[发明专利]一种环排支座树桩花盆形托架的双幅四索面多塔斜拉桥

说明书

本发明提出一种环排支座树桩花盆形托架的双幅四索面多塔斜拉桥，具有结构刚度好、造型漂亮、施工方便和经济合理等优点。在桥梁基础之上设置单叶双曲面薄壳的树桩花盆形托架，树桩花盆形托架顶部设置环排支座支撑双幅主梁桥面，环排支座体系可约束主梁和索塔之间的相对转动，提高多塔斜拉桥结构刚度。在变截面钢管混凝土空心柱式桥塔柱中均匀布置无粘结预应力钢绞线，张拉预应力钢筋挤压混凝土，提高管内混凝土的密实度，解决大直径钢管与核心混凝土柱体的界面分离问题，提高变截面钢管混凝土桥塔柱的结构刚度。在变截面预应力钢管混凝土桥塔柱周围粘贴仿真树皮，在变截面预应力钢管混凝土桥塔柱的顶部设置人工树叶塔冠，提升景观效果。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种斜拉桥结构，具体说是一种环排支座树桩花盆形托架的双幅四索面多塔斜拉桥。

背景技术

双幅四索面多塔斜拉桥是具有3个或3个以上独柱索塔的斜拉桥，其具有四索面受力力学性能好、分体双幅钢箱梁吊装施工方便、桥墩阻水面积小和经济指标合理等优点，双幅四索面多塔斜拉桥深受桥梁工程界的好评。

鉴于双幅四索面多塔斜拉桥的力学特点，双幅四索面多塔斜拉桥的中间塔两侧既无辅助墩和过渡墩，也没有端锚索，缺少了对主梁和索塔刚度的有效帮助，使得已经是柔性独柱桥塔结构的斜拉桥柔性更大，其活荷载作用效应增加，导致双幅四索面多塔斜拉桥中间跨的主梁挠度、斜拉索疲劳应力幅值和塔底内力比常规斜拉桥要大得多。

如何解决好中间桥塔结构受力和中间跨主梁刚度问题，是采用弱塔结构的双幅四索面多塔斜拉桥能否顺利实施的关键问题，目前，提高多塔斜拉桥主梁竖向刚度的技术措施或多或少存在问题。

采用增加索塔结构和主梁结构的几何尺寸，即采用大尺度索塔结构提高桥塔和主梁刚度方案，将会增加桥梁造价，非常不经济；采用塔梁固结方案，将导致温度效应作用下桥塔的受力增大，将增加索塔和基础的规模；采用边跨设置辅助墩和过渡墩方案，对三塔斜拉桥有些效果，对于四跨以上多塔斜拉桥，其不能改善中间桥塔的受力，也不能降低中间跨主梁活荷载位移过大问题；采用设置辅助索方案，索塔之间设置辅助索是提高多塔斜拉桥刚度和稳定性的有效方法，但是，影响了桥梁的美观。

嘉绍大桥是一座横跨杭州湾的海峡大桥，其采用双幅四索面六塔斜拉桥结构体系，嘉绍大桥提出索塔设置悬臂X形托架, 对主梁设置纵向双排支座, 将主梁和索塔之间的相对转动自由度加以约束来改善多塔斜拉桥受力，在汽车活载作用下，双排支座体系的主梁竖向位移以及塔顶纵向位移和塔梁固结体系基本一致，可解决弱塔结构多塔斜拉桥的主梁竖向刚度问题，但是，悬臂X形托架受力非常复杂，索塔上设置X形托架造型不美观，大尺度的悬臂X形托架施工难度大，悬臂X形托架的负弯矩钢筋锚固于索塔柱的施工非常困难。

借鉴嘉绍大桥的双幅四索面多塔斜拉桥桥塔结构形式，改革其索塔的悬臂X形托架结构，采用单叶双曲面薄壳花盆形托架代替索塔悬臂X形托架结构，单叶双曲面薄壳花盆形托架搁置在承台基础之上，简化结构降低施工难度，单叶双曲面薄壳花盆形托架顶部设置椭圆形托板，椭圆形托板上设置环形排列支座，花盆形托架支撑斜拉桥双幅主梁，将主梁和索塔之间的相对转动自由度加以约束来改善多塔斜拉桥受力，降低活荷载作用下的中间跨主梁的竖向位移变形。

同时，采用变截面预应力钢管混凝土空心柱式桥塔塔柱结构代替普通钢筋混凝土空心柱塔柱，提高双幅四索面多塔斜拉桥塔柱的结构刚度，减少中塔结构活荷载作用下的位移变形，在桥塔柱的顶部安装人工树叶塔冠，收集太阳能，提高景观效果。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种结构刚度好、造型漂亮、施工方便和经济合理的环排支座树桩花盆形托架的双幅四索面多塔斜拉桥，采用单叶双曲面薄壳花盆形托架代替索塔悬臂X形托架结构，其顶部设置设置环形排列支座，花盆形托架支撑斜拉桥双幅主梁，约束主梁和索塔之间的相对转动，提高多塔斜拉桥结构刚度。