一种塔柱钢混过渡结构制造技术

一种塔柱钢混过渡结构，混凝土结构将格构式钢塔柱、端承压板、剪力钉、竖向钢筋和竖向预应力束浇筑为一个整体，格构式钢塔柱从上至下依次包含钢板未加密区、钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，钢板未加密区包含柱状钢结构主体和连接在柱状钢结构主体内部的若干塔身主结构钢板，钢板一次加密区增设若干连接钢板，钢板二次加密区进一步增设若干连接钢板，钢板三次加密区包含端承压板。本实用新型专利技术连接性能良好、荷载传递路径可靠、现场施工便捷，能满足钢塔柱部分巨大的塔身荷载向下传递至混凝土结构的需要，荷载在过渡段内能够根据设计的需要逐步扩散，同时具备多重可靠的连接措施，且钢‑混分界面无台阶，节点区无明显结构分层，景观效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及桥梁工程新
，尤其涉及一种塔柱钢混过渡结构。
技术介绍
目前，国内外对塔柱钢混过渡结构的设计研究多数是针对混合梁的研究，而有关塔柱钢混过渡结构的方案部分的研究较少，各国对于塔柱钢混过渡结构的研究还处于起步阶段。目前塔柱钢混过渡结构的设计方案思路主要有以下两种：1、承压面连接。本方案中钢塔柱部分在承压面上做局部强化，令塔身应力均匀的分布到整个承压面上，再采用高强螺杆连接混凝土区域与钢结构区域，令两者在结合面上紧密贴合。此方案常用于塔身钢塔段与承台之间的连接，如图1所示，泰州长江大桥的钢结构连接段和混凝土连接段之间，以承压面为界，上下完全分离，两者之间通过高强螺杆连接在一起。2、PBL剪力键连接。本方案在钢混过渡段的壁板及腹板上开有圆孔，穿过钢筋与进入该孔的混凝土一起形成PBL剪力键，过渡区域内灌注混凝土，钢塔柱通过剪力键将荷载逐步传递到混凝土塔柱上。如图2所示，南京三桥的钢混结合区传力主要通过PBL键(在钢板上开设空洞，穿过钢筋)进行传导，少量荷载通过承压面传递。上述两种方案都有成功的运用实例，但是也存在一些缺陷。承压面式的连接，在承压面下正对钢板的混凝土局部应力较大，混凝土难以浇注且浇注密实度难以检测，如果振捣不密实，容易出现局部混凝土受压过大的问题。PBL剪力键连接方式的荷载传递由上而下的过程中，上层承压面相邻区域承担了大多数的荷载，传递路径较短，没有有效的整个过渡段共同分担荷载的传递。
技术实现思路
本技术提供一种塔柱钢混过渡结构，连接性能良好、荷载传递路径可靠、现场施工便捷，能满足钢塔柱部分巨大的塔身荷载向下传递至混凝土结构的需要，荷载在过渡段内能够根据设计的需要逐步扩散，同时具备多重可靠的连接措施，且节点区域无明显结构分层，景观效果良好。为了达到上述目的，本技术提供一种塔柱钢混过渡结构，包含：格构式钢塔柱，其上端连接塔身钢塔段，下端连接塔身混凝土段；所述的格构式钢塔柱从上至下依次包含钢板未加密区、钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，该格构式钢塔柱形成刚性格构，将塔身应力扩散至整个承压面；所述的钢板未加密区包含柱状钢结构主体和连接在柱状钢结构主体内部的若干塔身主结构钢板；所述的钢板一次加密区在钢板未加密区的结构基础上增设若干连接钢板，该连接钢板的两端分别连接柱状钢结构主体和塔身主结构钢板；所述的钢板二次加密区在钢板一次加密区的结构基础上进一步增设若干连接钢板，该连接钢板的两端分别连接柱状钢结构主体和塔身主结构钢板；所述的钢板三次加密区包含端承压板，其上端连接柱状钢结构主体的下端，下端连接塔身混凝土段，所述的端承压板上设置若干混凝土灌注孔；所述的塔柱钢混过渡结构还包含：若干剪力钉，其设置在各层钢板加密区中的所有柱状钢结构主体、塔身主结构钢板和连接钢板上，该剪力钉逐步传递上层钢结构应力至下层混凝土结构，结构应力通过剪力钉逐步卸载后，剩余的钢塔荷载通过端承压板传递到混凝土面上；若干竖向钢筋，其设置在端承压板上的混凝土灌注孔内，贯穿整个钢板加密区，该竖向钢筋保证了钢混过渡区域内的混凝土和其下的混凝土形成整体；混凝土结构，其浇筑在整个钢板加密区中，填充在柱状钢结构主体、塔身主结构钢板、连接钢板、剪力钉、竖向钢筋和竖向预应力束之间，并填充在端承压板的混凝土灌注孔内，混凝土结构将格构式钢塔柱、端承压板、剪力钉、竖向钢筋和竖向预应力束浇筑为一个整体，通过混凝土灌注孔设置贯穿钢混过渡结构的竖向钢筋和竖向预应力束，提高了过渡区域的抗拉能力和与下层混凝土区域的连接可靠度。