CN208105048U - 一种三棱锥体刚性桥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种三棱锥体刚性桥塔包括基础与塔柱，基础位于塔柱的下端并与塔柱固定相连；塔柱为三根，三根塔柱与位于塔柱底端的水平横梁形成的底面形成正三棱锥体：其中三根塔柱为正三棱锥体的侧棱，塔柱的底端通过承台固定相连，三根水平横梁形成的水平面为正三棱锥体的底面；三棱锥体塔柱的每个侧面分别布置五层固定横梁；三个侧面同一层的三根固定横梁到三棱锥体的底面的高度相同；工作平台位于第一层固定横梁形成的平面的上方；除了工作平台所在的横梁，同一个侧面上下横梁间用斜腹杆支承。本实用新型采用的三棱锥体结构并结合水平横梁之间设置的斜腹杆连接，形成稳定的空间桁架体系，能够提高结构整体刚度和整体稳定性。

Description

一种三棱锥体刚性桥塔

技术领域

本发明涉及土木工程桥梁工程领域，具体涉及一种三棱锥体刚性桥塔。

背景技术

随着我国沿海经济的高速发展，很有必要建立起连接各大沿海经济区的跨海通道，一般为大跨径桥梁。大跨径桥梁多采用斜拉桥和悬索桥，其中间跨受荷载作用时，中间塔因无锚索固定将产生水平位移，导致受载孔变形加大。而受载孔的变形程度取决于相邻孔的刚度和桥塔的刚度。现有技术中，减小中间塔及梁变位的方法主要有：（1）将各塔的顶部以水平加劲索相连；（2）设置里交叉加劲索；（3）加大桥塔刚度；（4）将拉索布置在跨中附近。桥梁专家研究发现，（1）、（3）方法对减小中间塔梁变位最为有效，而影响多跨径桥梁整体刚度最主要的因素是桥塔刚度，因而改善桥塔形式，提高其刚度、稳定性和承载能力尤为必要。

同时，传统大跨径桥梁局限于单向跨越，难以实现从跨中转向，向多方向跨越，因此，提出新的大跨径桥梁跨越方案对其发展具有深远意义。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

本发明的目的是提供一种三棱锥体刚性桥塔，以改善传统桥塔刚度不足，桥塔和主梁在荷载、温度等因素影响下变形较大，跨越方案局限的问题。本发明采用的三棱锥体的结构形式，结合横梁和腹杆，能够构成稳定且刚度较大的空间桁架体系，有效增强桥塔整体刚度，提高桥塔承载能力、稳定性和耐久性能。同时本方法可以充分利用三棱锥结构特点，将主梁分离的同时，保证主梁稳定承载能力；有效克服普通斜拉桥只能够单向跨越的局限性，利用三棱锥特性，实现三向跨越，同时利用工作平台的整体性和预应力张拉体系产生的刚度克服不对称荷载带来的倾覆问题。

2、技术方案：

一种三棱锥体刚性桥塔,包括基础与塔柱，所述基础位于塔柱的下端并与塔柱固定相连；其特征在于：所述塔柱为三根，三根塔柱与位于塔柱底端的水平横梁形成的底面形成正三棱锥体：其中三根塔柱为正三棱锥体的侧棱，塔柱的底端通过承台固定相连，三根水平横梁形成的水平面为正三棱锥体的底面； 所述三棱锥体塔柱的每个侧面分别布置五层固定横梁；三个侧面同一层的三根固定横梁到三棱锥体的底面的高度相同；工作平台位于第一层固定横梁形成的平面的上方；除了工作平台所在的横梁，同一个侧面上下横梁间用斜腹杆支承。所述正三棱锥体塔柱采用的三棱锥体结构并结合水平横梁之间设置的斜腹杆连接，形成稳定的空间桁架体系，能够提高结构整体刚度和整体稳定性。

进一步地，所述塔柱的横截面为等腰梯形，塔柱内部至少包括两根桁架杆连接。塔柱采用钢箱-桁架结构形式，塔柱截面外边缘呈等腰梯形，内部用两根桁架杆连接，有效提高塔柱抗侧刚度和承载能力，能承受巨大的拉索索力，同时减小截面设计尺寸，节省材料。

进一步地，所述每根塔柱底部固定与塔柱横截面相同的底板；所述底板与长方形的 承台固定连接；所述承台支承在所述基础上；所述每个基础由多根桩基础构成。

进一步地，所述塔柱分别为第一塔柱、第二塔柱与第三塔柱；所述第一塔柱位于两道分离桥面的中间；第二塔柱与第三塔柱位于两道分离桥面的外端。利用所述的工作平台呈等边三角形的结构，适用于两道分离桥面。

