一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，上部拉杆外部还套设有上部撑杆，下部拉杆外部还套设有下部撑杆，上部撑杆和下部撑杆的两端部分别固定安装在两根塔肢的安装侧面上，两根塔肢相向的外侧面为两塔肢的安装侧面，上部撑杆与下部撑杆之间还固定连接有X型的叉撑结构，且叉撑结构、上部撑杆及下部撑杆的安装位置使得三者的竖向投影相重叠。本发明专利技术通过两根拉杆减小异形塔肢外倾引起的拉应力，再增设撑杆和叉撑结构增大塔肢在后续施工过程中的结构刚度，抵抗异形塔肢不协调变形及其产生的竖向剪力，避免了设置多道撑杆和拉杆安装、拆除工作量大、施工不便的问题，同时节省了加工多道撑杆的费用和施工周期，显著降低了施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置及其安装方法
本专利技术涉及桥梁领域异形结构施工建造领域，具体为一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置及其安装方法。
技术介绍
近年来，异形索塔斜拉桥因索塔外形优美而流行起来，由于索塔的塔肢外形不规则，如果在施工过程中不采取适当措施对塔肢进行施工控制，索塔的塔肢会出现过大的拉应力和变形。常规斜拉桥索塔在施工过程中减小拉应力和变形常规做法是在塔肢外倾的部分设置水平拉杆，通过对两个塔肢施加水平拉力来阻止其过大的外倾，在塔肢内倾部分增设水平撑杆，通过水平撑杆对塔肢的支撑来减小其施工过程中的内倾。异形索塔斜拉桥的索塔塔肢外形不规则，塔肢竖向倾斜角度不同，各塔肢在施工过程中混凝土自重以及施工荷载作用下会产生过大的拉应力和竖向变形，在塔肢外倾部分仅仅使用水平拉杆，通过拉杆拉力并不能解决两塔肢在施工过程中的不协调变形引起的过大拉应力和挠度，在塔肢内倾部分仅靠水平撑杆也不能很好解决两个塔肢不协调变形引起的竖向剪力，若在竖向平面内增设多道水平撑杆并增大撑杆的面积来抵抗竖向剪力会增加施工费用、耽误施工工期，并在成桥后的塔壁上留有过多痕迹。因此，如何提供一种新的技术方案，增大斜拉桥异形索塔在施工过程中的刚度，减小其在施工过程中不良拉应力和变形，成为了本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，本专利技术通过两根拉杆减小异形塔肢外倾引起的拉应力，再增设撑杆和叉撑结构增大塔肢在后续施工过程中的结构刚度，抵抗异形塔肢不协调变形及其产生的竖向剪力，避免了设置多道撑杆和拉杆安装、拆除工作量大、施工不便的问题，同时节省了加工多道撑杆的费用和施工周期，显著降低了施工成本。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，所述斜拉桥异形索塔是指具有两根竖向倾斜设置的塔肢且倾斜角度、塔肢横截面尺寸均不相同的索塔；所述支撑装置包括横向拉伸连接在两根塔肢之间的上部拉杆和下部拉杆，所述上部拉杆与下部拉杆相平行并位于下部拉杆的正上方，且上部拉杆和下部拉杆的两端分别锚固在两根塔肢的中空维修通道内，使得上部拉杆和下部拉杆均处于拉张状态；所述上部拉杆外部还套设有上部撑杆，所述下部拉杆外部还套设有下部撑杆，上部撑杆和下部撑杆的两端部分别固定安装在两根塔肢的安装侧面上，两根塔肢相向的外侧面为两塔肢的安装侧面，上部撑杆与下部撑杆之间还固定连接有X型的叉撑结构，且所述叉撑结构、上部撑杆及下部撑杆的安装位置使得三者的竖向投影相重叠。优选地，所述叉撑结构包括一根第一斜撑杆及两根第二斜撑杆，两根第二斜撑杆固定连接第一斜撑杆两侧与第一斜撑杆形成X型结构，且第一斜撑杆及两根第二斜撑杆的轴心线位于同一竖直平面内。优选地，第一斜撑杆与第二斜撑的杆连接处设置有第一加固装置，所述第一加固装置包括竖向连接在第一斜撑杆与第二斜撑杆之间夹角位置处的第一加强筋板。优选地，所述叉撑结构朝上的两个端部固定连接在上部撑杆的下表面上，所述叉撑结构朝下的两个端部固定连接在下部撑杆上表面上。