專利名稱：一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及橋梁工程，具體涉及用于大跨度橋梁的組合截面橋塔技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大跨度橋梁的橋塔常用類型主要為混凝土橋塔、鋼橋塔和上部鋼結(jié)構(gòu)橋塔與下部混凝土橋塔的混合橋塔。混凝土橋塔是以混凝土為主要承重及承彎結(jié)構(gòu)，適用于承重要求高、運(yùn)營(yíng)階段塔頂偏位相對(duì)較小的橋梁結(jié)構(gòu)。鋼橋塔是以鋼箱結(jié)構(gòu)為主要承重及承彎構(gòu)件，適用于各種橋型，對(duì)于承重要求較大時(shí)，工程造價(jià)較高，目前主要用于運(yùn)營(yíng)階段塔頂偏位相對(duì)較大的橋梁結(jié)構(gòu)，如在三塔懸索橋的中塔中普遍采用?；旌蠘蛩饕膬?yōu)勢(shì)在于當(dāng)下部需要強(qiáng)壯的截面時(shí)和防腐要求較高時(shí)，將鋼橋塔的下部采用預(yù)應(yīng)力混凝土塔代替，形成混合橋塔。以上三種類型的橋塔用于多塔懸索橋的中間橋塔時(shí)，混凝土塔優(yōu)勢(shì)是截面剛度大，但其缺點(diǎn)是混凝土抗拉強(qiáng)度低，因此基本無法實(shí)現(xiàn)；采用鋼塔時(shí)或混合橋塔時(shí)，截面剛度小，且用鋼材承受壓力，經(jīng)濟(jì)性差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)以上的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，由混凝土中心塔柱和對(duì)稱設(shè)置在混凝土中心塔柱兩側(cè)的左鋼箱和右鋼箱組成，中心塔柱位于組合截面中央?yún)^(qū)域，混凝土中心塔柱內(nèi)設(shè)置有電梯井；鋼箱與混凝土中心塔柱之間采用剪力鍵聯(lián)接構(gòu)件連接。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，塔柱中心采用混凝土材料，在塔柱兩側(cè)采用鋼材組成空箱結(jié)構(gòu)，鋼箱與混凝土采用PBL剪力鍵和(或)剪力釘連接。混凝土結(jié)構(gòu)處于塔柱中心位置，承受較小的彎矩，主要承受壓力荷載，可實(shí)現(xiàn)完全受壓狀態(tài)。鋼箱結(jié)構(gòu)位于塔柱兩側(cè)主要承受彎曲荷載，由于混凝土結(jié)構(gòu)截面大，承受了大部分壓力荷載，鋼箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)以承受彎曲荷載為主，因此組合鋼混橋塔相對(duì)于傳統(tǒng)鋼塔，鋼結(jié)構(gòu)用量得到大幅減少。由此混凝土結(jié)構(gòu)受壓能力強(qiáng)與鋼結(jié)構(gòu)抗彎能力強(qiáng)的特點(diǎn)得到了充分發(fā)揮，力學(xué)性能和材料成本得到了大幅改善，尤其在大跨度橋梁，諸如多塔懸索橋的中塔中，優(yōu)勢(shì)更加明顯。


圖I是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式I示意圖。圖2是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式I的立體局部剖視圖。圖3是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式II示意4是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式II的立體局部剖視圖。
圖5是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式III示意6是本發(fā)明的鋼混組合橋塔截面形式III的立體局部剖視圖。在圖中，10混凝土中心塔柱，20左鋼箱，30右鋼箱，3.加勁肋，4)鋼箱腹板，5.剪力釘，6. PBL剪力鍵，11.電梯井，8.鋼箱內(nèi)板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