进一步地，桥面为三岔路口式桥面板，三岔路的三条路的中心轴线与横梁垂直。利用所述的工作平台呈等边三角形的结构，可以在三岔路口式桥面板使用。

进一步地，所述三棱锥体桥塔的塔顶采用刚性连结。塔顶采用刚性连结，根据构造和施工要求，可在工厂预制塔柱时预埋塔顶拉索鞍座。

进一步地，所述工作平台上布置有弹性支座。工作平台上布置有弹性支座能够有效缓冲或减小桥面主梁在动荷载和温度效应影响下产生的位移变形，释放突变荷载。

3、有益效果：

本发明提供的一种三棱锥体刚性桥塔采用三棱锥体的结构形式，结合横梁和腹杆，构成稳定且刚度较大的空间桁架体系，有效增强桥塔整体刚度，提高桥塔承载能力、稳定性和耐久性能；充分利用三棱锥结构特点，将主梁分离的同时，保证主梁稳定承载能力；有效克服普通斜拉桥只能够单向跨越的局限性，利用三棱锥特性，实现三向跨越，同时利用工作平台的整体性和预应力张拉体系产生的刚度克服不对称荷载带来的倾覆问题。本发明提供的桥塔可与斜拉索体系或悬索体系组合使用，利用刚性塔较大的刚度和整体稳定性能平衡非对称荷载引起的倾覆趋向。

附图说明

图1为一种三棱锥体刚性桥塔的结构示意图；

图2为一种三棱锥体刚性桥塔在三岔路口式桥面板时的结构示意图；

图3为一种三棱锥体刚性桥塔在两道分离桥面时的结构示意图；

图4为一种三棱锥体刚性桥塔的塔柱与基础连接的示意图；

图5为一种三棱锥体刚性桥塔的塔柱的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。

如图1所示一种三棱锥体刚性桥塔，包括三根塔柱101、102、103，基础2，横梁301、302、303、304、305，工作平台4，承台5。三根塔柱101、102、103呈三棱锥状分布，塔柱顶端相交于塔顶，塔柱底端设置三条水平横梁9，三条水平横梁所在的平面形成正三棱锥体的底面；塔柱底部通过底板7与承台5固结，承台5支承在基础2上并与基础2固结，三棱锥体塔柱的每个侧面分别布置五层固定横梁；同一个侧面上下横梁间用斜腹杆支承；三个侧面同一层固定横梁与底面的高度相同，工作平台4布置在第一道横梁301上方，同一个面上第二道横302至第五道横梁305之间用斜腹杆支承，形成稳定的空间桁架体系，提高结构整体刚度和稳定性，有效减轻风荷载、地震荷载、行车荷载等作用下产生的塔梁位移。

如附图2所示为三棱锥体刚性桥塔建在三岔路口式桥面板时的结构图。根据工作平台4等边三角形的形状特性，可在工作平台4上布置三岔路口式桥面板601、602、603，以实现大跨径桥梁从跨中转向，向多方向跨越的目标，所述桥面板6纵向轴线分别与横梁3垂直，其中桥面板601与横梁一垂直，桥面板602与横梁二垂直，桥面板603与横梁三垂直，也就是说此时三条路的轴线与横梁能够垂直，使荷载在桥塔处分布能够均匀，布局也比较规则。

如附图3所示为三棱锥体刚性桥塔建在两道分离桥面时的结构图。大跨径桥梁为保证良好的空气动力特性，多采用主梁分离式方案，在本实施例中，塔柱102将桥面板分隔成桥面板604和桥面板605两部分，各桥面板独立作为单向车道，充分利用了采用主梁分离式方案主梁间空出的空间，有效缓解单主梁受荷载效应和温度效应不利影响。

如附图4所示为塔柱与基础连接的示意图。塔柱1通过底板7与承台5固结，所述承台5支承在基础2上，所述基础2由多根桩基础构成。

如附图5所示为本发明采用的塔柱的剖面图。如图塔柱1采用钢箱-桁架结构形式，所述塔柱截面外边缘呈等腰梯形，内部用两根桁架杆8连接，有效提高塔柱抗侧刚度和承载能力，能承受巨大的拉索索力，同时减小截面设计尺寸，节省材料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种三棱锥体刚性桥塔,包括基础与塔柱，所述基础位于塔柱的下端并与塔柱固定相连；其特征在于：所述塔柱为三根，三根塔柱与位于塔柱底端的水平横梁形成的底面形成正三棱锥体：其中三根塔柱为正三棱锥体的侧棱，塔柱的底端通过承台固定相连，三根水平横梁形成的水平面为正三棱锥体的底面；

所述三棱锥体塔柱的每个侧面分别布置五层固定横梁；三个侧面同一层的三根固定横梁到三棱锥体的底面的高度相同；工作平台位于第一层固定横梁形成的平面的上方；除了工作平台所在的横梁，同一个侧面上下横梁间用斜腹杆支承。

2.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：所述塔柱的横截面为等腰梯形，塔柱内部至少包括两根桁架杆连接。

3.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：所述每根塔柱底部固定与塔柱横截面相同的底板；所述底板与长方形的承台固定连接；所述承台支承在所述基础上；所述每个基础由多根桩基础构成。

4.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：所述塔柱分别为第一塔柱、第二塔柱与第三塔柱；所述第一塔柱位于两道分离桥面的中间；第二塔柱与第三塔柱位于两道分离桥面的外端。

5.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：桥面为三岔路口式桥面板，三岔路的三条路的中心轴线与横梁垂直。

6.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：所述三棱锥体桥塔的塔顶采用刚性连结。

7.根据权利要求1所述的一种三棱锥体刚性桥塔，其特征在于：所述工作平台上布置有弹性支座。