优选地，所述叉撑结构的端部与下部撑杆及上部撑杆的连接处设置有第二加固装置，所述第二加固装置包括竖向连接在叉撑结构与下部撑杆或上部撑杆之间的夹角位置处的第二加强筋板。优选地，所述下部撑杆及上部撑杆均采用两工字钢或H型钢拼接而成，两工字钢或H型钢的相向侧的翼缘的棱边相贴合，所述上部拉杆穿设在拼接构成上部撑杆的两工字钢或H型钢的腹板之间的空腔内，所述下部拉杆穿设在拼接构成下部撑杆的两工字钢或H型钢的腹板之间的空腔内。优选地，所述叉撑结构的端部与下部撑杆及上部撑杆的连接处设置有第三加固装置，所述第三加固装置包括多块平行间隔且竖向设置在下部撑杆或上部撑杆朝外的工字钢或H型钢的翼缘之间的第三加强筋板，且所述第三加强筋板的布置方向与其所在工字钢或H型钢的腹板相垂直。优选地，所述上部撑杆与下部撑杆的两端部各通过一个预埋件固定安装在塔肢的安装侧面上，所述预埋件包括沿塔肢侧面固定安装的固定板，所述固定板上设置有供上部拉杆或下部拉杆穿过的过孔，所述过孔正对塔肢安装侧面上供上部拉杆或下部拉杆穿过的预留孔，所述固定板上朝向塔肢的侧面上固定设置有预埋支撑件，固定板通过预埋支撑件预埋连接固定在塔肢的安装侧面上。一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置的安装方法，所述方法用于安装如权利要求8所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，包括如下步骤：将预埋件安装至预设位置；在预埋件下方安装临时牛腿；那个上部拉杆套设在上部撑杆内部，将下部拉杆套设在下部撑杆内部，将上部撑杆及下部撑杆吊装到至相应的临时牛腿上；将上部撑杆及下部撑杆的一端与对应的预埋件焊接，另一端与对应的塔肢的安装侧面保持预设距离；张拉下部拉杆及上部拉杆，张拉完成后使用锚具将下部拉杆及上部拉杆的两端锚固；将上部撑杆及下部撑杆未焊接的一端与对应的预埋件焊接；拆除临时牛腿，将叉撑结构与下部撑杆及上部撑杆焊接。综上所述，本专利技术提供了一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，所述斜拉桥异形索塔是指具有两根竖向倾斜设置的塔肢且倾斜角度、塔肢横截面尺寸均不相同的索塔；所述支撑装置包括横向拉伸连接在两根塔肢之间的上部拉杆和下部拉杆，所述上部拉杆与下部拉杆相平行并位于下部拉杆的正上方，且上部拉杆和下部拉杆的两端分别锚固在两根塔肢的中空维修通道内，使得上部拉杆和下部拉杆均处于拉张状态；其特征在于，所述上部拉杆外部还套设有上部撑杆，所述下部拉杆外部还套设有下部撑杆，上部撑杆和下部撑杆的两端部分别固定安装在两根塔肢的安装侧面上，两根塔肢相向的外侧面为两塔肢的安装侧面，上部撑杆与下部撑杆之间还固定连接有X型的叉撑结构，且所述叉撑结构、上部撑杆及下部撑杆的安装位置使得三者的竖向投影相重叠。本专利技术通过两根拉杆减小异形塔肢外倾引起的拉应力，再增设撑杆和叉撑结构增大塔肢在后续施工过程中的结构刚度，抵抗异形塔肢不协调变形及其产生的竖向剪力，避免了设置多道撑杆和拉杆安装、拆除工作量大、施工不便的问题，同时节省了加工多道撑杆的费用和施工周期，显著降低了施工成本。附图说明为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术公开的一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置的结构示意图；图2为本专利技术公开的叉撑结构及第一加强筋板的正视图；图3为本专利技术公开的叉撑结构及第一加强筋板的侧视图；图4为本专利技术公开的叉撑结构与撑杆的连接处的正视图；图5为本专利技术公开的叉撑结构与撑杆的连接处的侧视图；图6为撑杆及拉杆的一种具体实施方式的截面图；图7为预埋件的侧视图；图8为预埋件的正视图；图9为对比实验中的桥型布置图；图10为对比实验中桥的主塔结构布置图；图11为对比实验中主塔有限元模型示意图；图12为对比实验中未采用本专利技术的支撑装置时下塔肢分叉处左、右肢根部截面组合应力曲线图；图13为对比实验中拉杆-撑杆与叉撑组合布置图；图14为对比实验中两道主动拉杆张拉完成后下塔柱分叉处左、右肢根部截面应力变化图；图15为对比实验中张拉完第二道主动拉杆后，在下塔柱增设撑杆与叉撑后下塔柱分叉处左、右肢根部截面应力变化图。