞍体鞍槽方向的凹槽结构，所述底座的顶面或新鞍体的底面中的另一个设有与凹槽结构相配合的凸起结构，所述新鞍体与底座在外力作用下沿凹槽结构方向发生相对移动；
[0011] 所述吊索连接结构包括扣合在新主缆上的转换索夹、吊索索力转换装置；所述吊索索力转换装置包括张拉装置、张拉杆、索力转换拉索、连接拉杆和位于原主缆与梁端耳板之间的支撑平板；所述索力转换拉索一端通过第一连接拉杆、第一连接拉杆螺母与支撑平板的一端连接，另一端跨过转换索夹通过第二连接拉杆、第二连接拉杆螺母与支撑平板的另一端连接；所述张拉杆贯穿支撑平板、张拉装置，且一端与梁端耳板连接、另一端设有张拉螺母；所述张拉装置位于张拉螺母和支撑平板之间；能够在原有吊索基础上通过吊索连接结构得出用于新主缆的吊索并实现索力转换；
[0012] 进一步的技术方案为，第一拉杆包括带有螺纹的锁紧拉杆、短拉杆、拉杆连接套，所述拉杆连接套两端分别与短拉杆、锁紧拉杆的一端连接；所述锁紧拉杆的另一端贯穿原索股连接板、新索股连接板，并通过螺纹与第一锁紧螺母连接，所述限位螺母与锁紧拉杆螺纹连接，用于压紧原索股连接板、新索股连接板；所述短拉杆的另一端与原索股锚头连接。
[0013] 进一步的技术方案为，所述索鞍连接结构还包括滑动装置，滑动装置固定连接至凹槽结构内。
[0014] 进一步的技术方案为，所述索鞍连接结构还包括滑动装置，所述滑动装置位于凹槽结构与凸起结构之间。
[0015] 进一步的技术方案为，索鞍连接结构用于主索鞍和散索鞍。
[0016] 进一步的技术方案为，新索夹下端通过销轴连接叉耳，所述叉耳设有反力台阶，所述上扁担梁为哈弗式结构，并与反力台阶的上端面相卡合。
[0017] 进一步的技术方案为，下扁担梁为哈弗式结构，与吊索上端锚具的锚杯端面相配合。
[0018] 进一步的技术方案为，张拉装置包括依次套设在张拉杆端部的撑脚、千斤顶和张拉螺母，所述张拉螺母通过螺纹与张拉杆连接。
[0019] 进一步的技术方案为，张拉装置包括依次套设在张拉杆上的撑脚、千斤顶，所述撑脚一端抵住支撑平板、另一端抵住千斤顶的一端，所述千斤顶的另一端抵住张拉螺母。
[0020] 一种悬索桥更换主缆用的固定结构，包括采用上述连接结构，所述固定结构包括锚碇结构、索鞍结构和吊索结构，锚碇结构包括锚固于锚孔的新索股锚头，新索股锚头用于锚固新主缆索股；索鞍结构包括原索鞍，所述底座位于原索鞍顶部且与原索鞍连接；吊索结构包括在吊索与新索夹之间依次连接下拉杆、调节套筒和上拉杆，所述调节套筒的两端分别通过第一螺纹和第二螺纹与上拉杆和下拉杆连接，其中，所述第一螺纹和第二螺纹方向相反。
[0021] 一种悬索桥更换主缆用的固定结构，包括采用上述连接结构，所述固定结构包括锚碇结构、索鞍结构和吊索结构，锚碇结构包括锚固于锚孔的新索股锚头，新索股锚头用于锚固新主缆索股；索鞍结构包括原索鞍，所述底座位于原索鞍顶部且与原索鞍连接；吊索结构包括扣合在新主缆上的新索夹、与梁端连接的梁端耳板、及钢丝绳拉索，所述钢丝绳拉索骑跨过新索夹，两端分别与梁端耳板连接。
[0022] 进一步的技术方案为，锚碇结构还包括贯穿锚孔的第二拉杆、与第二拉杆底端连接的第二锁紧螺母，第二拉杆顶端连接的新索股锚头；所述第二锁紧螺母卡在锚孔端部。
[0023] 进一步的技术方案为，新索股锚头为承压式索股锚头，所述锚孔为向新索股连接板两端开口的形状，承压式索股锚头卡在锚孔底端。
[0024] 进一步的技术方案为，新索股锚头为螺纹调节索股锚头，螺纹调节索股锚头一端贯穿锚孔并与第三锁紧螺母通过螺纹连接，所述第三锁紧螺母卡接于锚孔底端。
