[發(fā)明專利]一種鋼橋塔-組合結(jié)構(gòu)橋塔過渡段構(gòu)造及施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310306992.X
• 申請(qǐng)日: 2023-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN116411512A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康福軍;張偉;朱潤(rùn)田;鄧冠章;劉玉擎;朱堯于;王晨陽;程華東;王策;高曉沛;李曉路;黃開開
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司;佛山市順德區(qū)工程建設(shè)中心;中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): E01D19/14
• 分類號(hào): E01D19/14;E01D21/00;E01D101/26;E01D101/30
• 代理公司: 武漢知伯樂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42282
• 代理人: 任賢運(yùn)

本發(fā)明公開了一種鋼橋塔?組合結(jié)構(gòu)橋塔過渡段構(gòu)造及施工方法，該構(gòu)造包括鋼結(jié)構(gòu)的上塔柱，鋼?混凝土組合結(jié)構(gòu)的下塔柱，中塔柱，承壓鋼板及加勁肋。中塔柱包括設(shè)于外周的過渡段外壁板，設(shè)于內(nèi)圈的過渡段內(nèi)壁板，以及過渡段加勁肋。所述過渡段內(nèi)壁板之間通過設(shè)有過渡段鋼隔板隔離成多個(gè)格室，格室內(nèi)填充有混凝土。中塔柱分為第一過渡段和第二過渡段，第一過渡段橫截面在豎直方向不變，與上塔柱底部橫截面相適配，第二過渡段橫截面的內(nèi)圈在豎直方向上逐漸擴(kuò)大，直至到達(dá)底部時(shí)與下塔柱橫截面向適配。本發(fā)明的過渡段構(gòu)造，通過中塔柱的漸變橫截面構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)鋼橋塔和鋼?混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔的連接，結(jié)構(gòu)受力合理、傳力路徑明確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋼橋塔-組合結(jié)構(gòu)橋塔過渡段構(gòu)造及施工方法。

背景技術(shù)

隨著大跨徑橋梁工程的發(fā)展應(yīng)用，對(duì)橋梁橋塔結(jié)構(gòu)的受力性能提出了更高的要求，針對(duì)大跨徑橋梁適宜橋塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要開展創(chuàng)新型研究。根據(jù)截面形式對(duì)常見的橋塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，可以分為：混凝土橋塔、鋼橋塔和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔。其中，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔是指在鋼塔內(nèi)澆筑混凝土，并通過連接件將鋼與混凝土結(jié)合在一起，使鋼與混凝土形成整體、共同受力。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔利用鋼壁板對(duì)核心混凝土的約束作用，使混凝土的強(qiáng)度得以提高，進(jìn)而改善了結(jié)構(gòu)的塑性和韌性性能。同時(shí)，核心混凝土可以對(duì)鋼壁板起到良好的支承作用，提高鋼塔壁抵抗局部失穩(wěn)的能力。此外，鋼壁板還可以作為混凝土的施工模板，節(jié)省模板費(fèi)用，加快施工進(jìn)度。

在結(jié)構(gòu)體系方面，橋塔結(jié)構(gòu)也有發(fā)展和創(chuàng)新。將上述三種截面形式的橋塔在高度方向進(jìn)行組合就形成了混合結(jié)構(gòu)橋塔。其中，鋼塔-混凝土塔混合結(jié)構(gòu)橋塔已經(jīng)在工程中得到了應(yīng)用，其上塔柱采用鋼結(jié)構(gòu)，下塔柱采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了鋼橋塔易于拉索錨固的施工以及混凝土橋塔承載力和剛度較大等各自優(yōu)勢(shì)，滿足了對(duì)橋塔力學(xué)性能、工程質(zhì)量和工程造價(jià)的綜合需求。

隨著橋梁工程的不斷發(fā)展，由鋼橋塔和組合結(jié)構(gòu)橋塔形成的混合結(jié)構(gòu)橋塔也開始在工程中得到應(yīng)用。其下塔柱采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步發(fā)揮結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及受力性能的優(yōu)勢(shì)。不同于鋼塔和混凝土塔的結(jié)合，鋼塔和組合結(jié)構(gòu)橋塔的結(jié)合必須考慮鋼結(jié)構(gòu)在截面形式上的過渡。通常，鋼橋塔由外部鋼殼和內(nèi)部腹板構(gòu)成，而組合結(jié)構(gòu)橋塔往往采用中空截面，由內(nèi)外鋼壁板形成混凝土的澆筑空間。兩者的鋼結(jié)構(gòu)在截面形式上通常并不相同。需要設(shè)置過渡節(jié)段使兩種截面形式進(jìn)行平穩(wěn)過渡，且將結(jié)構(gòu)的受力模型由純鋼結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)化為鋼和混凝土共同受力。

因此，有必要提出一種能夠使鋼塔和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔有效結(jié)合，且實(shí)現(xiàn)截面構(gòu)造和受力形式平穩(wěn)過渡的鋼橋塔-組合結(jié)構(gòu)橋塔結(jié)合段構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的鋼塔和組合結(jié)構(gòu)橋塔無法進(jìn)行平穩(wěn)過渡，本發(fā)明提供一種鋼橋塔-組合結(jié)構(gòu)橋塔過渡段構(gòu)造以解決此類問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋼橋塔-組合結(jié)構(gòu)橋塔過渡段構(gòu)造，包括：設(shè)于頂部的上塔柱，其為鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)于底部的下塔柱，其為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)；設(shè)于中部的中塔柱，包括：設(shè)于外周的過渡段外壁板，設(shè)于內(nèi)圈的過渡段內(nèi)壁板，所述過渡段內(nèi)壁板之間通過設(shè)有過渡段鋼隔板隔離成多個(gè)格室，格室內(nèi)填充有混凝土；固定設(shè)于中塔柱頂部的承壓鋼板，其頂部與上塔柱底部固定連接；以及加勁肋，其為條狀加強(qiáng)件，沿軸向延伸，包括側(cè)邊分別固定于上塔柱內(nèi)的鋼塔段加勁肋、中塔柱內(nèi)的過渡段加勁肋、下塔柱內(nèi)的混合段加勁肋；所述中塔柱分為第一過渡段和第二過渡段，其中第一過渡段橫截面在豎直方向不變，與上塔柱底部橫截面相適配；所述第二過渡段橫截面的內(nèi)圈在豎直方向上逐漸擴(kuò)大，直至到達(dá)底部時(shí)與下塔柱橫截面向適配；通過中塔柱的漸變橫截面構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)鋼橋塔和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋塔平穩(wěn)過渡，將結(jié)構(gòu)的受力模型由純鋼結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)化為鋼和混凝土共同受力。

進(jìn)一步地，所述承壓鋼板開有澆筑孔和出氣口，底部固定設(shè)有多組焊釘，所述焊釘在澆筑混凝土后形成第二鋼-混凝土連接件，使承壓鋼板與混凝土連接緊密，從而與中塔柱的過渡段外壁板、過渡段內(nèi)壁板形成一個(gè)鋼殼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。