CN216864825U - 一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥，包括沿竖向自下而上依次连接的桩基、承台、塔座以及塔柱，塔柱沿横桥向为独柱形式，下塔柱段及中塔柱段为纵桥向分离双箱结构，塔柱的上塔柱段为八边形整箱式中空结构，上塔柱段的内部设置有多个沿高度方向间隔排布的双索面钢锚梁，双索面钢锚梁沿纵桥向设置，每个双索面钢锚梁包括两个沿纵桥向相对设置的锚固部，每个锚固部设有两个并排设置的用于供斜拉索连接的连接端，两个锚固部分别与上塔柱段的内壁固定连接。本实用新型能够实现横桥向独柱式空间双索面设计，减小了分离式双箱桥面横向总宽度，降低了钢锚梁的钢结构用量，同时增强了桥塔的纵桥向整体弯曲刚度。

Description

一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥。

背景技术

随着我国交通基础设施建设的快速发展，大量跨越江河、峡谷的各种桥梁作为道路交通的重要组成部分。目前，大跨径斜拉桥的桥塔结构形式有多种，如独柱式、双柱式、门形、H形、宝石形、A形或倒Y形等；其中独柱式桥塔具有良好的视觉景观效果，常被应用在城市大跨度斜拉桥中。

目前，常规的独柱式桥塔的上塔柱段空间小，通常情况下，桥塔的上塔柱段的钢锚梁的连接方向与斜拉索一般是处于同一平面设置，所以一般的独柱式桥塔适用于单索面斜拉桥，双塔柱或者其他结构形式的桥塔适用于双平面索或者双斜面索的斜拉桥。此外，常规的独柱式桥塔自下而上均为单截面形式，仅横截面尺寸有变化。与其他形式桥塔相比，在材料用量相同的条件下，常规独柱式桥塔刚度小，因此常通过增加截面尺寸来满足大跨度斜拉桥刚度需求。

鉴于此，有必要提出一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥以解决或至少缓解上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥，以解决常规的独柱式桥塔存在材料用量大、难以适用于双索面斜拉桥的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种空间双索面独柱式桥塔，包括沿竖向自下而上依次连接的桩基、承台、塔座以及塔柱；其中，

所述塔柱沿横桥向为独柱形式；所述塔柱包括沿竖向自下而上依次连接的下塔柱段、中塔柱段以及上塔柱段；所述下塔柱段的顶部设置有用于支承桥梁主梁且沿横桥向延伸的第一支承牛腿；

所述上塔柱段为整箱式中空结构，所述上塔柱段的内部在斜拉索布设段设置有多个沿高度方向间隔排布的双索面钢锚梁，所述双索面钢锚梁沿纵桥向设置，每个所述双索面钢锚梁包括两个沿纵桥向相对设置的锚固部，每个所述锚固部设有两个并排设置的用于供斜拉索连接的连接端，两个所述锚固部分别与所述上塔柱段的内壁固定连接；

所述中塔柱段和/或所述下塔柱段沿纵桥向为分离式的箱式断面结构。

优选地，所述中塔柱段沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述中塔柱段的纵桥向的横截面尺寸自上至下逐渐增大。

优选地，所述下塔柱段沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述下塔柱段的横截面尺寸自上而下均逐渐增大，所述下塔柱段的横截面在迎水面方向呈圆端形。

优选地，所述上塔柱段与中塔柱段之间为整箱实心断面结构。

优选地，所述承台呈圆柱体状，所述塔座呈圆台状，所述塔座的大径端设于所述承台的顶部。

优选地，所述第一支承牛腿为箱型断面形式的牛腿，所述第一支承牛腿的顶部用于支承所述桥梁主梁的底部，所述第一支承牛腿与所述下塔柱段一体成型设置。

优选地，每个所述双索面钢锚梁的所述锚固部的底部设置有用于支承所述双索面钢锚梁的第二支承牛腿，所述第二支承牛腿的支承部通过螺栓与所述锚固部的底部固定连接，所述第二支承牛腿的连接部固定于所述上塔柱段的内壁。

