CN215051999U - 一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁结构技术领域，具体涉及到一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔；该桥塔形式包括固定桥塔的桥塔承台，所述桥塔承台上安装有钻石型塔柱，钻石型塔柱分为下塔柱和上塔柱，在下塔柱和上塔柱之间设置有桥塔横梁，其特征在于：所述下塔柱之间设置有下塔柱斜撑，在上塔柱之间设置有上塔柱斜撑，所述下塔柱斜撑和上塔柱斜撑包括至少一组交叉的倾斜撑杆。本实用新型所提供的桥塔结构形式在不增加施工周期及施工难度的基础上，通过在塔底及上塔柱交汇处设置空间斜撑，降低了塔柱横向计算长度，提高了横向稳定性，且使桥塔造型更富艺术美感，能够较好的平衡建筑造型和结构安全二者的关系。

Description

一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构技术领域，具体涉及到一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔。

背景技术

随着经济的发展、科学技术的进步、生活水平的提高，人类对周围的生存环境提出了更高的要求，而桥梁作为大型永久性公共建筑，在满足安全、实用、经济的基础上，其美学特性也愈来愈受到重视。

斜拉桥作为一种缆索支撑体系桥梁，不仅拥有较好的跨越能力，是大跨度桥梁的主要桥型之一，而且其梁、塔、斜拉索三者的结合，形成了桥形清晰、简洁流畅的构图，具有功能与形式统一的优美形态；加上斜拉索明快的力线，加强了桥梁平衡的姿态，其空间形态在景观上已具备了先天的优势。

作为斜拉桥主构要素的桥塔，其高耸的形象引人注目，起着象征、标志的作用，是景观中最重要的囚素。不仅如此，桥塔也是斜拉桥最重要的受力部件，尤其对于高烈度地震区来说，桥塔需具备很高的承载能力，以保证在巨大的地震作用下不发生破坏。

与悬索桥桥塔以门形为基本形态相比，斜拉桥的主塔形状可以多变而对整体构造没有大的影响，设计制约小而选择余地大是其最大的特点；从仅用一根独柱构成到双柱式、门形、H形、A形、钻石型、倒Y形等等，甚至可采用曲线形、弓形、L形等其他形态。

近二十年来，我国新建了大量的斜拉桥，其中不乏造型新颖奇特的桥塔，从人行天桥到跨江河的几百米斜拉桥都有所应用，然而其中有一部分桥塔虽然新颖，但并不美观，甚至结构不甚合理，失去了创新的意义；而且还带来了工程造价的急剧上升，以及结构的安全隐患。

A型、钻石型桥塔桥面空间通畅，外观单纯、简洁、视野良好，且横向刚度较大，有很好的抗风、抗震性能，在高烈度地震区应用广泛。

双塔、多塔斜拉桥桥面以上塔高与主跨的跨径比一般为1/3～1/6，上塔柱高度随着主跨的增大而增高；为减小桥塔上塔柱横桥向计算长度、增强横向稳定性，通常会采用横向联系将两塔肢相连，常用的方式有两种，即采用横梁或横隔板连接。若采用横梁连接，施工时需搭设支架，同时浇筑横梁与横梁处塔柱混凝土、张拉横梁预应力束，施工周期较长、工序复杂；且桥塔较高时往往需要设置多道横梁，对桥塔挺拔高扬的外观有一定影响，一定程度上破坏了桥梁的整体美感。若采用横隔板连接，可以很好的解决横梁尤其是多道横梁连接对桥梁景观的影响，但同样施工难度较大、受力复杂，且影响了桥塔处局部空间的空透感。

实用新型内容

为了克服本技术中所描述的不足，本实用新型提供了一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，该桥塔结构形式在不增加施工周期及施工难度的基础上，通过在塔底及上塔柱交汇处设置空间斜撑，降低了塔柱横向计算长度，提高了横向稳定性，且使桥塔造型更富艺术美感，能够良好的平衡建筑造型和结构安全的关系。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下所述：

一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，包括固定桥塔的桥塔承台1，所述桥塔承台1上安装有钻石型塔柱，钻石型塔柱分为下塔柱2和上塔柱5，在下塔柱2和上塔柱5之间设置有桥塔横梁4，其特征在于：所述下塔柱2之间设置有下塔柱斜撑3，在上塔柱5之间设置有上塔柱斜撑6，所述下塔柱斜撑3和上塔柱斜撑6包括至少一组交叉的倾斜撑杆。