所述的塔柱钢混过渡结构还包含若干竖向预应力束，其设置在端承压板上的混凝土灌注孔内，贯穿整个钢板加密区，该竖向预应力束为钢混过渡区域提供永久或临时抗拉能力。所述的钢板二次加密区中的连接钢板的数量大于钢板一次加密区中的连接钢板的数量。所述的端承压板上的开孔率为40％～60％，优化了承压面下混凝土的浇筑条件，令部分塔身荷载通过承压面上、下混凝土直接传递，大幅降低了承压钢板对下层混凝土的压力。所述的柱状钢结构主体、塔身主结构钢板和连接钢板通过焊接方式连接，所述的格构式钢塔柱和端承压板通过焊接方式连接，所述的剪力钉通过焊接方式连接柱状钢结构主体、塔身主结构钢板和连接钢板。所述的塔柱钢混过渡结构还包含：裙板，其设置在端承压板外圈，包裹下层混凝土顶部，提高混凝土局部抗压能力，整体外形衔接过渡顺畅。本技术连接性能良好、荷载传递路径可靠、现场施工便捷，能满足钢塔柱部分巨大的塔身荷载向下传递至混凝土结构的需要，荷载在过渡段内能够根据设计的需要逐步扩散，同时具备多重可靠的连接措施，且钢-混分界面无台阶，节点区无明显结构分层，景观效果良好。附图说明图1是
技术介绍
中泰州长江大桥承压面连接结构示意图。图2是
技术介绍
中南京三桥PBL剪力键连接结构示意图。图3是本技术提供的一种塔柱钢混过渡结构的立面剖视图。图4是图3中C1面的剖视图。图5是图3中C2面的剖视图。图6是图3中C3面的剖视图。图7是图3中C4面的剖视图。具体实施方式以下根据图3～图7，具体说明本技术的较佳实施例。如图3所示，本技术提供一种塔柱钢混过渡结构，包含：格构式钢塔柱1，其上端连接塔身钢塔段，如图4所示，所述的格构式钢塔柱1包含柱状钢结构主体101和连接在柱状钢结构主体101内侧的若干塔身主结构钢板102；所述的格构式钢塔柱1从上至下依次包含钢板未加密区、钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，形成刚性格构，将塔身应力扩散至整个承压面；所述的钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区形成钢板加密区，钢板加密区的大小和加密程度可根据塔身内力情况调整。如图4所示，所述的钢板未加密区保持格构式钢塔柱1的原有结构不变，该钢板未加密区包含柱状钢结构主体101和连接在柱状钢结构主体101内部的若干塔身主结构钢板102；如图5所示，所述的钢板一次加密区在钢板未加密区的结构基础上增设若干连接钢板103，该连接钢板103的两端分别连接柱状钢结构主体101和塔身主结构钢板102；如图6所示，所述的钢板二次加密区在钢板一次加密区的结构基础上进一步增设若干连接钢板103，该连接钢板103的两端分别连接柱状钢结构主体101和塔身主结构钢板102，钢板二次加密区中的连接钢板103的数量大于钢板一次加密区中的连接钢板103的数量；如图7所示，所述的钢板三次加密区包含端承压板2，其上端连接柱状钢结构主体101的下端，下端连接塔身混凝土段，所述的端承压板2上设置若干混凝土灌注孔201，端承压板2上的开孔率为40％～60％，较大的开孔率一方面保证混凝土浇注性能，另一方面保证了50％以上的竖向荷载直接通过混凝土传递；本实施例中，通过焊接工艺连接格构式钢塔柱1的各个部分。所述的塔柱钢混过渡结构还包含：若干剪力钉3，其设置在钢板一次加密区和钢板二次加密区中的所有钢结构(柱状钢结构主体101、塔身主结构钢板102和连接钢板103)上，该剪力钉3逐步传递上层钢结构应力至下层混凝土结构，结构应力通过剪力钉逐步卸载后，剩余的钢塔荷载通过端承压板2传递到混凝土面上；本实施中，通过焊接方式将剪力钉3焊接在柱状钢结构主体101、塔身主结构钢板102和连接钢板103上；若干竖向钢筋4，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔柱钢混过渡结构，其特征在于，包含：格构式钢塔柱（1），其上端连接塔身钢塔段，下端连接塔身混凝土段；所述的格构式钢塔柱（1）从上至下依次包含钢板未加密区、钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，所