【技术实现步骤摘要】
本专利技术一种斜拉桥型钢混凝土索塔及其施工方法，属于斜拉桥索塔施工。
技术介绍
1、随着我国交通运输行业的发展，山区桥梁、跨线桥梁的建设日益增多，并且大部分受山区复杂地质地形或既有线路的影响，斜拉桥跨度不断增加，所以对于斜拉桥索塔的结构形式和构造要求有着更为严峻的挑战。
2、斜拉桥索塔作为整个斜拉桥结构中的关键组成部分，将主梁的荷载通过其传递到基础上，发挥其作为主要承重结构的作用。索塔需有足够的强度和刚度来保证整个体系的稳定，抵抗可能出现的风荷载与地震荷载。同时，索塔的造型和尺寸对于整个桥梁的整体美观和景观效果有显著影响。因此，索塔的设计与施工是斜拉桥工程的核心之一，其设计的关键在于确保桥梁的稳定性，承载能力和安全性。
3、对于某些跨越山区或跨越既有线路的同时拥有较高抗震设防烈度的地区，桥梁建设面临着更多问题。地震发生时，桥墩是最先受到冲击的部分，其可能发生偏移，剪断支座锚栓，造成桥段断裂或桥梁坍塌。如果桥梁地基土质松软，则会加剧破坏程度。对于斜拉桥而言，其索塔和桥墩作为主要的承重构件在极端地震荷载下可能会遭受局部失效和严重损伤，发生典型的弯曲塑性破坏，严重危害桥梁结构安全。尤其是大跨度桥梁，在强震作用下将会发生较大的位移响应，可能导致索塔和桥墩等主要构件或支座和伸缩缝等次要构件的损伤和破坏。有研究显示，即使在较低地震荷载作用下，大跨度斜拉桥的主梁位移响应已经很大，而在极端地震作用下，位移响应进一步显著增大。所以高烈度震区的斜拉桥索塔本身的设计要求应有针对性的提升，应有足够的抗震性能应对地震荷载作用。传统
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于复杂地质条件和高烈度震区的斜拉桥型钢混凝土索塔及其施工方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种斜拉桥型钢混凝土索塔，包括主墩及依次设置在主墩上方的下塔柱和上塔柱，所述主墩包括主墩混凝土部分和主墩型钢加固部分，主墩型钢加固部分位于主墩混凝土部分内部，主墩型钢加固部分包括十字型钢柱、工字钢梁、内层型钢和外层型钢，四根十字型钢柱位于四角，相邻的两根十字型钢柱之间均设置有两排竖直设置的型钢，围成一个双层方形环，位于内层的是内层型钢，位于外层的是外层型钢，内层型钢和外层型钢之间竖直方向内固定有多层水平工字钢梁，每层工字钢梁均包括四根工字钢，工字钢的两端与相应的十字型钢柱固定；
3、所述下塔柱包括下塔柱混凝土部分和下塔柱型钢加固部分，下塔柱型钢加固部分包括向上延伸入下塔柱混凝土部分中的十字型钢柱、内层型钢和外层型钢，内层型钢和外层型钢之间竖直方向内固定有多层水平定位钢筋，每层定位钢筋均包括四组钢筋，钢筋的两端穿入相应的十字型钢柱中。
4、进一步地，所述主墩还包括定位钢板，四块定位钢板围成方形环，位于十字型钢柱、内层型钢、外层型钢下方，并与十字型钢柱、内层型钢、外层型钢通过预先焊接在定位钢板上的柱脚螺栓连接。
5、进一步地，所述下塔柱还包括竖向构造钢筋，竖向构造钢筋位于下塔柱混凝土部分内部，且位于内层型钢形成的方形环内部，所述竖向构造钢筋为多根竖直设置的钢筋。
6、进一步地，所述内层型钢中的所有型钢内侧均密布有栓钉。
7、进一步地，所述内层型钢和外层型钢中的所有型钢均为h型钢。
8、进一步地，所述工字钢梁中工字钢的两端均设置在牛腿钢板上，牛腿钢板固定在十字型钢柱上。
9、一种斜拉桥型钢混凝土索塔的施工方法，包括以下步骤：
10、s1，施工主墩承台，然后将四块定位钢板围成方环形布置在主墩承台上，所述定位钢板上预先焊接了柱脚螺栓；
11、s2，将一根十字型钢柱吊装到位，底部与相应的柱脚螺栓精准对位连接，并调整好垂直度，另外三根十字型钢柱按相同方法依次安装；
12、s3，吊起一根工字钢到对应的两根十字型钢柱之间，调整好位置后，将工字钢的两端与十字型钢柱焊接连接，其余三根工字钢按相同方法依次吊装焊接，形成一层工字钢梁，然后在每根十字型钢柱上焊接工字钢梁的位置，在腹板之间焊接水平加劲肋；
13、s4，在每根十字型钢柱周围布置常规柱竖向钢筋、柱箍筋以及拉筋；
