[发明专利]钢箱格式索-塔连接结构及其制作方法

说明书

本公开提供了一种钢箱格式索‑塔连接结构及其制作方法，该钢箱格式索‑塔连接结构包括：钢箱格结构，其一侧与钢牛腿(8)焊接，另一侧与现浇的混凝土塔壁(1)结合，所述钢箱格结构与浇筑在钢箱格内外的混凝土塔壁(1)共同工作，承受由钢锚梁(2)和钢牛腿(8)传来的斜拉索(4)索力。本公开提供的钢箱格式索‑塔连接结构受力合理、施工方便，能够适用于不同跨径、不同索面形式的斜拉桥，特别适用于大跨径斜拉桥。

技术领域

本公开涉及桥梁结构技术领域，尤其涉及一种钢箱格式索-塔连接结构及其制作方法。

背景技术

斜拉桥的索塔锚固结构是一个将斜拉索的局部集中力分散到全截面，并安全、均匀地传递到锚固区以下塔柱的重要受力构造。组合索塔锚固结构，利用钢结构承担斜拉索水平拉力、混凝土塔壁承担竖向压力，充分发挥钢与混凝土各自的材料性能优势，是更为合理的索塔锚固结构形式，特别适合应用于大跨径斜拉桥。

混凝土索塔钢锚梁的锚固方式，是将钢锚梁沿顺桥向置于混凝土索塔内壁的牛腿上，拉索锚固在钢锚梁两端的锚垫板上，通过支撑板将索力传递给钢锚梁。其中水平力主要由钢锚梁腹板承受，塔壁只承担水平力不平衡的部分；竖向分力通过支座传递给牛腿进而传给塔柱。钢锚梁由顶、底板、腹板(拉板)、锚垫板和承压板组成，其他横隔板、连接板和加劲板等均为连接和保证结构整体性而设。其中锚垫板和支承板是主要承压构件，腹板是主要承拉构件。

采用钢锚梁的锚固方案时，早期的斜拉桥桥塔常采用混凝土牛腿以实现钢锚梁与塔壁的连接。钢锚梁可以自由滑动和伸长，斜拉索的水平分力全部由钢锚梁承担，斜拉索的竖向分力通过混凝土牛腿传递到混凝土塔壁上。由于混凝土牛腿存在应力集中严重、不便于滑模施工等缺点，近年来出现了钢牛腿支承钢锚梁的结构形式：锚梁沿顺桥向置于混凝土索塔内壁的牛腿上，拉索锚固在锚固件上，水平力主要由钢锚梁承担，竖向分力通过钢牛腿经由钢壁板上的开孔板连接件传给塔柱承担。

在钢锚梁型组合索塔锚固结构中，钢-混连接结合部位是其关键构造。采用在壁板外焊接焊钉群的连接方式会使焊钉受到较大的拉拔力，且这种拉拔力和剪力分布均极不均匀，使混凝土塔壁局部处于受拉状态，容易产生裂缝进而进一步影响组合索塔锚固结构的耐久性和承载力。

因此，有必要提出一种既能够保证甚至提高竖向抗剪承载力，又能进一步提升钢-混结合部抗拉拔能力，既经济耐久，又便于施工的新型索-塔结合部连接结构。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种钢箱格式索-塔连接结构及其制作方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种钢箱格式索-塔连接结构，包括：钢箱格结构，其一侧与钢牛腿焊接，另一侧与现浇的混凝土塔壁牢固结合，所述钢箱格结构与浇筑在钢箱格内外的混凝土塔壁共同工作，承受由钢锚梁和钢牛腿传来的斜拉索索力。

在本公开一些实施例中，所述钢箱格结构包括：内壁板，固定连接在所述混凝土塔壁上；外壁板，与混凝土塔壁外侧齐平；腹板，沿混凝土塔壁厚度通长布置，在其两侧开孔并与内壁板、外壁板焊接，和外壁板、内壁板共同形成一个完整的箱格结构。

在本公开一些实施例中，所述钢箱格结构还包括：开孔板连接件，所述开孔板连接件为钢-混传力构件，焊接在内壁板的塔壁一侧，用于提供竖向抗剪承载力和刚度。

在本公开一些实施例中，所述开孔板连接件包括带孔的钢板，通过孔中混凝土销栓作用将钢与混凝土结合成一体。

在本公开一些实施例中，所述开孔板连接件根据不同刚度和承载力要求选型，并满足开孔板连接件的构造要求，按预定间距焊接在内壁板上，承受索力的竖向分力和由于偏心距造成的顺桥向弯矩。