CN110670483A - 一种钢管砼组合主塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢管砼组合主塔，包含塔柱一、塔柱二和至少一个横梁，每个所述横梁的两端分别连接于所述塔柱一和所述塔柱二，所有所述横梁沿所述主塔的高度方向间隔设置，每个所述横梁包含至少一个钢管一、至少一个钢管二和至少一个波形板，所有所述钢管一和所有所述钢管二内均填充有混凝土构件，每个所述波形板的波长方向与对应的所述横梁的长度方向相同，所有所述波形板均竖向设置，每个所述波形板的上下两端分别连接有一个所述钢管一和一个所述钢管二。所述的钢管砼组合主塔的结构简单、施工方便，不仅满足高烈度地震区的抗震需求，而且又能改善塔柱的抗震性能。

Description

一种钢管砼组合主塔

技术领域

本发明涉及桥梁设计施工技术领域，特别是一种钢管砼组合主塔。

背景技术

国内外悬索桥的门型桥塔横梁大多采用钢筋混凝土横梁，在钢筋混凝土横梁的施工过程中需要架设模板，若是塔柱之间跨径较大，则还需要张拉预应力。然而桥塔高度动辄上百米，在施工过程中搭设支架或新建牛腿支撑，会带来施工难度大、安全风险大和施工工期严重滞后等问题。而且钢筋混凝土横梁在地震作用下由于截面横向刚度大和结构延性较差，使横向变形不易释放，容易形成塑性破坏，对门型桥塔结构的安全性和稳定性造成威胁。因此需要发明出一种新的门型桥塔，保证横梁既能有足够的竖向刚度，又能适应较大的横向变形以及满足施工的无模板化。

发明内容

为解决上述门型桥塔的钢筋混凝土横梁的施工难度大、安全风险大和施工工期严重滞后，以及在地震作用下横向变形不易释放、容易形成塑性破坏、对桥塔结构的安全性和稳定性造成威胁的问题。本发明在此提供一种钢管砼组合主塔，其结构简单、施工方便，不仅满足高烈度地震区的抗震需求，而且又能改善塔柱的抗震性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢管砼组合主塔，包含塔柱一、塔柱二和至少一个横梁，每个所述横梁的两端分别连接于所述塔柱一和所述塔柱二，所有所述横梁沿所述主塔的高度方向间隔设置，每个所述横梁包含至少一个钢管一、至少一个钢管二和至少一个波形板，所有所述钢管一和所有所述钢管二内均填充有混凝土构件，每个所述波形板的波长方向与对应的所述横梁的长度方向相同，所有所述波形板均竖向设置，每个所述波形板的上下两端分别连接有一个所述钢管一和一个所述钢管二。

每个所述横梁的两端分别焊接于所述塔柱一和所述塔柱二，每个所述横梁包含至少一个钢管一、至少一个钢管二和至少一个波形板，所有所述钢管一、所有所述钢管二和所有所述波形板的数量均相同，每个所述波形板的上端焊接有一个所述钢管一，每个所述波形板的下端焊接有一个所述钢管二。所有所述横梁为预制焊接件，不仅能够在工厂进行批量生产，缩短施工时间，又能够保障构件质量，具有成本优势，能够提高所有所述横梁在现场的安装速度。所有所述波形板为波折板或波浪板，所有所述波形板为钢质构件。所述钢管一和所述钢管二作为顶板和底板，能够满足横向弯矩的要求，所述波形板作为腹板，具有褶皱效应，使得弯曲时只有顶板和底板承受弯矩和轴力，而波形板仅承受剪力，因此大大减小了所述横梁的抗弯刚度。对比混凝土横梁，所述横梁的构造得以简化，在工厂进行预制既能提高效率又能保障质量，而且其重量轻，能够完成整体吊装，无需搭设支架，从而减少施工工序，能够实现施工的无模块化。所述横梁克服了混凝土横梁和钢横梁在抗震方面存在的不足，其抗弯刚度较低，而抗剪能力较强，使所述的钢管砼组合主塔不仅满足高烈度地震区的抗震需求，而且又能改善塔柱的抗震性能。

