[發(fā)明專利]一種改善混凝土折線型橋塔力學(xué)性能的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711000936.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107780335A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李艷鳳;姜滿宏;羅天澤;侯世偉
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: E01D11/04
• 分類號: E01D11/04;E01D22/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 趙嬛嬛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及折線型橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善混凝土折線型橋塔力學(xué)性能的方法。

背景技術(shù)

斜拉橋的重要結(jié)構(gòu)組成部分是主梁、主塔和斜拉索，其中主梁所承受的大部分恒載和活載都是通過斜拉索傳遞到主塔上，并最終通過主塔傳遞到地基基礎(chǔ)上，因此主塔除了承受結(jié)構(gòu)自重、溫度變化、不均勻沉降、風(fēng)荷載、地震力、混凝土收縮、徐變等荷載外，還主要負責(zé)承受上述由斜拉索傳遞的巨大的索力，因此主塔結(jié)構(gòu)總體上既要承受巨大的軸力又要承受一定不平衡荷載下的彎矩。

預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋的主塔除了具備上述常規(guī)斜拉橋主塔的受力特點外，還存在以下兩個不同的受力特點：一是直塔斜拉橋的主塔自身重量對主塔自身不產(chǎn)生彎矩，而預(yù)應(yīng)力混凝土折線型主塔的塔身自重對主塔自身產(chǎn)生彎矩；二是由于斜拉橋的主塔本身以傳遞巨大的豎向力為主，但由于主塔存在折角，在主塔軸線發(fā)生變化的折角處巨大的豎向力傳遞方向發(fā)生了變化，因此折角處將產(chǎn)生一較大水平向拉力。如果主塔采用鋼結(jié)構(gòu)，折角處的應(yīng)力問題容易解決，但對于混凝土折線主塔來說，該處的受力將十分復(fù)雜。中跨及邊跨側(cè)塔壁軸向力在折角處將產(chǎn)生橫向分力，導(dǎo)致塔壁產(chǎn)生面外彎曲。該效應(yīng)對中跨側(cè)塔壁影響較大，使得中跨側(cè)塔壁截面應(yīng)力梯度增大。預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋以上兩個不同于常規(guī)直塔斜拉橋的特點將直接導(dǎo)致混凝土折線塔斜拉橋除了在外形上與常規(guī)直塔斜拉橋不同以外，而且還將導(dǎo)致所有斜拉索的索力規(guī)律以及主塔局部構(gòu)造等方面與常規(guī)直塔斜拉橋有很大的不同。因此如何解決混凝土折線塔折角處應(yīng)力集中問題將成為預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋設(shè)計的關(guān)鍵問題之一。

由于折線型混凝土主塔的特殊造型，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋有以下幾個不同于直塔斜拉橋的受力特點：在恒載作用下主跨與邊跨斜拉索索力不相等；主塔折角處存在較大水平拉力。說明對于混凝土折線型橋塔力學(xué)性能如何改善有待進一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種改善混凝土折線型橋塔力學(xué)特性的方法，該方法有效提高了混凝土折線型橋塔的物理力學(xué)性能。

一種改善混凝土折線型橋塔力學(xué)性能的方法，包括以下步驟：

步驟1、設(shè)置加勁板；

在混凝土折線型橋塔折角處設(shè)置加勁板，所述加勁板內(nèi)部由豎向主拉鋼筋和表面防裂鋼筋網(wǎng)構(gòu)成，所述加勁板的腋角尺寸控制在50×50cm以內(nèi)；

步驟2、布置平面預(yù)應(yīng)力鋼束；

在混凝土折線型橋塔錨固區(qū)橫斷面布置預(yù)應(yīng)力鋼束，布置方法為：沿橋縱向布置3根預(yù)應(yīng)力鋼筋，編號為：N1，N2，N3；沿橋橫向環(huán)向布置3根預(yù)應(yīng)力鋼筋，編號為：N4，N5，N6；，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉方式為兩端張拉，張拉順序為：N4、N5、里側(cè)N1/N2/N3、外側(cè)N1/N2/N3、N6，并且相鄰鋼筋不得同時張拉；

步驟3、防腐處理；

對張拉后的平面預(yù)應(yīng)力鋼束進行防腐處理，施工即告完成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是：

(1)本發(fā)明通過在主塔折角處設(shè)置加勁板和在塔壁布置平面預(yù)應(yīng)力鋼筋來抵抗水平力，可有效提高主塔塔壁的力學(xué)性能。

(2)本發(fā)明在塔壁布置預(yù)應(yīng)力，受力明確，定位方便，適用于預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋施工。

(3)本發(fā)明施工操作簡單方便，施工后期結(jié)構(gòu)便于日常維護。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施例中主塔折角處加勁板立面圖；

圖2為本發(fā)明具體實施例中主塔折角處加勁板平面圖；

圖3為本發(fā)明具體實施例中主塔橫斷面預(yù)應(yīng)力筋布置圖；

圖4為本發(fā)明具體實施例中混凝土折線型橋塔的總體結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明具體實施例中4號墩橋塔測試截面應(yīng)力測點布置示意圖；

圖中：1-中跨側(cè)折角，2-加勁板中線，3-邊跨側(cè)折角，4-加勁板腋角，5-加勁板，6-錨具，7-預(yù)應(yīng)力鋼筋N4，8-預(yù)應(yīng)力鋼筋N5，9-預(yù)應(yīng)力鋼筋N6，10-預(yù)應(yīng)力鋼筋N1(N2和N3與N1同水平)，11-斜拉索，12-牛腿段，13-4號墩，14-5號墩。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。