人行悬索桥刚性吊杆的制作方法

本实用新型涉及一种人行悬索桥刚性吊杆，属于桥梁工程领域。

背景技术：

悬索桥因其跨越能力大、线形优美、经济性好，广泛应用于城市和景区中大跨径人行桥。悬索桥吊索也称吊杆，其作用是将加劲梁等恒载和桥面活载传递到主缆。悬索桥由于自身的悬链线形状导致每根吊索的长度都不一样，其中跨中的吊索最短，一般称之为短吊索。在大跨度车行桥当中，考虑到汽车荷载对跨中位置短吊索造成的疲劳损伤，吊索最小长度一般设计成3～5m。对于人行桥，吊索最小长度没有明确的规定，如果短吊索设计过长，将会使索塔和吊索的工程量大大增加，结构十分不经济。因为，人行悬索桥短吊索往往设计成1～3m。现有短吊索一般采用和长吊索相同的构造，并没有提出一种适用性好的短吊索结构，往往导致短吊索出现疲劳锈蚀等工程病害。

现有的钢丝绳吊索或者刚性拉杆吊索两端都设置有锚头，上端锚固与主缆索夹锚固、下端锚固于主梁上。如果将现有的技术应用于长度小于1m的短吊索，其两端锚头将占用超过2/3的长度和成本，索体本身用量较小，从而使整个桥梁的制造周期和生产成本大大增加。此外，对于长度小于1m的吊索，由于锚头和索体之间的刚度差异较大，荷载作用下索体相对锚头位移较大，两者之间无法变形协调，索体与锚头交接的位置容易发生弯折、疲劳等破坏，严重影响结构的安全性和耐久性。

需要进一步说明的是，销轴结构仅为本发明的连接紧固件，不属于发明范畴。销轴结构优先采用市面上最常使用的带耳板式销轴结构，其专利号cn201420635101.1实用新型专利。带耳板式销轴在其一个端面焊接有耳板，通过断面设置的耳板来锁定销轴防止轴向移动，耳板和销轴为整体式结构，当耳板被止动栓固定在工件上时，销轴不会发生转动。销轴也可以采用专利号为cn206129821u的结构形式。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，克服现有短吊索生产周期长、制作成本较高、锚头与索体变形不协调，对长度小于1m的索适用性差等问题的人行悬索桥刚性吊杆。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该人行悬索桥刚性吊杆，其结构特点在于：包括平板、销轴、销孔和通风孔，所述平板的两端各设置有一个销孔，每个销孔内各安装有一个销轴，所述销轴与平板贯穿，所述通风孔设置在平板的中部。该人行悬索桥刚性吊杆采用无锚头的板式结构，显著简化现有吊索的制备工艺，大大节省生产周期和制造成本，提高吊索的整体刚度和耐久性。

进一步地，所述通风孔呈腰型结构设置。

进一步地，两个销孔的中心点均位于平板的轴线上。

进一步地，所述平板的两端分别安装有索夹耳板和梁上吊耳，所述索夹耳板与一个销轴连接，所述梁上吊耳与另一个销轴连接。

作为优选，所述销轴采用40cr调质合金结构钢，经调质处理后具有较高的抗拉、抗剪和局部挤压强度。销轴在拉、压、剪、扭等多项应力作用下受力情况复杂，应当采用强度、韧性及耐磨性均较优的40cr钢材品种。

进一步地，所述平板竖直设置，所述索夹耳板的中心和梁上吊耳的中心均位于平板的轴线上。

进一步地，所述平板采用不锈钢板整体切割而成，或采用调质铸钢整体铸造而成。

进一步地，所述平板的宽度方向为桥梁纵向，所述平板的长度方向为桥梁竖向。

进一步地，所述索夹耳板和梁上吊耳分别与平板的两端通过销轴锚固连接。

进一步地，所述平板的数量为两块，两块平板平行设置，所述索夹耳板和梁上吊耳均呈单耳板式结构设置，呈单耳板式结构设置的索夹耳板和梁上吊耳分别位于平行设置的两块平板的两端之间。

