CN202298462U - 一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，涉及斜拉桥的钢拱塔。该主拱塔整体成倒U型，左右两侧塔梁结合段高于钢箱梁桥面的部分分作三段，中间一段为预先空缺的嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段内分别固定有上凸耳板或下凸耳板，上、下凸耳板设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段；所有铰轴孔对合并设销轴相互铰接；每一侧嵌补段上方的钢箱节段与同侧下内弯段焊接为一个整体；该主拱塔左右两侧下内弯段和上内弯段，与塔顶段在桥面上平面整体拼装并焊接成一个U形体；该U形体左右两侧设提升吊耳；在该U形体提升竖转到位后，该上、下凸耳板及销轴焊为一体，最后在嵌补段焊接固定钢板。

Description

一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔

技术领域

本实用新型涉及一种斜拉桥的钢拱塔。

背景技术

双套拱斜拉钢箱梁大桥的结构入图1所示：钢箱梁桥面2的主跨部分21和副跨部分22架设在三组桥墩1上，钢箱梁桥面2主跨部分21靠近副跨部分22的后部左右两侧分别设主塔塔基3，整体成倒U型的主拱塔4架设在两个主塔塔基3上，并向前方倾斜。两个主塔塔基3的前方分别设对应的副塔塔基5，整体成倒U型的副拱塔6架设在两个副塔塔基5上，副拱塔6比主拱塔4低且窄，副拱塔6位于主拱塔4内侧并向后方倾斜。主拱塔4与副拱塔6之间通过多根钢拉杆7连接。主拱塔4上半部的左右两侧分别设多根斜拉索8向前连接主跨部分21前部同侧的钢箱梁。副拱塔6上半部的左右两侧分别设多根斜拉索8向后连接主跨部分21后部及副跨部分22同侧的钢箱梁。

主拱塔4左右两侧的下端为拱脚段，分别固定在同侧主塔塔基3顶部的混凝土承台中。主拱塔4左右两侧拱脚段以上为同侧的塔梁结合段，左右两侧塔梁结合段的轴线均为直线。主拱塔4左右两侧塔梁结合段的下端低于钢箱梁，上部高于钢箱梁桥面2。主拱塔4左右两侧塔梁结合段以上为轴线向内弯的主拱塔同侧下内弯段和同侧连接斜拉索8的上内弯段，主拱塔4顶部向下弯曲的塔顶段两端分别连接主拱塔对应侧上内弯段的上端。副拱塔6的结构与主拱塔4相似。

主拱塔4从下向上由截面尺寸逐渐减小的八角形钢箱分段组成，高数十米，主拱塔4的各钢箱内沿径向设有环形筋板，总重量达数百吨。副拱塔6从下向上由等截面尺寸的八角形钢箱分段组成，高度也有数十米，副拱塔6的各钢箱内沿径向设有环形筋板，总重量也达数百吨。现有的施工方法是先在工厂按图纸将主拱塔4和副拱塔6的各个钢箱制作完成，运到现场将数个钢箱焊接成适合吊装的分段，依次对分段后每一节段实施拼接吊装和焊接，最后进行油漆等装饰作业。

主拱塔4和副拱塔6的拱轴线型为为二次抛物线，拱跨高，如何确保成桥后钢管拱的线形至关重要，所以应尽量减少空中安装时间及焊接次数。但是主拱塔4和副拱塔6分段减少后，单一节段重量太大使用传统的分段吊装工艺很难实现。又由于主拱塔4和副拱塔6的分段拼接吊装和焊接为高空作业，无论构件拼装精度，还是焊接质量及测控精度上都难以得到有效保障。另外油漆等装饰作业也是高空作业，效率低，施工周期长。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，可在现场快速、精确地完成拼接吊装、焊接和油漆等装饰作业。

