CN110184916B - 斜拉桥主塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁建造技术领域，公开了一种斜拉桥主塔，该斜拉桥主塔包括，至少一根锚固段，所述锚固段包括多节依次相连的锚固节段，每节所述锚固节段均包括：第一承压壳体，其内设有穿过所述第一承压壳体的两侧及设于所述第一承压壳体内的第一钢筋混凝土内的两组第一斜拉索孔；还包括两组第一抗弯壳体，两组所述第一抗弯壳体均为钢壳结构，分别设于所述第一承压壳体的两侧；两组分别穿过两组所述第一抗弯壳体的第二斜拉索孔，并且两组所述第二斜拉索孔与两组第一斜拉索孔相匹配。本发明有效地解决桥梁跨度大后，全混凝土主塔尺寸体量大，开裂不易控制，全钢梁造价高的问题。

Description

斜拉桥主塔

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及斜拉桥主塔。

背景技术

近几年随着我国桥梁建设的快速发展，一批超大跨桥梁应运而生。斜拉桥为大跨度桥的一种，斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的主塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

斜拉桥的跨度越来越大，主塔的高度也越来越高。现有的主塔结构主要为混凝土结构或者纯钢结构。采用纯混凝土结构，主塔的随着高度的增加，主塔的尺寸也越来越大，塔柱表面由于收缩徐变及其它效应引起的开裂越加明显，目前多座混凝土塔柱已发现不同程度开裂，影响结构外观，同时也影响结构受力不再满足要求的风险。而如果采用纯钢桥塔造价较高，对于大跨度桥随着桥塔高度的增加预算更加昂贵，其经济性、合理性受到制约。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种斜拉桥主塔，采用该主塔的截面结构，能有效地解决桥梁跨度大后，全混凝土主塔尺寸体量大，开裂不易控制，全钢梁造价高的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种斜拉桥主塔，所述斜拉桥主塔包括，

至少一根锚固段，所述锚固段包括多节依次相连的锚固节段，每节所述锚固节段均包括：

-第一承压壳体，其内设有第一钢筋混凝土；

-两组第一斜拉索孔，其穿过所述第一承压壳体的两侧及设于所述第一承压壳体内的第一钢筋混凝土；

-两组第一抗弯壳体，两组所述第一抗弯壳体均为钢壳结构，分别设于所述第一承压壳体的两侧；

-两组第二斜拉索孔，两组所述第二斜拉索孔分别穿过并且两组所述第一抗弯壳体，并且两组所述第二斜拉索孔与两组第一斜拉索孔相匹配。

在上述技术方案的基础上，所述斜拉桥主塔包括两根与所述锚固段相连的非锚固段，每根所述非锚固段均包括多节依次相连的非锚固节段，每节所述非锚固节段均包括：

-第二承压壳体，所述第二承压壳体内设有第二钢筋混凝土；

-两组第二抗弯壳体，两组所述第二抗弯壳体均为钢壳结构分别设于所述第二承压壳体的两侧。

在上述技术方案的基础上，两组所述第一抗弯壳体均呈槽钢型，两组所述第一抗弯壳体的开口侧与所述第一承压壳体连接。

在上述技术方案的基础上，所述第一斜拉索孔和第二斜拉索孔内设有导管。

在上述技术方案的基础上，两组所述第一抗弯壳体内的水平方向上间隔设有第一横隔板。

在上述技术方案的基础上，两组所述第一抗弯壳体外侧的内壁上间隔设有第一加劲肋。

在上述技术方案的基础上，所述第一承压壳体的内壁间隔设有第一剪力钉。

在上述技术方案的基础上，两组所述第二抗弯壳体内的水平方向上间隔设有第二横隔板，两组所述第二抗弯壳体外侧的内壁上间隔设有第二加劲肋。

在上述技术方案的基础上，所述第二承压壳体的内壁间隔设有第二剪力钉。

在上述技术方案的基础上，所述第一斜拉索孔和第二斜拉锁孔呈八字形。

与现有技术相比，本发明的优点在于：锚固段包括设置数量的锚固节段连接，每节锚固节段在钢壳结构的第一承压壳体浇筑第一钢筋混凝土，并设置第一斜拉索孔。钢壳结构的两组第一抗弯壳体设于第一承压壳体的两侧，并设置与第一斜拉索孔匹配的第二斜拉索孔。在第一斜拉索孔和第二斜拉索孔安装斜拉索后，可以利用混凝土好的抗压性能承受斜拉索的相互形成的压杆力，两侧的钢壳结构的两组第一抗弯壳体及第一钢筋混凝土内钢筋承受拉杆力。本发明可以充分发挥钢筋混凝土抗压和钢结构抗拉的结构力学性能，减小主塔自重，从而节省工程造价。并且第一钢筋混凝土被第一承压壳体包裹，从而解决了全混凝土结构主塔，混凝土结构容易开裂的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中斜拉桥主塔的横向视图；

