CN210975546U - 缆索承重桥的复合型桥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种缆索承重桥的复合型桥塔，包括支承结构及塔柱。其中，塔柱对称设于支承结构上，且塔柱顶部连接在一起；塔柱包括塔底段和塔身段，塔底段为钢混组合结构，塔身段为钢结构。本实用新型的塔柱为钢混组合结构与钢结构共同组成的复合结构形式，在塔底段的钢混组合结构具有较强的承载能力，能够承载缆索承重桥桥塔受到的巨大内力；在塔底段以上的塔身段采用钢结构的形式，结构强度好，且钢结构结构重量较轻，充分降低了桥塔本身的自重，从而可以降低地震发生时桥塔整体的震动程度，塔身段采用钢结构也易于批量化加工制造和拼装，降低了施工难度，有利于提升施工效率。上述结构形式可灵活应用于缆索承重式桥梁桥塔中。

Description

缆索承重桥的复合型桥塔

技术领域

本实用新型涉及桥梁建筑领域，特别是涉及缆索承重桥的复合型桥塔。

背景技术

随着社会经济的发展，跨越大江大河的桥梁日益增多，缆索承重桥作为一种现代化的桥梁，由于其自身结构具有优异的受力特点，越来越多的被应用到一些大跨度桥梁的建设中。

缆索承重桥梁的主塔作为支撑主缆或拉索，分担主缆或拉索所受竖向力，并且在风力和地震作用下保证结构总体稳定的构件，是缆索承重桥梁设计建设中一个非常重要的部分。

常见的缆索承重桥桥塔从结构形式上可以分为刚构式和桁架式，刚构式桥塔由两个独立的塔柱和塔柱之间单层或多层的横梁组成；桁架式桥塔在两根独立的塔柱之间除了有水平的横梁外还有若干组交叉的斜杆，形成桁架式结构。

缆索承重桥桥塔按照材料可以分成圬工桥塔、钢筋混凝土桥塔和钢桥塔。钢筋混凝土桥塔重量较大，因此承受的地震力较大，在强震中易发生破坏，不能适用于强震区，并且钢筋混凝土桥塔的施工建造速度较慢；钢桥塔施工速度快、结构轻盈抗震性能好，但是其与下部混凝土支承结构不易实现可靠的连接，特别是强震区桥塔塔底因地震产生的巨大内力更加凸显了连接不稳定的问题。

随着社会经济的发展，对于桥塔的景观效果以及功能性要求越来越高，传统的桥塔无法适用于复杂多样的现代桥梁形式。

实用新型内容

基于此，有必要针对钢筋混凝土桥塔重量较大、抗震性能不好，施工建造速度慢的问题，提供一种缆索承重桥的复合型桥塔。

一种缆索承重桥的复合型桥塔，包括：

支承结构；

塔柱，对称设于所述支承结构上，且所述塔柱顶部连接在一起；所述塔柱包括塔底段和塔身段，所述塔底段为钢混组合结构，所述塔身段为钢结构。

上述缆索承重桥的复合型桥塔，至少具有以下有益的技术效果：

(1)塔柱为钢混组合结构与钢结构共同组成的复合结构形式，在塔底段的钢混组合结构具有较强的承载能力，能够承载缆索承重桥桥塔受到的巨大内力；在塔底段以上的塔身段采用钢结构的形式，结构强度好，且钢结构结构重量较轻，充分降低了桥塔本身的自重，从而可以降低地震发生时桥塔整体的震动程度，塔身段采用钢结构也易于批量化加工制造和吊装，降低了施工难度，有利于提升施工效率。上述结构形式可灵活应用于缆索承重式桥梁桥塔中。

(2)上述缆索承重桥桥塔一方面降低了桥塔的自重，另一方面也保证了塔底截面的承载能力，再配合以整体桥塔结构，可以形成很好的横向受力体系，使得桥塔整体的抗震能力大大增强，适于在地震烈度较高的地区建造使用。

(3)塔底段的钢混组合结构与支承结构之间的连接强度高，更有利于实现桥塔与支承结构的有效连接，较传统钢结构与混凝土结构的连接更可靠。支承结构可以对整个桥塔提供稳定的支承力。在其中一个实施例中，所述塔柱自下而上的轮廓为弧线形，且所述塔柱在顶部顺接合拢。

在其中一个实施例中，所述钢混组合结构包括塔底框架及填充于所述塔底框架中的混凝土体。

在其中一个实施例中，所述塔底框架包括嵌套的外环壁和内环壁，所述外环壁和所述内环壁彼此相对的表面上分布设有剪力键，所述混凝土体填充于所述外环壁和所述内环壁之间的区域。

在其中一个实施例中，所述钢混组合结构还包括连接筋，所述连接筋设于所述外环壁与所述内环壁围成的腔体内且两端分别与所述外环壁和所述内环壁连接以使所述外环壁与所述内环壁相连。

