一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，包括从上至下依次设置的上塔柱、结合段和下塔柱，上塔柱为钢塔，下塔柱为钢壳混凝土组合塔，上塔柱通过结合段过渡至下塔柱。本实用新型专利技术可用于外形较复杂的主塔，外观质量好，塔壁的抗裂性和耐久性好，施工工期短，下塔柱为钢壳混凝土组合塔，可以减小板厚，降低加工难度，节约造价；上塔柱为钢塔，可以解决随着造型尺度的增加而造成结构自重增加的问题，或可适应如斜拉桥主塔上塔柱受力需求减小情况，可以大大减少塔上部的质量，降低控制塔底承载力的地震响应。本实用新型专利技术可以在桥梁的主塔设计上，提供更多的选择，施工工厂化，结构性能更优，造型更为丰富。造型更为丰富。造型更为丰富。

【技术实现步骤摘要】
一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构


[0001]本技术属于缆索承重桥梁主塔结构设计技术，特别涉及一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构。

技术介绍

[0002]斜拉桥、悬索桥等缆索承重桥梁以其结构的变化性成为景观桥梁的主要备选桥型，而其中主塔结构的造型又是其美学的主要表现窗口。从受力角度来看，主塔越靠近塔底内力越大，因而结构尺寸也会相应增加。另一方面，由于主塔结构作为高耸结构，其自身弯矩的二次效应也会更加明显。因此，常规主塔设计在保证受力合理的前提下，往往会尽量减小上塔柱截面尺寸和自身重量，增加中下塔柱的结构尺寸以保证其承载能力和结构刚度。而城市桥梁的景观设计会更多的追求塔、梁体量的协调性和统一性及建筑美学，如采用束腰形等的异形桥塔来营造出更多的变化感和律动感，这对主塔结构型式如何更好地适应这些要求，来达到结构与美学的融入一体提出了挑战。
[0003]由于桥梁景观需要而采用如束腰形等的异形桥塔，当使用混凝土桥塔时，其外表面的特异性使得模板只能一次使用，无法周转而增加了施工成本。而使用钢壳混凝土组合塔时，其优点是：(1)钢壳可以代替内外模板，能够构筑出更理想的美学造型和外表质量；(2)钢壳可以代替钢筋，因布置在最外侧而发挥了更大的承载能力和抗裂作用；(3)钢壳以其高的抗拉性能和延性能力以及和混凝土组合下的强大拉压、抗弯能力，使其获得了优异的静动力力学性能；(4)钢壳采用工厂制造，现场装配式施工，通过机械化、自动化、大型化而提高了产品质量和生产效率；(5)钢壳可以保护混凝土外表及内部钢筋免除外界的侵蚀，提高了耐久性，当外钢板采用316L等材质的不锈钢复合板时，可以对外表面免维护，在海洋性等腐蚀环境中的全寿命周期成本更低。当采用常规桥塔时，使用钢壳混凝土组合塔也会发挥以上类似作用。所以，钢壳混凝土组合塔代表了现代桥塔的发展方向之一。
[0004]但是，钢壳混凝土组合塔在塔的上部，其内力比其中下部要小很多，尤其是轴力小很多，钢壳的受压稳定容易满足，而若仍采用内部混凝土结构，不仅增加了施工造价、延长了工期，而且由于塔上部质量大，增强了塔底承载力的地震响应。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种可以缩短施工工期、降低工程造价、大大减少塔上部的质量以降低塔底承载力的地震响应的钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构。
[0006]本技术的目的通过如下的技术方案来实现：一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，其特征在于，它包括从上至下依次设置的上塔柱、结合段和下塔柱，所述上塔柱为钢塔，所述下塔柱为钢壳混凝土组合塔，所述上塔柱通过结合段过渡至下塔柱。
[0007]本技术采用上塔柱为钢塔、下塔柱为钢壳混凝土组合塔的混合塔结构形式，并在塔柱和下塔柱之间设置结合段，使得本技术可用于外形较复杂的主塔，外观质量好，塔壁的抗裂性和耐久性好，施工工期短，下塔柱为钢壳混凝土组合塔，可以减小板厚，降
低加工难度，节约造价；上塔柱为钢塔，可以解决随着造型尺度的增加而造成结构自重增加的问题，或可适应如斜拉桥主塔上塔柱受力需求减小情况，可以大大减少塔上部的质量，降低控制塔底承载力的地震响应。本技术可以在桥梁的主塔设计上，提供更多的选择，施工工厂化，结构性能更优，造型更为丰富。
[0008]本技术所述上塔柱和下塔柱均包括内壳体和套于内壳体上的外壳体，且所述上塔柱和下塔柱的内壳体和外壳体各自上下延伸连为一体，在所述上塔柱和下塔柱外壳体的内表面上和内壳体的外表面上沿其周向分别排布有若干竖向肋；所述钢塔的外壳体上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔的外壳体上的竖向肋上下相对应，所述钢塔的内壳体上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔的内壳体上的竖向肋上下相对应。竖向肋中心对齐以保证力流的连续性。
[0009]本技术所述上塔柱的内壳体和外壳体之间以及所述下塔柱的内壳体和外壳体之间分别设有竖向的分仓钢板而将内、外壳体之间的空间分成若干仓室，所述上塔柱和下塔柱内的分仓钢板上下相对应，所述上塔柱和下塔柱内的分仓钢板上均设有竖向肋，且所述上塔柱和下塔柱内分仓钢板上的竖向肋上下相对应。竖向肋中心对齐以保证力流的连续性。
