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1、(10)申请公布号 CN 104314004 A (43)申请公布日 2015.01.28 CN 104314004 A (21)申请号 201410547147.2 (22)申请日 2014.10.15 E01D 19/14(2006.01) (71)申请人 广东省冶金建筑设计研究院 地址 510080 广东省广州市越秀区中山二路 35 号 (72)发明人 黎海堤 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 郑莹 (54) 发明名称 一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索 塔结构 (57) 摘要 本发明公开了一种用于斜塔斜拉桥的预应力 钢壳混凝土索塔结构， 包。
2、括外钢壳和位于外钢壳 内部的内钢壳， 内钢壳和外钢壳间形成环形的浇 注内腔， 内钢壳的外壁和外钢壳的内壁间连接有 若干对彼此平行的内腹板， 各所述内腹板均纵向 设置， 且将所述浇注内腔分隔为多个分腔， 每对内 腹板上均正对开设若干第一通孔， 每对内腹板通 过横向穿过所述第一通孔的第一钢筋连接， 各所 述分腔中充填混凝土。本发明采用混凝土索塔外 包钢壳的钢混组合结构， 在钢壳吊装定位、 混凝土 浇筑等方面有优势， 一是内钢壳和外钢壳作为曲 塔柱的施工模板， 大大简化了模板的制作与安装， 提高吊装定位精度 ； 二是内钢壳和外钢壳与内部 混凝土联合受力， 提高了索塔的整体刚度与强度。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104314004 A CN 104314004 A 1/1 页 2 1. 一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在于 ： 包括外钢壳和位 于所述外钢壳内部的内钢壳， 所述内钢壳和外钢壳间形成环形的浇注内腔， 所述内钢壳的 外壁和外钢壳的内壁间连接有若干对彼此平行的内腹板， 各所述内腹板均纵向设置， 且将 所述浇注内腔分隔为多个分腔， 每对内腹板上均正对开设若干第一通孔， 每对内腹板通过 横向穿过。
4、所述第一通孔的第一钢筋连接， 各所述分腔中充填混凝土。 2. 根据权利要求 1 所述的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在 于 ： 所述内钢壳的外壁、 外钢壳的内壁以及内腹板的两侧均设有若干纵向的加劲肋。 3. 根据权利要求 1 所述的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在 于 ： 各所述分腔的内壁设有若干沿纵向分布的环形横隔板， 沿各所述环形横隔板设有若干 第二通孔， 穿过所述环形横隔板上的第二通孔设有若干纵向布置的第二钢筋。 4. 根据权利要求 1 所述的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在 于 ： 各所述分腔的混凝土中沿纵向张拉预应力钢束。 。
5、5. 根据权利要求 1 所述的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在 于 ： 所述外钢壳的外壁装有连接并张拉拉索的钢锚箱。 6. 根据权利要求 1 所述的用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构， 其特征在 于 ： 所述混凝土为微膨胀砼。 权 利 要 求 书 CN 104314004 A 2 1/3 页 3 一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结构 技术领域 0001 本发明用于桥梁结构工程领域， 特别是涉及一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混 凝土索塔结构。 背景技术 0002 无背索独塔斜拉桥始建于西班牙 Alamillo 桥， 其特点是利用索塔倾斜， 不设背 索， 由此突出。
6、美学的效果， 打破了传统的斜拉桥设计理念。斜塔无背索结构， 实质上就是利 用倾斜的桥塔自重效应来平衡主梁竖向荷载效应的一种独特的传力体系， 因此， 索塔的设 计对该类型桥梁显得尤为重要。 0003 无背索斜塔斜拉桥虽然国内外已建成 10 余座， 但桥塔横向及主梁纵向基本为直 线形， 直线型索塔一般仅适用与桥梁主梁为直线的情况， 若为曲主梁结构， 则索塔也需设计 成曲线型结构。 对于曲线型索塔， 采用预应力钢筋混凝土结构， 则模板的加工、 安装、 定位等 施工难度增大。 发明内容 0004 为解决上述问题， 本发明提供一种施工难度小、 提高索塔整体刚度与强度的用于 斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索。
7、塔结构。 0005 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢 壳混凝土索塔结构， 包括外钢壳和位于所述外钢壳内部的内钢壳， 所述内钢壳和外钢壳间 形成环形的浇注内腔， 所述内钢壳的外壁和外钢壳的内壁间连接有若干对彼此平行的内腹 板， 各所述内腹板均纵向设置， 且将所述浇注内腔分隔为多个分腔， 每对内腹板上均正对开 设若干第一通孔， 每对内腹板通过横向穿过所述第一通孔的第一钢筋连接， 各所述分腔中 充填混凝土。 0006 进一步作为本发明技术方案的改进， 内钢壳的外壁、 外钢壳的内壁以及内腹板的 两侧均设有若干纵向的加劲肋。 0007 进一步作为本发明技术方案的改。