本实用新型的技术方案是：一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，整体成倒U型，其左右两侧分别有拱脚段、塔梁结合段、下内弯段和上内弯段，主拱塔顶部有塔顶段；其左右两侧塔梁结合段高于钢箱梁桥面的部分分作三段，这三段的中间一段为预先空缺的嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段内固定有下凸耳板，该下凸耳板设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段内固定有上凸耳板，该上凸耳板设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段的上、下凸耳板的铰轴孔对合并设销轴，相互铰接；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段与同侧下内弯段焊接为一个整体；该主拱塔左右两侧下内弯段和上内弯段，与顶部的塔顶段在桥面上平面整体拼装并焊接成一个U形体；该U形体左右两侧上内弯段分别设提升吊耳；在该U形体提升竖转到位后，该上、下凸耳板及销轴焊为一体，最后在嵌补段上、下方的钢箱节段间焊接固定钢板形成相应的钢箱节段。

所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段内从上端的环形筋板到下一个环形筋板固定有两块整体式的下凸耳板和分段式的两块下筋板；两块下凸耳板沿桥面的前后方向设置，两块下筋板沿桥面的左右方向设置，两块下筋板与两块下凸耳板成井字形固定连接并与该钢箱节段内壁固定连接；所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段内从下端的环形筋板到上一个环形筋板固定有两组上凸耳板和两块分段式的上筋板；每组上凸耳板有两块沿桥面的前后方向设置且设有铰轴孔凸起部可夹持对应下凸耳板设有铰轴孔凸起部的整体式的上凸耳板，两块分段式的上筋板沿桥面的左右方向设置，两块下筋板与两组下凸耳板成井字形固定连接并与该钢箱节段内壁固定连接；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段的两组上凸耳板的各个铰轴孔与两块下凸耳板的铰轴孔对合并设销轴，相互铰接。这种结构可以对塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段与上、下凸耳板之间形成均衡的传力机制，使起吊过程中U形体巨大的重力可以通过铰接机构顺利地传递到同侧主塔塔基而不破坏塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段。

所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段中两个下凸耳板的铰轴孔偏向主拱塔侧倾向下的一侧且从该钢箱节段上端的环形筋板到两个下凸耳板的铰轴孔下方设T形筋板；所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段中两组上凸耳板的铰轴孔偏向主拱塔侧倾向下的一侧且从该钢箱节段下端的环形筋板到两组上凸耳板的铰轴孔上方设T形筋板。这种上、下凸耳板的结构便于起吊U形体，上、下T形筋板可以分别加强上、下凸耳板露出对应环形筋板部分的受力强度。

所述U形体左右两侧上内弯段设提升吊耳的钢箱内部设井字形固定连接的筋板。这种结构可以与对应钢箱内环形筋板配合，大幅度提高该钢箱在U形体提升过程中的抗变形能力。

所述U形体左右两侧上内弯段提升吊耳的上方设副拱塔提升吊耳，并在与副拱塔提升吊耳相对的另一表面上设后拉吊耳。在主拱塔安装完成后，可利用副拱塔提升吊耳和后拉吊耳由主拱塔作为提升门架提升安装具有与主拱塔结构相似的副拱塔。

本实用新型双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，通过预留嵌补段，并在嵌补段内设置铰接机构的方式，将主拱塔左右两侧下内弯段和上内弯段，与顶部的塔顶段在桥面上平面整体拼装并焊接成一个U形体；该U形体左右两侧上内弯段分别设提升吊耳；在该U形体提升竖转到位后，该上、下凸耳板及销轴焊为一体，最后在嵌补段上、下方的钢箱节段间焊接固定钢板形成相应的钢箱节段。最终完成主拱塔的整体安装。主拱塔钢结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面进行，施工效率高，施工周期可以大幅度缩短，安全防护工作易于组织，施工质量易于保证；由于主拱塔钢结构在地面整体拼装；便于使用机械化焊接作业，从而使焊接质量和装配精度及检测精度上更容易得到保证，该方案工艺先进，符合桥梁大吨位安装施工的发展趋势。