优选地，所述上塔柱段沿纵桥向为带凹槽的八边形整箱断面结构，所述上塔柱段的纵桥向截面尺寸大于所述上塔柱段的横桥向截面尺寸。

本实用新型还提供一种斜拉桥，包括桥梁主体、多根斜拉索，还包括如上述的空间双索面独柱式桥塔，所述斜拉索的一端穿过所述上塔柱段的壁面与所述双索面钢锚梁的连接端固定连接，所述斜拉索的另一端向外延伸用于吊挂桥梁主体，所述桥梁主体的所述桥梁主梁设置于所述第一支承牛腿的顶部。

优选地，所述桥梁主梁为分离式结构且分布于所述塔柱的两侧。

与现有技术相比，本实用新型所提供的具有如下的有益效果：

本实用新型提供的空间双索面独柱式桥塔及斜拉桥，通过将塔柱沿横桥向设置为独柱形式，采用独柱式具有轮廓线条简洁明快、景观效果好。通过将塔柱的上塔柱段设置为整箱式中空结构，并在上塔柱段的内部在斜拉索布设段设置有多个沿高度方向间隔排布的双索面钢锚梁，每个所述锚固部设有两个并排设置的用于供斜拉索锚固的连接端，并且通过设置第一支承牛腿支承桥梁主梁，进而便于在上塔柱段的两侧分别设置并排的斜拉索以吊挂桥梁主梁，实现了横桥向独柱双索面的桥梁设计，结构简单、降低了双柱式或者其他形式塔柱的钢锚梁的钢结构用量、稳定可靠。

此外，通过将中塔柱段和下塔柱段沿纵桥向设置为分离式的矩形双箱断面结构，并且自上而下按照一定斜率布置，在材料用量相同的基础上，本申请的桥塔能够显著提高桥塔的纵向弯曲刚度，增强了桥塔结构的稳定性。通过将下塔柱截面在迎水面方向设置为圆端形，并且采用圆柱体状承台，可减小水流作用，缓解河床的局部冲刷效应。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例中的沿横桥向的立面示意图；

图2为本实用新型一个实施例中的沿纵桥向的立面示意图；

图3为图1中沿A-A方向的剖面示意图；

图4为图2中沿B-B方向的剖面示意图；

图5为本实用新型一个实施例中的应用场景图；

图6为本实用新型一个实施例中的双索面钢锚梁处的应用场景图；

图7为本实用新型一个实施例中的另一视角下的双索面钢锚梁处的应用场景图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

10、桥梁主梁；20、斜拉索；310、桩基；320、承台；330、塔座；331、大径端；340、塔柱；341、下塔柱段；342、中塔柱段；343、上塔柱段；350、第一支承牛腿；360、双索面钢锚梁；361、锚固部；362、连接端；370、第二支承牛腿；380、螺栓。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅附图1-7，本实用新型提供的一实施例中的一种空间双索面独柱式桥塔，包括沿竖向自下而上依次连接的桩基310、承台320、塔座330以及塔柱340；其中，

所述塔柱340沿横桥向为独柱形式；所述塔柱340包括沿竖向自下而上依次连接的下塔柱段341、中塔柱段342以及上塔柱段343，其中，上塔柱段343、中塔柱段342以及下塔柱段341之间平滑过渡，即所述上塔柱段343的底部截面尺寸与中塔柱段342的顶部截面尺寸一致，所述中塔柱段342的底部截面尺寸和所述下塔柱段341的顶部截面尺寸一致，保证平滑过渡连接。所述下塔柱段341的顶部设置有用于支承桥梁主梁10且沿横桥向延伸的第一支承牛腿350。其中，本领域技术人员需要明确的是，横桥向指的是垂直于桥梁中轴线的方向，即沿水流方向，纵桥向是指桥梁中轴线方向，纵桥向垂直于横桥向。第一支承牛腿350能够对桥梁主梁10进行支承，并且第一支承牛腿350设置的位置还可以根据实际需要进行设定，包括但不限于是设置于所述下塔柱段341的顶部位置。

所述上塔柱段343为箱式中空结构，所述上塔柱段343的内部在斜拉索20布设段设置有多个沿高度方向间隔排布的双索面钢锚梁360，所述双索面钢锚梁360沿纵桥向设置，每个所述双索面钢锚梁360包括两个沿纵桥向相对设置的锚固部361，每个所述锚固部361设有两个并排设置的用于供斜拉索20连接的连接端362，两个所述锚固部361分别与所述上塔柱段343的内壁固定连接。

