一种新型曲线形斜拉桥桥塔制造技术

本发明专利技术公开了一种新型曲线形斜拉桥桥塔，桥塔包括塔柱和斜腿，塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为曲线，塔柱在纵桥向方向朝向主跨倾斜弯曲、横桥向方向朝向桥轴线倾斜弯曲，塔柱上部沿横桥方向设置连接横撑；斜腿轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为直线，斜腿在纵桥向方向朝向边跨倾斜、横桥向方向朝向桥轴线倾斜，主梁固定在斜腿的顶面。本发明专利技术，塔柱与斜腿相互协助，斜拉桥实施过程中，斜腿与主梁固结，显著改善了塔柱及斜拉桥整体受力，整体上结构稳定；且采用纵、横双向曲线的钢混组合式主塔，有效节约了桥塔的成本，经济合理，同时提高了结构耐久性，进而增加了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型曲线形斜拉桥桥塔
本专利技术涉及桥梁工程
，具体涉及一种新型曲线形斜拉桥桥塔。
技术介绍
随着经济快速发展，人们对桥梁的要求不断提高，已从单纯的交通功能提升到景观需求上，一座优美的桥梁无疑会大幅提高城市的景致。斜拉桥跨越能力大，结构轻巧优美，造型千姿百态，塔、索、梁组合多样，为设计的构思提供了广阔的变化空间，可以适应多种不同的使用要求与桥址自然条件，因此得到越来越广泛的应用。斜拉桥主要由主塔、斜拉索、主梁组成。主塔主要为钢筋混凝土结构，也有部分斜拉桥采用钢塔。斜拉索主要为平行钢丝和钢绞线两种型式。主梁主要采用预应力混凝土结构、结合梁和钢箱梁结构，也有少数桥梁采用混合式结合梁和混合式钢箱梁两种结构。桥塔作为斜拉桥的主要承重构件和最突出的构造物，在满足结构受力的基础上，其造型成为全桥景观设计的重点。目前跨度大于500米的斜拉桥，桥塔均为H形、钻石形、A形、倒Y形或独柱形等直线塔，如俄罗斯岛大桥、苏通大桥、昂船洲大桥、鄂东大桥、多多罗大桥、诺曼底大桥等。既有的跨度200米左右的斜塔斜拉桥桥塔造型也多为直线且向河岸侧倾斜，如西班牙Alamillo桥、长沙洪山庙桥、哈尔滨太阳岛桥等。直线型桥塔虽然传力直接流畅，符合斜拉桥的结构受力的基本原则，但直线型桥塔造型稍显单调突兀。本专利技术中对现有技术中的桥塔结构进行改进，在满足斜拉桥受力安全的基础上，采用全新的结构体系，增加结构的耐久性，进而增加使用寿命，改善塔柱及斜拉桥的整体受力，使整体结构更加稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的斜拉桥的桥塔存在结构耐久性较差，且塔柱及斜拉桥整体受力不均衡，导致整体结构不稳定的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种新型曲线形斜拉桥桥塔，桥塔包括塔柱和设置在所述塔柱一侧的斜腿，所述塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为曲线，所述塔柱在纵桥向方向朝向主跨倾斜弯曲、横桥向方向朝向桥轴线倾斜弯曲，所述塔柱上部横桥方向设置连接横撑，所述斜腿轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为直线，所述斜腿在纵桥向方向朝向边跨倾斜、横桥向方向朝向桥轴线倾斜，主梁固定在所述斜腿的顶面。在上述方案中，所述塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向为一条圆曲线或由多条圆曲线相切拼接而成。