图2为本发明实施例中斜拉桥主塔的纵向视图；

图3为本发明实施例中锚固节段的结构示意图；

图4为本发明实施例中锚固节段的受力示意图；

图5为本发明实施例中非锚固节段的结构示意图。

图中：1、锚固段；11、锚固节段；111、第一承压壳体；112、第一钢筋混凝土；113、第一抗弯壳体；124、导管；115、第一横隔板；116、第一加劲肋；117、第一剪力钉；2、非锚固段；21、非锚固节段；211、第二承压壳体；212、第二钢筋混凝土；213、第二抗弯壳体；215、第二横隔板；216、第二加劲肋；217、第二剪力钉；22、上横梁；23、下横梁；31、压杆力；32、拉杆力。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例中斜拉桥主塔的横向视图，图2为本发明实施例中斜拉桥主塔的纵向视图，图3为本发明实施例中锚固节段的结构示意图。参见图1至图3所示，本发明实施例提供一种斜拉桥主塔，所述斜拉桥主塔包括，

至少一根锚固段1，锚固段1包括多节依次相连的锚固节段11，每节锚固节段11均包括：

-第一承压壳体111，其内设有第一钢筋混凝土112；

-两组第一斜拉索孔，其穿过第一承压壳体111的两侧及设于第一承压壳体111内的第一钢筋混凝土112；

-两组第一抗弯壳体113，两组第一抗弯壳体113均为钢壳结构，分别设于第一承压壳体111的两侧；

-两组第二斜拉索孔，两组第二斜拉索孔分别穿过并且两组第一抗弯壳体113，并且两组第二斜拉索孔与两组第一斜拉索孔相匹配。

锚固段包括设置数量的锚固节段连接，每节锚固节段在钢壳结构的第一承压壳体浇筑第一钢筋混凝土，并设置第一斜拉索孔。钢壳结构的两组第一抗弯壳体设于第一承压壳体的两侧，并设置与第一斜拉索孔对应的第二斜拉索孔。第一钢筋混凝土被第一承压壳体包裹，从而解决了全混凝土结构主塔，混凝土结构容易开裂的问题。在第一斜拉索孔和第二斜拉索孔安装斜拉索后，可以利用混凝土好的抗压性能承受斜拉索的相互拉形成的压杆力，两侧的钢壳结构的两组第一抗弯壳体及第一钢筋混凝土内钢筋承受拉杆力。可以减小主塔自重，从而节省工程造价。

在本实施例中，锚固节段的设置数量根据锚固段的高度决定，相邻的两节锚固节段通过焊接的形式连接。在本实施例中设有一根锚固段1，适用于“倒Y”字型的斜拉索主塔，当然在其他实施例中，也可以设有两根锚固段1，适用于“A型”“H型”的斜拉索主塔，均可以达到减小主塔自重以及节省造价的效果。

图4为本发明实施例中锚固节段的受力示意图，结合图3和图4所示，通过两组第一斜拉索孔和两组第二斜拉索孔安装斜拉索后，在第一钢筋混凝土112内形成了压杆力31和拉杆力32，这样充分利用了混凝土的抗压和钢筋抗拉的特性。

图5为本发明实施例中非锚固节段的结构示意图，如图5所示，优选地，斜拉桥主塔包括两根与锚固段1相连的非锚固段2，每根非锚固段2均包括多节依次相连的非锚固节段21，每节非锚固节段21均包括：

-第二承压壳体211，第二承压壳体211内设有第二钢筋混凝土212；

-两组第二抗弯壳体213，两组第二抗弯壳体213均为钢壳结构分别设于第二承压壳体211的两侧。

在本实施例中，两根与锚固段1相连的非锚固段2上端通过上横梁22连接，锚固段1安装在上横梁22上，非锚固段2的下端通过下横梁23连接。

优选地，两组第一抗弯壳体113均呈槽钢型，两组第一抗弯壳体113的开口侧与第一承压壳体111连接。两组第一抗弯壳体113与第一承压壳体111形成“曰”字型，使第一钢筋混凝土112基本承受压力，两组第一抗弯壳体113承受弯矩。

优选地，第一斜拉索孔和第二斜拉索孔内设有导管124。在第一斜拉索孔和第二斜拉索孔内设置导管124，可以方便斜拉索的安装。

优选地，两组第一抗弯壳体113内的水平方向上间隔设有第一横隔板115。在第一抗弯壳体113内设置第一横隔板115，可以提高第一抗弯壳体113的强度，使第一抗弯壳体113有更好的抗弯、抗拉效果。

优选地，两组第一抗弯壳体113外侧的内壁上间隔设有第一加劲肋116。第一加劲肋116可以提高第一抗弯壳体113抗弯效果，提高第一抗弯壳体113的强度。

优选地，第一承压壳体111的内壁间隔设有第一剪力钉117。第一剪力钉117可以提高第一承压壳体111的抗弯能力，并且可以第一承压壳体111和第一钢筋混凝土112组合后的强度。

优选地，两组第二抗弯壳体213内的水平方向上间隔设有第二横隔板215，两组第二抗弯壳体213外侧的内壁上间隔设有第二加劲肋216。在两组第二抗弯壳体213内设置第二横隔板215和第二加劲肋216可以提高第二抗弯壳体213的强度，以及增加第二抗弯壳体213抗弯效果。