在其中一个实施例中，所述钢结构包括由侧板围成的塔身框架。

在其中一个实施例中，所述塔身框架内设有支撑体。

在其中一个实施例中，所述塔身段包括相连的塔身中段和塔身上段，所述塔身中段包含的所述支撑体为条形腹板，所述条形腹板的延伸方向与缆索承重桥的长度方向一致且所述条形腹板的两端分别与相对设置的两块所述侧板连接。

在其中一个实施例中，所述塔身段包括相连的塔身中段和塔身上段，所述塔身上段包含的所述支撑体为网格状腹板。

在其中一个实施例中，所述网格状腹板包括两根纵向腹板和两根横向腹板，所述纵向腹板与所述横向腹板交叉设置。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的缆索承重桥的复合型桥塔的结构示意图；

图2为图1所示缆索承重桥的复合型桥塔的侧视图；

图3为图1所示缆索承重桥的复合型桥塔的塔底段的横隔断面示意图；

图4为图1所示缆索承重桥的复合型桥塔的塔身中段的横隔断面示意图；

图5为图1所示缆索承重桥的复合型桥塔的塔身上段的横隔断面示意图。

图中，10、复合型桥塔，110、塔柱，111、塔底段，1111、塔底框架，1111a、外环壁，1111b、内环壁，1112、剪力键，1113、连接筋，112、塔身段，1120、塔身框架，1121、塔身中段，1121a、条形腹板，1122、塔身上段，1122a、网格状腹板，113、塔顶段，120、支承结构，

20、主梁。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本实用新型的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例中，提供一种缆索承重桥的复合型桥塔10，包括支承结构120及塔柱110。其中，塔柱110对称设于支承结构120上，且塔柱110顶部连接在一起；塔柱110包括塔底段111和塔身段112，塔底段111为钢混组合结构，塔身段112为钢结构。

缆索承重桥的主要组成部分包括复合型桥塔10、主梁20和拉索。参考图1，复合型桥塔10整体跨设于主梁20上，塔柱110的最顶部可设置用于固定拉索的塔顶段113，拉索(图中未示出)从塔顶段113的最顶端绕过后两端可分别连接至主梁20上用于为主梁20提供支承力。

在上述结构中，塔柱110为钢混组合结构与钢结构共同组成的复合结构形式，在塔底段111的钢混组合结构具有较强的承载能力，能够承载复合型桥塔10受到的巨大内力；在塔底段111以上的塔身段112采用钢结构的形式，结构强度好，且钢结构结构重量较轻，充分降低了桥塔本身的自重，从而可以降低地震发生时桥塔整体的震动程度，塔身段112采用钢结构也易于批量化加工制造和吊装，降低了施工难度，有利于提升施工效率。上述结构形式可灵活应用于缆索承重式桥梁桥塔中。

上述复合型桥塔10一方面降低了桥塔的自重，另一方面也保证了塔底截面的承载能力，再配合以整体桥塔结构，可以形成很好的横向受力体系，使得桥塔整体的抗震能力大大增强，适于在地震烈度较高的地区建造使用。

参考图1，在一些实施例中，塔柱110自下而上的轮廓为弧线形，且塔柱110顶部顺接合拢。塔柱110向内弯曲并于塔顶自然合拢，使桥塔的正立面呈完整的拱形结构。桥塔之间不需要架设传统的水平横梁或桁架横梁，降低了施工的复杂程度，且外观美观简洁、整体性更好，更通过完整的拱形结构形成了很好的沿桥塔宽度方向的受力体系，对于抵抗高烈度区的地震力有很好的效果。可以理解地，在其他一些实施例中，塔柱110自下而上的轮廓可以具有其他形状，例如可以是直线形，形成的桥塔可包括如A型桥塔、H型桥塔和倒Y型桥塔等各种形式，此处不作限制。

参考图3，在一些实施例中，钢混组合结构包括塔底框架1111及填充于塔底框架1111中的混凝土体。塔底框架1111与混凝土体相配合相较于传统钢结构或混凝土结构来说，同时发挥了二者的优势，可以增强极限承载力。

优选的，塔底框架1111包括嵌套的外环壁1111a和内环壁1111b，外环壁1111a和内环壁1111b彼此相对的表面上分布设有剪力键1112，混凝土体填充于外环壁1111a和内环壁1111b之间的区域。塔底框架1111包括嵌套的外环壁1111a和内环壁1111b，增加了混凝土体与塔底框架1111的连接接触面积，设置的剪力键1112可以提高混凝土与塔底框架1111之间的连接强度，从而使得混凝土体与塔底框架1111牢固地形成一个支撑体，发挥最大的承载效果。可以理解地，在其他一些实施例中，塔底框架1111可以采用筒体、箱体或其他形式，混凝土体填充于筒体、箱体内部，只要能钢形成钢混组合结构皆可，此处不作限制。

