[發(fā)明專利]多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩

在審

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• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104233948A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張喜剛;唐亮;高原;劉高;黃李驥
• 申請（專利權(quán)）人: 中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩。

背景技術(shù)

在大跨徑橋梁中，斜拉橋、懸索橋等纜索承重橋梁是最為重要的結(jié)構(gòu)形式。作為纜索承重橋梁核心部件的橋塔，其性能直接關(guān)系到大橋的安全性、耐久性和經(jīng)濟性。

混凝土橋塔材料成本低，結(jié)構(gòu)剛度大，當采取滑模時施工速度較快，因此在國內(nèi)外得到普遍應(yīng)用。但是，混凝土橋塔往往存在自重大、抗震性能低、下部結(jié)構(gòu)受力要求高、配筋構(gòu)造復(fù)雜、容易開裂等缺點，因此在建造和使用中仍存在較多技術(shù)難題。

鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)是對傳統(tǒng)混凝土受壓構(gòu)件的一種改進，其由鋼管和混凝土組合而成，利用鋼管對混凝土的約束效應(yīng)，提高了核心混凝土的承載能力，而核心混凝土的存在使鋼管不會產(chǎn)生局部屈曲，充分發(fā)揮了兩種材料的優(yōu)點。但對于通常截面尺寸較大、并采用空心斷面的混凝土橋塔，簡單地在塔柱內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置鋼管，由于鋼管壁厚相對很小，有效影響區(qū)域有限，因此無法有效發(fā)揮鋼管對混凝土的約束作用，鋼管混凝土組合效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是在傳統(tǒng)混凝土橋塔的基礎(chǔ)上，利用鋼管混凝土套箍約束原理，提供一種結(jié)構(gòu)自重小、承載能力高、抗震性能好、施工效率高的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩。

(二)技術(shù)方案

為達到上述目的，增強橋塔或橋墩混凝土受約束程度，本發(fā)明提供了一種多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，該橋塔或橋墩在其內(nèi)部整體或局部區(qū)段采用多塊鋼板劃分為若干四周封閉的鋼格室，且各鋼格室內(nèi)填充滿混凝土。

上述方案中，在該橋塔或橋墩內(nèi)部具有鋼格室的區(qū)段，橫截面輪廓為中空的圓形、中空的多邊形或中空的圓端矩形，所述中空的部分還可以進一步填充有混凝土或鋼筋混凝土；或者，在該橋塔或橋墩內(nèi)部具有鋼格室的區(qū)段，橫截面輪廓為全部由鋼格室構(gòu)成的圓形、多邊形或圓端矩形。所述多邊形為三邊形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。

上述方案中，各鋼格室采用圓形結(jié)構(gòu)、扇形結(jié)構(gòu)或多邊形結(jié)構(gòu)中任一種結(jié)構(gòu)的橫截面，相鄰的兩個鋼格室共用一個側(cè)壁，且各鋼格室之間緊密排列。所述多邊形為三邊形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。

上述方案中，根據(jù)橋塔或橋墩截面的壁厚，該橋塔或橋墩在截面厚度方向選擇設(shè)置多層鋼格室。

上述方案中，該橋塔或橋墩還在鋼格室內(nèi)壁設(shè)置連接件。

上述方案中，該橋塔或橋墩還在鋼格室內(nèi)部設(shè)置方向與鋼格室內(nèi)壁表面平行的鋼筋。

上述方案中，該鋼格室作為混凝土澆筑的永久模板。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩，將較大尺寸的橋塔或橋墩斷面進行多格室劃分，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)對內(nèi)部混凝土的套箍效應(yīng)，提高了橋塔或橋墩的承載能力和延性，經(jīng)濟性好、承載能力高、抗震性能好。

2、本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩，鋼格室直接作為混凝土澆筑模板，施工結(jié)束后不用拆除，施工速度快。同時鋼格室自身具有較好的穩(wěn)定性，施工中無需增加其他支撐系統(tǒng)。

3、本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩，可以在相同承載力情況下，減小自重，降低下部基礎(chǔ)規(guī)模，節(jié)約成本，具有良好的綜合經(jīng)濟性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩采用矩形斷面的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩采用圓形斷面的示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩采用圓端矩形斷面的示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的壁厚較大時多格室組合結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩采用兩層正方形斷面的示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的壁厚較大時多格室組合結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩采用兩層扇形斷面的示意圖；

圖7a和圖7b為承載力計算用多格室組合結(jié)構(gòu)和內(nèi)外包鋼板組合結(jié)構(gòu)斷面的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

為了增強橋塔或橋墩中混凝土的受約束程度，本發(fā)明將大尺寸、大壁厚的橋塔或橋墩截面用多塊鋼板劃分為若干封閉格室，在格室內(nèi)填充混凝土。如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的多格室組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩的示意圖，該橋塔或橋墩在其內(nèi)部整體或局部區(qū)段采用多塊鋼板劃分為若干四周封閉的鋼格室，且各鋼格室內(nèi)填充滿混凝土。