CN207904746U - 一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其包括预埋于混凝土桥塔的塔柱内的多条插筋和前后两列对应的连接件，连接件包括两个接头背板、多块预埋板、多条钢绞线和两个弦杆接头，接头背板左右相对应固定于塔柱的左右两侧面，弦杆接头分别固定于接头背板的外侧面，接头背板上开有钢绞线安装孔，多条钢绞线分别横向穿过塔柱，钢绞线的两端分别对应穿出左右两侧的钢绞线安装孔，钢绞线在张拉预应力后其两端通过锚具固定，两块接头背板的内侧面分别固定竖向的预埋板，在预埋板上开有插孔，多条插筋对应穿于前后两列连接件的插孔中。本实用新型增强了混凝土桥塔与钢桁架连接处承载能力及抗裂性能，更加安全可靠。

Description

一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，具体是指一种斜拉桥或悬索桥钢桁架与混凝土桥塔的连接结构。

背景技术

近几年，随着交通建设的不断发展和大型有限元计算软件功能的不断完善，新型桥梁结构及体系不断涌现，设计者们为了增强结构新颖性及跨越性能，大胆采用了新材料及新体系，并且从结构的细部构造上对结构进行改善，使得桥梁建设得到了长足的发展。近几年，国内外出现了一些采用钢桁架与预制混凝土桥面板组合式主梁的斜拉桥及自锚式悬索桥，也有少部分小跨径地锚式悬索桥也采用了该种主梁结构，该种主梁形式结构外表美观，重量轻，从而增强了结构的美观性及跨越能力。由于此类主梁竖向刚度较小，为增强结构的整体刚度及减小活载作用下主梁的竖向挠度，在此类桥梁中往往将钢桁架与混凝土桥塔进行固结，因此，此类桥梁中钢桁架与混凝土桥塔连接装置的设计至关重要，为此，研究出合理的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，具有重要的意义。

目前，钢桁架与混凝土桥塔固结节点常采用的一种连接形式是钢桁架纵向贯通混凝土桥塔，施工过程中直接将钢桁架浇注在混凝土塔柱里面，在钢桁架与混凝土桥塔连接的位置形成类似于型钢混凝土骨架的结构，钢桁架与混凝土桥塔通过在钢桁架表面焊接栓钉进行连接，以增强钢桁架与混凝土桥塔连接性能，确保钢桁架与外包混凝土共同工作整体变形。然而该种钢桁架与混凝土桥塔连接形式存在较多潜在的问题，由于无论是斜拉桥或悬索桥，塔梁固结位置的内力均较大且受力复杂，由于活载的作用，在塔梁固结位置主梁还会出现正负弯矩交替的情况，且由于钢与混凝土两种材料性能差别较大，上述类似于型钢骨架的钢桁架与混凝土桥塔连接形式在活载反复作用下，钢桁架中不仅存在较大轴力，还存在不容忽视的弯矩，当钢桁架和混凝土桥塔两种均能起抵抗作用的构件通过连接件联结在一起时，其叠合面之间不可避免地发生部分交互作用，在叠合面上存在应变差，从而产生两构件的相对滑移，同样，因为钢桁架和混凝土桥塔各自产生的挠度和变形不一致，又在钢桁架与混凝土桥塔连接边缘引起两构件间的掀起位移。该种连接形式将桥塔混凝土整体外包在钢桁架外面，钢桁架纵向贯通混凝土桥塔，结构受力复杂、受力机理不清晰，在钢桁架轴力和弯矩共同作用下产生相对滑移和掀起位移现象，导致在活载反复作用下，钢桁架与混凝土桥塔连接边缘位置混凝土与钢桁架脱离而产生裂缝，此裂缝的出现不仅影响了结构的耐久性，也影响了桥梁结构的安全性和使用性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其增强了混凝土桥塔与钢桁架连接处承载能力及抗裂性能，更加安全可靠。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：包括预埋于混凝土桥塔的塔柱内的多条插筋和前后两列对应的连接件，连接件包括两个接头背板、多块预埋板、多条钢绞线和两个用于与钢桁架连接的弦杆接头，接头背板左右相对应分别平贴固定于塔柱的左右两侧面，弦杆接头分别固定于接头背板的外侧面，接头背板上开有钢绞线安装孔，多条钢绞线分别横向穿过塔柱，钢绞线的两端分别对应穿出左右两侧的钢绞线安装孔，钢绞线在张拉预应力后其两端通过锚具固定，两块接头背板的内侧面分别固定竖向的预埋板，每块接头背板上的预埋板前后对应排列，在预埋板上开有插孔；多条插筋的两端依次对应穿过前后两列连接件的预埋板的插孔。

进一步的，塔柱的对应接头背板的位置设有凹陷的安装槽，接头背板平贴固定于安装槽的底面上，安装槽内浇筑有环氧树脂混凝土，锚具封于环氧树脂混凝土内，弦杆接头从侧边穿出。

进一步的，在塔柱内预埋有横向贯通的与钢绞线对应的波纹管，钢绞线穿于波纹管中。

进一步的，弦杆接头通过螺栓与钢桁架连接。

进一步的，预埋板与接头背板之间通过熔透焊接方式相连接固定。

进一步的，弦杆接头为横向的工字钢。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型设置的预埋板和插筋增强了弦杆接头与混凝土桥塔之间的连接，提升了混凝土桥塔连接位置的承载能力。左右两个弦杆接头之间通过钢绞线施加多排预应力，能够抵消钢桁架弦杆传递过来的轴力与弯矩，避免钢桁架与混凝土桥塔连接边缘位置混凝土开裂，增强了塔梁连接位置的抗裂性能，从而增强了结构的耐久性，保证桥梁结构在寿命期内的安全。

