CN106012795A - 双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构 - Google Patents

双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构 Download PDF

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Abstract

本发明设计的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，在隔板内设两个椭圆形空透面，使结构显得较为轻盈出。从受力角度来看，大大减小了塔柱横向计算长度，同时增加了桥塔稳定性，较好协调了结构受力与景观需求的矛盾。在本桥设计中，考虑斜拉索索力、横向预应力、钢锚梁，采用了三维实体仿真分析，在合理布置预应力、钢筋、解决了受力复杂的问题，并可将应力水平降得比横梁连接更优。

Description

双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构
技术领域
本发明涉及桥梁设计领域，具体地指一种用于A型索塔的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构。
背景技术
桥塔是斜拉桥最为重要的承重结构，在高地震区承担着巨大的地震作用，索塔必须有足够的承载力，同时要保证总体稳定性；桥塔也是突出显示斜拉桥景观效果的主体，对斜拉桥的整体美学效果具有至关重要的影响。
斜拉桥是一种缆索支撑体系桥梁，比梁桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型，斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成，索塔形式有A型、倒Y型、H型、独柱。目前，世界上已建成主跨在200m以上的斜拉桥共200余座，其中跨径大于400m的有40余座。中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中52座跨径大于200m，跨径大于400m的已达20余座。
一般，上塔柱可采用隔板连接或横梁连接两种形式，若采用惯用的横梁连接，对桥塔挺拔高扬的外观有一定影响，对桥梁的整体景观效果造成一定的破坏；若采用隔板连接，则影响了空透，隔板连接可很好解决横梁尤其是多道横梁连接对桥梁景观的影响，但往往被认为受力复杂而较少采用，掏空隔板更是没有利用的先例。
发明内容
针对本技术中描述的问题，本发明的目的在于提供一种结构轻盈、大大减小了塔柱横向计算长度，同时增加了桥塔稳定性，较好协调了结构受力与景观需求矛盾的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构。
为达到上述目的，本发明设计的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，包括倾斜交汇的塔柱，塔柱内设有多根塔柱骨架钢筋，其特征在于：所述塔柱之间设有隔板，所述隔板位于塔柱上部，所述隔板上设有至少两个椭圆通孔，所述隔板设有内凹圆弧形底部；
所述椭圆通孔处沿其周向设有椭圆骨架钢筋、所述内凹圆弧形底部沿弧形设有弧形骨架钢筋，所述椭圆骨架钢筋、弧形骨架钢筋在隔板厚度方向间隔均布；
所述隔板内交错设有多根能与椭圆骨架钢筋、弧形骨架钢筋、塔柱骨架钢筋连接的竖向构造筋和横向构造筋，所述竖向构造筋和横向构造筋为矩形；
竖向的椭圆通孔顶点之间、竖向的椭圆通孔顶点与内凹弧形底部的顶点之间设有多根横桥向布置的加强骨架钢筋，多根所述加强骨架钢筋在隔板厚度方向间隔均布；
竖向相邻的两个所述椭圆骨架钢筋之间、竖向相邻的所述弧形骨架钢筋与所述椭圆骨架钢筋之间设有竖直设置的多根第一加强钢筋，多根所述第一加强钢筋为矩形并在横桥向均布；
竖向的椭圆通孔顶点之间、竖向的椭圆通孔顶点与内凹弧形底部的顶点之间设有多根竖向布置的第二加强钢筋，多根所述第二加强钢筋为矩形并与加强骨架钢筋连接且在横桥向均布；
所述第一加强钢筋和第二加强钢筋位于所述竖向构造筋和横向构造筋围成的空间内，且第二加强钢筋位于第一加强钢筋与塔柱骨架钢筋之间。
优选的，所述椭圆通孔的长轴、所述内凹圆弧形底部的圆心与隔板中心线共线。
优选的，设横桥向位于两端的第一加强钢筋之间的距离为L，椭圆骨架钢筋横桥向的两顶点之间的距离为M，80％·M≤L≤140％·M。
优选的，同一截面内设有两个所述第一加强钢筋，两个所述第一加强钢筋之间设有重合部，所述重合部的几何中心到隔板壁的距离相等。
进一步优选的，所述第一加强筋短边的长度＜0.5*隔板厚度。
优选的，同一截面内设有两个所述第二加强钢筋，两个所述第二加强钢筋之间设有重合部，所述重合部的几何中心到隔板壁的距离相等。
进一步优选的，所述第二加强筋短边的长度＜0.5*隔板厚度。
