一种分阶段组合的组合桥塔结构及施工方法与流程

本发明涉及桥梁桥塔结构领域，特别涉及一种分阶段组合的组合桥塔结构及施工方法。

背景技术：

1、缆索桥梁的桥塔作为桥梁结构的主要承重构件，承受着缆索传来的强大荷载，受力特点为偏心受压构件。一般可采用混凝土结构、钢结构或钢-混组合结构。混凝土桥塔造价低，但其自身重量大，施工周期长；钢塔自重轻、工厂制造，现场拼装，施工速度快，质量有保证，但其造价高。钢-混组合桥塔因能充分发挥钢和混凝土两者的优势，正逐渐得到应用。特别是其中的核心混凝土组合桥塔，混凝土结构布置在截面中间，用来承受压力，钢结构分布在截面四周，用来承受弯矩。这样刚好利用混凝土结构受压、钢结构受拉的材料优点，使材料发挥效率更高。

2、相关技术中，组合桥塔都是在本节段施工期内形成一个整体后，再施工下一个节段，以保证组合截面始终是一起协同受力。由于大跨桥梁结构自身恒载占总荷载的比重高达80％以上，桥塔大部分时间主要承受自身的恒载，且恒载状态下，桥塔一般为只受轴心压力的轴向受压构件。这样组合截面中的钢结构部分就要承受一部分恒载轴力和活载的轴力与弯矩，使得组合桥塔的用钢量比较大，经济性较差。

3、因此，针对大跨度缆索桥梁桥塔，有必要提出一种新的组合桥塔结构，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种分阶段组合的组合桥塔结构及施工方法，以解决相关技术中组合截面中的钢结构部分需要承受一部分恒载轴力和活载的轴力与弯矩，用钢量比较大，经济性较差的问题。

2、第一方面，提供了一种分阶段组合的组合桥塔结构，其包括：混凝土结构；钢结构，其设置于所述混凝土结构的四周，所述钢结构通过临时连接件或永久连接件连接所述混凝土结构，使所述混凝土结构位于所述钢结构的中央；当所述组合桥塔结构在施工阶段时，所述钢结构通过所述临时连接件连接所述混凝土结构，所述临时连接件可约束所述钢结构和所述混凝土结构的水平位移；当所述组合桥塔结构在运营阶段时，所述钢结构通过所述永久连接件连接所述混凝土结构，所述永久连接件可约束所述钢结构和所述混凝土结构的水平位移和竖向位移。

3、一些实施例中，所述临时连接件包括对称的两部分，且分别固定于所述钢结构的相对两侧，所述混凝土结构的外侧固定有钢板，所述钢板插设于所述临时连接件的两部分之间。

4、一些实施例中，所述临时连接件靠近所述混凝土结构的一侧抵持于所述混凝土结构的外部。

5、一些实施例中，所述临时连接件具有多个，多个所述临时连接件绕所述混凝土结构的四周对称分布。

6、一些实施例中，多个所述临时连接件沿所述混凝土结构的长度方向设有多层，每层所述临时连接件均处于同一水平平面内。

7、一些实施例中，所述临时连接件呈梯形，且尺寸由靠近所述混凝土结构的一端向远离所述混凝土结构的一端逐渐减小。

8、一些实施例中，所述混凝土结构的外侧固定有钢板，所述钢板与所述钢结构衔接，所述永久连接件固定于所述钢板和所述钢结构的连接处。

9、一些实施例中，所述永久连接件具有多个，多个所述永久连接件绕所述混凝土结构的四周对称分布。

10、一些实施例中，每个所述永久连接件均沿所述混凝土结构的长度方向延伸。

11、第二方面，提供了一种分阶段组合的组合桥塔结构的施工方法，其包括以下步骤：逐层的将钢结构布置于混凝土结构的四周，使所述混凝土结构位于所述钢结构的中央，并通过临时连接件连接所述钢结构和所述混凝土结构，使所述临时连接件约束所述钢结构和所述混凝土结构的水平位移；当所有的所述混凝土结构与所述钢结构搭建完成后，将所述临时连接件拆除，并通过永久连接件连接所述钢结构和所述混凝土结构，使所述永久连接件约束所述钢结构和所述混凝土结构的水平位移和竖向位移，形成组合桥塔结构。

12、本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

13、本发明实施例提供了一种分阶段组合的组合桥塔结构及施工方法，由于在施工阶段，钢塔与混凝土塔之间只通过临时连接件约束水平位移，钢塔与核心混凝土之间允许有竖向位移，两者形成叠合截面，混凝土塔承受自身自重和缆索传递来的竖向力，钢塔只承受自身自重；在运营阶段，钢塔与混凝土塔之间通过永久连接件约束水平和竖向位移，钢塔与核心混凝土之间不允许有竖向、水平向位移，两者形成组合截面，共同承受活载及其它可变荷载产生的竖向力和纵、横向弯矩，从而可减少钢塔受力，可缩小钢塔截面，减少了用钢量，降低了工程造价，且混凝土塔布置在截面正中央，钢塔布置截面四周，两者形成的叠合截面与组合截面抗弯刚度一样，各个时期桥塔侧向抗弯能力不变，钢塔与混凝土塔可异步施工，增加了桥塔建造的作业面，可提高桥塔建造速度，缩短工期。

技术特征：

1.一种分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

3.如权利要求2所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

4.如权利要求3所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

5.如权利要求3所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

6.如权利要求3所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

7.如权利要求1所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

8.如权利要求7所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

9.如权利要求1所述的分阶段组合的组合桥塔结构，其特征在于：

10.一种如权利要求1所述的分阶段组合的组合桥塔结构的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种分阶段组合的组合桥塔结构及施工方法，其包括：混凝土结构；钢结构，其设置于所述混凝土结构的四周，所述钢结构通过临时连接件或永久连接件连接所述混凝土结构，使所述混凝土结构位于所述钢结构的中央。可减少钢塔受力，可缩小钢塔截面，减少了用钢量，降低了工程造价，且混凝土塔布置在截面正中央，钢塔布置截面四周，两者形成的叠合截面与组合截面抗弯刚度一样，各个时期桥塔侧向抗弯能力不变，钢塔与混凝土塔可异步施工，增加了桥塔建造的作业面，可提高桥塔建造速度，缩短工期。

技术研发人员：黄细军,肖海珠,吴国强,杨光武,张州,罗扣,杨学齐,张光雨,胡磊,陈雷
受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16