一种预制节段分块钢混组合桥塔的制作方法

本发明涉及桥梁建设技术领域，具体是一种预制节段分块钢混组合桥塔。

背景技术：

目前，悬索桥、斜拉桥等大跨度桥梁桥塔常用类型主要有混凝土桥塔、钢桥塔和混合桥塔。混凝土桥塔具有截面刚度大，承压能力强等优势，适用于承重要求高、运营阶段塔顶偏位相对较小的桥梁结构。但混凝土桥塔抗弯性能差，对于多跨桥梁的中塔不适用，有一定的应用局限性。钢桥塔和混合桥塔有较强的抗弯性能，适用于各种桥型。其主要缺点是桥塔截面刚度小，且用钢材承受压力，经济性差。此外，钢结构防腐也是设计中重点考虑的问题。综上所述，以上三种常用桥塔均具有一定的使用缺陷。

大跨度桥梁桥塔常用的施工方法有现浇法和拼装法。这两种施工方法技术成熟、施工简便、应用广泛。但对于一些特殊地区(如高海拔、常年低温地区)的桥梁施工，受气候、温度的影响，混凝土浇筑质量会受到很大影响。此外高海拔地区混凝土的运输也是一大难题，采用现浇法施工桥塔将受到较大的制约。通过预制拼装的方法进行桥塔施工，在预制场内将桥塔节段预制完成，运输到施工现场拼装，预制、拼装同时进行。将施工过程模块化，不仅能保证施工的质量，还能大大提高施工效率，缩短施工工期。适用于海拔高、气温低、施工工期要求高及运输能力有限地区的桥塔施工。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种预制节段分块钢混组合桥塔。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种预制节段分块钢混组合桥塔，包括多个沿桥塔高度方向向上依次连接的预制节段(17)；所述预制节段(17)包括左钢箱分块(12)、右钢箱分块(14)和中间钢混组合分块(13)，相邻分块之间通过焊接连接；钢混组合分块(13)包括外围钢箱和钢箱内板(8)，外围钢箱与钢箱内板(8)共同围合成矩形，内部预制混凝土(2)并预留压浆孔道(11)；钢箱内板(8)上还设置有剪力钉(5)；相邻两个预制节段(17)的左钢箱分块(12)和右钢箱分块(14)分别焊接连接，钢混组合分块(13)的混凝土(2)通过湿接缝(16)连接。

进一步的技术方案是：所述钢混组合分块(13)还包括用于设置电梯井(7)的钢内箱(9)，钢内箱(9)位于钢箱内板(8)围合的矩形内，与钢箱内板(8)及外围钢箱通过加劲钢板(10)焊接，加劲钢板(10)上还设置有pbl剪力键(6)和/或剪力钉(5)。

可替换的技术方案是：所述外围钢箱与钢箱内板(8)共同围合成矩形，替换为：钢箱内板(8)围合成圆形，并焊接到外围钢箱。

进一步的技术方案是：所述钢混组合分块(13)还包括用于设置电梯井(7)的钢内箱(9)，钢内箱(9)位于钢箱内板(8)围合的圆形内，与钢箱内板(8)通过加劲钢板(10)焊接，加劲钢板(10)上还设置有pbl剪力键(6)和/或剪力钉(5)。

上述方案1或3的另一种进一步技术方案是：所述左钢箱分块(12)和/或右钢箱分块(14)的内部还设置有电梯井(7)。

本发明提供的预制节段分块钢混组合桥塔，桥塔在横截面上分三块，沿桥塔高度方向分若干节段，在预制场内预制各节段，运输到施工现场拼装。节段的预制和拼装可同时进行，不仅能保证施工质量，还能提高施工效率、缩短施工工期，适用于现浇施工法受限或运输能力不足地区的桥塔使用。此外，钢混组合结构充分发挥了混凝土的抗压性能和钢箱的抗弯性能，结构受力明确，经济性好。

附图说明

图1是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅰ示意图。

图2是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅰ立体剖视图。

图3是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅱ示意图

图4是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅱ的立体剖视图。

图5是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅲ示意图。

图6是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔截面形式ⅳ示意图。

图7是本发明的预制节段分块钢混组合桥塔节段间连接示意图。

图中，1.钢外箱，2.混凝土，3.加劲肋，4.钢箱腹板，5.剪力钉，6.pbl剪力键，7.电梯井，8.钢箱内板，9.钢内箱，10.加劲钢板，11.压浆孔道，12.分块一，13.分块二，14.分块三，15.焊接，16.湿接缝，17.节段1，18.节段2，19.进浆口，20.出浆口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明中，桥塔的塔柱中心采用混凝土材料或钢混组合材料，塔柱两侧采用钢材组成空箱结构，钢箱与混凝土采用pbl剪力键和(或)剪力钉连接。塔柱中心根据电梯井的设置位置不同可做成实心或空心结构，截面可采用圆形或矩形形式。桥塔在横截面上分三块，沿桥塔高度方向分若干节段。各块之间钢板焊接，混凝土中预留压浆孔道及湿接缝，拼装完成后灌浆压浆孔道、压实，完成混凝土节段间的连接。

在图1和图2所示的预制节段分块钢混组合桥塔实施例中，电梯井设置在混凝土结构内部，中间部分为空心，钢箱结构1采用加劲肋3和腹板4进行构造加强以保证钢板局部稳定，钢箱结构1和9、钢板结构10与混凝土结构2的组合，采用剪力钉5和(或)pbl剪力键6接合的方式进行连接，钢板结构10与钢箱内板结构8、钢箱结构9采用焊接的方式连接。钢箱结构(分块1、分块3)与钢混组合结构(分块2)之间通过钢板焊接连接。沿桥塔高度方向节段间钢箱通过焊接连接，内部混凝土部分预留压浆孔道，混凝土节段间通过湿接缝连接。

在图3和图4所示的预制节段分块钢混组合桥塔实施例中，电梯井设置在钢箱结构内部，中间部分为实心，钢箱结构1采用加劲肋3和腹板4进行构造加强以保证钢板局部稳定，钢箱结构1与混凝土结构2的组合，采用剪力钉5接合的方式进行连接。钢箱结构(分块1、分块3)与钢混组合结构(分块2)之间通过钢板焊接连接。沿桥塔高度方向节段间钢箱通过焊接连接，内部混凝土部分预留压浆孔道，混凝土节段间通过湿接缝连接。

在图5和图6所示的预制节段分块钢混组合桥塔实施例中，仅仅是将中间混凝土部分的截面由矩形形式改成圆形形式，其内部的连接方式与矩形截面相同，可相应参照图1、图3中描述的连接方式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种预制节段分块钢混组合桥塔，包括多个沿桥塔高度方向向上依次连接的预制节段；预制节段包括左钢箱分块、右钢箱分块和中间钢混组合分块，相邻分块之间通过焊接连接；钢混组合分块包括外围钢箱和钢箱内板，外围钢箱与钢箱内板共同围合成矩形，内部预制混凝土并预留压浆孔道；钢箱内板上还设置有剪力钉；相邻两个预制节段的左钢箱分块和右钢箱分块分别焊接连接，钢混组合分块的混凝土通过湿接缝连接。节段的预制和拼装可同时进行，不仅能保证施工质量，还能提高施工效率、缩短施工工期，适用于现浇施工法受限或运输能力不足地区的桥塔使用。钢混组合结构充分发挥了混凝土的抗压性能和钢箱的抗弯性能，结构受力明确，经济性好。

技术研发人员：沈锐利;陈巍;薛颂领;白伦华;苗如松
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2018.10.15
技术公布日：2019.03.19