附图说明

图1为双套拱斜拉钢箱梁大桥的侧面结构示意图。

图2为本实用新型双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔一个实施例的正面结构示意图。

图3为图2实施例的侧面结构示意图。

图4为图2实施例中桥面左侧位于塔梁结合段上部的局部剖视结构示意图。

图5为图4中塔桥连接段的嵌补段以下部分侧面结构示意图。

图6为图5中A-A向的结构示意图。

图7为图5中B-B向的结构示意图。

图8为图5中C-C向的结构示意图。

图9为图4中左侧塔梁结合段的嵌补段以上部分侧面结构示意图。

图10为图9中D-D向的结构示意图。

图11为图9中E-E向的结构示意图。

图12为图9中F-F向的侧面结构示意图。

图13为图2实施例中销轴的结构示意图。

图14为图2实施例中销轴挡片的结构示意图。

图15为图2实施例中左侧上段后侧提升吊耳部分的正面结构示意图。

图16为图15中G部提升吊耳的局部放大示意图。

图17为图15中G部提升吊耳的侧视结构示意图。

图18为图15的剖面结构示意图。

图19为图18中H-H向的结构示意图。

图20为图2实施例在桥面上准备吊装的侧面结构示意图。

图21为图2实施例在桥面上准备吊装的俯视结构示意图。

图22为图2实施例在桥上安装完毕的侧面结构示意图。

图23为图2实施例在桥上准备吊装副拱塔的侧面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔一个实施例的正面结构，如图2所示，该主拱塔4整体成倒U型，主拱塔4从下向上由截面尺寸逐渐减小的八角形钢箱分段组成，高数十米，主拱塔4的各钢箱内沿径向设有环形筋板。主拱塔4左右两侧的下端为拱脚段41，分别固定在同侧主塔塔基3顶部的混凝土承台中。主拱塔4左右两侧拱脚段41以上为同侧的塔梁结合段42，左右两侧塔梁结合段42的轴线均为直线。主拱塔4左右两侧塔梁结合段42的下端低于钢箱梁，上部高于钢箱梁桥面2。主拱塔4左右两侧塔梁结合段42以上为轴线向内弯的主拱塔同侧下内弯段44和同侧连接斜拉索8的上内弯段45，主拱塔4顶部向下弯曲的塔顶段46两端分别连接主拱塔4对应侧上内弯段45的上端。请参看图3主拱塔4左右两侧上内弯段45后侧面分别设提升吊耳451，并在提升吊耳的上方设副拱塔提升吊耳452。在主拱塔4左右两侧上内弯段45前侧面与副拱塔提升吊耳452相对地设后拉吊耳453。

图4示出主拱塔4在桥面左侧的塔梁结合段42上部的局部剖视结构。主拱塔4左侧塔梁结合段42高于钢箱梁桥面的部分分作三段，这三段的中间一段为预先空缺的嵌补段43；上边的一段我们记为塔梁结合段上端部42’。左侧塔梁结合段42位于嵌补段43下方的钢箱节段421内固定有下凸耳板424，该下凸耳板424设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段43。左侧塔梁结合段42位于嵌补段43上方的塔梁结合段上端部42’内固定有上凸耳板424’，该上凸耳板424’设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段43。左侧塔梁结合段42的嵌补段43内部上凸耳板424’的铰轴孔与下凸耳板424的铰轴孔对合并设销轴432相互铰接。

请参看图5-8，左侧塔梁结合段位42于嵌补段43下方的钢箱节段421内从上端的环形筋板423到下一个环形筋板422固定有两块整体式的下凸耳板424和两块分段式的下筋板425；两块下凸耳板424沿桥面的前后方向设置，两块下筋板425沿桥面的左右方向设置，两块下筋板425与两块下凸耳板424成井字形固定连接并与该钢箱节段421内壁固定连接。钢箱节段421中两个下凸耳板424的铰轴孔4241偏向主拱塔侧倾向下的路面前侧且从该钢箱节段421上端的环形筋板423到两个下凸耳板424的铰轴孔4241下方设T形筋板426。

