[发明专利]桥塔斜支撑的对拉组合装置及施工方法

说明书

本发明涉及桥塔施工领域，具体公开了桥塔斜支撑的对拉组合装置及施工方法，包括至少一对斜撑装置和施力装置，一对斜撑装置设置在桥塔塔柱之间的不同高度。本发明采用多个三角锥斜撑形式，在斜支撑件顶端施加向下竖向力，从而分解出多个横桥向水平推力作用在塔柱上，以此减少自重和施工载荷产生的桥塔塔柱底部外侧及第一道斜撑处桥塔塔柱外侧拉应变。斜支撑件施加竖向力的方法较为简单，实现内力可调且效率高；在相同支撑效果的要求下，临时多斜支撑件可显著降低临时水平横撑的道数，斜撑构件截面较传统多道水平横撑具有内力小、截面小、重量轻、施工便捷等优点，具有显著的工程意义和经济社会效益。

技术领域

本发明属于桥梁施工领域，特别涉及一种桥塔斜支撑的对拉组合装置及施工方法。

背景技术

桥塔柱横桥向多设计为倾斜结构，目的是表达高耸桥塔个性和视觉效果，桥梁的整体造型反映出建造师对美学的追求和文化的表达。更重要的是，桥塔设计必须适用于拉索或主缆的布置，传力应简单明确，在恒载的作用下，桥塔应尽可能处于轴心受压的状态。通常来看，桥塔的布置有单柱式、A字形、倒Y形和H形等几种。其中A字形和倒Y形在顺桥向刚度大，有利于承受桥塔两侧的不平衡拉力，A字形还可以减少主梁在桥塔处的负弯矩。由于桥塔独特的结构，桥塔自重及施工载荷垂直于桥塔方向的分力使其根部弯矩随着设计倾斜角度的增大相应增大，无论成桥状态还是施工过程中，桥塔均在钝角方向产生拉应变或较小的压应变。拉应力边达到一定数值时可能引起桥塔底部混凝土的开裂，影响塔柱的外观和使用寿命。为防止这种情况的发生，通常采用一定的方法使桥塔的不出现拉应力或拉应力在1MPa左右。

传统控制桥塔塔柱应力的方法有三种：一是满堂支架法，此方法工作量大、工作效率低且具有较大的危险性；二是设置横向水平撑，此法虽减少了工作量，但不能克服桥塔塔柱因自重产生的变形和侧向位移；三是使用千斤顶将方法二中的被动支撑变为主动支撑，此法虽然改进了以上两种方法的缺点，但是水平横撑构造上较长、内力大，为保障受力稳定性而采取较大截面，致使重量较大，因此现有水平横撑设置难度大、费用高、耗时较长、可靠性差。尤其是桥塔较高、斜度较大时，需设置多道横向水平撑或前述几种方案进行组合应用，现有技术、装备的弊端愈发突显。为了提高桥塔施工质量，降低时间成本及经济成本，急需一种横向水平力施加效率高、构造简单、重量较轻、内力可调的桥塔施工水平横向力施加方法，解决桥塔施工现有技术及装备的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥塔斜支撑的对拉组合装置，使用较小的、可控的力支撑桥塔，简化结构并且更简易地控制力度。

为实现上述目的，本发明提供了一种桥塔斜支撑的对拉组合系统，包括：两个桥塔塔柱、至少一对斜撑装置和施力装置，两个所述桥塔塔柱倾斜布置，两个所述斜撑装置成对布置在两个所述桥塔塔柱之间的不同高度；每一个所述斜撑装置均包括一个受力件和四个斜撑构件，四个所述斜撑构件围绕在所述受力件的侧面形成X形布局，所述斜撑构件与所述受力件之间为铰接，对角线山上两个斜撑构件在水平面投影的延伸方向位于同一条直线上，同一所述斜撑装置的四个所述斜撑构件的长度均相同；一对斜撑装置中，位于下方的斜撑装置的四个所述斜撑构件的端部分别铰接于所述桥塔塔柱，位于上方的斜撑装置的四个所述斜撑构件的端部分别铰接于所述桥塔塔柱，两个所述受力件彼此远离或靠近，相应地所述斜撑构件与水平面之间存在夹角；施力装置，所述施力装置的一端连接其中一个受力件作为支点、另一端连接另一个受力件作为施力点，根据作用力和反作用力相同的原理，所述施力装置同时对两个受力件施力后各个斜撑构件产生支撑两个桥塔塔柱的横桥向水平推力(即牵引绳上的竖直方向上的力相同)。

作为上述方案的改进，同一对的所述斜撑装置的两个受力件彼此远离，位于下方的斜撑装置的受力件所在高度低于斜撑构件，位于上方的斜撑构件的受力件所在高度高于斜撑构件。

作为上述方案的改进，所述施力装置为卷轴机，卷轴机悬置设置，卷轴机的上下两端通过牵引绳分别拉动、靠拢两个受力点，卷轴机收缩两个牵引绳施加作用力。