CN101446065A - 组合式索塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式索塔，采用扣塔和吊塔合一的方式，其外形呈“门”字型，包括塔架基础、索塔管立柱、H型钢柱、万能杆件横梁、锚梁及塔顶分配梁、缆风系统部分。本发明的组合式索塔中间万能杆件横梁跨度大，中间万能杆件横梁形成“系杆拱结构”受力体系，可以有效的提高中间万能杆件横梁的跨度，没有在扣塔顶单独设置吊塔，采用“扣吊合一”的组合式索塔，有效地降低了索塔高度，减少了用钢量，整个索塔为全钢结构，立柱、连接系及分配梁在工厂加工，横梁为通用万能杆件，工地通过螺栓进行构件组装，装拆方便，质量容易得到保障，本发明还具有施工操作方便，安全性高，工程进度快，成本低，结构受力体系简单明确等特点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，特别是一种超高、超宽的组合式索塔。
背景技术
缆索吊装索塔形式上有扣塔和吊塔分离的，即扣塔和吊塔各自独立设置；另一种为形式上“合二为一”，即在扣塔顶铰接吊塔。索塔材料多采用钢索塔，钢索塔以钢管砼塔、万能杆件拼装塔居多，如嵊州大桥吊塔为万能杆件拼装成的双柱式门架，高度66m，吊装重量60t，塔宽22m；巫山长江大桥扣塔采用钢管混凝土桁架柱，吊塔铰接于扣塔顶，为万能杆件组拼而成，最大吊重120t；菜园坝大桥扣塔采用万能杆件拼成双柱式门架柱，吊塔铰接于扣塔顶，为万能杆件组拼而成，以上索塔宽度均不超过40m。
上述形式的索塔不能满足净起吊能力达220t索塔的要求、不能满足大型外倾式无横向联接钢箱拱肋吊装宽度达110m施工的吊装要求。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可以满足拱肋扣挂和拱、梁节段吊装功能一体化及横桥向外倾式钢箱拱吊装宽度110m的要求、满足扣塔结构承载的基本要求以及钢箱梁节段吊装净空的要求、满足方便索塔结构构件制造、运输、安装、拆卸的施工作业要求，满足塔架构件重复再利用的要求、不妨碍引桥预应力砼箱梁施工的组合式索塔。
本发明的技术方案是：
一种组合式索塔，其特征在于：包括塔架基础、索塔管立柱、H型钢柱、万能杆件横梁、锚梁及塔顶分配梁、缆风系统部分，其中塔架基础采用承台、群桩形式；索塔管立柱固定在塔架基础上，索塔管立柱每肢由6根钢管立柱组成，成2×3分布，各钢管立柱间通过双槽钢联结，钢管立柱为节段拼装，节段间采用法兰盘连接；H型钢柱固定在索塔管立柱顶部，内侧两个H型钢大立柱中间是H型钢小立柱，H型钢大立柱、H型钢小立柱之间通过双槽钢联结系；在H型钢柱内侧安装有万能杆件横梁，万能杆件横梁沿纵桥向共布置了四榀，外侧两榀与H型钢大立柱相连接，中间两榀与H型钢小立柱相连；锚梁布置于H型钢立柱区和万能杆件横梁区，形成扣锚索的锚固区，塔顶分配梁直接布置于锚固区上，塔顶分配梁按三层布置，自下而上依次为下横梁、纵梁、索鞍导轨，下横梁在横桥方向、段与段之间利用拼接板连接，连接位置为腹板及上、下翼缘，纵梁在节点位置增设横向加劲肋，并在固定位置增加缆风锚箱，纵梁上部直接铺设横桥向索鞍导轨；锚梁布置于索塔H型钢和万能杆件区内，扣索、锚索交叉锚固于锚梁上，锚梁采用箱形结构；在组合式索塔的塔顶安装有缆风系统。
本发明的附加技术方案如下：
优选地，其中塔架桩基采用4×4布置。
优选地，索塔管立柱每肢中的6根钢管立柱，外侧4根由才、内侧2根由φ813×16mm钢管立柱组成。
优选地，万能杆件横梁由标准万能杆件段及异形杆件段组成，异型杆件设置在万能杆件横梁的跨中，两侧安装宽度相等的标准万能杆件段。
优选地，缆风系统包括有：四组压塔索，采用1φ47.5的钢丝绳；四组后缆风，采用15φj15.24钢绞线。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用了“扣吊合一”的组合式索塔，外形呈“门”字型，中间万能杆件横梁跨度大，中间万能杆件横梁形成“系杆拱结构”受力体系，可以有效的提高万能杆件横梁的跨度。