在圖I和圖2所示的鋼混組合橋塔實(shí)施例中，左鋼箱20和右鋼箱30的鋼箱結(jié)構(gòu)采用加勁肋3和腹板4進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)以保證鋼板局部穩(wěn)定，鋼箱結(jié)構(gòu)與混凝土中心塔柱10的組合，采用剪力釘5和PBL剪力鍵6的接合的方式進(jìn)行連接。在圖3和圖4所示的鋼混組合橋塔實(shí)施例中，左鋼箱20和右鋼箱30組成一整體式鋼箱，采用加勁肋3和腹板4進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)。在鋼箱中部澆筑混凝土，兩者采用剪力釘進(jìn)行連接，鋼箱內(nèi)板8可采用平面或弧面構(gòu)造。在圖5和圖6所示的鋼混組合橋塔實(shí)施例中，左鋼箱20和右鋼箱30組成一整體式鋼箱，采用加勁肋3和腹板4進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)。在鋼箱中部澆筑混凝土，兩者采用剪力釘進(jìn)行連接，鋼箱內(nèi)板8采用弧面構(gòu)造?；炷林行乃?0位于組合結(jié)構(gòu)的中部，抗彎剛度相對(duì)于鋼箱結(jié)構(gòu)很小，根據(jù)彎矩荷載按抗彎剛度EI分配原則，混凝土承受很小彎矩荷載，主要承受壓力荷載。鋼箱結(jié)構(gòu)位于組合截面的兩側(cè)，抗彎剛度較大，承受主要彎矩荷載，由于鋼結(jié)構(gòu)截面面積相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)非常小，根據(jù)壓力荷載按軸向剛度EA分配原則，鋼箱結(jié)構(gòu)承受很小的壓力。本發(fā)明充分利用了混凝土的承壓能力強(qiáng)和截面剛度大的優(yōu)點(diǎn)，又發(fā)揮了鋼箱截面抗彎剛度大、可提供較大的抗彎能力的潛能，可適用于各種類型橋塔，尤其適用于對(duì)承重及塔頂偏位要求較高的大跨度橋梁的橋塔，具有經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)構(gòu)受力明確等特點(diǎn)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。凡是根據(jù)上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被認(rèn)為屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，由混凝土中心塔柱(10)和對(duì)稱設(shè)置在混凝土中心塔柱兩側(cè)的左鋼箱(20)和右鋼箱(30)組成，中心塔柱位于組合截面中央?yún)^(qū)域，混凝土中心塔柱內(nèi)設(shè)置有電梯井(11);鋼箱與混凝土中心塔柱之間采用剪力鍵聯(lián)接構(gòu)件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于所述左鋼箱和右鋼箱獨(dú)立分置于混凝土中心塔柱兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，所述左鋼箱和右鋼箱為相聯(lián)接的整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，所述剪力鍵聯(lián)接構(gòu)件包括PBL剪力鍵和剪力釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述之一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，所述左鋼箱和右鋼箱呈U形構(gòu)造，鋼箱的未封閉沿嵌入混凝土中心塔柱內(nèi)并由PBL剪力鍵固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述之一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，其特征在于，所述左鋼箱和右鋼箱與混凝土中心塔柱貼合的鋼箱內(nèi)板可為平面或弧面構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于大跨度橋梁的組合截面橋塔，由混凝土中心塔柱10和對(duì)稱設(shè)置在混凝土中心塔柱兩側(cè)的左鋼箱20和右鋼箱30組成，中心塔柱位于組合截面中央?yún)^(qū)域，混凝土中心塔柱內(nèi)設(shè)置有電梯井11；鋼箱與混凝土中心塔柱之間采用剪力鍵聯(lián)接構(gòu)件連接。本發(fā)明將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)在橫截面上進(jìn)行組合。組合截面充分發(fā)揮了混凝土結(jié)構(gòu)承壓性能好和鋼結(jié)構(gòu)抗彎性能好的特點(diǎn)，可適用于各種類型橋塔，尤其適用于對(duì)承重及塔頂偏位要求較高的大跨度橋梁的橋塔，具有經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)構(gòu)受力明確等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01D19/14GK102747684SQ201210253508
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者馮兵, 唐茂林, 廖劉算, 沈銳利, 閆勇, 顏智法 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)