[0025] 进一步的技术方案为，底座的底面为圆弧形结构，与原索鞍顶部相配合；所述底座设有凸台，所述凸台嵌入原索鞍的鞍槽。
[0026] 进一步的技术方案为，原索鞍与凸台设有对应的原索鞍拉杆孔、底座拉杆孔，底座通过拉杆与原索鞍连接。
[0027] 一种悬索桥更换主缆用的新主缆系统，包括安装了上述连接结构的新主缆。
[0028] 进一步的技术方案为，一种悬索桥更换主缆的施工方法，包括权利要求悬索桥更换主缆用的固定结构，包括以下步骤：
[0029] A)索鞍连接结构的安装，其中包括主索鞍连接结构及散索鞍连接结构；
[0030] B)锚碇连接结构的安装；
[0031] C)主缆的架设，包括牵引主缆索股，主缆索股在锚碇处的锚固和主缆索股在索鞍及散索鞍处入鞍；
[0032] D)主缆的紧缆，将架设完成的索股群制成圆形，并达到所规定的空隙率；
[0033] E)吊索连接结构的安装；
[0034] F)新旧缆索体系转换，通过吊索连接结构拆除原主缆索夹和吊索，待全桥新吊索与原吊索索力转换完成后，拆除原主缆；安装吊索结构，并进行新吊索与临时转换装置之间的索力转换，索力转换完成后，拆除吊索索力转换装置。
[0035] 进一步的技术方案为，步骤B还包括：
[0036] B1)测量原索股连接板上的原主缆索股的索力，再将原主缆索股拆下；
[0037] B2)安装新索股连接板、限位螺母，通过限位螺母限制其第一方向的运动；
[0038] B3)将原主缆索股的原锚头连接至第一拉杆；
[0039] B4)张拉调节索力与原索力一样；
[0040] B5)安装新索股锚头，并通过锚孔与新索股连接板连接。
[0041] 进一步的技术方案为，当第一拉杆包括锁紧拉杆、短拉杆、拉杆连接套时，其中，步骤B1还包括：拆下原拉杆及其组件；步骤B2还包括：安装第一拉杆及其组件；步骤B3还包括：在锁紧拉杆上端安装短拉杆，并通过拉杆连接套与短拉杆的一端连接,将短拉杆的另一段连接至原锚头。
[0042] 进一步的技术方案为，步骤F还包括：
[0043] F1)旧索夹的拆卸，通过张拉装置对吊索进行张拉，解除旧索夹与吊索之间的拉力，拆除原主缆上的旧索夹；
[0044] F2)吊索的张拉，当吊索达到索力要求时锁定；
[0045] F3)拆卸原主缆，全桥的吊索完成张拉后，进行原主缆的拆除；
[0046] F4)吊索的加长，在吊索上依次安装下拉杆、调节套筒和上拉杆；
[0047] F5)加长的吊索张拉，直至满足索力要求；
[0048] F6)临时转换装置的拆除。
[0049] 本发明的工作原理为：
[0050] 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。本发明采用上述连接结构、固定结构更换悬索桥的主缆，第一步，在原桥主缆(即原主缆)的上方架设新主缆，新主缆的两端分别与原锚碇结构通过锚碇连接结构连接，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；第二步，在原散索鞍和原主索鞍的基础上改进散索鞍和主索鞍结构，改进和安装过程中，原散索鞍和原主索鞍也保持原有的功能和受力；第三步，在原吊索的结构基础上对其进行逐一改进，将原吊索作用在原主缆上的索力转移至新主缆上，索力转移过程中，原主缆保持原有的功能和受力，待索力转移完成后，拆除原主缆及其组件；本发明所述的连接结构、固定结构能够在不影响原桥(原主缆、原锚碇系统、原散索鞍、原主索鞍、原吊索)正常使用的情况下更换主缆及其所需的锚碇结构、索鞍结构、吊索结构等。