2、并且本索塔没有在扣塔顶单独设置吊塔，采用“扣吊合一”的组合式索塔，有效地降低了索塔高度，减少了用钢量。
3、整个索塔为全钢结构，立柱、连接系及分配梁在工厂加工，横梁为通用万能杆件，工地通过螺栓进行构件组装，装拆方便，质量容易得到保障。
4、本发明还具有施工操作方便，安全性高，工程进度快，成本低，结构受力体系简单明确特点。
附图说明
图1是本发明组合式索塔的主视图。
图2是图1所示组合式索塔的侧视图。
图3是图1所示组合式索塔的F—F向剖视图。
图4是组合式索塔的布置图。
图5是H型钢柱和锚梁的立面图。
图6是图5所示H型钢柱的侧视图。
图7是万能杆件横梁和锚梁的布置图。
图8是图7所示万能杆件横梁的A-A向剖视图。
图9是塔顶分配梁的立面图。
图10是塔顶分配梁的平面图。
其中，附图标记：1为H型钢柱，2为钢管立柱φ813×14mm，3为钢管立柱φ813×16mm，4为塔架基础，5为万能杆件横梁，6为双槽钢，7为锚梁，8为塔顶分配梁，9为双槽钢，100为组合式索塔，101为H型钢大立柱，102为H型钢小立柱，11为钢拱肋节段，13为缆风索，14为锚索，15为锚索地垄，16为缆索地垄，17为卷扬机，19为扣索，801为缆风锚梁，802为横向分配梁，803为纵向分配梁，804为轨道梁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的具体实施例，如图1、图2和图3所示，一种组合式索塔，包括塔架基础4、索塔管立柱、H型钢柱1、万能杆件横梁5、锚梁7及塔顶分配梁8、缆风系统部分，其中塔架基础4采用承台、群桩形式；索塔管立柱固定在塔架基础4上，索塔管立柱每肢由6根钢管立柱组成，成2×3分布，各钢管立柱间通过双槽钢9联结，钢管立柱为节段拼装，节段间采用法兰盘连接；H型钢柱1固定在索塔管立柱顶部，内侧2根H型钢大立柱101中间是H型钢小立柱102，H型钢大立柱101、H型钢小立柱102之间通过万能杆件联结；在H型钢柱1内侧安装有万能杆件横梁5，万能杆件横梁5沿纵桥向共布置了四榀万能杆件，外侧两榀与H型钢大立柱101相连接，中间两榀与H型钢小立柱102相连；锚梁7布置于H型钢立柱区和万能杆件横梁区，形成锚固区，塔顶分配梁8直接布置于锚固区上，塔顶分配梁8按三层布置，自下而上依次为下横梁、纵梁、索鞍导轨，下横梁在横桥方向、段与段之间利用拼接板连接，连接位置为腹板及上、下翼缘，纵梁在节点位置增设横向加劲肋，并在固定位置增加缆风锚箱，纵梁上部直接铺设横桥向索鞍导轨；锚梁7布置于索塔H型钢和万能杆件区内，锚索14、扣索19交叉锚固于锚梁上，锚梁7采用箱形结构；在组合式索塔100的塔顶安装有缆风系统。
在上述实施例中各部件的优选设置如下：
1、塔架基础
塔架基础4采用承台、群桩形式。塔架桩基采用4×4布置，分为两肢，塔脚采用固结。
2、索塔立柱
索塔管立柱材质为Q235b。塔架每肢由外侧4根φ813×14mm钢管立柱2、内侧2根φ813×16mm钢管立柱3组成，钢管立柱间的联结采用双槽钢9(20a)。管结构采用节段拼装，除塔脚、塔顶为异型管段外，其余均为12.0m标准节段，节段间采用法兰盘连接。
如图5所示和图6，索塔H型钢柱1材质为Q345b。分为H型钢大立柱和H型钢小立柱，H型钢小立柱与中间两榀万能杆件相连，立柱间用法兰盘连接，H型钢立柱与管节段采用法兰连接。
3、万能杆件横梁
如图7和图8所示，万能杆件横梁5由标准万能杆件段和异形杆件段组成，异型杆件设置在万能杆件横梁的跨中，两侧对称设置标准万能杆件段。万能杆件横梁中间采用3×4＝12m桁高，两端12m范围内加高为24m，并与下横梁联系在一起，下横梁桁高4m。纵桥向共布置了四榀万能杆件，外侧两榀与H型钢大立柱101相连接，中间两榀与H型钢小立柱102相连。
4、塔顶分配梁
如图9和图10所示，塔顶分配梁8直接布置于锚固区上，分配梁按三层布置，自下而上依次为下横梁、纵梁、索鞍导轨。下横梁段与段之间利用拼接板连接，连接位置为腹板及上、下翼缘。纵梁在节点位置增设横向加劲肋，并在几个固定位置增加缆风锚箱，纵梁上部直接铺设横桥向索鞍导轨。