在上述方案中，所述塔柱轴线在横桥向方向的方程为(Y-AH1)2+(Z-BH1)2＝RH12，……，(Y-AHi)2+(Z-BHi)2＝RHi2，所述塔柱轴线在纵桥向方向的方程为(X-AZ1)2+(Z-BZ1)2＝RZ12，……，(X-AZi)2+(Z-BZi)2＝RZi2,其中：X为所述塔柱的纵桥向坐标，Y为所述塔柱的横桥向坐标，Z为所述塔柱的竖向坐标；(AZ1，BZ1)、……、(AZi，BZi)为所述塔柱沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的圆心坐标；RZ1……RZi为所述塔柱沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的半径；(AH1，BH1)、……、(AHi，BHi)为所述塔柱沿横桥向方向投影的第1～i条圆曲线的圆心坐标；RH1、……、RHi为所述塔柱沿横桥向方向投影的第1～i条圆曲线的半径。在上述方案中，所述塔柱在纵桥向方向投影的截面顶部的宽度为d1，底部宽度为d2，所述塔柱在横桥向方向投影的截面顶部的宽度为m1，底部宽为m2，d1≤d2、m1≤m2。在上述方案中，所述斜腿在纵桥向方向和横桥向方向的投影方程为：纵桥向方向的投影方程：z＝kzx；横桥向方向的投影方程：z＝khy；其中x为所述斜腿的纵桥向方向的坐标；y为所述斜腿的横桥向方向的坐标；z为所述斜腿的竖向坐标；kz、kh分别为所述斜腿的纵桥向方向和横桥向方向的一次函数比例系数。在上述方案中，所述桥塔下部设有用于放置主梁的牛腿。在上述方案中，所述桥塔设置在承台上。在上述方案中，所述塔柱和所述斜腿之间通过圆形倒角连接。在上述方案中，所述塔柱包括上塔柱和下塔柱，所述上塔柱采用钢结构，所述下塔柱和所述斜腿均采用混凝土结构，所述上塔柱的底部设置用于和所述下塔柱连接的钢-混结合段。与现有技术相比，本专利技术塔柱与斜腿相互协助，斜拉桥实施过程中，斜腿与主梁固结，显著改善了塔柱及斜拉桥整体受力，整体上结构稳定；且采用纵、横双向曲线的钢混组合式主塔，有效节约了桥塔的成本，经济合理，同时提高了结构耐久性，进而增加了使用寿命。附图说明图1为本专利技术的实施例一中桥塔的结构示意图；图2为本专利技术的实施例一中的桥塔在横桥向方向的投影示意图；图3为本专利技术的实施例一中的斜腿在横桥向方向的投影示意图；图4为本专利技术的实施例二中桥塔的结构示意图；图5为本专利技术的实施例二中的桥塔在横桥向方向的投影示意图；图6为本专利技术的桥塔应用在斜拉桥上的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种新型曲线形斜拉桥桥塔，在实施过程中，斜腿与主梁固结，显著改善了塔柱及斜拉桥整体受力，整体上结构稳定；且采用纵、横双向曲线的钢混组合式主塔，有效节约了桥塔的成本，同时提高了结构耐久性，进而增加了使用寿命。下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做出详细说明。如图1～图6所示，本专利技术提供的一种新型曲线形斜拉桥桥塔，桥塔包括塔柱1和设置在塔柱1的一侧的斜腿2，塔柱1的轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为曲线，塔柱1在纵桥向方向朝向主跨倾斜弯曲、横桥向方向朝向桥轴线倾斜弯曲，塔柱1上部横桥方向设置连接横撑5，斜腿2在横桥向方向的截面和纵桥向方向的截面均为直线，斜腿2在纵桥向方向朝向边跨倾斜、横桥向方向朝向桥轴线倾斜，主梁7固定在斜腿2的顶面。本专利技术中塔柱1和斜腿2各个位置的具体方程如下：塔柱1轴线在横桥向方向的方程为(Y-AH1)2+(Z-BH1)2＝RH12，……，(Y-AHi)2+(Z-BHi)2＝RHi2，塔柱1轴线在纵桥向方向的方程为(X-AZ1)2+(Z-BZ1)2＝RZ12，……，(X-AZi)2+(Z-BZi)2＝RZi2,其中：X为塔柱1的纵桥向坐标，Y为塔柱1的横桥向坐标，Z为塔柱1的竖向坐标；(AZ1，BZ1)、……、(AZi，BZi)为塔柱1沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的圆心坐标；RZ1……RZi为塔柱1沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的半径；(AH1，BH1)、……、(AHi，BHi)为塔柱1沿横桥向方向投影的第1～i条圆曲线的圆心坐标；RH1、……、RHi为塔柱1沿横桥向方向投影的第1～i条圆曲线的半径。