[0010]本技术所述钢壳混凝土组合塔的竖向肋是穿有环形钢筋的竖向开孔肋，所述竖向开孔肋连接在穿有竖向钢筋的环向开孔肋上，所述环向开孔肋分别沿外壳体内表面的周边、内壳体外表面的周边和沿分仓钢板的宽度方向延伸并连成一体，所述环向开孔肋沿竖向设有若干个，所述竖向开孔肋、环向开孔肋与其穿孔钢筋组成PBL剪力连接件；所述钢塔的竖向肋连接在环向肋上，所述环向肋分别沿外壳体内表面的周边、内壳体外表面的周边和沿分仓钢板的宽度方向延伸并连成一体，所述环向肋沿竖向设有若干个；所述外壳体、内壳体以及分仓钢板上竖向开孔肋的环形钢筋通过系筋连接，所述外壳体、内壳体以及分仓钢板上的环向开孔肋通过型钢连接件相连。
[0011]本技术所述结合段包括横向设置在所述上塔柱和下塔柱的交界位置的承压隔板，所述承压隔板的外边沿和内边沿分别与外壳体的内表面和内壳体的外表面连接，所述上塔柱的竖向肋、分仓钢板及其上的竖向肋分别与承压隔板的上表面连接，所述下塔柱的竖向肋、分仓钢板及其上的竖向肋分别与承压隔板的下表面连接，在所述承压隔板上开有混凝土浇筑孔。
[0012]本技术在所述承压隔板的下表面上、所述钢壳混凝土组合塔的外壳体内表面和内壳体外表面以及所述下塔柱内的分仓钢板上均设有剪力钉。
[0013]本技术所述钢塔内壳体、外壳体及分仓钢板上的竖向肋靠近承压隔板的部位自上而下逐渐增高为变高竖向肋，所述变高竖向肋上有翼缘，所述钢壳混凝土组合塔内壳体、外壳体及分仓钢板上的竖向肋靠近承压隔板的部位自下而上逐渐增高为变高竖向肋，所述钢塔的变高竖向肋及其翼缘的高度与所述钢壳混凝土组合塔的变高竖向肋的高度相同。
[0014]本技术所述承压隔板的混凝土浇筑孔的孔沿具有向上弯折的折边。在浇筑混凝土之前，该折边作为承压隔板的加劲肋，可保证承压隔板的刚度及节段整体完整性，在浇筑混凝土时可超浇筑，该折边有助于通过超浇筑形成的压力差使得承压隔板以下的气泡排出，增加混凝土浇筑密实度。
[0015]本技术在所述承压隔板的边角位置开有振捣孔。
[0016]本技术在所述承压隔板上开有若干排气孔，所述排气孔靠近外塔壁、内塔壁或者分仓钢板。
[0017]本技术所述钢塔的变高竖向肋的翼缘上部宽度一致，下部为燕尾形。
[0018]本技术所述承压隔板的厚度是20mm～50mm。
[0019]与现有技术相比，本技术具有如下显著的效果：
[0020](1)本技术采用上塔柱为钢塔、下塔柱为钢壳混凝土组合塔的混合塔结构形式，并在塔柱和下塔柱之间设置有承压隔板的结合段，使得本技术可用于外形较复杂的主塔，外观质量好，塔壁的抗裂性和耐久性好，施工工期短，下塔柱为钢壳混凝土组合塔，可以减小板厚，降低加工难度，节约造价；上塔柱为钢塔，可以解决随着造型尺度的增加而造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，其特征在于：它包括从上至下依次设置的上塔柱、结合段和下塔柱，所述上塔柱为钢塔，所述下塔柱为钢壳混凝土组合塔，所述上塔柱通过结合段过渡至下塔柱。2.根据权利要求1所述的钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，其特征在于：所述上塔柱和下塔柱均包括内壳体和套于内壳体上的外壳体，且所述上塔柱和下塔柱的内壳体和外壳体各自上下延伸连为一体，在所述上塔柱和下塔柱外壳体的内表面上和内壳体的外表面上沿其周向分别排布有若干竖向肋；所述钢塔的外壳体上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔的外壳体上的竖向肋上下相对应，所述钢塔的内壳体上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔的内壳体上的竖向肋上下相对应。3.根据权利要求2所述的钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，其特征在于：所述上塔柱的内壳体和外壳体之间以及所述下塔柱的内壳体和外壳体之间分别设有竖向的分仓钢板而将内、外壳体之间的空间分成若干仓室，所述上塔柱和下塔柱内的分仓钢板上下相对应，所述上塔柱和下塔柱内的分仓钢板上均设有竖向肋，且所述上塔柱和下塔柱内分仓钢板上的竖向肋上下相对应。4.根据权利要求3所述的钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构，其特征在于：所述钢壳混凝土组合塔的竖向肋是穿有环形钢筋的竖向开孔肋，所述竖向开孔肋连接在穿有竖向钢筋的环向开孔肋上，所述环向开孔肋分别沿外壳体内表面的周边、内壳体外表面的周边和沿分仓钢板的宽度方向延伸并连成一体，所述环向开孔肋沿竖向设有若干个，所述竖向开孔肋、环向开孔肋与其穿孔钢筋组成PBL剪力连接件；所述钢塔的竖向肋连接在环向肋上，所述环向肋分别沿外壳体内表面的周边、内壳体外表面的周边和沿分仓钢板的宽度方向延伸并连成一体，所述环向肋沿竖向设有若干个；所述外壳体、内壳体以及分仓钢板上竖向开孔肋的环形钢筋通...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁立农，张旸，刘明慧，宁立，卢绍鸿，曲宛桐，肖杰，唐清东，陈焕煜，孙洋，
申请(专利权)人：广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：