优选地，第二承压壳体211的内壁间隔设有第二剪力钉217。第二剪力钉217可以提高第二承压壳体211的抗弯能力，并且可以第二承压壳体211和第二钢筋混凝土212组合后的强度。

优选地，第一斜拉索孔和第二斜拉锁孔呈八字形。结合图3和图4所示，将第一斜拉索孔和第二斜拉锁孔设计呈八字形，这样可以使两组第一斜拉索孔和两组第二斜拉索孔在安装斜拉索后，在第一钢筋混凝土112内形成了压杆力31和拉杆力32，这样充分利用了混凝土的抗压和钢筋抗拉的特性。

该斜拉桥主塔的架设方法包括一下步骤：

S1：通过焊接非锚固节段21架设主塔的两根非锚固段2，并在非锚固段2的上端安装上横梁22，在非锚固段2的下端安装下横梁23；

S2：吊装一节已拼接在一起的第一承压壳体111和第一抗弯壳体113至非锚固段的上横梁22上；

S3：浇注第一钢筋混凝土112至第一承压壳体111内形成一节锚固节段11；

S4：吊装下一节已拼接在一起的第一承压壳体111和第一抗弯壳体113至已安装好的锚固节段11的上方；

S5：重复步骤S4，直至主塔的锚固段架设完成。

综上所述，采用多节锚固节段焊接在一起成锚固段，每节锚固节段在钢壳结构的第一承压壳体浇筑第一钢筋混凝土，并设置第一斜拉索孔。钢壳结构的两组第一抗弯壳体设于第一承压壳体的两侧，并设置与第一斜拉索孔对应的第二斜拉索孔。第一钢筋混凝土被第一承压壳体包裹，从而解决了全混凝土结构主塔，混凝土结构容易开裂的问题。在第一斜拉索孔和第二斜拉索孔安装斜拉索后，可以利用混凝土好的抗压性能承受斜拉索的相互形成的压杆力，两侧的钢壳结构的两组第一抗弯壳体及第一钢筋混凝土内钢筋承受拉杆力。可以减小主塔自重和节省造价。本发明可以充分发挥钢筋混凝土抗压和钢结构抗拉的结构力学性能，减小主塔自重，从而节省工程造价。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种斜拉桥主塔，其特征在于，所述斜拉桥主塔包括，

至少一根锚固段（1），所述锚固段（1）包括多节依次相连的锚固节段（11），每节所述锚固节段（11）均包括：

-第一承压壳体（111），其内设有第一钢筋混凝土（112）；

-两组第一斜拉索孔，其穿过所述第一承压壳体（111）的两侧及设于所述第一承压壳体（111）内的第一钢筋混凝土（112）；

-两组第一抗弯壳体（113），两组所述第一抗弯壳体（113）均为钢壳结构，分别设于所述第一承压壳体（111）的两侧；

-两组第二斜拉索孔，两组所述第二斜拉索孔分别穿过两组所述第一抗弯壳体（113），并且两组所述第二斜拉索孔与两组第一斜拉索孔相匹配；

所述第一斜拉索孔和第二斜拉索孔内设有用于安装斜拉索的导管（124）；

斜拉索沿所述导管（124）从外至内依次穿过一组所述第一抗弯壳体（113）、所述第一承压壳体（111）的一端、所述第一钢筋混凝土（112），并固定于所述第一承压壳体（111）的另一端。

2.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于，所述斜拉桥主塔包括两根与所述锚固段（1）相连的非锚固段（2），每根所述非锚固段（2）均包括多节依次相连的非锚固节段（21），每节所述非锚固节段（21）均包括：

-第二承压壳体（211），所述第二承压壳体（211）内设有第二钢筋混凝土（212）；

-两组第二抗弯壳体（213），两组所述第二抗弯壳体（213）均为钢壳结构分别设于所述第二承压壳体（211）的两侧。

3.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于：两组所述第一抗弯壳体（113）均呈槽钢型，两组所述第一抗弯壳体（113）的开口侧与所述第一承压壳体（111）连接。

4.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于：两组所述第一抗弯壳体（113）内的水平方向上间隔设有第一横隔板（115）。

5.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于：两组所述第一抗弯壳体（113）外侧的内壁上间隔设有第一加劲肋（116）。

6.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于：所述第一承压壳体（111）的内壁间隔设有第一剪力钉（117）。

7.如权利要求2所述的斜拉桥主塔，其特征在于：两组所述第二抗弯壳体（213）内的水平方向上间隔设有第二横隔板（215），两组所述第二抗弯壳体（213）外侧的内壁上间隔设有第二加劲肋（216）。

8.如权利要求2所述的斜拉桥主塔，其特征在于：所述第二承压壳体（211）的内壁间隔设有第二剪力钉（217）。

9.如权利要求1所述的斜拉桥主塔，其特征在于：所述第一斜拉索孔和第二斜拉锁孔呈八字形。

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