优选的，每个所述横梁还包含若干个撑杆一，相邻两个所述钢管一之间连接有若干个所述撑杆一，相邻两个所述钢管二之间连接有若干个所述撑杆一。

进一步优选的，所述撑杆一包含横撑构件和斜撑构件。

能够增强所述横梁的整体性。

优选的，所述塔柱一包含四个立柱一，所述塔柱二包含四个立柱二，所有所述立柱一和所有所述立柱二相互对称设置。

所有所述立柱一和所有所述立柱二可以均为并排设置，也可以均呈矩形分布。

进一步优选的，所有所述立柱一和所有所述立柱二均呈矩形分布，每个所述横梁包含两个钢管一、两个钢管二和两个波形板，每个波形板的两端分别连接于对应的所述立柱一与所述立柱二。

由于所有所述立柱一和所有所述立柱二均呈矩形分布，所以位于所述主塔外侧的有两个所述立柱一和两个所述立柱二，位于所述主塔内侧的有两个所述立柱一和两个所述立柱二。在位于所述主塔内侧的两个所述立柱一和两个所述立柱二中，每个所述立柱一与其对应的所述立柱二之间连接有所述波形板。

进一步优选的，还包含若干个横向设置的撑杆二，所述塔柱一中相邻两个所述立柱一之间连接有若干个所述撑杆二，相邻两个所述立柱一之间的所有所述撑杆二沿所述主塔的高度方向间隔设置，所述塔柱二中相邻两个所述立柱二之间连接有若干个所述撑杆二，相邻两个所述立柱一之间的所有所述撑杆二沿所述主塔的高度方向间隔设置。

提高所述塔柱一和所述塔柱二各自的整体性。

进一步优选的，所有所述钢管一的对齐位置处设有若干个所述撑杆二，所有所述钢管二的对齐位置处设有若干个所述撑杆二。

由于在连接有所述横梁的区域，所述塔柱一和所述塔柱二受力较薄弱，所以利用所述撑杆二使设有所述横梁的区域稳定性更高。

进一步优选的，包含至少两个所述横梁，其中一个所述横梁设于所述主塔的上端部，其中另一个所述横梁设于所述主塔的中部。

进一步优选的，所述塔柱一和所述塔柱二均为钢管砼构件。

即所有所述立柱一和所有所述立柱二的管柱内部均充填有混凝土构件，钢管砼构件具有较好的抗压和抗剪承载力，其截面小，自重小，有利于抗震，也是施工最为快捷的建筑结构。

进一步优选的，所述波形板为波折板或波浪板。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、所述的钢管砼组合主塔能够保证施工质量，有效缩短工期，减少施工步骤，从而实现快速施工；

2、所述的钢管砼组合主塔的所述横梁中，利用波形板取代了传统的混凝土腹板，利用钢管取代了传统的混凝土顶板和底板，，从而使所述横梁自重减轻；

3、所述的钢管砼组合主塔由于所述波形板具有褶皱效应，使得弯曲时只有顶板和底板承受弯矩和轴力，而波形板仅承受剪力，因此大大减小了所述横梁的抗弯刚度；

4、所述的钢管砼组合主塔结构简单，不仅满足高烈度地震区的抗震需求，而且又能改善塔柱的抗震性能。

附图说明

图1为本发明中实施例1所述的一种钢管砼组合主塔的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面的示意图；