[0051] 本发明的有益效果是：
[0052] 本发明提供的一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及施工方法，锚碇系统、索鞍系统、吊索系统均为逐一更换，且在原主缆继续受力的情况下施工，故施工过程中不影响桥梁通车；在保证悬索桥缆索系统结构安全情况下，解决传统悬索桥主缆难以更换的弊病；更换主缆的实现方法安全可靠，施工简单可行，保证了在主缆更换期间以及主缆更换之后，桥梁的整体结构都稳固持久和安全可靠。
附图说明
[0053] 图1为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构的锚固结构示意图。
[0054] 图2为：本发明所述悬索桥更换主缆用连接结构的新索股连接板示意图。
[0055] 图3为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构采用锁紧拉杆的锚固结构示意图。
[0056] 图4为：本发明所述悬索桥更换主缆用连接结构的带有避让孔的新索股连接板示意图。
[0057] 图5为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构采用承压式索股锚头的锚固结构示意图。
[0058] 图6为：本发明所述悬索桥更换主缆用连接结构的承压式索股锚头的新索股连接板示意图。
[0059] 图7为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构采用螺纹调节索股锚头的锚固结构示意图。
[0060] 图8为：本发明所述悬索桥更换主缆用连接结构的螺纹调节索股锚头的新索股连接板示意图。
[0061] 图9为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构的吊索结构示意图。
[0062] 图10为：本发明所述悬索桥更换主缆用新吊索结构示意图。
[0063] 图11为：本发明所述悬索桥更换主缆用主索鞍结构示意图。
[0064] 图12为：本发明所述悬索桥更换主缆用主索鞍剖视图。
[0065] 图13为：本发明所述悬索桥更换主缆用主索鞍的新鞍体、底座结构示意图。
[0066] 图14为：本发明所述悬索桥更换主缆用主索鞍的新鞍体、底座剖视图。
[0067] 图15为：本发明所述悬索桥更换主缆用散索鞍结构示意图。
[0068] 图16为：本发明所述悬索桥更换主缆用散索鞍剖视图。
[0069] 图17为：本发明所述悬索桥更换主缆用散索鞍的新鞍体、底座结构示意图。
[0070] 图18为：本发明所述悬索桥更换主缆用散索鞍的新鞍体、底座剖视图。
[0071] 图19为：本发明所述悬索桥更换主缆用固定结构的吊索转换结构示意图。
[0072] 图20为：本发明所述悬索桥更换主缆用新钢丝绳吊索结构示意图。
[0073] 图21为：本发明所述一种悬索桥原索股连接板结构示意图。
[0074] 图22为：本发明所述待转换的螺母锚杯承压式吊索结构示意图。
[0075] 图中：
[0076] 11、原索股连接板；1101、原索股锚头；115、预应力锚具的锚头；12、新索股连接板；120、限位螺母；1201、新索股锚头；1202、承压式索股锚头；1203、螺纹调节索股锚头；1204、第三锁紧螺母；1210、第一拉杆孔；1220、锚孔；1230、避让孔；131、原拉杆；1310、第一锁紧螺母；132、锁紧拉杆；133、拉杆连接套；134、短拉杆；141、第二拉杆；1410、第二锁紧螺母；21、叉耳；22、销轴；211、高强螺栓；212、张拉杆；213、下扁担梁；214、撑脚；215、千斤顶；216、张拉螺母；217、新索夹；218、新主缆；219、原索夹；220、原主缆；209、拉杆螺母；210、上扁担梁；
