[发明专利]一种新型曲线形斜拉桥桥塔

说明书

本发明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，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。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种新型曲线形斜拉桥桥塔。

背景技术

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。

本发明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。

发明内容

本发明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，本发明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-A_H1)²+(Z-B_H1)²＝R_H1²，……，(Y-A_Hi)²+(Z-B_Hi)²＝R_Hi²，所述塔柱轴线在纵桥向方向的方程为(X-A_Z1)²+(Z-B_Z1)²＝R_Z1²，……，(X-A_Zi)²+(Z-B_Zi)²＝R_Zi²,其中：