述的钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区形成钢板加密区，该格构式钢塔柱（1）形成刚性格构，将塔身应力扩散至整个承压面；所述的钢板未加密区包含柱状钢结构主体（101）和连接在柱状钢结构主体（101）内部的若干塔身主结构钢板（102）；所述的钢板一次加密区在钢板未加密区的结构基础上增设若干连接钢板（103），该连接钢板（103）的两端分别连接柱状钢结构主体（101）和塔身主结构钢板（102）；所述的钢板二次加密区在钢板一次加密区的结构基础上进一步增设若干连接钢板（103），该连接钢板（103）的两端分别连接柱状钢结构主体（101）和塔身主结构钢板（102）；所述的钢板三次加密区包含端承压板（2），其上端连接柱状钢结构主体（101）的下端，下端连接塔身混凝土段，所述的端承压板（2）上设置若干混凝土灌注孔（201）；所述的塔柱钢混过渡结构还包含：若干剪力钉（3），其设置在钢板加密区中的所有柱状钢结构主体（101）、塔身主结构钢板（102）和连接钢板（103）上，该剪力钉（3）逐步传递上层钢结构应力至下层混凝土结构，结构应力通过剪力钉逐步卸载后，剩余的钢塔荷载通过端承压板（2）传递到混凝土面上；若干竖向钢筋（4），其设置在端承压板（2）上的混凝土灌注孔（201）内，贯穿整个钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，该竖向钢筋（4）保证了钢混过渡区域内的混凝土和其下的混凝土形成整体；混凝土结构（7），其浇筑在整个钢板加密区中，填充在柱状钢结构主体（101）、塔身主结构钢板（102）、连接钢板（103）、剪力钉（3）、竖向钢筋（4）和竖向预应力束（5）之间，并填充在端承压板（2）的混凝土灌注孔（201）内，混凝土结构（7）将格构式钢塔柱（1）、端承压板（2）、剪力钉（3）、竖向钢筋（4）和竖向预应力束（5）浇筑为一个整体，通过混凝土灌注孔设置贯穿钢混过渡结构的竖向钢筋和竖向预应力束，提高了过渡区域的抗拉能力和与下层混凝土区域的连接可靠度。...

【技术特征摘要】
1.一种塔柱钢混过渡结构，其特征在于，包含：格构式钢塔柱（1），其上端连接塔身钢塔段，下端连接塔身混凝土段；所述的格构式钢塔柱（1）从上至下依次包含钢板未加密区、钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，所述的钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区形成钢板加密区，该格构式钢塔柱（1）形成刚性格构，将塔身应力扩散至整个承压面；所述的钢板未加密区包含柱状钢结构主体（101）和连接在柱状钢结构主体（101）内部的若干塔身主结构钢板（102）；所述的钢板一次加密区在钢板未加密区的结构基础上增设若干连接钢板（103），该连接钢板（103）的两端分别连接柱状钢结构主体（101）和塔身主结构钢板（102）；所述的钢板二次加密区在钢板一次加密区的结构基础上进一步增设若干连接钢板（103），该连接钢板（103）的两端分别连接柱状钢结构主体（101）和塔身主结构钢板（102）；所述的钢板三次加密区包含端承压板（2），其上端连接柱状钢结构主体（101）的下端，下端连接塔身混凝土段，所述的端承压板（2）上设置若干混凝土灌注孔（201）；所述的塔柱钢混过渡结构还包含：若干剪力钉（3），其设置在钢板加密区中的所有柱状钢结构主体（101）、塔身主结构钢板（102）和连接钢板（103）上，该剪力钉（3）逐步传递上层钢结构应力至下层混凝土结构，结构应力通过剪力钉逐步卸载后，剩余的钢塔荷载通过端承压板（2）传递到混凝土面上；若干竖向钢筋（4），其设置在端承压板（2）上的混凝土灌注孔（201）内，贯穿整个钢板一次加密区、钢板二次加密区和钢板三次加密区，该竖向钢筋（4）保证了钢混过渡区域内的混凝土和其下的混凝土形成整体；混凝土结构（7），其浇筑在整个钢板加密区中，填充在柱状钢结构主体（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骉，顾民杰，张培君，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31