作为优选，所述平板与索夹耳板及梁上吊耳之间的安装缝隙保持在2mm范围内。

进一步地，所述平板的数量为一块，所述索夹耳板和梁上吊耳均呈双耳板式结构设置，所述平板的两端分别位于呈双耳板式结构设置的索夹耳板和梁上吊耳之间。

作为优选，所述平板宜采用20~30mm厚板材，板件太薄容易使吊杆与销轴的接触面发生局部屈曲；板件太厚，加工难度较大，且强度折减明显。

作为优选，所述平板宽度宜为60~80mm，板件太宽，横向迎风面积较大，受风荷载作用较大；且宽板件平整度较差，容易产生面内弯曲，对结构安装及受力均有不利影响。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、该人行悬索桥刚性吊杆通过设置销孔与索夹及梁体锚固连接，大大简化的吊索的制备工艺和生产成本；

2、平板整体切割制作的板式结构，显著提高了吊索的整体刚度和耐久性；

3、流线型的镂空设计有效改善吊索的气动特性，减少了风致振动，提高了通透性和美观性；

4、该人行悬索桥刚性吊杆构造简单，生产成本较低，受力效果好，在人行悬索桥领域具有较大的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视结构示意图。

图2是本实用新型实施例的左视结构示意图。

图3是本实用新型实施例的俯视结构示意图。

图4是图1中的a-a剖面结构示意图。

图5是本实用新型实施例的安装立面结构示意图。

图6是本实用新型实施例的安装侧面结构示意图。

图中：平板1、销轴2、销孔3、通风孔4、索夹耳板5、梁上吊耳6。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1至图6所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1。

本实施例中的人行悬索桥刚性吊杆，包括平板1、销轴2、销孔3和通风孔4，平板1的两端各设置有一个销孔3，每个销孔3内各安装有一个销轴2，销轴2与平板1贯穿，通风孔4设置在平板1的中部，通风孔4呈腰型结构设置。

本实施例中的两个销孔3的中心点均位于平板1的轴线上，平板1的两端分别安装有索夹耳板5和梁上吊耳6，索夹耳板5与一个销轴2连接，梁上吊耳6与另一个销轴2连接。

本实施例中的平板1竖直设置，索夹耳板5的中心和梁上吊耳6的中心均位于平板1的轴线上，平板1采用不锈钢板整体切割而成，或采用调质铸钢整体铸造而成，平板1的宽度方向为桥梁纵向，平板1的长度方向为桥梁竖向，索夹耳板5和梁上吊耳6分别与平板1的两端通过销轴2锚固连接。

本实施例中的平板1的数量为两块，两块平板1平行设置，索夹耳板5和梁上吊耳6均呈单耳板式结构设置，呈单耳板式结构设置的索夹耳板5和梁上吊耳6分别位于平行设置的两块平板1的两端之间。

具体的说，该人行悬索桥刚性吊杆由两块相同且平行设置的平板1组成，两块平板1之间可设置也可不设置用于固定的连接件，位于平板1的上端销轴2用于连接索夹耳板5和吊索平板，位于平板1的下端销轴2用于连接吊索耳板和梁上吊耳6，平板1为矩形形状，其上、下边缘为半圆形，圆形直径为平板1的宽度。

平板1为关于轴线的对称结构，平板1中间设有镂空区域即通风孔4，该镂空区域的设计一是用于减轻结构的重量，简约材料；二是减小平板1的侧向受风面积，降低横风对平板1的作用效应。

为提高横风通过结构的效率，减少风致振动，将镂空区域的外形设计成流线型，流线型的外形除了可以改善结构的气动性能，还能显著提高结构的通透性和美观性，镂空区域的外形与平板1的外形相似，上下边缘为半圆形，圆形半径与镂空宽度及销孔3半径均相同。

平板1的上、下两端各设有一个销孔3，用于销轴2穿过并与索夹耳板5及梁上吊耳6连接成型，上、下边缘的半圆形圆心以及销孔3圆心均经过平板1的轴线，销孔3的直径比销轴2的直径略大，使销轴2能够便捷地安装就位，平板1采用一整块板材进行切割开孔，提高结构的整体性和美观性，平板1的材质采用不锈钢或者高性能铸钢，提高吊杆的抗疲劳性和耐腐蚀性，采用一般板材，应做好镀锌或其他防腐处理等措施，以保证吊杆结构的耐久性。