2101、反力台阶；221、转换索夹；222、索力转换拉索；223、连接拉杆；224、支撑平板；225、钢丝绳拉索；23、上拉杆；24、调节套筒；25、下拉杆；26、吊索；261、上端锚具的锚杯；27、下端叉耳；271、下端锚头；28、下端销轴；281、承压螺母；31、原索鞍；311、原索鞍拉杆孔；32、底座；
321、凹槽；322、凸台；323、底座拉杆孔；33、新鞍体；330、新鞍体鞍槽；331、凸起；34、滑动装置；35、拉杆。
具体实施方式
[0077] 下面结合附图1至图22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。
[0078] 本实施方式提供一种悬索桥更换主缆用的连接结构，包括锚碇连接结构、索鞍连接结构(主索鞍连接结构、散索鞍连接结构)及吊索连接结构(索夹与吊索连接结构)；本实施方式所述连接结构用于主缆更换的悬索桥施工中，新主缆218位于原主缆220的上方，所述新主缆218两端与锚碇连接结构连接，中间段穿过散索鞍结构、经过塔顶的索鞍结构并通过吊索连接结构拉紧；吊索26下端通过下端叉耳27和下端销轴28与梁端连接，上端通过上端叉耳和上端销轴与旧索夹219连接；如图21所示，原锚碇连接结构包括原索股连接板11、位于其下端的预应力锚具、贯穿原索股连接板11的原拉杆131和与原拉杆131连接的原锚头1101，原索股连接板11的上端面卡接于预应力锚具的锚头115，预应力锚具给原索股连接板
11向下的拉力，原拉杆131的下端贯穿原索股连接板11上的拉杆孔，并与螺母连接，该螺母卡接于拉杆孔的下端面，原拉杆131的上端与原锚头1101连接，原锚头1101与原主缆220连接，原拉杆131给原索股连接板11向上的拉力，故原索股连接板11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115外围安装锚头保护罩111，通过螺钉与原索股连接板11连接，在原索股连接板11下端原索股连接筒，并通过螺钉与原索股连接板11连接。
[0079] 其中，如图1、图2所示，所述锚碇连接结构包括原索股连接板11、新索股连接板12；原索股连接板11设有贯穿其上下端面的拉杆孔；所述新索股连接板12中间段位于原索股连接板11上方，且设有与原索股连接板11的拉杆孔相对应的第一拉杆孔1210；所述新索股连接板12两端位于原索股连接板11的两侧，并设有用于连接新主缆索股锚固结构的锚孔
1220，其中，所述锚孔1220的角度根据新主缆的架设位置及张拉力度而定，在此不做限定；
所述新索股连接板上方设有限位螺母120，所述限位螺母120与贯穿拉杆孔和第一拉杆孔
1210的第一拉杆通过螺纹连接；具体地，该第一连杆带有螺纹段，可根据原拉杆131的使用程度确认是否更换，本实施方式中采用原拉杆131，原拉杆131带有螺纹段，所述限位螺母