值得注意的是，相较于传统独柱式塔柱340的上塔柱段343采用实心结构形式不能适用双索面钢锚梁360的缺陷，本申请通过将上塔柱段343设置为箱式中空结构，即提供给双索面钢锚梁360安装的空间，并且在上塔柱段343的内部在斜拉索20布设段的位置设置有多个双索面钢锚梁360，其中，所述双索面钢锚梁360包括梁本体(图未标示)，所述梁本体的两端分别设置有锚固部361，所述梁本体的两端可以与上塔柱段343预制一体成型，也可以通过高强度螺栓将梁本体的两端与所述上塔柱段343固定连接，所述梁本体沿纵向向设置，锚固部361设置于所述梁本体的双索面钢锚梁360的数量可以根据实际需要设置的根数设定。如此，实现了横桥向独柱双索面的桥梁设计，结构简单、降低了双柱式或者其他形式塔柱340的钢锚梁的钢结构用量、稳定可靠。

所述中塔柱段342和/或所述下塔柱段341沿纵桥向为分离式的箱式断面结构。本领域技术人员，可以根据实际需要将中塔柱段342和/或所述下塔柱段341沿纵桥向设置为分离式的箱式断面结构，例如将中塔柱段342和所述下塔柱段341沿纵桥向均设置为分离式的箱式断面结构，如此，通过箱式断面结构能够大幅提高桥塔的刚度，同时节省了材料的用量。

作为一优选的实施方式，所述中塔柱段342沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述中塔柱段342的纵桥向的横截面尺寸自上至下逐渐增大。换而言之，中塔柱段342自上而下按一定斜率布置并且在纵桥向为分离式结构，如此设置使得在材料用量相同的基础上，能够改善受力结构，显著提高桥塔弯曲刚度，增加结构的稳定性。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要设置为分离式的多箱断面结构。

作为一较佳的实施方式，所述下塔柱段341沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述下塔柱段341的横截面尺寸自上而下均逐渐增大，所述下塔柱段341的横截面在迎水面方向呈圆端形。需要注意的是，由于塔柱340的根部受力较大，因此将所述下塔柱段341的横截面尺寸自上而下设置为逐渐增加的形式，能够进一步地优化塔柱340的受力结构形式。通过将下塔柱段341的横截面在迎水面方向呈圆端形，能够减小水流作用，缓解河床的局部冲刷效应。

进一步地，所述上塔柱段343与中塔柱段342之间为整箱实心断面结构。能够提高上塔柱段343与中塔柱段342之间过渡位置的结构强度，提高整体结构的稳定性。

进一步地，所述上塔柱段343的纵桥向的横截面尺寸大于所述上塔柱段343的横桥向的横截面尺寸。如此能够进一步地提高桥塔的纵向刚度，增强结构的稳定性。

作为另一优选的实施方式，所述承台320呈圆柱体状，所述塔座330呈圆台状，所述塔座330的大径端331设于所述承台320的顶部。如此设置可以降低混凝土的用量，并且能够减小水流作用，同时缓解河床冲刷效应。

进一步地，所述第一支承牛腿350为箱型断面形式牛腿，所述第一支承牛腿350的顶部用于支承所述桥梁主梁10的底部，所述第一支承牛腿350与所述下塔柱段341一体成型设置。需要注意的是，本领域技术人员还可以根据实际需要将第一支承牛腿350设置其他形式，采用箱型断面形式，具有重量轻、省钢，抗弯和抗扭刚度大等优点。需要注意的是，本实施例中的第一支承牛腿350的结构包括但不限于是预应力混凝土结构形式，还可以是钢结构、组合结构等新型材料结构。

作为一较佳的实施方式，每个所述双索面钢锚梁360的所述锚固部361的底部设置有用于支承所述双索面钢锚梁360的第二支承牛腿370，所述第二支承牛腿370的支承部通过螺栓与所述锚固部361的底部固定连接，所述第二支承牛腿370的连接部固定于所述上塔柱段343的内壁。为进一步地提高所述双索面钢锚梁360的结构强度和稳定性，本实施通过在每个所述双索面钢锚梁360的底部设有第二支承牛腿370，并将第二支承牛腿370分别与所述双索面钢锚梁360以及上塔柱段343固定连接，如此，能够充分利用第二支承牛腿370的支承作用，实现对所述双索面钢锚梁360的加固支承，进一步提高整个结构的稳定性。