请参看图9-12，左侧塔梁结合段位42于嵌补段43上方塔梁结合段上端部42’的钢箱节段421’内从下端的环形筋板423’到上一个环形筋板422’固定有两组上凸耳板424’和两块分段式的上筋板425’；每组上凸耳板424’有两块沿桥面的前后方向设置的整体式的上凸耳板424’，这两块上凸耳板424’设有铰轴孔4241’凸起部可夹持对应下凸耳板424设有铰轴孔4241凸起部。两块分段式的上筋板425’沿桥面的左右方向设置，两块下筋板425’与两组下凸耳板424’成井字形固定连接并与该钢箱节段421’内壁固定连接；钢箱节段421’中两组上凸耳板424’的铰轴孔4241’偏向主拱塔4侧倾向下的路面前侧且从该钢箱节段421’下端的环形筋板423’到两组上凸耳板424’的铰轴孔4241’上方设T形筋板426’。

左侧塔梁结合段42位于嵌补段43上方的钢箱节段421’的两组上凸耳板424’的各个铰轴孔4241’与钢箱节段421的两块下凸耳板424的铰轴孔4241对合并通过图13所示的销轴432相互铰接。销轴4321的一端4321被挡在钢箱节段421’的一组上凸耳板424’，固定在销轴4321另一端卡槽4322中的两片半环形销轴挡片433(见图14)挡住钢箱节段421’的另一组上凸耳板424’。

主拱塔4右侧塔梁结合段42高于钢箱梁桥面的部分的结构与前述主拱塔4左侧塔梁结合段42高于钢箱梁桥面的部分相同，不再赘述。

主拱塔4每一侧塔梁结合段42位于嵌补段43上方塔梁结合段上端部42’的钢箱节段与同侧下内弯段44焊接为一个整体。请参看图20和图21，主拱塔4左右两侧下内弯段44和上内弯段45，与顶部的塔顶段46在钢箱梁桥面2主跨部分21中部的桥面上平面整体拼装并焊接成一个U形体；该U形体左右两侧上内弯段45的上侧表面(即工作状态的后侧表面)分别设提升吊耳451。请参看图15-19：提升吊耳451有四块沿桥面前后向间隔地平行设置的凸耳板4511和两篇分别焊接在这四块凸耳板4511上下两侧根部的折板4512组成。该U形体左右两侧上内弯段45设提升吊耳451的钢箱450内部从上向下依次设有三块径向的环形筋板454、455、456，提升吊耳451大致位于中将的径向环形筋板455所处的位置。在钢箱450内对应提升吊耳451的四块凸耳板4511设置四块竖立的整体式的环形筋板457，每块环形筋板457的形状如图19所示的长八边形，中间的孔4571为长圆形。另设两块分段式水平的筋板458与四块环形筋板457组成井字形固定连接，上述的各环形筋板457及筋板458的边缘均与钢箱450的内壁固定连接。

U形体左右两侧上内弯段45提升吊耳451的上方所设副拱塔提升吊耳452的结构及U形体左右两侧上内弯段45的下侧表面(即工作状态的前侧表面)后拉吊耳453的结构均与上述提升吊耳451相同，其所在钢箱内部的筋板结构也相同，只是尺寸略小一些。

请参看图20和图21，为提升U形体，在钢箱梁桥面2主跨部分21左右两侧主塔塔基3的后方设两个临时门架基础11，将一副门式塔架13安装在这两个临时门架基础11上。在钢箱梁桥面2副跨部分22左右两侧两组桥墩1之间设两个临时后拉墩12，在每个临时后拉墩12与门式塔架13同侧的顶角之间设后拉索14.在门式塔架13左右两侧的顶角各设一个液压提升器15，每个液压提升器15经一根钢绞线连接U形体上同侧的提升吊耳451。用液压同步提升技术，先利用门式塔架13将U形体同步提升竖转到位；然后将嵌补段43内的两组上凸耳板424’与对应的下凸耳板424及销轴423焊为一体，最后在嵌补段43上、下方的钢箱节段间焊接固定钢板形成相应的钢箱节段，请参看图22。

