[发明专利]一种钢构—混凝土组合桥塔结构

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及斜拉桥或悬索桥及类似桥梁的主塔结构。 

背景技术

桥塔是桥梁将缆索或斜拉索的巨大索力顺畅地传递到下部结构的关键受力结构。随着桥梁的跨径日益增大，索力随之增大，索塔也相应增高，桥塔的受力趋于复杂，这就要求桥塔有更加合理的构造形式。 

桥塔结构按材料分主要有混凝土桥塔、钢桥塔、混合结构桥塔三种。混凝土桥塔自重较大，施工期间还需架设临时钢结构支撑；钢桥塔加工拼装方便，同时加快施工进度，但造价较高；混合结构桥塔，需要将钢塔柱与混凝土塔柱进行连接，其结合部通常位于桥塔的中下部，受力和构造均比较复杂，增大了设计与施工的难度。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的钢构与混凝土组合桥塔的结构形式，通过适当增加混凝土桥塔截面内用以支撑模板和固定钢筋的钢构用量，并加以合理布置，从而更好地发挥钢构与混凝土的组合作用，提高桥塔的承载性能和施工便利性。 

为达到上述目的，本发明的解决方案是： 

一种钢构-混凝土组合桥塔结构，包括钢构、混凝土桥塔，在混凝土桥塔内部设置自下而上贯通的钢构，在钢构、混凝土桥塔之间设置有连接件。 

进一步，所述钢构完全容纳于混凝土塔柱中；优选的混凝土桥塔的截面为中空箱型。 

所述钢构包括若干竖向弦杆、横向连系杆和斜向连系杆，各竖向弦杆彼此平行间隔位于竖直平面内，相邻竖向弦杆之间通过若干横向连系杆固定连接，各横向连系杆平行于地面、垂直于竖向弦杆； 

在相邻横向连系杆及相邻竖向弦杆所围成的矩形框架的对角线方向上设置一斜向连系杆，该斜向连系杆的两端固定连接在相邻竖向弦杆上。 

所述竖向弦杆与横向连系杆及斜向连系杆间通过固定联接结构形成通长格构式钢构，优选的固定联接结构是焊接。 

所述竖向弦杆采用H型钢、圆钢管或角钢；所述横向连系杆及斜向连系杆采用角钢或条 形钢。 

所述钢筋混凝土塔柱内有沿着桥塔结构的横向截面分隔设置的箍筋，优选的，各箍筋之间均匀分隔设置。 

在钢构与混凝土外边缘设置有第一道(外侧防裂)箍筋，穿越钢构竖向弦杆腹板设置有第二道(连接件)箍筋，在钢构与混凝土内边缘间设置有第三道(内侧防裂)箍筋；优选的，箍筋间距与钢构竖向弦杆连接件间距相同，箍筋在转角处圆弧光滑过渡。 

所述钢筋混凝土塔柱内还设置有沿着桥塔结构的纵向、在环绕桥塔结构的横截面的周长上分隔设置的纵筋，优选的，各纵筋之间均匀分隔设置。 

所述的竖向弦杆上设置连接件使钢构与钢筋混凝土塔柱间协同工作。 

所述的连接件采用焊钉连接件、焊接开孔板连接件、竖向弦杆开孔连接件或型钢外包裹螺旋筋连接件。 

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果： 

①钢构-混凝土组合桥塔结构在成桥状态下，混凝土塔主要承担桥塔内竖向分力，钢构协助混凝土承担截面内弯矩，混凝土包裹在钢构外侧能够增大钢构结构的稳定性。 

②钢构与混凝土间设置的连接件，能确保两者间能够传递剪力，保证协同工作。 

③钢构在混凝土塔柱内布置时，承担了大部分的截面抗弯作用，减小钢筋混凝土桥塔截面中的主筋配筋量。截面内仅需配置构造钢筋和连接辅助钢筋，起到防止混凝土开裂，限制混凝土裂缝宽度，并保证钢构与混凝土之间的共同作用。 

④钢构-混凝土组合桥塔，原本作为施工临时劲性骨架的部分可以通过合理构造加以利用，无需拆除，减少了施工工序，简化了设计过程。当桥塔高度较小时，在桥塔底部进行顶升的方法使得施工方法灵活多变，无需进行高空作业，降低了施工风险。 

附图说明

图1为本发明桥塔结构的总体构造图。 

图2为图1所示构造的部分钢构的构造示意图。 

图3为在图1所示构造上增加纵向受力钢筋及箍筋后的示意图。 

图4为图3所示桥塔结构1/4横截面图。 

图5为本发明桥塔逐段拼接构造形成示意图。 

图6为本发明桥塔逐段顶推构造形成示意图。 

图中：1-钢筋混凝土塔柱、2-钢构、3-纵向受力钢筋、41、42、43-箍筋、5-竖向中弦杆、51-竖向弦杆腹板开孔、6-竖向边弦杆、7-横向连系杆、8-斜向连系杆(斜撑)、10-内膜、11-外模、12-施工平台、13-塔底支撑、14-顶升装置 

具体实施方式

一种钢构-混凝土组合桥塔结构，包括钢构、钢筋混凝土塔柱及两者间的连接件。