5、锚梁
索塔锚梁材质为Q345b。索塔为全钢结构，扣索19、锚索14交叉锚固于锚梁上，锚梁布置于索塔H型钢和万能杆件区内，主要平衡扣索19、锚索14水平分力，并将竖向力传递给索塔立柱。锚梁采用箱形结构，为适应在锚梁上张拉扣、锚索以及调索的需要，锚箱两端设计为异形结构。优选地，锚箱长6.4～6.5m，宽0.55～0.65m，高1～1.3m。扣锚索张拉、调索操作均在塔顶锚梁上完成。
6、索塔缆风
塔架横向刚度较大，抵抗横向外力一般均无问题，塔身受纵向风力，塔顶受缆索系统产生的不平衡水平力，塔底固结塔架靠塔架自身刚度和有初始力的缆风绳产生的抗力平衡，索塔共设置了四组压塔索，采用1 φ47.5的钢丝绳；四组后缆风，采用15 φ15.24钢绞线，通过缆风系统的设置，大大增强了塔架顺桥向的刚度，降低塔顶水平位移。
本发明的组合式索塔工作时如图3所示，本质上实现了“吊扣合一”，组合式索塔100设置在河的两岸，在锚固区和锚索地垄15之间还设置有缆风索13、缆风索13用于固定索塔，扣索19用于固定安装完成的钢拱肋节段，在索塔两侧还设置有缆索地垄16和卷扬机17，用于配合吊装系统起吊钢拱肋节段11至安装位置。
Claims (9)
1.一种组合式索塔，其特征在于：包括塔架基础、索塔管立柱、H型钢柱、万能杆件横梁、锚梁及塔顶分配梁、缆风系统部分，其中塔架基础采用承台、群桩形式；索塔管立柱固定在塔架基础上，索塔管立柱每肢由6根钢管立柱组成，成2×3分布，各钢管立柱间通过双槽钢联结，钢管立柱为节段拼装，节段间采用法兰盘连接；H型钢柱固定在索塔管立柱顶部，内侧两个H型钢大立柱中间是H型钢小立柱，H型钢大立柱、H型钢小立柱之间通过双槽钢联结系；在H型钢柱内侧安装有万能杆件横梁，万能杆件横梁沿纵桥向共布置了四榀，外侧两榀与H型钢大立柱相连接，中间两榀与H型钢小立柱相连；锚梁布置于H型钢立柱区和万能杆件横梁区，形成扣锚索的锚固区，塔顶分配梁直接布置于锚固区上，塔顶分配梁按三层布置，自下而上依次为下横梁、纵梁、索鞍导轨，下横梁在横桥方向、段与段之间利用拼接板连接，连接位置为腹板及上、下翼缘，纵梁在节点位置增设横向加劲肋，并在固定位置增加缆风锚箱，纵梁上部直接铺设横桥向索鞍导轨；锚梁布置于索塔H型钢和万能杆件区内，扣索、锚索交叉锚固于锚梁上，锚梁采用箱形结构；在组合式索塔的塔顶安装有缆风系统。
2.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，其中索塔横桥向总宽110m，万能杆件横梁跨度65.6m。
3.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，其中塔架桩基采用4×4布置。
4.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，索塔管立柱每肢中的6根钢管立柱，外侧4根由φ813×14mm、内侧2根由φ813×16mm钢管立柱组成。
5.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，万能杆件横梁由标准万能杆件段及异形杆件段组成，异型杆件设置在万能杆件横梁的跨中，两侧安装宽度相等的标准万能杆件段。
6.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，缆风系统包括有：四组压塔索，采用1φ47.5的钢丝绳；四组后缆风，采用15φj15.24钢绞线。
7.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，索塔管立柱材质为Q235b。
8.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，索塔H型钢柱材质为Q345b。
9.根据权利要求1所述的组合式索塔，其特征在于，索塔锚梁材质为Q345b。
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