一种悬索桥主塔构造制造技术

本实用新型专利技术涉及悬索桥技术领域，具体涉及一种悬索桥主塔构造，包括用于围合成多边形截面的若干钢管混凝土承重柱和位于相邻两个承重柱之间间隔设置的若干抗剪单元，每个抗剪单元包括抗剪钢板和钢腹杆一，其中抗剪钢板的两侧分别连接对应相邻两个承重柱、上下两端分别连接有钢腹杆一，钢腹杆一的两端连接对应相邻两个承重柱。本实用新型专利技术充分发挥了钢管混凝土材料延性好、自重轻、安装方便、无需混凝土模板的特点，大大提高了塔柱的承载力和施工效率。大大提高了塔柱的承载力和施工效率。大大提高了塔柱的承载力和施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种悬索桥主塔构造


[0001]本技术涉及悬索桥
，特别是一种悬索桥主塔构造。

技术介绍

[0002]悬索桥主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，以受压为主。传统悬索桥主塔采用混凝土桥塔、钢桥塔和混合桥塔结构；其中混凝土桥塔承载力较高，但因自重较大，地震作用下承载力反而会较低，同时混凝土需要的砂石较多，施工周期一般也长达1年以上；钢塔自重较小，利于抗震，但费用较高，而且山区环境不具备大型钢构件的运输条件，且在风荷载作用下钢箱塔柱容易发生涡激振动；而混合桥塔虽然兼得了混凝土桥塔和钢塔的优点，在具有高承载力的同时能够在一定程度上减轻主塔自重，但未从根本上解决问题，仍具有混凝土桥塔和钢塔的固有缺陷。
[0003]近年来，钢管混凝土结构逐渐在桥梁领域广泛应用，钢管混凝土作为桥梁的承压构件，在施工时空钢管不仅具有模板和钢筋的功能，加工成型后还具有骨架刚度大、承载力高、重量轻和便于运输等优点。如何利用钢管混凝土结构设计结构合理、性能优异的高主塔，使之满足超大跨径悬索桥或深沟峡谷悬索桥建设的性能需求，并实现快捷施工、同时降低生产成本成为业界亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种新的悬索桥主塔构造，采用的技术方案为：
[0005]一种悬索桥主塔构造，包括用于围合成多边形截面的若干钢管混凝土承重柱和位于相邻两个承重柱之间间隔设置的若干抗剪单元，每个抗剪单元包括抗剪钢板和钢腹杆一，其中抗剪钢板的左右两侧分别连接对应相邻两个承重柱、上下两端分别连接有钢腹杆一，钢腹杆一的两端连接对应相邻两个承重柱。
[0006]本技术所提出的悬索桥主塔构造，充分发挥了钢管混凝土结构材料延性好、自重轻、安装方便、无需混凝土模板的特点，大大提高了塔柱的承载力和施工效率；其中，连接钢管混凝土承重柱和钢腹杆一的抗剪钢板用于增强塔柱整体的抗扭性能，也能够减小分布于钢腹杆一上的应力值，利于提高塔柱结构的整体稳定性；钢腹杆一用于弥补抗剪钢板在外部风荷载等作用下容易发生面外变形的弱点，增强塔柱整体的抗弯性能，也为竖向荷载在各钢管混凝土承重柱上的分配提供了传递途径；将抗剪钢板及钢腹杆一形成的抗剪单元间隔设置，也相应在主塔构造每侧面上形成了间隔分布的镂空段，在保证主塔整体稳定性和承载性能的前提下，能够加大抗剪单元之间的间距，减少用钢量，也便于风通过，利于减小风荷载冲击，能够避免塔柱产生涡激振动，稳定性好。
[0007]优选地，主塔各侧面中的抗剪单元位置相对应（即设置高度一致），从而所有侧面中的相应抗剪单元能够形成围合的箱体单元，上下相邻两个箱体单元之间形成镂空段；承重柱包括若干个节段，相邻两个节段之间的接头位于镂空段。将每侧面的抗剪单元的位置
对应设置，这样便于施工人员根据运输条件和现场安装条件确定塔柱施工长度，然后在箱体单元之间的镂空段仅对承重柱进行截断，将整个主塔构造灵活划分成若干塔柱节段以进行预制和运输，再在现场通过拼接承重柱后浇筑施工，避免空中焊接相贯缝隙，利于控制焊接质量，降低施工难度，提高施工效率。
[0008]优选地，镂空段的长度为相邻两个承重柱的间距的1
‑
1.5倍，即箱体单元之间的间距能够达到两个承重柱间距的1
‑
1.5倍。钢腹杆一及抗剪钢板过密设置，不利于充分发挥钢管混凝土结构的承压能力，浪费钢用量；过疏设置，无法保证主塔的承载能力及稳定性。
[0009]优选地，镂空段中设有钢腹杆二，钢腹杆二连接相邻两个承重柱。钢腹杆二用于加强受力薄弱位置的力学性能，能够进一步提高塔柱整体的抗弯性能，利于进一步加大相邻两个箱体单元之间的设置间距，减少钢用量。
[0010]优选地，抗剪钢板内侧设有加劲肋，能够弥补抗剪钢板在风荷载等外部作用下容易发生面外变形的弱点，提高结构稳定性。