14、s5，通过吊装设备，将一层内层型钢一一吊装到位，通过柱脚螺栓与定位钢板连接，并与工字钢梁焊接连接，再通过吊装设备，将一层外层型钢一一吊装到位，通过柱脚螺栓与定位钢板连接，并与工字钢梁焊接连接；
15、s6，将十字型钢柱、内层型钢、外层型钢依次一层一层向上延伸到设计高度，每层内层型钢和外层型钢之间均布置一层工字钢梁；
16、s7，进行常规加筋布置，支设模板，浇筑高强混凝土，养护拆模，完成主墩的施工；
17、s8，将十字型钢柱、内层型钢和外层型钢继续向上延伸，每层内层型钢和外层型钢之间均布置一层定位钢筋，延伸到设计高度后，在内层型钢形成的方形环内部，布置竖向构造钢筋；
18、s9，进行常规加筋布置，支设模板，浇筑高强混凝土，养护拆模，完成下塔柱的施工；
19、s10，继续施工上塔柱及索塔其它结构，完成索塔的整体施工。
20、进一步地，所述s2中，四根十字型钢柱均吊装完成，并与定位钢板连接后，支设模板，向每根十字型钢柱底部填充高强灌浆料，填充高度为30-60cm。
21、进一步地，所述s3中，起吊工字钢前，先在十字型钢柱上相应位置均焊接牛腿钢板，再将工字钢吊装到对应的两个牛腿钢板上，工字钢与牛腿钢板螺栓连接后，再将工字钢与十字型钢柱焊接连接。
22、进一步地，所述s8中十字型钢柱、内层型钢和外层型钢向上延伸时，先吊装一层十字型钢柱，再吊装一层内层型钢，然后在相邻两根十字型钢柱之间穿入定位钢筋，再吊装一层外层型钢，并将内层型钢和外层型钢均与定位钢筋焊接连接，按相同方法将十字型钢柱、内层型钢和外层型钢依次一层一层向上延伸到设计高度。
23、本专利技术中主墩和下塔柱的结构大体分为三个部分，分别是核心混凝土部分、型钢加固部分和外包混凝土部分。
24、核心混凝土部分采用高强度混凝土，位于结构的中心，其在型钢套箍作用的加持下，处于三向受压状态，减少了内部微裂缝的发展，从而提高了整体结构的承载能力以及稳定性。
25、型钢加固部分采用型钢材料对核心混凝土进行环向约束布置，对核心混凝土提供横向约束。型钢采用双层布置，由主墩一直向上沿伸至下塔柱部分，提高结构的整体性，主墩内型钢加固部分底部布置定位钢板，方便施工时型钢定位的同时提高了结构底部的稳定性。双层型钢的内层型钢利用栓钉嵌固于核心混凝土内，外层型钢则布置在内层型钢的外围，总体内置在外包混凝土内。双层型钢的布置能够使结构拥有更大抗拉能力，提高截面的抗力，同时对核心混凝土也能贡献足够的横向约束作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种斜拉桥型钢混凝土索塔，包括主墩(1)及依次设置在主墩(1)上方的下塔柱(2)和上塔柱(3)，其特征在于：所述主墩(1)包括主墩混凝土部分(11)和主墩型钢加固部分(12)，主墩型钢加固部分(12)位于主墩混凝土部分(11)内部，主墩型钢加固部分(12)包括十字型钢柱(121)、工字钢梁(122)、内层型钢(123)和外层型钢(124)，四根十字型钢柱(121)位于四角，相邻的两根十字型钢柱(121)之间均设置有两排竖直设置的型钢，围成一个双层方形环，位于内层的是内层型钢(123)，位于外层的是外层型钢(124)，内层型钢(123)和外层型钢(124)之间竖直方向内固定有多层水平工字钢梁(122)，每层工字钢梁(122)均包括四根工字钢，工字钢的两端与相应的十字型钢柱(121)固定；
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述主墩(1)还包括定位钢板(13)，四块定位钢板(13)围成方形环，位于十字型钢柱(121)、内层型钢(123)、外层型钢(124)下方，并与十字型钢柱(121)、内层型钢(123)、外层型钢(124)通过预先焊接在定
3.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述下塔柱(2)还包括竖向构造钢筋(23)，竖向构造钢筋(23)位于下塔柱混凝土部分(21)内部，且位于内层型钢(123)形成的方形环内部，所述竖向构造钢筋(23)为多根竖直设置的钢筋。