该人行悬索桥刚性吊杆适用于悬索桥跨中长度不超过2m的短吊杆，吊杆为刚性结构，沿轴向伸缩变形的能力较柔性吊杆显著降低，跨中位置以外的长吊杆在活载作用下变形较大，该刚性吊杆无法适应其变形，将会在结构中产生较大的次内力，导致主缆、主梁和吊杆本身发生强度破坏；因次，该人行悬索桥刚性吊杆不宜用于悬索桥跨中区域以外的长吊杆。

实施例2。

本实施例中的人行悬索桥刚性吊杆，包括平板1、销轴2、销孔3和通风孔4，平板1的两端各设置有一个销孔3，每个销孔3内各安装有一个销轴2，销轴2与平板1贯穿，通风孔4设置在平板1的中部，通风孔4呈腰型结构设置。

两个销孔3的中心点均位于平板1的轴线上，平板1的两端分别安装有索夹耳板5和梁上吊耳6，索夹耳板5与一个销轴2连接，梁上吊耳6与另一个销轴2连接。

本实施例中的平板1竖直设置，索夹耳板5的中心和梁上吊耳6的中心均位于平板1的轴线上，平板1采用不锈钢板整体切割而成，或采用调质铸钢整体铸造而成，平板1的宽度方向为桥梁纵向，平板1的长度方向为桥梁竖向，索夹耳板5和梁上吊耳6分别与平板1的两端通过销轴2锚固连接。

本实施例中的平板1的数量为一块，索夹耳板5和梁上吊耳6均呈双耳板式结构设置，平板1的两端分别位于呈双耳板式结构设置的索夹耳板5和梁上吊耳6之间。

具体的说，该人行悬索桥刚性吊杆包括一块平板1，位于平板1的上端销轴2用于连接索夹耳板5和吊索平板，位于平板1的下端销轴2用于连接吊索耳板和梁上吊耳6，平板1为矩形形状，其上、下边缘为半圆形，圆形直径为平板1的宽度。

平板1为关于轴线的对称结构，平板1中间设有镂空区域即通风孔4，该镂空区域的设计一是用于减轻结构的重量，简约材料；二是减小平板1的侧向受风面积，降低横风对平板1的作用效应。

为提高横风通过结构的效率，减少风致振动，将镂空区域的外形设计成流线型，流线型的外形除了可以改善结构的气动性能，还能显著提高结构的通透性和美观性，镂空区域的外形与平板1的外形相似，上下边缘为半圆形，圆形半径与镂空宽度及销孔3半径均相同。

平板1的上、下两端各设有一个销孔3，用于销轴2穿过并与索夹耳板5及梁上吊耳6连接成型，上、下边缘的半圆形圆心以及销孔3圆心均经过平板1的轴线，销孔3的直径比销轴2的直径略大，使销轴2能够便捷地安装就位，平板1采用一整块板材进行切割开孔，提高结构的整体性和美观性，平板1的材质采用不锈钢或者高性能铸钢，提高吊杆的抗疲劳性和耐腐蚀性，采用一般板材，应做好镀锌或其他防腐处理等措施，以保证吊杆结构的耐久性。

将平板1的上端插入索夹耳板5中间，用销轴2穿过平板1上端的销孔3和索夹耳板5上的销孔3，形成吊杆与索夹的锚固连接；将平板1的下端插入梁上吊耳6的双耳板中间，用销轴2穿过平板1的下端设置的销孔3和梁上吊耳6的销孔3，形成吊杆与梁的锚固连接。

其余实施方法与上述实施例1完全相同。

采用一块平板1的刚性吊杆往往需要将平板1做得比较厚，且吊杆及梁上吊耳均需要采用双耳板式，制造工艺较实施例1更为复杂，对加工和安装的精度要求也更高。因此，有限推荐采用实施例1。