8、进， 各所述分腔的内壁设有若干沿纵向分布的环 形横隔板， 沿各所述环形横隔板设有若干第二通孔， 穿过所述环形横隔板上的第二通孔设 有若干纵向布置的第二钢筋。 0008 进一步作为本发明技术方案的改进， 各所述分腔的混凝土中沿纵向张拉预应力钢 束。 0009 进一步作为本发明技术方案的改进， 所述外钢壳的外壁装有连接并张拉拉索的钢 锚箱。 0010 进一步作为本发明技术方案的改进， 所述混凝土为微膨胀砼。 0011 本发明的有益效果 ： 本发明采用混凝土索塔外包钢壳的钢混组合结构， 在钢壳吊 装定位、 混凝土浇筑等方面有优势， 一是内钢壳和外钢壳作为曲塔柱的施工模板， 大大简化 了模板的制作与安。
9、装， 提高吊装定位精度 ； 二是内钢壳和外钢壳与内部混凝土联合受力， 提 说 明 书 CN 104314004 A 3 2/3 页 4 高了索塔的整体刚度与强度。同时， 通过内腹板与第一钢筋形成的 PBL 剪力连接键保证了 内钢壳、 外钢壳与内填混凝土之间的可靠连接， 此外， 张拉的预应力钢束能有效的传递至整 个截面， 改善了结构的受力性能。 附图说明 0012 下面结合附图对本发明作进一步说明 ： 图 1 是本发明实施例外钢壳、 内钢壳和内腹板连接结构示意图 ； 图 2 是本发明实施例外钢壳、 内钢壳、 内腹板和横隔板连接结构示意图 ； 图 3 是本发明实施例外钢壳外部钢锚箱连接拉索结构示意。
10、图。 具体实施方式 0013 参照图 1 至图 3， 本发明提供了一种用于斜塔斜拉桥的预应力钢壳混凝土索塔结 构， 包括外钢壳 1 和位于所述外钢壳 1 内部的内钢壳 2， 所述内钢壳 2 和外钢壳 1 间形成环 形的浇注内腔， 所述内钢壳 2 的外壁和外钢壳 1 的内壁间连接有若干对彼此平行的内腹板 3， 各所述内腹板 3 均纵向设置， 且将所述浇注内腔分隔为多个分腔 4， 每对内腹板 3 上均正 对开设若干第一通孔， 每对内腹板 3 通过横向穿过所述第一通孔的第一钢筋连接， 各所述 分腔 4 中充填微膨胀砼， 以形成空心的索塔主体结构。内钢壳 2 的外壁、 外钢壳 1 的内壁以 及内腹板 。
11、3 的两侧均设有若干纵向的加劲肋 5， 加劲肋 5 采用 I 型扁钢。为满足钢壳在施 工阶及运营阶段受力要求， 各所述分腔 4 的内壁设有若干沿纵向分布的环形横隔板 6， 环形 的形状设计方便施工人员进出操作， 沿各所述环形横隔板 6 设有若干第二通孔 61， 穿过所 述环形横隔板 6 上的第二通孔 61 设有若干纵向布置的第二钢筋。圆弧索塔横向弯矩较大， 各所述分腔 4 的微膨胀砼中沿纵向张拉预应力钢束 7， 就形成预应力钢壳混凝土结构， 预应 力钢束 7 采用两端张拉， 一端通过齿板锚固在下塔柱， 另一端锚固在主塔节段分界处， 预应 力钢束 7 可消除曲塔横向弯矩， 并增大轴力。所述外钢壳。
12、 1 的外壁装有连接并张拉拉索 8 的钢锚箱 9。 0014 采用混凝土索塔外包钢壳的钢混组合结构， 在钢壳吊装定位、 混凝土浇筑等方面 有优势， 其中内钢壳 3 和外钢壳 2 主要起两方面作用 ： 一是内钢壳 3 和外钢壳 2 作为曲索塔 的施工模板， 大大简化了模板的制作与安装， 提高吊装定位精度 ； 二是内钢壳 2 和外钢壳 1 与内部混凝土联合受力， 提高了索塔的整体刚度与强度。 0015 鉴于钢与混凝土组合结构的力学性能不仅受到自身材料性质的影响， 而且与结合 面的连接形式有很大关系。 剪力连接键是保证钢与混凝土形成整体共同受力和协调变形的 重要手段， 它主要承受钢与混凝土间的纵向剪。
13、力， 同时抵抗混凝土与钢壳之间的分离作用。 传统的钢壳混凝土结构一般采用钢板上直接焊接焊钉的方式来满足结构的抗剪要求， 本发 明采用沿塔竖向设置的内腹板 3 代替以往常用的焊钉， 设计和施工上主要有以下优点 ： 浇注内腔中的内腹板 3 在内钢壳 2 和外钢壳 1 间形成 PBL 剪力连接键， 充分保证混凝 土与钢壳之间的连接， 加工简单， 仅在内腹板 3 上设置第一通孔即可， 便于快速作业， 而且 PBL 剪力连接键的抗剪刚度、 强度较高， 采取在每对内腹板 3 中贯通连接第一钢筋的办法使 得承载能力得到更大提高 ； 沿内腹板 3 两面可采用贴角焊缝焊接， 不需要专用的焊接设备， 降低了焊接施工的难 说 明 书 CN 104314004 A 4 3/3 页 5 度， 有利于提高施工质量 ； 开孔的内腹板 3 沿着索塔纵向设置， 起到竖向加劲肋的作用， 可提高桥塔的刚度 ； 当然， 本发明创造并不局限于上述实施方式， 熟悉本领域的技术人员在不违背本发明 精神的前提下还可作出等同变形或替换， 这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求 所限定的范围内。 说 明 书 CN 104314004 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104314004 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 104314004 A 7 。