进一步地，所述上塔柱段343沿纵桥向为带凹槽的八边形整箱断面结构。通过设置八边形的纵截面形式，其中，相比于现有技术中常见的矩形断面形式，八边形中的大倒角形式可以显著改善气动特性，使桥塔结构更为稳定可靠，结构轮廓明显，层次感突出。可以理解的是，在其他实施例中，本领域技术人员还可以根据实际需要将所述上塔柱段343的纵桥向的纵截面设置成其他形状。

本实用新型还提供一种斜拉桥(图未示出)，包括桥梁主体(图未标示)、多根斜拉索20，还包括如上述的空间双索面独柱式桥塔，所述斜拉索20的一端穿过所述上塔柱段343的壁面与所述双索面钢锚梁360的连接端362固定连接，所述斜拉索20的另一端向外延伸用于吊挂桥梁主体，所述桥梁主体的所述桥梁主梁10设置于所述第一支承牛腿350的顶部。

进一步地，所述桥梁主梁10为分离式结构且分布于所述塔柱340的两侧。例如，可以将桥梁主梁10对称地设置于所述塔柱340的两侧。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，包括沿竖向自下而上依次连接的桩基、承台、塔座以及塔柱；其中，

所述塔柱沿横桥向为独柱形式；所述塔柱包括沿竖向自下而上依次连接的下塔柱段、中塔柱段以及上塔柱段；所述下塔柱段的顶部设置有用于支承桥梁主梁且沿横桥向延伸的第一支承牛腿；

所述上塔柱段为整箱式中空结构，所述上塔柱段的内部在斜拉索布设段设置有多个沿高度方向间隔排布的双索面钢锚梁，所述双索面钢锚梁沿纵桥向设置，每个所述双索面钢锚梁包括两个沿纵桥向相对设置的锚固部，每个所述锚固部设有两个并排设置的用于供斜拉索连接的连接端，两个所述锚固部分别与所述上塔柱段的内壁固定连接；

所述中塔柱段和/或所述下塔柱段沿纵桥向为分离式的箱式断面结构。

2.根据权利要求1所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述中塔柱段沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述中塔柱段的纵桥向的横截面尺寸自上至下逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述下塔柱段沿纵桥向为分离式的矩形双箱断面结构，所述下塔柱段的横截面尺寸自上而下均逐渐增大，所述下塔柱段的横截面在迎水面方向呈圆端形。

4.根据权利要求1所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述上塔柱段与中塔柱段之间为整箱实心断面结构。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述承台呈圆柱体状，所述塔座呈圆台状，所述塔座的大径端设于所述承台的顶部。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述第一支承牛腿为箱型断面形式牛腿，所述第一支承牛腿的顶部用于支承所述桥梁主梁的底部，所述第一支承牛腿与所述下塔柱段一体成型设置。

7.根据权利要求1所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，每个所述双索面钢锚梁的所述锚固部的底部设置有用于支承所述双索面钢锚梁的第二支承牛腿，所述第二支承牛腿的支承部通过螺栓与所述锚固部的底部固定连接，所述第二支承牛腿的连接部固定于所述上塔柱段的内壁。

8.根据权利要求1所述的空间双索面独柱式桥塔，其特征在于，所述上塔柱段沿纵桥向为带凹槽的八边形整箱断面结构，所述上塔柱段的纵桥向截面尺寸大于所述上塔柱段的横桥向截面尺寸。

9.一种斜拉桥，包括桥梁主体、多根斜拉索，其特征在于，还包括如权利要求1-8任意一项所述的空间双索面独柱式桥塔，所述斜拉索的一端穿过所述上塔柱段的壁面与所述双索面钢锚梁的连接端固定连接，所述斜拉索的另一端向外延伸用于吊挂桥梁主体，所述桥梁主体的所述桥梁主梁设置于所述第一支承牛腿的顶部。

10.根据权利要求9所述的斜拉桥，其特征在于，所述桥梁主梁为分离式结构且分布于所述塔柱的两侧。

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