120通过该螺纹段与原拉杆131连接，原拉杆131顶端与原索股锚头1101连接，原拉杆131底端贯穿第一拉杆孔1210、原拉杆孔与第一锁紧螺母1310连接，第一锁紧螺母1310卡接于原索股连接板11底端面；采用上述锚碇连接结构的锚碇结构还包括锚固于锚孔1220的新索股锚头1201，具体地，锚碇结构包括贯穿锚孔1220的第二拉杆141、与第二拉杆141底端连接的第二锁紧螺母1410，该第二锁紧螺母1410卡接于新索股连接板12底端面；该锚固结构在新主缆张拉的过程中，新索股连接板12通过限位螺母120和第二锁紧螺母1410限制其上下两个方向的运动，故与原索股连接板11连接可靠，且方便施工和安装；
[0080] 如图9、图10所示，所述吊索连接结构包括扣合在新主缆218上的新索夹217、与新索夹217下端安装有上扁担梁210、与上扁担梁210通过张拉杆212连接的下扁担梁213；所述张拉杆212的下端贯穿下扁担梁213，且其下端设有张拉装置，张拉装置具体为依次套设在张拉杆端部的撑脚214、千斤顶215和张拉螺母216，所述撑脚214一端抵在下扁担梁213的下端面，另一端抵住千斤顶215，所述张拉螺母216位于千斤顶215外部并通过螺纹与张拉杆212连接；所述张拉杆212的上端锚固于上扁担梁210，具体的锚固方式为，张拉杆212的上端贯穿上扁担梁210，并通过螺纹连接有拉杆螺母209，所述拉杆螺母209卡在上扁担梁210的上端面；所述下扁担梁213安装在吊索26上端锚具的锚杯261的端面；所述张拉杆212的数量为两个以上，且对称分布在吊索26的左右两边；其中，新索夹217下端通过销轴22连接叉耳
21，所述叉耳21设有反力台阶2101，上扁担梁210为哈弗式结构，并通过高强螺栓211锁定，拼接后的上扁担梁210中部有一贯穿其上下端面的第一通孔，该第一通孔的内径小于反力台阶2101的外径，故上扁担梁210的下端面卡合在反力台阶2101的上端面；下扁担梁213为哈弗式结构，并通过高强螺栓锁定，拼接后的下扁担梁213中部有一贯穿其上下端面的第二通孔，该第二通孔的内径小于上端锚具的锚杯261端面的外径，故下扁担梁213的上端面卡合在上端锚具的锚杯261的端面；通过张拉装置的张拉，缩短上扁担梁210和下扁担梁213之间的距离，并通过张拉螺母216锁紧，即将吊索26与原主缆220之间的拉力转移至新主缆
218；
[0081] 采用上述吊索连接结构的新吊索结构为叉耳21与吊索26之间依次通过上拉杆23、调节套筒24和下拉杆25连接(叉耳21与上拉杆23的一端连接，上拉杆23的另一端与调节套筒24的一端连接，调节套筒24的另一端与下拉杆25的一端连接，下拉杆25的另一端与吊索26的上端连接)，调节套筒24的两端分别通过第一螺纹和第二螺纹与上拉杆23和下拉杆25连接，其中，第一螺纹和第二螺纹方向相反；调节套筒24两端采用反向螺纹，方便调节与上拉杆23和下栏杆24之间的距离，及吊索26的索力；
[0082] 如图11至图18所示，所述索鞍连接结构包括底座32、新鞍体33、滑动装置34；底座32顶面设有凹槽321，凹槽321沿新鞍体鞍槽330方向，滑动装置34固定安装于凹槽321，具体安装方式为通过螺栓或铆钉等固定，新鞍体33底面设有凸起331，安装过程中，凸起331嵌入凹槽321的相配合结构，用于新鞍体33的安装约束，凸起331在凹槽321内与滑动装置34触接，新鞍体33通过滑动装置34与底座32发生相对移动，滑动装置34用来实现新主缆张拉过程中新鞍体33的预偏及滑动，滑动装置34具体可以为滚动式滑动装置、摩擦滑动装置，例如滚轮、轴承、金属球等；如图11至图18上述索鞍连接结构用于本实施方式中悬索桥的散索鞍连接结构与主索鞍连接结构，所述主索鞍设置于索塔顶部支撑主缆的钢构件，其用于将主缆传来的巨大压力均匀地传递给索塔，并保证主缆在索塔顶板的平缓过渡；散索鞍用于将与锚碇结构连接的散索股汇聚成索体；采用上述索鞍连接结构的索鞍结构还包括原索鞍