图3为图1中B-B剖面的示意图；

图4为图1中C-C剖面的示意图。

图中标记：11-钢管一，12-钢管二，13-波形板，14-撑杆一，21-立柱一，22-立柱二，23-撑杆二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-4所示，一种钢管砼组合主塔，包含塔柱一、塔柱二和至少一个横梁，每个所述横梁的两端分别连接于所述塔柱一和所述塔柱二，所有所述横梁沿所述主塔的高度方向间隔设置，每个所述横梁包含至少一个钢管一11、至少一个钢管二12和至少一个波形板13，所有所述钢管一11和所有所述钢管二12内均填充有混凝土构件，每个所述波形板13的波长方向与对应的所述横梁的长度方向相同，所有所述波形板13均竖向设置，每个所述波形板13的上下两端分别连接有一个所述钢管一11和一个所述钢管二12。

每个所述横梁的两端分别焊接于所述塔柱一和所述塔柱二，每个所述横梁包含至少一个钢管一11、至少一个钢管二12和至少一个波形板13，所有所述钢管一11、所有所述钢管二12和所有所述波形板13的数量均相同，每个所述波形板13的上端焊接有一个所述钢管一11，每个所述波形板13的下端焊接有一个所述钢管二12。所有所述横梁为预制焊接件，不仅能够在工厂进行批量生产，缩短施工时间，又能够保障构件质量，具有成本优势，能够提高所有所述横梁在现场的安装速度。所有所述波形板13为波折板或波浪板，所有所述波形板13为钢质构件。所述钢管一11和所述钢管二12作为顶板和底板，能够满足横向弯矩的要求，所述波形板13作为腹板，具有褶皱效应，使得弯曲时只有顶板和底板承受弯矩和轴力，而波形板仅承受剪力，因此大大减小了所述横梁的抗弯刚度。对比混凝土横梁，所述横梁的构造得以简化，在工厂进行预制既能提高效率又能保障质量，而且其重量轻，能够完成整体吊装，无需搭设支架，从而减少施工工序，能够实现施工的无模块化。所述横梁克服了混凝土横梁和钢横梁在抗震方面存在的不足，其抗弯刚度较低，而抗剪能力较强，使所述的钢管砼组合主塔不仅满足高烈度地震区的抗震需求，而且又能改善塔柱的抗震性能。

如图1所示，本实施例仅示例包含两个所述横梁，其中一个所述横梁设于所述主塔的上端部，其中另一个所述横梁设于所述主塔的中部。

所述塔柱一包含至少一个立柱一21，所述塔柱二包含至少一个立柱二22，所有所述立柱一21和所有所述立柱二22相互对称设置，即每个所述立柱一21有一个位置相对应的所述立柱二22，且每个所述立柱二22有一个位置相对应的所述立柱一21。

如所述塔柱一包含一个立柱一21，所述塔柱二包含一个立柱二22，则每个所述横梁包含一个钢管一11、一个钢管二12和一个波形板13，每个所述横梁的两端分别焊接于所述立柱一21和所述立柱二22。

如所述塔柱一包含四个立柱一21，所述塔柱二包含四个立柱二22，所有所述立柱一21并排设置，所有立柱二22并排设置，且所有所述立柱一21和所有所述立柱二22相互对称设置，则每个所述横梁包含四个钢管一11、四个钢管二12和四个波形板13，则每个所述波形板13连接于对应的所述立柱一21和所述立柱二22。

如图2-4所示，本实施例仅示例如所述塔柱一包含四个立柱一21，所述塔柱二包含四个立柱二22，所有所述塔柱一和所有所述塔柱二均呈矩形分布，且所有所述立柱一21和所有所述立柱二22相互对称设置，则每个所述横梁包含两个钢管一11、两个钢管二12和两个波形板13。每个所述钢管一11的两端分别焊接于对应的所述塔柱一21和所述塔柱二22，每个所述钢管二12的两端分别焊接于对应的所述塔柱一21和所述塔柱二22，每个所述波形板13的两端分别焊接于对应的所述塔柱一21和所述塔柱二22。每个所述横梁还包含若干个撑杆一14，相邻两个所述钢管一11之间连接有若干个所述撑杆一14，相邻两个所述钢管二12之间连接有若干个所述撑杆一14，所述撑杆一14包含横撑构件和斜撑构件，能够增强所述横梁的整体性，相邻两个所述钢管二12之间连接所述撑杆一14的结构与图2类似。

