[发明专利]一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构

说明书

技术领域

本发明用于桥梁结构工程领域，特别是涉及一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构。 

背景技术

无背索独塔斜拉桥始建于西班牙Alamillo桥，其特点是利用索塔倾斜，不设背索，由此突出美学的效果，打破了传统的斜拉桥设计理念。斜塔无背索结构，实质上就是利用倾斜的桥塔自重效应来平衡主梁竖向荷载效应的一种独特的传力体系，因此，索塔的设计对该类型桥梁显得尤为重要。 

无背索斜塔斜拉桥虽然国内外已建成10 余座，但桥塔横向及主梁纵向基本为直线形，直线型索塔一般仅适用与桥梁主梁为直线的情况，若为曲主梁结构，则索塔也需设计成曲线型结构。对于曲线型索塔，采用预应力钢筋混凝土结构，则模板的加工、安装、定位等施工难度增大。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种施工难度小、提高索塔整体刚度与强度的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构，包括外钢壳和位于所述外钢壳内部的内钢壳，所述内钢壳和外钢壳间形成环形的浇注内腔，所述内钢壳的外壁和外钢壳的内壁间连接有若干对彼此平行的内腹板，各所述内腹板均纵向设置，且将所述浇注内腔分隔为多个分腔，每对内腹板上均正对开设若干第一通孔，每对内腹板通过横向穿过所述第一通孔的第一钢筋连接，各所述分腔中充填混凝土。 

进一步作为本发明技术方案的改进，内钢壳的外壁、外钢壳的内壁以及内腹板的两侧均设有若干纵向的加劲肋。 

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述分腔的内壁设有若干沿纵向分布的环形横隔板，沿各所述环形横隔板设有若干第二通孔，穿过所述环形横隔板上的第二通孔设有若干纵向布置的第二钢筋。 

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述分腔的混凝土中沿纵向张拉预应力钢束。 

进一步作为本发明技术方案的改进，所述外钢壳的外壁装有连接并张拉拉索的钢锚箱。 

进一步作为本发明技术方案的改进，所述混凝土为微膨胀砼。 

本发明的有益效果：本发明采用混凝土索塔外包钢壳的钢混组合结构，在钢壳吊装定位、混凝土浇筑等方面有优势，一是内钢壳和外钢壳作为曲塔柱的施工模板，大大简化了模板的制作与安装，提高吊装定位精度；二是内钢壳和外钢壳与内部混凝土联合受力，提高了索塔的整体刚度与强度。同时，通过内腹板与第一钢筋形成的PBL剪力连接键保证了内钢壳、外钢壳与内填混凝土之间的可靠连接，此外，张拉的预应力钢束能有效的传递至整个截面，改善了结构的受力性能。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

图1是本发明实施例外钢壳、内钢壳和内腹板连接结构示意图；

图2是本发明实施例外钢壳、内钢壳、内腹板和横隔板连接结构示意图；

图3是本发明实施例外钢壳外部钢锚箱连接拉索结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明提供了一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构，包括外钢壳1和位于所述外钢壳1内部的内钢壳2，所述内钢壳2和外钢壳1间形成环形的浇注内腔，所述内钢壳2的外壁和外钢壳1的内壁间连接有若干对彼此平行的内腹板3，各所述内腹板3均纵向设置，且将所述浇注内腔分隔为多个分腔4，每对内腹板3上均正对开设若干第一通孔，每对内腹板3通过横向穿过所述第一通孔的第一钢筋连接，各所述分腔4中充填微膨胀砼，以形成空心的索塔主体结构。内钢壳2的外壁、外钢壳1的内壁以及内腹板3的两侧均设有若干纵向的加劲肋5，加劲肋5采用I 型扁钢。为满足钢壳在施工阶及运营阶段受力要求，各所述分腔4的内壁设有若干沿纵向分布的环形横隔板6，环形的形状设计方便施工人员进出操作，沿各所述环形横隔板6设有若干第二通孔61，穿过所述环形横隔板6上的第二通孔61设有若干纵向布置的第二钢筋。圆弧索塔横向弯矩较大，各所述分腔4的微膨胀砼中沿纵向张拉预应力钢束7，就形成预应力钢壳混凝土结构，预应力钢束7采用两端张拉，一端通过齿板锚固在下塔柱，另一端锚固在主塔节段分界处，预应力钢束7可消除曲塔横向弯矩，并增大轴力。所述外钢壳1的外壁装有连接并张拉拉索8的钢锚箱9。 

采用混凝土索塔外包钢壳的钢混组合结构，在钢壳吊装定位、混凝土浇筑等方面有优势，其中内钢壳3和外钢壳2主要起两方面作用：一是内钢壳3和外钢壳2作为曲索塔的施工模板，大大简化了模板的制作与安装，提高吊装定位精度；二是内钢壳2和外钢壳1与内部混凝土联合受力，提高了索塔的整体刚度与强度。