31；其中，底面设有凸台322，底座32的底面为圆弧形结构，与原索鞍31顶部相同圆弧的结构，该凸台322嵌入原索鞍31的鞍槽，所述凸台322在原索鞍拉杆孔311的相应位置设有底座拉杆孔323，通过拉杆35固定连接底座32与原索鞍31；
[0083] 采用上述锚碇结构、吊索结构、索鞍结构更换主缆的施工方法，具体步骤如下：
[0084] A)索鞍连接结构的安装，其中包括主索鞍连接结构及散索鞍连接结构，具体地，可通过吊装的方式，将底座、新鞍体吊装至原索鞍上方并固定安装；
[0085] B)锚碇连接结构的安装，具体地，
[0086] B1)测量原索股连接板上的原主缆索股的索力，再将原主缆索股拆下，即将原锚头连同原主缆索股从原拉杆上拆下；
[0087] B2)安装新索股连接板、限位螺母，通过限位螺母限制其第一方向的运动；
[0088] B3)将原主缆索股的原锚头连接至第一拉杆(第一拉杆即原拉杆，此时原锚头一端连接第一拉杆，另一端连接原主缆索股)；
[0089] B4)张拉调节索力与原索力一样；
[0090] B5)安装新索股锚头，并通过锚孔与新索股连接板连接，具体为，
[0091] B5a)在锚孔处安装第二拉杆；
[0092] B5b)在第二拉杆顶端安装新索股锚头；
[0093] B5c)在第二拉杆底端安装第二锁紧螺母；
[0094] C)主缆的架设，包括牵引主缆索股，主缆索股在锚碇处的锚固和主缆索股在主索鞍及散索鞍处入鞍；
[0095] D)主缆的紧缆，将架设完成的索股群制成圆形，并达到所规定的空隙率；
[0096] E)吊索连接结构的安装；
[0097] F)新旧缆索体系转换，通过吊索连接结构拆除原主缆索夹和吊索，待全桥新吊索与原吊索索力转换完成后，拆除原主缆；安装吊索结构，并进行新吊索与临时转换装置之间的索力转换，索力转换完成后，拆除吊索索力转换装置；具体为，
[0098] F1)旧索夹的拆卸，通过张拉装置对吊索进行张拉，解除旧索夹与吊索之间的拉力，拆除原主缆上的旧索夹；
[0099] F2)吊索的张拉，当吊索达到索力要求时锁定张拉装置；
[0100] F3)拆卸原主缆，全桥的吊索完成张拉后，进行原主缆的拆除；
[0101] F4)吊索的加长，在吊索上依次安装下拉杆、调节套筒和上拉杆；
[0102] F5)加长的吊索张拉，直至满足索力要求；
[0103] F6)临时转换装置的拆除。
[0104] 上述实施方式中，有关锚碇结构、吊索结构、索鞍结构中具体的连接部件与连接关系的替代方式如下：
[0105] 在锚碇结构中：
[0106] 上述实施方式示例性的示出了第一连杆的一种具体结构，根据其他实施方式及实际应用，还可以通过其他结构替代，例如，如图3、图4所示，第一拉杆包括带有螺纹的锁紧拉杆132、短拉杆134和拉杆连接套133，所述拉杆连接套133的两端分别与短拉杆134和索林拉杆132的一端连接，限位螺母120与锁紧拉杆132螺纹连接，锁紧拉杆132的另一端贯穿第一拉杆孔1210、原拉杆孔与第一锁紧螺母1310螺纹连接，该第一锁紧螺母1310卡接于原索股连接板11底端面，限位螺母120卡接于新索股连接板12的顶端面，位于锁紧拉杆132上的第一锁紧螺母1310和限位螺母120用于压紧原索股连接板11、新索股连接板12；采用该结构的第一拉杆施工方法在上述施工步骤中添加以下步骤：
[0107] 在B1中还包括：拆下原拉杆及其组件；
[0108] 在B2中还包括：安装第一拉杆及其组件；