优选的，所述隔板侧壁与塔柱之间设有加劲部，所述加劲部内设有平行塔柱骨架钢筋的多根竖向加劲钢筋以及多根与隔板外壁和塔柱内壁均呈锐角夹角的横向加劲钢筋，多根所述横向加劲钢筋在塔柱骨架钢筋长度方向间隔均布。
优选的，所述椭圆骨架钢筋、弧形骨架钢筋、加强骨架钢筋的直径D1相等。竖向构造筋、横向构造筋的直径D2相等。第一加强钢筋、第二加强钢筋、竖向加劲钢筋、横向加劲钢筋的直径D3相等。且D1＞D2＞D3。
本发明的有益效果是：在隔板内设两个椭圆形空透面，使结构显得较为轻 盈出。从受力角度来看，大大减小了塔柱横向计算长度，同时增加了桥塔稳定性，较好协调了结构受力与景观需求的矛盾。在本桥设计中，考虑斜拉索索力、横向预应力、钢锚梁，采用了三维实体仿真分析，在合理布置预应力、钢筋、解决了受力复杂的问题，并可将应力水平降得比横梁连接更优。
附图说明
图1是本发明的布筋示意图，图中对各钢筋采用a～x进行单独编号；
图2是图1的A-A截面示意图；
图3是图1的B-B截面示意图；
图4是图1的C-C截面示意图，图中未示出第一加强钢筋11和第二加强钢筋12；
图5～28分别对应编号为a～x的钢筋的大样图，图中单位为厘米；
图中：塔柱1、塔柱骨架钢筋2、隔板3、椭圆通孔4、内凹圆弧形底部5、椭圆骨架钢筋6、弧形骨架钢筋7、竖向构造筋8、横向构造筋9、加强骨架钢筋10、第一加强钢筋11、第二加强钢筋12、重合部13、加劲部14、竖向加劲钢筋15、横向加劲钢筋16。
具体实施方式
下面通过图1～图28以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。
如图1和图4所示，本发明设计的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，包括倾斜交汇的塔柱1，塔柱1内设有多根塔柱骨架钢筋2，所述塔柱1之间设有隔板3，所述隔板3位于塔柱1上部，所述隔板3上设有至少两个椭圆通孔4，所述隔板设有内凹圆弧形底部5；
所述椭圆通孔4处沿其周向设有椭圆骨架钢筋6、所述内凹圆弧形底部5沿弧形设有弧形骨架钢筋7，所述椭圆骨架钢筋6、弧形骨架钢筋7在隔板2厚3度方向间隔均布；
所述隔板3内交错设有多根能与椭圆骨架钢筋6、弧形骨架钢筋7、塔柱骨架钢筋2连接的竖向构造筋8和横向构造筋9，所述竖向构造筋8和横向构造筋9为矩形；
竖向的椭圆通孔4顶点之间、竖向的椭圆通孔4顶点与内凹弧形底部5的 顶点之间设有多根横桥向布置的加强骨架钢筋10，多根所述加强骨架钢筋10在隔板3厚度方向间隔均布；
竖向相邻的两个所述椭圆骨架钢筋6之间、竖向相邻的所述弧形骨架钢筋7与所述椭圆骨架钢筋6之间设有竖直设置的多根第一加强钢筋11，多根所述第一加强钢筋11为矩形并在横桥向均布；
竖向的椭圆通孔4顶点之间、竖向的椭圆通孔4顶点与内凹弧形底部5的顶点之间设有多根竖向布置的第二加强钢筋12，多根所述第二加强钢筋12为矩形并与加强骨架钢筋10连接且在横桥向均布；
所述第一加强钢筋11和第二加强钢筋12位于所述竖向构造筋8和横向构造筋9围成的空间内，且第二加强钢筋12位于第一加强钢筋11与塔柱骨架钢2筋之间。
再如图1所示，所述椭圆通孔4的长轴、所述内凹圆弧形底部5的圆心与隔板3中心线共线。
再如图1所示，设横桥向位于两端的第一加强钢筋11之间的距离为L，椭圆骨架钢筋6横桥向的两顶点之间的距离为M，80％·M≤L≤140％·M。
如图2和图3所示，同一截面内设有两个所述第一加强钢筋11，两个所述第一加强钢筋11之间设有重合部13，所述重合部13的几何中心到隔板壁的距离相等。优选的，所述第一加强筋11短边的长度＜0.5*隔板厚度。
所述加强骨架钢筋10、第一加强钢筋11、第二加强钢筋12起到了横梁的作用，大大提高了隔板的抗剪性能。
优选的，同一截面内设有两个所述第二加强钢筋12，两个所述第二加强钢筋12之间设有重合部，所述重合部的几何中心到隔板壁的距离相等，在此就不另作附图。优选的，所述第二加强筋12短边的长度＜0.5*隔板厚度。
再如图4所示，所述隔板3侧壁与塔柱1之间设有加劲部14，所述加劲部14内设有平行塔柱骨架钢筋2的多根竖向加劲钢筋15以及多根与隔板3外壁和塔柱1内壁均呈锐角夹角的横向加劲钢筋16，多根所述横向加劲钢筋16在塔柱骨架钢筋2长度方向间隔均布。
优选的，所述椭圆骨架钢筋6、弧形骨架钢筋7、加强骨架钢筋10的直径D1相等。竖向构造筋8、横向构造筋9的直径D2相等。第一加强钢筋11、第二加强钢筋12、竖向加劲钢筋15、横向加劲钢筋16的直径D3相等。且D1＞D2 ＞D3。
本例中，各钢筋对应的独立编号见表一：
表一 钢筋编号对照表
椭圆骨架钢筋6 c、g
弧形骨架钢筋7 a
竖向构造筋8 l～p
横向构造筋9 q～u
加强骨架钢筋10 b、d、e、f
第一加强钢筋11 h、j
第二加强钢筋12 I、k
竖向加劲钢筋15 x
横向加劲钢筋16 w
本例中钢筋明细及大样件表二：
表二 钢筋明细表(一个桥塔)

