[实用新型]一种主梁重度与刚度功能分离式轻质矮梁悬索桥

说明书

本实用新型公开了一种主梁重度与刚度功能分离式轻质矮梁悬索桥，包括主梁、主缆、吊杆和载物装置；所述载物装置安装在吊杆上；每个载物装置相互独立；所述载物装置内部填充重物；重物的质量与主梁减轻的质量正相关；载物装置沿主缆纵向均匀分布，每根吊杆上的载物装置及其内部重物的总质量相等，各个吊杆受力相等，便于吊杆采用相同规格的截面尺寸；所述载物装置与主梁相互独立无联系。将原来需由主梁重度贡献的整体结构重力刚度由独立的载物装置替代，主梁无需提供整体刚度，仅需提供较小的局部活载刚度，从而将主梁重度与刚度的功能加以分离，大幅缩减梁高和截面尺寸，降低成本。

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体为一种主梁重度与刚度功能分离式轻质矮梁悬索桥。

背景技术

悬索桥作为柔性承重结构，为使其具有足够的体系刚度，往往要求梁体具有较大的高度和重度，这不但耗费大量的初始建筑材料(主梁材料常为高强钢材)，而且过大的自重亦消耗梁体自身的承载能力。庞大的梁体不仅花费大量资金，并且增加了加工、制作、运输、安装的难度，对运输工具、交通方式、载运和起吊装备等均具有挑战性，梁体过重不易跨越施工，加大施工难度，工期增加且维护困难，全寿命期成本高。高强轻质建筑材料难以在梁体中推广、使用。

内自锚悬索桥(申请号201610613624.X，201620807180.9)采用内自锚形式，省去了体积庞大的锚碇，使得对不同地质条件有较强适应性。与原地锚悬索桥相比，也减少了索塔对地基的压力。但由于主缆锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，导致主梁自重明显增加，经济成本也会大幅提高。且施工技术复杂，吊装主缆、安装吊索必须在加劲梁、桥塔做好之后再进行，因此需要搭建大量临时支架以安装加劲梁，导致大跨度结构施工费用过大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种主梁重度与刚度功能分离式轻质矮梁悬索桥。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种主梁重度与刚度功能分离式轻质矮梁悬索桥，包括主梁、主缆和吊杆；主缆位于主梁中心线或横向的两侧；所述吊杆的一端与主缆连接，另一端与主梁连接；其特征在于该悬索桥还包括载物装置；所述载物装置安装在吊杆上；每个载物装置相互独立；所述载物装置内部填充重物；重物的质量与主梁减轻的质量正相关；载物装置沿主缆纵向均匀分布，每根吊杆上的载物装置及其内部重物的总质量相等，各个吊杆受力相等，便于吊杆采用相同规格的截面尺寸；所述载物装置与主梁相互独立无联系。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)将原来需由主梁重度贡献的整体结构重力刚度由独立的载物装置替代，主梁无需提供整体刚度，仅需提供较小的局部活载刚度，从而将主梁重度与刚度的功能加以分离，主梁的截面尺寸依据悬索桥在运营阶段车辆、人群等活载所需的桥面刚度来确定，继而可将原重量和高度大的主梁替换成轻型矮主梁，大幅缩减梁高和截面尺寸，节省大量材料，减轻主梁自重，降低成本，降低加工、制作、运输和安装的难度，结构简单易施工，梁体易维护保养，并且能适应丘陵、峡谷等地形，解决轻质建筑材料难以适用于悬索桥主梁的窘境，特别适用于大跨径悬索桥。

(2)载物装置采用椭球体可降低结构体系的重心，增强结构的稳定性，流线型结构利于抗风。椭球体安装对标高要求精度较为宽松，且其后主梁安装期间主缆变形小，便于施工控制。椭球体在维护时可直接将重物放到桥下水中的浮船上，直接替换或修复，避免高空作业，便于实施。若桥下净空满足要求，椭球体亦可设置在通航河段内。

(3)载物装置采用空筒或者连续柔性筒对桥下净空无影响，更易满足通航要求。

(4)重物可采用废弃建筑材料或其他密度较大的材料、石块、水体等，便于就近取材，利于环保。

(5)稳定铰和连接件作为与吊杆独立的悬挂构件，便于后期单独维护或更换。

附图说明