[发明专利]一种空间扭转曲面A型桥梁索塔及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及索塔构形及其施工方法，具体是指一种空间扭转曲面A型桥梁索塔及其施工方法。

背景技术

随着我国公路建设的快速发展，越来越多的缆索体系桥梁呈现在大众眼前，斜拉桥、悬索桥具有跨越能力大的显示特点，是跨江、跨河及跨越山谷的主要桥型。一般来讲，斜拉桥的主要承载部件包括斜拉索、索塔和主梁，悬索桥的主要承载部件包括主缆、吊杆、索塔、锚锭和主梁，索塔结构是斜拉桥和悬索桥的主要支撑结构，斜拉桥的斜拉索及悬索桥主缆均固定于索塔结构上。索塔结构既作为斜拉桥及悬索桥的主要承重结构，同时又是体现其整体景观的最重要构件，索塔设计不仅要注重其结构类型的选择及满足受力要求，同时还应重视其造型、断面形状、外观色彩等景观设计。

现有技术中，大跨径悬索桥的索塔基本上都是H型，斜拉桥的索塔大致分为A型塔、H型塔和独柱塔三种类型，以及在此基础上的变异构型，索塔塔柱截面大部分为矩形，塔柱表面大多数为平面。虽然结构简洁，但造型单一，立体感不强，缺少美学艺术特性。

现有技术中，斜拉桥及悬索桥索塔绝大多数采用的是钢筋混凝土材料制成，钢筋混凝土索塔受施工模板限制，很难做出造型新颖、外观独特的索塔造型，钢结构索塔虽然能够实现索塔的特殊造型，但由于其造价昂贵，大大限制了钢结构索塔的应用。大跨径斜拉桥及悬索桥风敏感性较强，传统的矩形截面索塔导致风阻效用较大，为满足抗风受力需要必须增加结构材料用量。

因此，在合适条件下宜对现有常规斜拉桥及悬索桥的索塔造型进行改进，使其在满足结构受力的同时，又能赋予索塔特有的美观和更丰富的艺术造型，并且便于施工、造价低廉。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该种索塔结构造型新颖、便于施工，且造价低廉。

本发明上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该索塔包括基础、承台、塔座、塔柱、斜顶塔冠和下横梁，所述的基础支撑于稳固地基上，所述的承台、塔座与基础现浇成为整体，所述塔柱的底端深入塔座及承台一定深度，以保证塔柱 与基础之间连接的可靠性，其特征在于：所述塔柱为两个，两个塔柱相向向内倾斜且对称设置，两个塔柱分别为A字的两个斜边，两个塔柱的扭转方向相反，每个塔柱至塔底到塔顶均呈连续扭转状，塔顶相对于塔底的扭转角度为90°，塔柱的水平横切面均为菱形断面，菱形断面的每一条菱边均为直线，塔柱任一水平横切面的四条边在扭转前后均保持为直线，塔柱四周的表面为多条空间直线组成的曲面，塔柱四周的表面与任一铅垂面相交形成的交线均为直线，所述塔柱采用菱形断面结构利于抗风，两个塔柱在塔顶处相交融形成一段塔顶融合段，以增强索塔结构横桥向的稳定性及刚度，所述的斜顶塔冠位于塔柱的塔顶处，斜顶塔冠为V字形，斜顶塔冠为两个对称的45°斜面形成的具有多角度空间的立体塔冠，以增强索塔的整体景观效果，所述的下横梁为A字的一个横边，下横梁横向架设在两个塔柱的下半段之间，所述索塔整体呈A字形，并且呈现出具有极佳美学效果的均匀直线扭转形状。

本发明中，所述的塔柱由多节桁架加劲塔柱段以及多节普通加劲塔柱段组成，多节桁架加劲塔柱段以及多节普通加劲塔柱段呈上下一一交替状设置，每一节桁架加劲塔柱段和普通加劲塔柱段均为钢壳混凝土组合结构。

本发明中，所述的桁架加劲塔柱段包括塔柱外钢壳、塔柱内钢壳、竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、竖向加劲桁架和水平加劲桁架，所述的塔柱外钢壳、塔柱内钢壳均为钢板，塔柱外钢壳位于桁架加劲塔柱段的外侧，塔柱内钢壳位于桁架加劲塔柱段的内侧，塔柱外钢壳和塔柱内钢壳构成桁架加劲塔柱段的钢壳体，所述的竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、竖向加劲桁架和水平加劲桁架均内置在桁架加劲塔柱段的钢壳体内，其中，水平桁架加劲肋、竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋均为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与桁架加劲塔柱段的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，所述的塔柱竖向钢筋竖向穿插水平加劲桁架，所述的塔柱水平钢筋水平穿插竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋，所述的竖向加劲桁架竖向设置在塔柱的转角位置处，所述的水平加劲桁架水平设置，所述的塔柱微膨胀混凝土浇筑在桁架加劲塔柱段的钢壳体内。