所述下塔柱2采用变截面结构，由下塔柱2塔底截面向上逐渐缩小至下塔柱2顶端截面，所述上塔柱5采用等截面结构；所述下塔柱2和上塔柱5均采用箱型截面，截面直角处设置切角及圆弧倒角；下塔柱2和上塔柱5与顺桥向平行塔壁外侧设置有凹槽。

所述下塔柱2和上塔柱5局部实心段设置有过人孔14。

所述下塔柱2在塔底设置有下塔柱塔肢间隔板7。

所述桥塔横梁8与下塔柱2之间设置有桥塔横梁加腋8。

所述下塔柱斜撑3和上塔柱斜撑6超过两组时呈空间螺旋线结构。

所述下塔柱斜撑3和上塔柱斜撑6分三段拼装，通过桥塔斜撑深埋式结构9或桥塔斜撑浅埋式结构10安装固定。

所述桥塔斜撑深埋式结构9包括深埋式杆件预埋接头9-1、深埋式端板9-2、管外加劲肋9-3、深埋式剪力钉群9-4、局部承压钢筋网9-5和钢筋连接板9-6，连接结构为：所述深埋式杆件预埋接头9-1端部焊接于深埋式端板9-2上，且二者间焊接管外加劲肋9-3以增强连接；所述深埋式杆件预埋接头9-1与混凝土接触部分均焊接深埋式剪力钉群9-4；因安装桥塔斜撑深埋式结构9而打断的桥塔主筋11焊接于钢筋连接板9-6上，并将钢筋连接板9-6焊接于深埋式杆件预埋接头9-1上；局部承压钢筋网9-5设置于深埋式端板9-2内侧混凝土内。

所述桥塔斜撑浅埋式结构10包括浅埋式杆件预埋接头10-1、浅埋式端板10-2、浅埋式剪力钉群10-3和管内加劲肋10-4，连接结构为：所述浅埋式杆件预埋接头10-1端部焊接于浅埋式端板10-2上，且二者间焊接管内加劲肋10-4以增强连接；所述浅埋式剪力钉群10-3焊接于浅埋式端板10-2内侧；因安装桥塔斜撑浅埋式结构10而打断的桥塔主筋11焊接于浅埋式端板10-2上。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供了一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔形式，该结构形式通过在塔肢间局部成组设置斜向撑杆，以代替惯用的横梁或横隔板连接的方式，不仅结构清晰、受力明确、减少了施工周期，且使桥塔景观造型更加轻盈、更富艺术美感，较好的平衡了建筑造型和结构安全二者的关系。

2、本实用新型所采用的桥塔截面，通过在截面直角处设置切角及圆弧倒角的形式，使桥塔在光影效果下更显柔和，且增加了塔柱的纤细感与耸立向上的动势，使桥塔整体显的更加优美。

3、本实用新型所采用的桥塔斜撑，可根据受力状况的不同，选择不同截面的钢管或钢管混凝土，受力合理，设计灵活；必要时还可将斜撑设计为防屈曲支撑(BRB)构件，使其在小震和风振作用下保持弹性，为桥塔提供一定的横向刚度，而在大震作用下先于桥塔进入屈服状态，利用其滞回性能耗散地震输入的能量，进一步保护主体结构的安全。

4、本实用新型所采用的桥塔斜撑，施工时将每根斜撑分三段组拼，锚固端头节段预埋入塔柱中，节段之间采用内接法兰盘连接，再焊接对接钢管，不仅解决临时连接，也使接头连接强度不完全依赖于现场焊缝质量，提高了结构的安全性。

5、本实用新型所采用的桥塔斜撑，根据其在桥塔上的位置及不同的受力状况，采用深埋式和浅埋式两种不同的预埋接头，节约了材料成本；且斜撑分段施工对桥塔塔柱施工无影响，尽可能的缩短了施工工期，进一步提高了桥梁的经济性和施工的便捷性。

6、本实用新型所设置的桥塔斜撑采用钢结构或钢管混凝土结构，用以代替常用的混凝土横梁和隔板，避免了支架搭设和混凝土养护的时间成本，减少了施工难度及施工周期；而且，相比于混凝土，钢材拥有更好的塑性和抗震性能，该构造也进一步提高了桥塔在罕遇地震作用下的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的桥塔形式示意图；