[0109] 在B3中还包括：在锁紧拉杆上端安装短拉杆，并通过拉杆连接套与短拉杆的一端连接,将短拉杆的另一段连接至原锚头。
[0110] 其中，新索股连接板12中间段对应原锚头保护罩的位置设有避让孔1230，用于安装新索股连接板12时，避让原锚头保护罩；同理，该锚固结构在新主缆张拉的过程中，新索股连接板12通过限位螺母120和第二锁紧螺母1410限制其上下两个方向的运动，故与原索股连接板11连接可靠，且方便施工和安装。
[0111] 上述实施方式示例性的示出了新索股锚头与新索股连接板的连接方式，根据其他实施方式及实际应用，还可以通过其他索股锚头及连接关系替代，例如：如图5、图6所示，该新索股锚头为承压式索股锚头1202，所述锚孔1220为向靠近新索股连接板12端部的一端开口，承压式索股锚头1202卡在锚孔1220底端，承压式索股锚头1202用于锚固新索股，新索股贯穿锚孔220与另一端索股锚头连接，具体地，将承压式索股锚头1202从新索股连接板12的端部开口装进锚孔，在其他实施方式中，还可以通过在新索股连接板与承压式索股锚头之间加垫一定厚度的U形垫环来调节主缆长度，调节主缆线形至设计要求；例如，图7、图8，该新索股锚头为螺纹调节索股锚头1203，螺纹调节索股锚头1203一端贯穿锚孔1220并与第三锁紧螺母1204通过螺纹连接，所述第三锁紧螺母1204卡接于锚孔1220底端，螺纹调节索股锚头1203用于锚固新索股，新索股贯穿锚孔220与另一端索股锚头连接。
[0112] 在索鞍结构中：
[0113] 上述实施方式示例性的示出了底座32与原索鞍31的连接关系，根据其他实施方式和实际应用，还可以通过其他连接关系替代，例如，焊接、卡扣、榫卯等连接方式固定连接；上述实施方式中，底座32底面的形状与凸台322不是必要的技术特征，底座32可通过焊接等方式与原索鞍31固定连接，因此，不需要凸台322和底面形状的限定。
[0114] 上述实施方式示例性的示出了凹槽321位于底座32的顶面，根据其他实施方式和实际应用，该凹槽还可以位于新鞍体33的底面，所述滑动装置34位于凹槽，与底座32触接，通过滑动装置34与底座32发生相对移动，滑动装置34用来实现新主缆张拉过程中新鞍体33的预偏及滑动；在本实施方式中，底座32的顶面还可以设有与凹槽相配合的凸起，安装过程中，凸起嵌入凹槽的相配合结构，用于新鞍体33的安装约束，凸起在凹槽内与滑动装置触接。
[0115] 上述实施方式示出的优选方案中，含有滑动装置34的索鞍连接结构为优先的技术方案，是为了方便安装、主缆张拉，在其他实施方式或实际应用中，在偏移计算准确的情况下所述底座32与新鞍体33之间也可以不需要滑动装置34，或在凹槽结构、凸起结构之间安装钢板滑动副，或底座32与新鞍体33之间的接触面相对光滑等来替代滑动装置34，因此滑动装置34不是必要技术特征；此外，其他实施方式或实际应用中，滑动装置34与凹槽321固定连接不是必要的技术特征，滑动装置34活动的置于凹槽321，两端分别凹槽321与凸起331触接，也能够实现底座32与新鞍体33相对移动，在新主缆张拉过程中提供新鞍体3的预偏及滑动。
[0116] 在吊索结构中：
[0117] 上述实施方式示例性的示出了张拉杆212与上扁担梁210、下扁担梁213之间的连接关系；根据其他实施方式及实际应用，还可以通过其他连接关系代替，例如，张拉杆212下端贯穿下扁担梁213，张拉杆212的下端依次套设撑脚214、千斤顶215和张拉螺母216，张拉杆212的上端还可以通过一体成型、螺纹连接、焊接等方式与上扁担梁210连接；或张拉杆212上端贯穿上扁担梁210，张拉杆212的上端依次套设撑脚214、千斤顶215和张拉螺母216，张拉杆212的下端可以通过拉杆螺母209、一体成型、螺纹连接、焊接等方式与下扁担梁213连接。