附图标记说明：塔肢1、上部拉杆2、下部拉杆3、中空维修通道4、上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，所述斜拉桥异形索塔是指具有两根竖向倾斜设置的塔肢且倾斜角度、塔肢横截面尺寸均不相同的索塔；所述支撑装置包括横向拉伸连接在两根塔肢之间的上部拉杆和下部拉杆，所述上部拉杆与下部拉杆相平行并位于下部拉杆的正上方，且上部拉杆和下部拉杆的两端分别锚固在两根塔肢的中空维修通道内，使得上部拉杆和下部拉杆均处于拉张状态；其特征在于，所述上部拉杆外部还套设有上部撑杆，所述下部拉杆外部还套设有下部撑杆，上部撑杆和下部撑杆的两端部分别固定安装在两根塔肢的安装侧面上，两根塔肢相向的外侧面为两塔肢的安装侧面，上部撑杆与下部撑杆之间还固定连接有X型的叉撑结构，且所述叉撑结构、上部撑杆及下部撑杆的安装位置使得三者的竖向投影相重叠。

【技术特征摘要】
1.一种增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，所述斜拉桥异形索塔是指具有两根竖向倾斜设置的塔肢且倾斜角度、塔肢横截面尺寸均不相同的索塔；所述支撑装置包括横向拉伸连接在两根塔肢之间的上部拉杆和下部拉杆，所述上部拉杆与下部拉杆相平行并位于下部拉杆的正上方，且上部拉杆和下部拉杆的两端分别锚固在两根塔肢的中空维修通道内，使得上部拉杆和下部拉杆均处于拉张状态；其特征在于，所述上部拉杆外部还套设有上部撑杆，所述下部拉杆外部还套设有下部撑杆，上部撑杆和下部撑杆的两端部分别固定安装在两根塔肢的安装侧面上，两根塔肢相向的外侧面为两塔肢的安装侧面，上部撑杆与下部撑杆之间还固定连接有X型的叉撑结构，且所述叉撑结构、上部撑杆及下部撑杆的安装位置使得三者的竖向投影相重叠。2.如权利要求1所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，其特征在于，所述叉撑结构包括一根第一斜撑杆及两根第二斜撑杆，两根第二斜撑杆固定连接第一斜撑杆两侧与第一斜撑杆形成X型结构，且第一斜撑杆及两根第二斜撑杆的轴心线位于同一竖直平面内。3.如权利要求2所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，其特征在于，第一斜撑杆与第二斜撑的杆连接处设置有第一加固装置，所述第一加固装置包括竖向连接在第一斜撑杆与第二斜撑杆之间夹角位置处的第一加强筋板。4.如权利要求1所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，其特征在于，所述叉撑结构朝上的两个端部固定连接在上部撑杆的下表面上，所述叉撑结构朝下的两个端部固定连接在下部撑杆上表面上。5.如权利要求4所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的支撑装置，其特征在于，所述叉撑结构的端部与下部撑杆及上部撑杆的连接处设置有第二加固装置，所述第二加固装置包括竖向连接在叉撑结构与下部撑杆或上部撑杆之间的夹角位置处的第二加强筋板。6.如权利要求1所述的增大斜拉桥异形索塔刚度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建庭，刘增武，吴月星，张洪，黎小刚，严仁章，包发文，周倩，张兰，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50