图2为本实用新型实施例2中的桥塔形式示意图；

图3为本实用新型实施例1中单个塔柱截面示意图；

图4为本实用新型实施例2中单个塔柱截面示意图；

图5为本实用新型实施例1中下塔柱局部示意图；

图6为本实用新型实施例1中上塔柱局部示意图；

图7为本实用新型桥塔斜撑深埋式结构示意图；

图8为本实用新型桥塔斜撑深埋式结构构造示意图；

图9为本实用新型桥塔斜撑浅埋式结构示意图；

图10为本实用新型桥塔斜撑连接方式示意图；

图11为本实用新型桥塔斜撑锚点布置方式示意图；

图12为本实用新型A-A剖视图；

图13为本实用新型B-B剖视图

图中所示：1.桥塔承台；2.下塔柱；3.下塔柱斜撑；4.桥塔横梁；5.上塔柱；6.上塔柱斜撑；7.下塔柱塔肢间隔板；8.桥塔横梁加腋；9.桥塔斜撑深埋式结构；10.桥塔斜撑浅埋式结构；11.桥塔主筋；12.内法兰；13.对接套管；14.过人孔；

9-1.深埋式杆件预埋接头；9-2.深埋式端板；9-3.管外加劲肋；9-4.深埋式剪力钉群；9-5.局部承压钢筋网；9-6.钢筋连接板；

10-1.浅埋式杆件预埋接头；10-2.浅埋式端板；10-3.浅埋式剪力钉群；10-4.管内加劲肋；

a～f.编号为a～f的斜撑杆件；a-1～f-1.a～f号杆件底部锚点；a-2～f-2.a～f号杆件顶部锚点。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：

实施例1

本实用新型提供了一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔形式，本实施例包括桥塔承台1、下塔柱2、下塔柱斜撑3、桥塔横梁4、上塔柱5、上塔柱斜撑6、下塔柱塔肢间隔板7及桥塔横梁加腋8组成；如图1、图3、图5～图13所示。

本实施所述塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其形式为钻石型桥塔，下塔柱2高55m，上塔柱5高97m，桥塔全高152m；桥塔承台1高度为5.0m，横桥向宽度29.0m，顺桥向宽度19.0m。

本实施例中，下塔柱2两塔肢间设置下塔柱塔肢间隔板7，塔柱塔肢间隔板7厚4.0m，呈“V”字形；隔板顶部设置下塔柱斜撑3，下塔柱斜撑3与塔柱塔肢间隔板7顶部镂空处组成“钻石形”空洞，与桥塔整形式相呼应。

所述桥塔横梁4采用箱型截面，高度6.0m，宽度6.0m，壁厚1.2m；横梁端部根据横向抗震验算结果设置桥塔横梁加腋8，以提高桥塔横梁4端部与下塔柱2顶部截面承载能力；桥塔横梁加腋8为两段圆弧相切组成，圆弧直径分别为12.2m和7.6m。

所述上塔柱5于距桥塔横梁4顶部高45.5m处设置第一组上塔柱斜撑6，上塔柱斜撑6共设置3组，总高度为22.0m。上塔柱5两塔肢在距第三组上塔柱斜撑6顶部10.5m处开始交汇为整体截面，整体段高16.0m。

所述上塔柱5截面形式采用单箱单室，顺桥向宽度6.5m，塔壁厚0.7m；横桥向宽度4.5m，塔壁厚1.2m。箱室内直角处设置40cm×40cm的切角；截面外侧直角处，设置53cm×30cm的矩形切角，切角直角处均采用半径为10cm的圆弧倒角。

所述下塔柱2，截面形式采用单箱单室变截面，由尺寸最大的塔底截面线性变化至上塔柱底部。塔底截面横桥向宽10.5m，顺桥向宽10.0m，塔底设置3.0m实心段；下塔柱2空心部分壁厚与切角设置与上塔柱5相同。

所述下塔柱斜撑3共设置一组，两根撑杆分别位于两个平行平面。下塔柱斜撑3与桥塔中心线夹角为50.6度；下塔柱斜撑3采用圆形钢管混凝土结构，钢管直径2.0m，壁厚40mm，端部采用桥塔斜撑深埋式结构9。施工时，深埋式杆件预埋接头9-1与斜撑钢管3采用内法兰12临时连接，然后焊接对接套管13并灌注混凝土。所述桥塔斜撑深埋式结构9伸入塔柱处，下塔柱2局部设置实心段。

所述桥塔斜撑深埋式结构9的端板9-2及钢筋连接板9-6厚度均为50mm；深埋式杆件预埋接头9-1外侧设置剪力钉群9-4，剪力钉型号采用φ25×200mm。

所述上塔柱斜撑6共设置3组斜撑，每组斜撑均为异面直线；所述上塔柱斜撑6均采用直径为1.0m的圆形截面；其中，底部一组斜撑，即撑杆a、b采用钢管混凝土结构，钢管壁厚25mm；上部两组斜撑，即撑杆c～f均采用钢管结构，壁厚20mm；撑杆a、b端部采用桥塔斜撑深埋式结构9，撑杆c～f端部采用桥塔斜撑浅埋式结构10。

