[发明专利]斜拉桥多层承压面锚固物

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程技术领域的斜拉桥的锚固连接物，具体是一种斜拉桥多层承压面锚固物。

背景技术

斜拉桥是一种拉索支撑体系，斜拉桥跨越能力大，经济性能好；斜拉桥的主要承重构件是塔、拉索和主梁。斜拉索与主梁和桥塔之间都需要连接，这种连接称为锚固，其连接区域称为锚固区。斜拉桥拉索锚固所用的结构，或称锚具，其形式目前已有四种：热铸锚、镦头锚、冷铸镦头锚和夹片式群锚。前三种锚具都可以事先接装在拉索上，称为拉锚式锚具；装配夹片式群锚的拉索，张拉时千斤顶直接拉钢索，张拉结束后锚具才发挥作用，夹片式群锚又称为拉丝式锚具。用于斜拉桥拉索锚固的以上几种锚具结构提供反力的承压面只有一个，即单承压面，其面积相对较小，要克服巨大的索力，只能加大锚具体积，使得锚箱底板区厚度大，增大了锚具重量，这样既浪费材料，增加了锚具本身的成本，同时由于锚具体积大，使得锚固区结构复杂，给制造带和安装来麻烦，也增加了造价。

经对现有技术的文献检索发现，绍旭东等在《桥梁设计与计算》(人民交通出版社2007年2月第一版，535页)上关于“拉索的锚固”一节，该文中提出斜拉索在混凝土梁的锚固结构，具体为：在混凝土梁上设置锚固块，由锚固块的表面提供反力平衡拉索拉力。其不足在于：依靠锚固块单层承压面提供反力，锚固块体积大，材料用量大，也增加了主梁的自重，最终增加了造价。

现有拉索锚固技术的不足可以归纳为以下几方面：

(1)锚具制造成本高。这是因为锚具体积大、重量大，因此材料用量大，且其制造工艺复杂，甚至有些锚具需要高温处理工艺。

(2)在受力方面，传力路径复杂，锚具边缘有应力集中产生，需要特殊处理工艺，额外增加了成本。

(3)维护保养不方便，成本高，结构安全性得不到根本保障。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种斜拉桥多层承压面锚固物，替代现有的锚具，多个承压面同时提供反力来平衡拉索拉力，使其克服了现有斜拉桥拉索锚固中仅靠锚具一个承压面提供反力、锚固区体积大、重量大、材料用量大的缺点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的斜拉桥多层承压面锚固物是一个独立的金属构件，包括顶面、底面、两个以上的承压面、中间孔、槽、突齿，这些面和齿都是通过铸造而自然形成或机械加工形成的一体化结构，各个几何面之间没有其它连接构件。顶面和底面相互平行；中间孔为圆孔，它贯通整个锚固物上下，其直径大小能够保证拉索从中间穿过，其中心线通常与承压面垂直，但根据需要也可以不垂直。在顶面和底面之间外圆周开槽，槽深小于沿槽深方向截面尺寸的一半，以保证槽不至于贯通，则槽的下表面构成承压面，槽的底面构成内接面，槽与槽之间以及槽与底面之间构成突齿。

多层承压面的截面形状可以是圆，但也可以是矩形或多边形。使用时，多层承压面锚固物顶面在工作时也作为一个承压面。多层承压面锚固物埋置于混凝土梁或塔中，槽中也填满混凝土，其中有钢筋加强，由于混凝土有良好的可浇注性能，这是容易做到的。拉索从顶面通过中间孔穿入，从底面穿出后，由锚头固定，而拉索拉力通过锚固传递给多层承压面锚固物底面，在拉索拉力作用下各承压面都压紧混凝土，由此产生反力并平衡拉索的拉力。浇注混凝土之前将多层承压面锚固物按照工作位置固定于模板，使中间孔中心线与工作时的拉索轴线重合。混凝土浇注并硬化后，多层承压面锚固物即与混凝土梁或塔成为一体。拉索张拉后，所有承压面同时产生反力，总的反力与承压面的总面积成正比。

本发明中，突齿的厚度，在设计时可以根据抗剪强度来验算，如果需要提供的总反力并没有增加，承压面积的增加使得总反力分摊到单位承压面积上的力反而减小，在材料相同的条件下抗剪强度满足。

本发明的有益效果是：以多层承压面替代了锚具，在承担同样大小拉索拉力的条件下，体积、重量和材料用量显著减小，而安装更为简便，且不需经常性的维护保养，从而减小成本。

附图说明

图1斜拉桥拉索与梁的锚固采用现有锚固形式的示意图。

图2单层锚固块示意图。

图3本发明所述的斜拉桥多层承压面锚固物结构示意图。

图4采用本发明所述的多层承压面的斜拉桥锚固示意。

图5为本发明具体应用实例，一个跨径450米的斜拉桥示意图。