2、本实用新型将弦杆接头分离出来预先固定在混凝土桥塔上，最后再将弦杆接头与钢桁架连接，这样的结构使得连接位置结构受力明确，内力传递机理清晰。

3、本实用新型使得钢桁架与混凝土桥塔可以分开独立进行施工，最后再通过弦杆接头彼此连接，简化了塔梁连接位置的施工工序，该结构在钢桁架斜拉桥或悬索桥建设中具有良好的应用前景。

4、更好的，本实用新型的弦杆接头与钢桁架之间的连接可以为螺栓连接，螺栓连接结构能释放掉钢桁架的弦杆与桥塔连接位置的部分弯矩。

附图说明

图1是本实用新型的平面图；

图2是本实用新型的立面图；

图3是图2中A处连接件的放大示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示的一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其包括多条插筋4和前后两列对应的连接件，连接件包括左右两个接头背板2、六块块预埋板3、六条钢绞线5和左右两个弦杆接头1。

在混凝土桥塔的塔柱8的左右侧面分别对应连接件的安装位置设有安装槽9，左右侧面的安装槽9相对应，安装槽9为里端面较小的锥台状。接头背板2对应平贴固定于安装槽9的底面上，接头背板2预埋入安装槽9的底部，只露出其外侧面。弦杆接头1分别固定于接头背板2的外侧面，弦杆接头1为横向向外延伸的工字钢。接头背板2上开有钢绞线安装孔，在塔柱8内预埋有横向贯通的与钢绞线安装孔对应的波纹管7，钢绞线5分别横向穿于波纹管7中，钢绞线5的两端分别对应穿出左右两侧的接头背板2的钢绞线安装孔，钢绞线5在张拉预应力后其两端通过锚具6固定。两块接头背板2的内侧面分别固定三块竖向的预埋板3，预埋板3与接头背板2之间通过熔透焊接方式相连接固定，每块接头背板2上的预埋板3前后对应排列，在预埋板3上分别对应开有插孔，多条插筋分别穿于插孔，插筋4的前端对应穿过前列的连接件的预埋板的插孔，后端对应穿过后列的预埋板的连接件的插孔，预埋板3和插筋4均预埋进塔柱8内。在安装槽9内浇筑有环氧树脂混凝土，锚具6封于环氧树脂混凝土内，弦杆接头1从侧边穿出。本连接结构的弦杆接头1通过螺栓与钢桁架连接。如图1所示：六条钢绞线5分成前后两排排列，多条插筋4分成左右共八列。

本连接结构的插筋4和预埋板3为PBL剪力键，张拉预应力的钢绞线5为预应力体系，通过PBL剪力键及预应力体系与混凝土桥塔连接为整体，本连接结构充分发挥了PBL剪力键及预应力体系各自的性能，增强了连接结构的承载能力及抗裂性能。

本连接结构可通过如下步骤进行施工：

1、先在工厂将弦杆接头1、预埋板3和接头背板2进行熔透焊接，并进行表面防腐处理；

2、按照设计位置在预埋板3上钻插孔；

3.将多个上述焊接好的接头运至桥塔处进行吊装就位，并在预埋板3的插孔上对应插入插筋4，注意插筋4应布置在与插孔中央接近圆心处；

4.按照设计位置预埋波纹管7；

5.搭设混凝土桥塔的模板，浇筑桥塔混凝土，搭设混凝土模板时注意预留用于钢绞线张拉的安装槽9；

6.待桥塔混凝土达到设计强度时，在预埋的波纹管7中穿入钢绞线5，穿入钢绞线5后采用两端同时张拉，张拉顺序为先上排再下排，最后张拉中间的那排；

7.钢绞线张拉完毕后，在安装槽9处浇筑环氧树脂混凝土进行封锚，最后完成钢桁架与混凝土桥塔连接装置的施工。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：包括预埋于所述混凝土桥塔的塔柱内的多条插筋和前后两列对应的连接件，所述连接件包括两个接头背板、多块预埋板、多条钢绞线和两个用于与所述钢桁架连接的弦杆接头，所述接头背板左右相对应分别平贴固定于所述塔柱的左右两侧面，所述弦杆接头分别固定于所述接头背板的外侧面，所述接头背板上开有钢绞线安装孔，所述多条钢绞线分别横向穿过所述塔柱，所述钢绞线的两端分别对应穿出左右两侧的所述钢绞线安装孔，所述钢绞线在张拉预应力后其两端通过锚具固定，两块所述接头背板的内侧面分别固定竖向的所述预埋板，每块所述接头背板上的所述预埋板前后对应排列，在所述预埋板上开有插孔；所述多条插筋的两端依次对应穿过前后两列所述连接件的预埋板的插孔。

2.根据权利要求1所述的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：所述塔柱的对应所述接头背板的位置设有凹陷的安装槽，所述接头背板平贴固定于所述安装槽的底面上，所述安装槽内浇筑有环氧树脂混凝土，所述锚具封于所述环氧树脂混凝土内，所述弦杆接头从侧边穿出。

3.根据权利要求1所述的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：在所述塔柱内预埋有横向贯通的与所述钢绞线对应的波纹管，所述钢绞线穿于所述波纹管中。

4.根据权利要求1所述的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：所述弦杆接头通过螺栓与所述钢桁架连接。

5.根据权利要求1所述的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：所述预埋板与接头背板之间通过熔透焊接方式相连接固定。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的钢桁架与混凝土桥塔的连接结构，其特征在于：所述弦杆接头为横向的工字钢。