塔柱1在纵桥向方向投影的截面顶部的宽度为d1，底部宽度为d2，塔柱1在横桥向方向投影的截面顶部的宽度为m1，底部宽为m2，d1≤d2、m1≤m2。斜腿2在纵桥向方向和横桥向方向的投影方程为：纵桥向方向的投影方程：z＝kzx；横桥向方向的投影方程：z＝khy；其中x为斜腿2的纵桥向方向的坐标；y为斜腿2的横桥向方向的坐标；z为斜腿2的竖向坐标；kz、kh分别为斜腿2的纵桥向方向和横桥向方向的一次函数比例系数。本专利技术，塔柱1与斜腿2相互协助，斜拉桥实施过程中，斜腿2与主梁7固结，显著改善了塔柱1及斜拉桥整体受力，整体上结构稳定；且采用纵、横双向曲线的钢混组合式主塔，有效节约了桥塔的成本，经济合理，同时提高了结构耐久性，进而增加了使用寿命。进一步优化地，桥塔上设有用于放置主梁7的牛腿6，以满足主塔处主梁7支座放置需求，且牛腿6结构形式不限，根据受力需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型曲线形斜拉桥桥塔，其特征在于，桥塔包括塔柱和设置在所述塔柱一侧的斜腿，所述塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为曲线，所述塔柱在纵桥向方向朝向主跨倾斜弯曲、横桥向方向朝向桥轴线倾斜弯曲，所述塔柱上部横桥方向设置连接横撑；所述斜腿轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为直线，所述斜腿在纵桥向方向朝向边跨倾斜、横桥向方向朝向桥轴线倾斜，主梁固定在所述斜腿的顶面。

【技术特征摘要】
1.一种新型曲线形斜拉桥桥塔，其特征在于，桥塔包括塔柱和设置在所述塔柱一侧的斜腿，所述塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为曲线，所述塔柱在纵桥向方向朝向主跨倾斜弯曲、横桥向方向朝向桥轴线倾斜弯曲，所述塔柱上部横桥方向设置连接横撑；所述斜腿轴线在横桥向方向和纵桥向方向均为直线，所述斜腿在纵桥向方向朝向边跨倾斜、横桥向方向朝向桥轴线倾斜，主梁固定在所述斜腿的顶面。2.根据权利要求1所述的一种新型曲线形斜拉桥桥塔，其特征在于，所述塔柱轴线在横桥向方向和纵桥向方向为一条圆曲线或由多条圆曲线相切拼接而成。3.根据权利要求1所述的一种新型曲线形斜拉桥桥塔，其特征在于，所述塔柱轴线在横桥向方向的方程为(Y-AH1)2+(Z-BH1)2＝RH12，……，(Y-AHi)2+(Z-BHi)2＝RHi2，所述塔柱轴线在纵桥向方向的方程为(X-AZ1)2+(Z-BZ1)2＝RZ12，……，(X-AZi)2+(Z-BZi)2＝RZi2,其中：X为所述塔柱的纵桥向坐标，Y为所述塔柱的横桥向坐标，Z为所述塔柱的竖向坐标；(AZ1，BZ1)、……、(AZi，BZi)为所述塔柱沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的圆心坐标；RZ1……RZi为所述塔柱沿纵桥向方向投影的第1～i条圆曲线的半径；(AH1，BH1)、……、(AHi，BHi)为所述塔柱沿横桥向方向投...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文峰，易伦雄，张必准，陈宇，程应刚，彭最，王斌，王凌鹏，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42