4.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述内层型钢(123)中的所有型钢内侧均密布有栓钉(125)。
5.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述内层型钢(123)和外层型钢(124)中的所有型钢均为H型钢。
6.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述工字钢梁(122)中工字钢的两端均设置在牛腿钢板上，牛腿钢板固定在十字型钢柱(121)上。
7.如权利要求1中所述斜拉桥型钢混凝土索塔的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的斜拉桥型钢混凝土索塔的施工方法，其特征在于：所述S2中，四根十字型钢柱(121)均吊装完成，并与定位钢板(13)连接后，支设模板，向每根十字型钢柱(131)底部填充高强灌浆料，填充高度为30-60cm。
9.根据权利要求7或8所述的斜拉桥型钢混凝土索塔的施工方法，其特征在于：所述S3中，起吊工字钢前，先在十字型钢柱(121)上相应位置均焊接牛腿钢板，再将工字钢吊装到对应的两个牛腿钢板上，工字钢与牛腿钢板螺栓连接后，再将工字钢与十字型钢柱(121)焊接连接。
10.根据权利要求7或8所述的斜拉桥型钢混凝土索塔的施工方法，其特征在于：所述S8中十字型钢柱(121)、内层型钢(123)和外层型钢(124)向上延伸时，先吊装一层十字型钢柱(121)，再吊装一层内层型钢(123)，然后在相邻两根十字型钢柱(121)之间穿入定位钢筋(221)，再吊装一层外层型钢(124)，并将内层型钢(123)和外层型钢(124)均与定位钢筋(221)焊接连接，按相同方法将十字型钢柱(121)、内层型钢(123)和外层型钢(124)依次一层一层向上延伸到设计高度。
...【技术特征摘要】
1.一种斜拉桥型钢混凝土索塔，包括主墩(1)及依次设置在主墩(1)上方的下塔柱(2)和上塔柱(3)，其特征在于：所述主墩(1)包括主墩混凝土部分(11)和主墩型钢加固部分(12)，主墩型钢加固部分(12)位于主墩混凝土部分(11)内部，主墩型钢加固部分(12)包括十字型钢柱(121)、工字钢梁(122)、内层型钢(123)和外层型钢(124)，四根十字型钢柱(121)位于四角，相邻的两根十字型钢柱(121)之间均设置有两排竖直设置的型钢，围成一个双层方形环，位于内层的是内层型钢(123)，位于外层的是外层型钢(124)，内层型钢(123)和外层型钢(124)之间竖直方向内固定有多层水平工字钢梁(122)，每层工字钢梁(122)均包括四根工字钢，工字钢的两端与相应的十字型钢柱(121)固定；
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述主墩(1)还包括定位钢板(13)，四块定位钢板(13)围成方形环，位于十字型钢柱(121)、内层型钢(123)、外层型钢(124)下方，并与十字型钢柱(121)、内层型钢(123)、外层型钢(124)通过预先焊接在定位钢板(13)上的柱脚螺栓(14)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述下塔柱(2)还包括竖向构造钢筋(23)，竖向构造钢筋(23)位于下塔柱混凝土部分(21)内部，且位于内层型钢(123)形成的方形环内部，所述竖向构造钢筋(23)为多根竖直设置的钢筋。
4.根据权利要求1或2所述的一种斜拉桥型钢混凝土索塔，其特征在于：所述内层型钢(123)中的所有型钢内侧均密布有栓钉(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴宏，董康，宫润喜，贾优秀，沈海瑞，田勇康，董阳阳，马张根，武芳文，曹立壮，闫嘉辉，贾庆，雷海鹏，张成，
申请(专利权)人：中铁十二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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