CN215052118U - 一种三肋式交叉拱形桥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及到一种三肋式交叉拱形桥塔，包括桥塔基础，在桥塔基础上通过塔座安装有塔体，塔体用于安装主梁，主梁将塔体分为上塔拱A和下塔拱B，其特征在于：所述塔体包括一个沿纵桥向布置的主拱和若干个横向对称交叉的副拱，主拱和副拱在交叉处断开，交叉处通过塔顶刚性接头和塔底刚性接头连接，在下塔拱拱肋处设置主梁支撑和限位组件。该桥塔在平面拱形塔的基础上增加了两个交叉副拱，形成三肋式交叉拱的桥塔造型，增强空间表达效果，可以更好的适应悬索桥桥塔的受力特点，达到力学性能更优、整体稳定性更高、抗震抗风效果更强、空间表现力更突出的目的。

Description

一种三肋式交叉拱形桥塔

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及到一种三肋式交叉拱形桥塔。

背景技术

随着我国综合国力的日渐强盛，基础设施建设呈现出飞速发展的气息，为满足人们日益增长的精神生活和物质生活需求，多省份相继推出以特色资源为依托的旅游产业。交通出行作为主要的连接纽带发挥着举足轻重的作用，桥梁以其跨沟谷越天险的功能更是扮演着道路交通的主角。大型桥梁结构在满足其功能需求的基础上，常常以其独有的景观效果吸引着人们的眼球。悬索桥具有跨越能力强、结构尺寸轻柔、可和谐地与外部自然环境相融合的特点，因此，在注重桥梁美学设计和景观设计的现阶段，悬索桥得到了广泛引用。

从上世纪90年代开始，我国的现代悬索桥出现了蓬勃发展的势头，在大跨度悬索桥建造方面已经跨入了世界先进行列。悬索桥的设计理论也从最初的弹性理论、挠度理论、有限位移理论发展到现在与有限元分析和大型仿真试验结合紧密的抗震理论、抗风理论以及与结构全寿命周期设计相关的耐久性分析理论和新材料新工艺的研究与应用。悬索桥主要杆件受拉，材料利用率较高，主缆多采用高强钢丝，这些特点使得悬索桥跨越能力大、抗震性能好、受力明确、结构轻盈、绿色环保，已成为特大跨度桥梁的首选方案。统计数据表明，对悬索桥而言，跨径越大，材料耗费越少，桥的造价越低，在刚度满足使用要求的情况下，可充分显示其优越性。

悬索桥桥塔的作用主要是支承主缆，分担主缆所受的竖向力，在风力和地震力作用下为总体稳定提供保证。桥塔一般采用双索面结构形式，多为横向门架结构，根据左右塔柱间横梁设置方式的不同，可分为刚构式和桁架式两类。刚构式桥塔既可用于混凝土结构又可用于钢结构，而桁架式桥塔由于交叉斜杆的施工对混凝土桥塔难度较大一般只用于钢结构桥塔。

现有悬索桥桥塔虽满足结构受力要求，但大多结构古板、造型单一、空间表现力有限，不能很好的凸显桥塔高耸挺拔的雄姿；另外跨度大幅度增长带来的主要问题是结构刚度的急剧下降，使得风致振动对桥梁安全性的影响更加突出，主要表现为系统整体刚度偏低，结构振动特性和桥面气动性能欠佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服背景技术中所述的常规桥塔不足和缺陷，提供一种三肋式交叉拱形桥塔，该桥塔在平面拱形塔的基础上增加了两个交叉副拱，形成三肋式交叉拱的桥塔造型，增强空间表达效果，可以更好的适应悬索桥桥塔的受力特点，达到力学性能更优、整体稳定性更高、抗震抗风效果更强、空间表现力更突出的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下所述：

一种三肋式交叉拱形桥塔，包括桥塔基础10，在桥塔基础10上通过塔座5 上安装有塔体，塔体用于安装主梁，主梁将塔体分为上塔拱A和下塔拱B，所述塔体包括一个沿纵桥向布置的主拱1和若干个横向对称交叉的副拱2，主拱1和副拱2在交叉处断开，交叉处通过塔顶刚性接头8和塔底刚性接头9连接，在下塔拱拱肋处设置主梁支撑和限位组件。

所述上塔拱A上的主拱1和副拱2之间或副拱2与副拱2之间采用壳体钢板3连接。

所述下塔拱B上的主拱1和副拱2之间或副拱2与副拱2之间采用型钢混凝土4连接。

所述主拱1和副拱2与塔顶刚性接头8和塔底刚性接头9通过螺栓连接。

所述主拱1和副拱2均采用钢箱混凝土结构，钢箱内设加劲肋11和剪力钉 12。

所述塔体上正面主梁位置对称开设四个大椭圆形开孔6，预留主梁通道；塔体侧面开设四个小椭圆形开孔7。

本实用新型的有益效果为：自锚式悬索桥大部分重量集中于塔顶，是一种抗震不利的桥型，加之地震激励方向本身具有随机性，采用三肋式交叉拱，可提高桥塔各方向的抗震能力，真正做到力与美的协调统一。该结构各向刚度分配均匀，采用钢箱-混凝土可减小截面尺寸，降低结构重量，从而降低地震惯性力。同时，钢材拥有更好的塑性和抗震性能，进一步提高了桥塔在罕遇地震作用下的安全性，基于以上特性该桥塔是一种抗震有利结构。

塔拱在桥面以下需回收以减少下部工程量，每个拱均呈卵形状，桥塔是以受压为主的构件，从力学角度考虑，空间三肋拱间需要较强的横向联系，以提高结构抗压稳定性、减小计算长度。通过壳面连接三根塔拱，车行道、人行道从交叉塔拱分隔出的不同空间通过，这样在满足功能要求的同时既解决了横向联系问题，又增强了空间立体感。