所述桥塔斜撑浅埋式结构10，其浅埋式端板10-2厚50mm，兼作钢筋连接板。预埋接头处被打断的主筋焊接于浅埋式端板10-2上；浅埋式端板10-2底部设置剪力钉群10-3，剪力钉型号采用φ25×200mm。深埋式杆件预埋接头10-1与端板焊接处设置管内加劲肋10-4，厚度16mm。

所述上塔柱斜撑6，通过对其撑杆a～f在塔壁内侧的锚点位置交错排布，使三组斜撑自然形成“双螺旋线”式的布置样式；以撑杆a为例，撑杆a底部锚点a-1与顶部锚点a-2分别位于两个塔柱上，且位于塔柱中心线的两侧，锚点a-2与上一层斜撑d杆底部锚点位于同一高度；上塔柱斜撑6其余撑杆b～f均以此方式类似布置。

本实施例所述一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔的施工方法为：

1、施工桥塔基础、桥塔承台1；搭设支架，施工下塔柱2底部塔肢及下塔柱塔肢间隔板7；工厂预制下塔柱斜撑3及上塔柱斜撑6各节段，检验合格并完成试拼后运送至施工现场存放；

2、爬模施工下塔柱2至桥塔横梁4处，并在塔肢间设置临时拉杆以保证塔柱线形符合设计要求；下塔柱2爬模施工过程中，在下塔柱斜撑3锚点处预埋桥塔斜撑深埋式结构9；

3、搭设支架施工桥塔横梁4、桥塔横梁加腋8及横梁处塔柱，并完成桥塔横梁4预应力钢束张拉施工；

4、爬模施工上塔柱5至上塔柱斜撑6处，并在塔肢间设置临时撑杆以保证桥塔线形；上塔柱5施工期间，同时完成下塔柱斜撑3的安装及混凝土灌注施工；

5、爬模施工上塔柱5至两塔肢交汇处，并在上塔柱斜撑6锚点处预埋桥塔斜撑深埋式结构10、桥塔斜撑浅埋式结构9；

6、继续施工上塔柱5至封顶，期间完成上塔柱斜撑6的安装及混凝土灌注施工；桥塔施工完成。

实施例2

本实用新型提供了一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔形式，本实施例包括桥塔承台1、下塔柱2、下塔柱斜撑3、桥塔横梁4、上塔柱5、上塔柱斜撑6及桥塔横梁加腋8组成；如图2、图4、图9～图13所示。

本实施例所述塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其形式为钻石型桥塔，桥塔全高144m，主梁下方设置桥塔横梁4，将桥塔分为上、下两个部分；其中，下塔柱2高62m，上塔柱5高82m；桥塔承台1高度为5.0m，横桥向宽度34.0m，顺桥向宽度19.0m。

所述桥塔横梁4采用箱型截面，高度6.0m，宽度6.0m，壁厚1.2m；横梁端部根据横向抗震验算结果设置桥塔横梁加腋8，以提高桥塔横梁4端部与下塔柱2顶部截面承载能力；桥塔横梁加腋8尺寸为2.0m×2.32m。

所述桥塔横桥向最宽处为桥塔横梁4处，全宽40.0m，横梁处塔柱外侧设置半径为40.0m的弧线段。

所述上塔柱5自桥塔横梁4处起开始内缩至塔顶，两塔肢无交汇，顶部横桥向宽度为11.0m。

所述上塔柱5于距横梁顶部高38.0m处设置第一组上塔柱斜撑6，上塔柱斜撑6共设置4组，总高度为37.0m。上塔柱5截面形式采用单箱单室，顺桥向宽度6.5m，塔壁厚0.7m，横桥向宽度4.5m，塔壁厚1.2m；箱室内直角处设置40cm×40cm的切角；截面外侧直角处，设置53cm×30cm的矩形切角，切角直角处均采用半径为10cm的圆弧倒角；塔壁外侧设置凹槽，凹槽深度10cm，宽度140cm。

所述下塔柱2截面形式采用单箱单室变截面，由尺寸最大的塔底截面线性变化至上塔柱5底部；塔底截面横桥向宽9.0m，顺桥向宽10.0m，塔底设置5.0m实心段；下塔柱2空心部分壁厚与切角设置与上塔柱5相同。

在本实施例中共设置三组异面直线下塔柱斜撑3，下塔柱斜撑3与桥塔中心线夹角为59°；所述下塔柱斜撑3均采用无缝钢管；所述钢管直径为112cm，壁厚15mm，其端部与桥塔连接处均采用桥塔斜撑浅埋式结构10。