Claims (8)

1.一种双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，包括倾斜交汇的塔柱，塔柱内设有多根塔柱骨架钢筋，其特征在于：所述塔柱之间设有隔板，所述隔板位于塔柱上部，所述隔板上设有至少两个椭圆通孔，所述隔板设有内凹圆弧形底部；所述椭圆通孔处沿其周向设有椭圆骨架钢筋、所述内凹圆弧形底部沿弧形设有弧形骨架钢筋，所述椭圆骨架钢筋、弧形骨架钢筋在隔板厚度方向间隔均布；所述隔板内交错设有多根能与椭圆骨架钢筋、弧形骨架钢筋、塔柱骨架钢筋连接的竖向构造筋和横向构造筋，所述竖向构造筋和横向构造筋为矩形；竖向的椭圆通孔顶点之间、竖向的椭圆通孔顶点与内凹弧形底部的顶点之间设有多根横桥向布置的加强骨架钢筋，多根所述加强骨架钢筋在隔板厚度方向间隔均布；竖向相邻的两个所述椭圆骨架钢筋之间、竖向相邻的所述弧形骨架钢筋与所述椭圆骨架钢筋之间设有竖直设置的多根第一加强钢筋，多根所述第一加强钢筋为矩形并在横桥向均布；竖向的椭圆通孔顶点之间、竖向的椭圆通孔顶点与内凹弧形底部的顶点之间设有多根竖向布置的第二加强钢筋，多根所述第二加强钢筋为矩形并与加强骨架钢筋连接且在横桥向均布；所述第一加强钢筋和第二加强钢筋位于所述竖向构造筋和横向构造筋围成的空间内，且第二加强钢筋位于第一加强钢筋与塔柱骨架钢筋之间。
2.根据权利要求1所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：所述椭圆通孔的长轴、所述内凹圆弧形底部的圆心与隔板中心线共线。
3.根据权利要求1所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：设横桥向位于两端的第一加强钢筋之间的距离为L，椭圆骨架钢筋横桥向的两顶点之间的距离为M，80％·M≤L≤140％·M。
4.根据权利要求1或3所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：同一截面内设有两个所述第一加强钢筋，两个所述第一加强钢筋之间设有重合部，所述重合部的几何中心到隔板壁的距离相等。
5.根据权利要求4所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：所述第一加强筋短边的长度＜0.5*隔板厚度。
6.根据权利要求1或3所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：同一截面内设有两个所述第二加强钢筋，两个所述第二加强钢筋之间设有重合部，所述重合部的几何中心到隔板壁的距离相等。
7.根据权利要求6所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：所述第二加强筋短边的长度＜0.5*隔板厚度。
8.根据权利要求1所述的双椭圆造型斜拉桥索塔交汇结构，其特征在于：所述隔板侧壁与塔柱之间设有加劲部，所述加劲部内设有平行塔柱骨架钢筋的多根竖向加劲钢筋以及多根与隔板外壁和塔柱内壁均呈锐角夹角的横向加劲钢筋，多根所述横向加劲钢筋在塔柱骨架钢筋长度方向间隔均布。
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