更优选的，钢混组合结构还包括连接筋1113，设于外环壁1111a与内环壁1111b围成的腔体内且两端分别与外环壁1111a和内环壁1111b连接以使外环壁1111a与内环壁1111b相连。此时塔底段111的横截面如图所示，外环壁1111a和内环壁1111b之间填充混凝土，混凝土与钢结构共同形成钢混组合结构。混凝土通过外环壁1111a和内环壁1111b上的剪力键1112及外环壁1111a和内环壁1111b之间的连接筋1113与塔底框架1111连接，进一步提高了混凝土与塔底框架1111之间的连接强度，混凝土与塔底框架1111之间的连接更牢固，增强了极限承载力，对于高烈度区桥塔抗震能力有很大的提升。

在一些实施例中，钢混组合结构通过锚固架和混凝土内钢筋与支承结构120连接。采用该结构可以提升钢混组合结构与支承结构120之间的连接强度，支承结构120对整个桥塔具有稳定持久的支承力。

在一些实施例中，塔身段112的钢结构包括由侧板围成的塔身框架1120。塔身段112直接由侧板围成，结构简易，可以减小桥塔整体的自重，降低地震时桥塔的受力。可以理解地，围成的塔身框架1120的截面可以是各种形状，如圆形、方形、不规则多边形等各种形式，此处不作限制。

在一些实施例中，塔身框架1120内设有支撑体。支撑体对塔身框架1120具有稳定的支撑作用，可以增强塔身段112抵抗弯曲变形和震动的能力。

参考图1和图4，在一些实施例中，塔身段112包括相连的塔身中段1121和塔身上段1122，塔身中段1121的支撑体为条形腹板1121a，条形腹板1121a的延伸方向与缆索承重桥的长度方向一致且条形腹板1121a的两端分别与相对设置的两块侧板连接。条形腹板1121a将相对设置的两块侧板连接起来，可以加强塔身框架1120中相对设置的两块侧板之间的连接强度；条形腹板1121a的延伸方向与桥梁整体的长度方向一致，增大了塔身中段1121在桥梁宽度方向上的惯性矩，进而增强了塔身段112抵抗弯曲变形的能力。

参考图1和图5，在一些实施例中，塔身段112包括相连的塔身中段1121和塔身上段1122，塔身上段1122的支撑体为网格状腹板1122a。网格状腹板1122a可以将组成塔身框架1120的各侧板更牢固地连接成一个整体，抵抗震动和形变的能力更强；同时网格状腹板1122a可以直接承受来自于索鞍(索鞍是指供悬索或拉索通过塔顶端的支承结构，其上座由肋板式的弧形铸钢块件制成，上座表面设有索槽以用于安放悬索或拉索)的压力并将压力传递至围成塔身框架1120的各个侧板，使压力均匀地分布于塔身框架1120的各侧板，提升了稳定性。

优选的，上述网格状腹板1122a包括两根纵向腹板和两根横向腹板，所述纵向腹板与所述横向腹板交叉设置。该结构形式简单，易于批量化加工制造和吊装，降低了桥梁施工难度，有利于加快施工速度。

在一些实施例中，支承结构120为混凝土承台。混凝土承台支承强度高，同时可以将塔柱110承受的载荷快速传递至地面以下，较快地消除地震载荷对桥体的影响。当然，在其他一些实施例中，支承结构120可以采用其他具有支撑功能的结构形式，此处不作限制。

在一些实施例中，塔底段111与塔身段112的过渡面设置在桥塔恒载弯矩为0的高度位置，这样可以有效降低钢结构与钢混组合结构过渡的位置处发生结构破坏的风险，提升桥梁整体的安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，包括：

支承结构；

塔柱，对称设于所述支承结构上，且所述塔柱顶部连接在一起；所述塔柱包括塔底段和塔身段，所述塔底段为钢混组合结构，所述塔身段为钢结构。

2.根据权利要求1所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述塔柱自下而上的轮廓为弧线形，且所述塔柱在顶部顺接合拢。

3.根据权利要求1所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述钢混组合结构包括塔底框架及填充于所述塔底框架中的混凝土体。

4.根据权利要求3所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述塔底框架包括嵌套的外环壁和内环壁，所述外环壁和所述内环壁彼此相对的表面上分布设有剪力键，所述混凝土体填充于所述外环壁和所述内环壁之间的区域。

5.根据权利要求4所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述钢混组合结构还包括连接筋，所述连接筋设于所述外环壁与所述内环壁围成的腔体内且两端分别与所述外环壁和所述内环壁连接以使所述外环壁与所述内环壁相连。

6.根据权利要求1所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述钢结构包括由侧板围成的塔身框架。

7.根据权利要求6所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述塔身框架内设有支撑体。

8.根据权利要求7所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述塔身段包括相连的塔身中段和塔身上段，所述塔身中段包含的所述支撑体为条形腹板，所述条形腹板的延伸方向与缆索承重桥的长度方向一致且所述条形腹板的两端分别与相对设置的两块所述侧板连接。

9.根据权利要求7所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述塔身段包括相连的塔身中段和塔身上段，所述塔身上段包含的所述支撑体为网格状腹板。

10.根据权利要求9所述的缆索承重桥的复合型桥塔，其特征在于，所述网格状腹板包括两根纵向腹板和两根横向腹板，所述纵向腹板与所述横向腹板交叉设置。

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