在本实施例中共设置四组上塔柱斜撑6，每组上塔柱斜撑6均为异面直线，上塔柱斜撑6与桥塔中心线夹角为45度；所述上塔柱斜撑6均采用直径为82cm的无缝钢管，壁厚12mm，端部与桥塔连接处均采用桥塔斜撑浅埋式结构10。

所述下塔柱斜撑3和上塔柱斜撑6位于塔壁上的锚点布置方式与本实用新型实施例1中上塔柱斜撑6的布置方式相同，通过锚点的交错布置使斜撑形成“双螺旋线”式的布置样式，更富韵律美感，提升桥塔的整体视觉感受。

本实施例所述一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔的施工方法为：

1、施工桥塔基础、桥塔承台1；工厂预制下塔柱斜撑3及上塔柱斜撑6各节段，检验合格并完成试拼后运送至施工现场存放；

2、爬模施工下塔柱2至桥塔横梁4处，并在塔肢间设置临时拉杆以保证塔柱线形符合设计要求；下塔柱2爬模施工过程中，在下塔柱斜撑3锚点处预埋桥塔斜撑浅埋式结构10；

3、搭设支架施工桥塔横梁4、桥塔横梁加腋8及横梁处塔柱，并完成桥塔横梁4预应力钢束张拉施工；

4、爬模施工上塔柱5至上塔柱斜撑6处，并在塔肢间设置临时撑杆以保证桥塔线形；上塔柱5施工期间，同时完成下塔柱斜撑3的安装施工；

5、爬模施工上塔柱5至第二组上塔柱斜撑6顶部锚点处，施工过程中在上塔柱斜撑6锚点处预埋桥塔斜撑浅埋式结构10；安装第一组上塔柱斜撑；待施工上塔柱5至第3组上塔柱斜撑6顶部锚点处后，安装第二组上塔柱斜撑；以此类推，直至桥塔施工完成。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，包括固定桥塔的桥塔承台，所述桥塔承台上安装有钻石型塔柱，钻石型塔柱分为下塔柱和上塔柱，在下塔柱和上塔柱之间设置有桥塔横梁，其特征在于：所述下塔柱之间设置有下塔柱斜撑，在上塔柱之间设置有上塔柱斜撑，所述下塔柱斜撑和上塔柱斜撑包括至少一组交叉的倾斜撑杆。

2.根据权利要求1所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述下塔柱采用变截面结构，由下塔柱塔底截面向上逐渐缩小至下塔柱顶端截面，所述上塔柱采用等截面结构；所述下塔柱和上塔柱均采用箱型界面，截面直角处设置切角及圆弧倒角，与顺桥向平行塔壁外侧设置有凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述下塔柱和上塔柱局部实心段设置有过人孔。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述下塔柱在塔底设置有下塔柱塔肢间隔板。

5.根据权利要求1所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述桥塔横梁与下塔柱之间设置有桥塔横梁加腋。

6.根据权利要求1所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述下塔柱斜撑和上塔柱斜撑超过两组时呈空间螺旋线结构。

7.根据权利要求1所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述下塔柱斜撑和上塔柱斜撑分三段拼装，通过桥塔斜撑深埋式结构和桥塔斜撑浅埋式结构安装固定。

8.根据权利要求7所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述桥塔斜撑深埋式结构包括深埋式杆件预埋接头、深埋式端板、管外加劲肋、深埋式剪力钉群、局部承压钢筋网和钢筋连接板，连接结构为：所述深埋式杆件预埋接头端部焊接于深埋式端板上，且二者间焊接管外加劲肋以增强连接；所述深埋式杆件预埋接头与混凝土接触部分均焊接深埋式剪力钉群；因安装桥塔斜撑深埋式结构而打断的桥塔主筋焊接于钢筋连接板上，并将钢筋连接板焊接于深埋式杆件预埋接头上；局部承压钢筋网设置于深埋式端板内侧混凝土内。

9.根据权利要求7所述的一种塔肢间设置空间斜撑的桥塔，其特征在于：所述桥塔斜撑浅埋式结构包括浅埋式杆件预埋接头、浅埋式端板、浅埋式剪力钉群和管内加劲肋，连接结构为：所述浅埋式杆件预埋接头端部焊接于浅埋式端板上，且二者间焊接管内加劲肋以增强连接；所述浅埋式剪力钉群焊接于浅埋式端板内侧；因安装桥塔斜撑浅埋式结构而打断的桥塔主筋焊接于浅埋式端板上。

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