对于副拱塔6，请参看图23，也采用上述主拱塔4的结构处理方式，将副拱塔6的U形体64在现场桥面进行平面整体拼装，在副拱塔6底部62设置转动绞机构632，在副拱塔6U形体64上内弯段65的两侧提升吊耳处各设一个液压提升器18，每个液压提升器18经一根钢绞线连接主拱塔4上同侧的副拱塔提升吊耳452。然后在主拱塔4的后拉吊耳453与钢箱梁桥面2主跨部分21适当的钢索孔之间设置后拉索19，用液压同步提升技术将副拱塔6U形体同步提升竖转到位。然后将副拱塔6嵌补段内的焊为一体，最后在该嵌补段上、下方的钢箱节段间焊接固定钢板形成相应的钢箱节段。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例，不以此限定本实用新型实施的范围，依本实用新型的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本实用新型涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，整体成倒U型，其左右两侧分别有拱脚段、塔梁结合段、下内弯段和上内弯段，主拱塔顶部有塔顶段；其特征在于：其左右两侧塔梁结合段高于钢箱梁桥面的部分分作三段，这三段的中间一段为预先空缺的嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段内固定有下凸耳板，该下凸耳板设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段内固定有上凸耳板，该上凸耳板设有铰轴孔的凸起部伸向嵌补段；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段的上、下凸耳板的铰轴孔对合并设销轴，相互铰接；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段与同侧下内弯段焊接为一个整体；该主拱塔左右两侧下内弯段和上内弯段，与顶部的塔顶段在桥面上平面整体拼装并焊接成一个U形体；该U形体左右两侧上内弯段分别设提升吊耳；在该U形体提升竖转到位后，该上、下凸耳板及销轴焊为一体，最后在嵌补段上、下方的钢箱节段间焊接固定钢板形成相应的钢箱节段。

2.根据权利要求1所述的一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，其特征在于：所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段内从上端的环形筋板到下一个环形筋板固定有两块整体式的下凸耳板和分段式的两块下筋板；两块下凸耳板沿桥面的前后方向设置，两块下筋板沿桥面的左右方向设置，两块下筋板与两块下凸耳板成井字形固定连接并与该钢箱节段内壁固定连接；所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段内从下端的环形筋板到上一个环形筋板固定有两组上凸耳板和两块分段式的上筋板；每组上凸耳板有两块沿桥面的前后方向设置且设有铰轴孔凸起部可夹持对应下凸耳板设有铰轴孔凸起部的整体式的上凸耳板，两块分段式的上筋板沿桥面的左右方向设置，两块下筋板与两组下凸耳板成井字形固定连接并与该钢箱节段内壁固定连接；每一侧塔梁结合段位于嵌补段上、下方的钢箱节段的两组上凸耳板的各个铰轴孔与两块下凸耳板的铰轴孔对合并设销轴，相互铰接。

3.根据权利要求2所述的一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，其特征在于：所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段下方的钢箱节段中两个下凸耳板的铰轴孔偏向主拱塔侧倾向下的一侧且从该钢箱节段上端的环形筋板到两个下凸耳板的铰轴孔下方设T形筋板；所述每一侧塔梁结合段位于嵌补段上方的钢箱节段中两组上凸耳板的铰轴孔偏向主拱塔侧倾向下的一侧且从该钢箱节段下端的环形筋板到两组上凸耳板的铰轴孔上方设T形筋板。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，其特征在于：所述U形体左右两侧上内弯段设提升吊耳的钢箱内部设井字形固定连接的筋板。

5.根据权利要求4所述的一种双套拱斜拉钢箱梁大桥的主拱塔，其特征在于：所述U形体左右两侧上内弯段提升吊耳的上方设副拱塔提升吊耳，并在与副拱塔提升吊耳相对的另一表面上设后拉吊耳。

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