[0011]优选地，抗剪钢板呈矩形，即设置在抗剪钢板上下端的钢腹杆一水平设置，结构简单、美观，传力效率高，也利于节段划分、运输和拼接施工。
[0012]本领域技术人员应当理解是，抗剪钢板的形状不限于矩形，也可为梯形、菱形等其它形状，抗剪钢板在同一箱体单元上也可为矩形、梯形或菱形或其它中任两种的组合，使结构美观，不局限上述举例。
[0013]优选地，钢腹杆一和钢腹杆二为空心钢管构件，利于减轻主塔自重和降低施工难度。
[0014]优选地，所有承重柱的一端均连接于塔帽、另一端连接于基础，塔帽一方面为鞍座提供了安装空间、另一方面约束了塔端径向变形，利于增强塔柱的整体刚度。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0016]1、本技术所提出的悬索桥主塔构造，充分发挥了钢管混凝土结构材料延性好、自重轻、安装方便、无需混凝土模板的特点，大大提高了塔柱的承载力和施工效率；其中，连接钢管混凝土承重柱和钢腹杆一的抗剪钢板用于增强塔柱整体的抗扭性能，也能够减小分布于钢腹杆一上的应力值，利于提高塔柱结构的整体稳定性；钢腹杆一用于弥补抗剪钢板在外部风荷载等作用下容易发生面外变形的弱点，增强塔柱整体的抗弯性能，也为竖向荷载在各钢管混凝土承重柱上的分配提供了传递途径；将抗剪钢板及钢腹杆一的位置间隔设置，在主塔构造上形成了间隔分布的镂空段，一方面减少了用钢量，另一方面便于风通过，利于减小风荷载冲击，能够避免塔柱产生涡激振动，稳定性好。
[0017]2、对强震地区来说，相比传统钢塔和混凝土桥塔的高度最多能做到150m左右，本技术所提出的悬索桥主塔构造在同样外部荷载作用下可做到200m
‑
250m，利于实现高主塔在峡谷地段的悬索桥桥梁建设，自重轻、抗风性和抗震性能良好，对环境的适应性更强。
[0018]3、本技术所提出的悬索桥主塔构造，其腹杆布置形式相比水平布置型、N字型和三角形腹杆布置形式，杆件数量设置少，用钢量低。
[0019]4、本技术所提出的悬索桥主塔构造，具有多段间隔设置的镂空段，便于施工人员根据运输条件和现场安装条件确定塔柱施工长度，然后在镂空段灵活划分若干节段单元进行预制和运输，再在现场进行拼接和浇筑施工，避免空中焊接相贯缝隙，利于降低施工
难度，提高施工效率。
附图说明
[0020]图1是一种悬索桥主塔构造的结构示意图。
[0021]图2是加有钢腹杆二的悬索桥主塔构造的结构示意图。
[0022]图3是图2中A部放大示意图。
[0023]图4是图2的正面示意图。
[0024]图标：1
‑
承重柱；2
‑
抗剪钢板；3
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钢腹杆一；4
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钢腹杆二；5
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加劲肋；6
‑
塔帽。
具体实施方式
[0025]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0026]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬索桥主塔构造，其特征在于，包括用于围合成多边形截面的若干钢管混凝土承重柱（1）和位于相邻两个所述承重柱（1）之间间隔设置的若干抗剪单元，每个所述抗剪单元包括抗剪钢板（2）和钢腹杆一（3），其中所述抗剪钢板（2）的左右两侧分别连接对应相邻两个所述承重柱（1）、上下两端分别连接有所述钢腹杆一（3），所述钢腹杆一（3）的两端连接对应相邻两个所述承重柱（1）。2.根据权利要求1所述的一种悬索桥主塔构造，其特征在于，主塔各侧面中的所述抗剪单元位置相对应，所有侧面中的相应所述抗剪单元形成围合的箱体单元，上下相邻两个所述箱体单元之间形成镂空段；所述承重柱（1）包括若干个节段，相邻两个所述节段的接头位于所述镂空段。3.根据权利要求2所述的一种悬索桥主塔构造，其特征在于，所述镂空段的长度为相邻两个所述承重柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑旭峰，王戈，牟廷敏，谭邦明，范碧琨，宋瑞年，肖雨，梁健，费豪，聂骏，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：