进一步的，所述塔柱一和所述塔柱二均为钢管砼构件，即所有所述立柱一21和所有所述立柱二22的管柱内部均充填有混凝土构件，钢管砼构件具有较好的抗压和抗剪承载力，其截面小，自重小，有利于抗震，也是施工最为快捷的建筑结构。还包含若干个横向设置的撑杆二23，所述塔柱一中相邻两个所述立柱一21之间连接有若干个所述撑杆二23，相邻两个所述立柱一21之间的所有所述撑杆二23沿所述主塔的高度方向间隔设置，用于增强所有所述塔柱一的整体性，同样地，所述塔柱二中相邻两个所述立柱二22之间连接有若干个所述撑杆二23，相邻两个所述立柱一21之间的所有所述撑杆二23沿所述主塔的高度方向间隔设置。所有所述撑杆二23在每个所述横梁的区域加密设置，由于在连接有所述横梁的区域，所述塔柱一和所述塔柱二受力较薄弱，所以在该区域设置加密区增加稳定性。具体的，如图1所示，所有所述钢管一11的对齐位置处设有若干个所述撑杆二23，所有所述钢管二12的对齐位置处设有若干个所述撑杆二23。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢管砼组合主塔，其特征在于，包含塔柱一、塔柱二和至少一个横梁，每个所述横梁的两端分别连接于所述塔柱一和所述塔柱二，所有所述横梁沿所述主塔的高度方向间隔设置，每个所述横梁包含至少一个钢管一(11)、至少一个钢管二(12)和至少一个波形板(13)，所有所述钢管一(11)和所有所述钢管二(12)内均填充有混凝土构件，每个所述波形板(13)的波长方向与对应的所述横梁的长度方向相同，所有所述波形板(13)均竖向设置，每个所述波形板(13)的上下两端分别连接有一个所述钢管一(11)和一个所述钢管二(12)。

2.根据权利要求1所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，每个所述横梁还包含若干个撑杆一(14)，相邻两个所述钢管一(11)之间连接有若干个所述撑杆一(14)，相邻两个所述钢管二(12)之间连接有若干个所述撑杆一(14)。

3.根据权利要求2所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所述撑杆一(14)包含横撑构件和斜撑构件。

4.根据权利要求1所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所述塔柱一包含四个立柱一(21)，所述塔柱二包含四个立柱二(22)，所有所述立柱一(21)和所有所述立柱二(22)相互对称设置。

5.根据权利要求4所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所有所述立柱一(21)和所有所述立柱二(22)均呈矩形分布，每个所述横梁包含两个钢管一(11)、两个钢管二(12)和两个波形板(13)，每个波形板(13)的两端分别连接于对应的所述立柱一(21)与所述立柱二(22)。

6.根据权利要求4或5任一项所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，还包含若干个横向设置的撑杆二(23)，所述塔柱一中相邻两个所述立柱一(21)之间连接有若干个所述撑杆二(23)，相邻两个所述立柱一(21)之间的所有所述撑杆二(23)沿所述主塔的高度方向间隔设置，所述塔柱二中相邻两个所述立柱二(22)之间连接有若干个所述撑杆二(23)，相邻两个所述立柱一(21)之间的所有所述撑杆二(23)沿所述主塔的高度方向间隔设置。

7.根据权利要求6所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所有所述钢管一(11)的对齐位置处设有若干个所述撑杆二(23)，所有所述钢管二(12)的对齐位置处设有若干个所述撑杆二(23)。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，包含至少两个所述横梁，其中一个所述横梁设于所述主塔的上端部，其中另一个所述横梁设于所述主塔的中部。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所述塔柱一和所述塔柱二均为钢管砼构件。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种钢管砼组合主塔，其特征在于，所述波形板(13)为波折板或波浪板。

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