[0118] 上述实施方式示例性的示出了新主缆218与上扁担梁210之间的连接关系，根据其他实施方式及实际应用，还可以通过其他连接关系代替，例如，新索夹217下端设有反力台阶，哈弗式结构的上扁担梁210与该反力台阶相配合，因此，叉耳21在优选的方案中方便安装与施工，不是必要技术特征；新主缆218还可以与上扁担梁210通过焊接、榫卯、卡扣、锚固等方式直接连接。
[0119] 上述实施方式示例性的示出了下扁担梁213与吊索26上端锚具的连接关系，根据其他实施方式及实际应用，还可以通过其他连接关系代替，例如，卡接在上端锚具的叉耳的端面上等；在锥形锚具的吊索实施方式中，下扁担梁213设有贯穿其上下端面的通孔，该孔的孔径小于锥形锚具的最大外径，下扁担梁213通过该通孔卡接在吊索的上端锥形锚具上；其中，下扁担梁213的哈弗式结构不是必要技术特征，还可以通过焊接、榫卯、卡扣、锚固等方式与吊索上端锚具连接。
[0120] 上述实施方式示例性的示出了具体的吊索连接结构、吊索结构，根据其他实施方式和实际应用，吊索连接结构和吊索结构还可以用其他结构替代，例如：如图19、图20所示，吊索连接结构包括扣合在新主缆218上的转换索夹221、吊索索力转换装置；所述吊索索力转换装置包括张拉装置、张拉杆212、索力转换拉索222、连接拉杆223和位于原主缆218与梁端之间的支撑平板224；所述索力转换拉索222一端通过第一连接拉杆、第一连接拉杆螺母与支撑平板224的一端连接，另一端跨过转换索夹221通过第二连接拉杆、第二连接拉杆螺母与支撑平板224的另一端连接；所述张拉杆212贯穿支撑平板224、张拉装置，且一端与梁端连接、另一端设有张拉螺母216；所述张拉装置位于张拉螺母216和支撑平板224之间；张拉装置具体为依次套设在张拉杆212端部的撑脚214、千斤顶215和张拉螺母216，所述撑脚214一端抵在支撑平板224的上端面，另一端抵住千斤顶215，所述张拉螺母216位于千斤顶
215外部并通过螺纹与张拉杆212连接；采用该吊索连接结构的吊索结构还包括扣合在新主缆218上的新索夹217、梁端耳板20及钢丝绳拉索225，所述钢丝绳拉索225骑跨过新索夹
217，两端分别与梁端耳板20连接。
[0121] 上述实施方式示例性的示出了本发明所述吊索转换装置用于通过下端叉耳27和下端销轴28与梁端连接的吊索结构，根据其他实施方式及实际应用，还可以用于下端采用螺母锚杯承压的吊索结构，如图22所示，吊索26采用下端锚头271与承压螺母281锚固于梁端，下端锚头271与承压螺母281在梁端下部螺纹连接，该承压螺母281锚固于梁端底面，同理能够采用本发明所述吊索转换装置进行索力转换及吊索的改进或更换。
[0122] 又一实施方式，在上述实施方式基础上，提供一种悬索桥更换主缆用的新主缆系统，包括安装了上述连接结构的新主缆。
[0123] 本发明提供的一种悬索桥更换主缆用的连接结构、固定结构、新主缆系统及施工方法，锚碇系统、索鞍系统、吊索系统均为逐一更换，且在原主缆继续受力的情况下施工，故施工过程中不影响桥梁通车；在保证悬索桥缆索系统结构安全情况下，解决传统悬索桥主缆难以更换的弊病；更换主缆的实现方法安全可靠，施工简单可行，保证了在主缆更换期间以及主缆更换之后，桥梁的整体结构都稳固持久和安全可靠。