该人行悬索桥刚性吊杆适用于悬索桥跨中长度不超过2m的短吊杆，吊杆为刚性结构，沿轴向伸缩变形的能力较柔性吊杆显著降低，跨中位置以外的长吊杆在活载作用下变形较大，该刚性吊杆无法适应其变形，将会在结构中产生较大的次内力，导致主缆、主梁和吊杆本身发生强度破坏；因次，该人行悬索桥刚性吊杆不宜用于悬索桥跨中区域以外的长吊杆。

实施例3。

本实施例中的人行悬索桥刚性吊杆的加工方法，用于对实施例1和实施例2中的人行悬索桥刚性吊杆进行加工，所述加工方法如下：

一、平板1采用一整块钢板加工成型，采用数控等离子切割技术进行切割开孔。

二、平板1在下料前应检查钢板的牌号、厚度和表面质量，检查合格后方可下料。

三、操作前对数控机床进行全面检查；按程序检验空车运行是否正常，正常后进行钢板“空车”走边，检查并安装等离子割矩，划线锌粉、气体管路开关，根据设计资料划出构件安装位置线，对合线及检验线。

四、在进行钢板边缘及开孔切割时，先将钢板吊至切割平台上固定就位，去除钢板表面的污垢、油脂。

五、平板1上开设有上、下两个销孔3和一个通风孔4，销孔3相对于通风孔4属于小件，首先对销孔3进行切割，上、下两个销孔3同时切割，先小件后大件及对称的切割工艺可以减小构件切割过程中的变形。

六、然后对通风孔4进行切割，通风孔4为窄条形构件，应先从上、下边缘半圆形短边开切割，然后切割左、右两长边，该切割工艺可以在切割过程中实时调整割嘴姿态和速度，提高切割精度。

七、最后对平板1上、下半圆形边缘及左、右边缘进行切割，切割时割炬的移动应匀速前进；切割时割嘴与钢板始终保持垂直状态。

八、切割完成后，对钢板切割面进行检查，切割面应无裂纹、夹渣和大于1mm的缺棱，用钢板铣磨机对钢板各交界面的边缘进行磨边，将边缘打磨至平顺光滑，避免出现钝角。

数控等离子弧切割是数控机床利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部局熔化(和蒸发)，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。相较于数控火焰切割，等离子切割加工工艺切割速度快，效率高；精细等离子切割精度较高，切割时的热变形较小；切割领域较宽，可切割包括铜，铝等有色金属和不锈钢；等离子技术能消除切割时产生的噪声，减少粉尘、有害气体和弧光的污染，相比于火焰切割更加环保。

实施例4。

本实施例中的人行悬索桥刚性吊杆的安装方法，用于对实施例1和实施例2中的人行悬索桥刚性吊杆进行安装，所述安装方法如下：

一、首先，将主缆架设至设计空缆线形位置，在主缆上标记出索夹位置，在相应位置安装索夹，索夹采用上、下对合型耳板式索夹，先施工上半索夹，然后施工下半索夹，上、下索夹采用螺杆连接固定，下半索夹上设置索夹耳板5，安装下半索夹时，保证索夹耳板5与竖直面平行；

二、梁上吊耳6采用耳板式结构，将耳板焊接固定在加劲梁上设计位置，耳板两侧面设置加劲板，加劲板与耳板垂直设置，与耳板及加劲梁分别焊接，加劲板的设置为了在施工及后期运营过程中，梁上吊耳耳板不发生左右变形，提高吊耳的侧向刚度；

三、待主缆上的索夹及梁上吊耳施工完成后开始安装吊杆，安装吊杆之前，先复测主缆索夹及梁上吊耳6的安装位置是否准确，索夹销孔中心点到吊耳销孔中心点的距离是否等于杆上、下两销孔3之间的长度，复核无误后，方可进行吊杆的安装。

四、先将第一块平板1上销孔3与索夹耳板5的销孔3平行对齐，插入上销轴2，然后将第二块平板1的销孔3穿入索夹耳板5另一边的销轴2上，调整好平板1位置，确保平板1与索夹耳板5平行，与销轴2垂直，完成吊杆与主梁索夹之间的连接；耳板安装时与索夹耳板5及梁上吊耳6平行、且与销轴2垂直。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。