桥塔主线型以曲线为主，外形流畅，过渡自然，兼具优美的观赏性与良好的实用性；桥塔结构以钢箱-混凝土为主，可采用工厂预制，现场安装的施工方案，具有缩短工期，节能环保的优点。

从桥梁美学着手，该桥塔运用了“上清下浊”的传统思想、“虚实结合”的景观手法和“辩证统一”的哲学理念，彰显“传承、发展和多元”的人文思想，显示出明显有别于国内外同类型桥梁的景观价值和结构创新。

附图说明

图1为本实用新型桥塔结构形式示意图；

图2为本实用新型桥塔塔柱截面示意图；

图3为本实用新型桥塔正面图；

图4为本实用新型桥塔侧面图；

图5为本实用新型桥塔平面图；

图6为本实用新型桥塔上塔拱示意图；

图7为本实用新型桥塔下塔拱示意图；

图中所示：1、主拱；2、副拱；3、壳体钢板；4、型钢混凝土；5、塔座； 6、大椭圆形开孔；7、小椭圆形开孔；8、塔顶刚性接头；9、塔底刚性接头； 10、桥塔基础；11、加劲肋；12、剪力钉；13、索鞍；A、上塔拱；B、下塔拱。

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：

实施例一

如图1-7所示，本实用新型提供了一种三肋式交叉拱形桥塔，旨在提高悬索桥桥塔的稳定性和空间表达效果。具体包括基础10、塔座5、主拱1、副拱 2、壳体钢板3、型钢混凝土4、塔顶刚性接头8、塔底刚性接头9和索鞍13。

本实施例所述桥梁，主桥结构为180m+110m的独塔两跨自锚式悬索桥，主桥长290m，桥面宽度为31m。本实施例所述三肋式钢箱混凝土交叉拱结构，主拱1纵向布置，为边长1m，壁厚38mm的钢箱-混凝土拱。拱轴线由两段椭圆弧组成，上椭圆弧长轴39.5m、短轴19m，下椭圆弧长轴24.5m、短轴19m。桥塔横向采用两个对称的交叉副拱2，可提高桥塔多方向的抗震能力，两副拱交叉角为36°。交叉副拱为边长1m，壁厚38mm的钢箱-混凝土拱，副拱拱轴线也由两段椭圆弧组成，上椭圆弧长轴39.5m、短轴30.5m，下椭圆弧长轴24.5m、短轴30.5m。

上塔拱A上的主拱1和副拱2之间采用壳体钢板3连接。下塔拱B上的主拱1和副拱2之间采用型钢混凝土4连接，型钢混凝土4的连接可提高结构耐久性。在塔身正面主梁位置对称开设四个大椭圆形开孔6，椭圆孔横向宽12.4m，高28.6m；塔身侧面开设四个小椭圆形开孔7，椭圆孔横向宽3.7m，高13.3m。壳体钢板3采用兰花装饰，兰花处开孔。塔底为型钢混凝土塔座5。

本实施例桥塔基础10采用桩排式地下连续墙10，将围挡临时支护与永久基础统一。地下连续墙采用单箱双室结构，顶、底板纵向宽为14m，横向宽为18m，高20m。顶板厚为300cm，底板厚为300cm，侧墙与中隔墙厚均为120cm。

本实施例桥塔施工时，包括以下步骤：

1、基础施工：桥塔基础采用地下连续墙，利用透水的卵石层较浅的特点，施工围护桩排，根据开挖深度确定桩基进入不透水的泥岩层的厚度，采用高压旋喷水泥浆在桩排间形成帷幕，抽水后，边开挖边施工侧墙，再浇筑底板、隔墙、顶板混凝土。

2、桥塔施工：桥塔采用钢箱-混凝土空间交叉拱结构，塔拱间设装饰钢板连接。施工时首先拼装塔吊，分段吊装空钢箱，并在空中拼焊；连接钢板分片在工厂焊接，运抵现场后利用塔吊安装就位、拼焊。

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 (6)

1.一种三肋式交叉拱形桥塔，包括桥塔基础，在桥塔基础上通过塔座安装有塔体，塔体用于安装主梁，主梁将塔体分为上塔拱A和下塔拱B，其特征在于：所述塔体包括一个沿纵桥向布置的主拱和若干个横向对称交叉的副拱，主拱和副拱在交叉处断开，交叉处通过塔顶刚性接头和塔底刚性接头连接，在下塔拱拱肋处设置主梁支撑和限位组件。

2.根据权利要求1所述的一种三肋式交叉拱形桥塔，其特征在于：所述上塔拱A上的主拱和副拱之间或副拱与副拱之间采用壳体钢板连接。

3.根据权利要求1所述的一种三肋式交叉拱形桥塔，其特征在于：所述下塔拱B上的主拱和副拱之间或副拱与副拱之间采用型钢混凝土连接。

4.根据权利要求1所述的一种三肋式交叉拱形桥塔，其特征在于：所述主拱和副拱与塔顶刚性接头和塔底刚性接头通过螺栓连接。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种三肋式交叉拱形桥塔，其特征在于：所述主拱和副拱均采用钢箱混凝土结构，钢箱内设加劲肋和剪力钉并填充微膨胀混凝土。

6.根据权利要求1所述的一种三肋式交叉拱形桥塔，其特征在于：所述塔体上正面主梁位置对称开设四个大椭圆形开孔，预留主梁通道；塔体侧面开设四个小椭圆形开孔。

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