兼具建筑美学造型和结构安全受力合理的斜拉桥的制作方法

本实用新型涉及桥梁结构，具体是指兼具建筑美学造型和结构安全受力合理的斜拉桥，该斜拉桥具有优美景观效果和良好的力学结构。

背景技术：

斜拉桥作为结构的同时也是一处地标式的景观，随着桥梁技术的日趋成熟，人们对桥梁的造型和景观效果提出了越来越高的要求。斜拉桥给人们带来美的视觉享受的同时也给结构带来了更多的挑战。

目前，造型新颖别致的斜拉桥造型层出不穷，从人行天桥到跨江河的几百米斜拉桥都有所应用，然而其中有一部分斜拉桥虽然新颖，但并不美观，甚至结构很不合理，失去了创新的意义。而且还带来了工程造价的急剧上升，以及结构的安全隐患。

所以在追求漂亮的桥型时，也要兼顾受力合理并且应尽量减小工程造价，以达到受力合理、造价合适、造型优美的目的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供兼具建筑美学造型和结构安全受力合理的斜拉桥，该斜拉桥采用双曲线形塔柱，造型新颖，景观效果突出，并且桥塔横向成为一个稳定的三角形刚性架体，能够有效地平衡建筑造型和结构安全两者的关系。

本实用新型上述目的通过如下技术方案来实现：兼具建筑美学造型和结构安全受力合理的斜拉桥，所述斜拉桥包括主梁、斜拉索和桥塔，主梁采用钢箱梁或组合梁或混凝土梁，斜拉索采用平行钢丝或钢绞线斜拉索，其特征在于：所述桥塔为双曲线塔，所述桥塔由两个对称设置的反向弯曲的曲线形的塔柱构成，两个塔柱构成双曲线形塔柱，两个塔柱的上部相互靠紧连接，两个塔柱的下部通过下横梁相连接，并且均承托在索塔基础上，由此使得桥塔在横向上构成一个三角形的刚性架体，以提高主梁的抗扭刚度和桥塔的横向抗风能力，达到斜拉桥力学结构与建筑美学的统一。

本实用新型的斜拉桥造型新颖，景观效果突出，犹如一对白鹭上青天，形象逼真；同时两个曲线形桥塔紧靠在一起，使桥塔横向成为一个稳定的三角形刚架，大大提高了主梁的抗扭刚度和主塔的横向抗风能力，桥塔结构受力合理。

本实用新型中，所述白鹭曲线形塔柱的曲率半径为100～1000m，优选为241m，所述两个塔柱相互连接的部分为单箱三室的钢筋混凝土整体结构，共同受力。

作为本实用新型的进一步改进，所述桥塔与主梁采用半漂浮体系，可省去零号索的设置并改善桥塔在地震时的受力，主梁的自重及其上的汽车荷载通过斜拉索均匀地传递到白鹭曲线形塔柱上。

本实用新型中，所述桥塔的斜拉索采用空间双索面布置，塔柱的截面为多边形。

本实用新型中，所述桥塔的高跨比为1：2.5～1：5，高跨比优选为1:3.65，构成桥跨与桥塔之间的一种黄金比例，整体非常协调。

本实用新型中，所述塔柱为单箱单室的钢筋混凝土结构。本实用新型中，主梁采用钢箱梁或组合梁或混凝土梁；斜拉索采用平行钢丝或钢绞线斜拉索。

作为本实用新型的一种实施方式，所述斜拉索采用扇形空间双索面布置，主梁上的索距为5～20m，优选为10.5m，桥塔上的索距为 1.5～5m，优选为2.3m。

本实用新型中，所述桥塔的塔柱采用等截面单一大圆弧曲线，施工较方便，造价适宜，大圆弧曲线的曲率半径为241m，配合边中跨的扇形空间双索面布索，犹如一对正要振翅高飞的白鹭，景观效果突出，形象逼真。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果：

(1)相比常规的斜拉桥，本实用新型斜拉桥的塔柱为双曲线形塔柱，在采用优美的大半径曲线塔柱进行力线传递的同时，使桥塔横向成为一个稳定的三角形刚架，大大提高了主梁的抗扭刚度和主塔的横向抗风能力；对比例、体量、动感、构形等方面进行了深入的景观设计，达到了斜拉桥力学结构与建筑美学的和谐统一。

(2)本实用新型的双曲线形塔柱可采用等截面单一大圆弧曲线，因此施工较方便，造价适宜。

(3)本实用新型的斜拉桥的桥塔造型新颖，景观效果突出，双曲线形塔柱组成一对白鹭的形象：塔顶构形为白鹭的头部，塔柱构形为白鹭的躯干，配合边中跨空间索面构形的翅膀，犹如一对正要振翅高飞的白鹭，景观效果突出，形象逼真。

(4)本实用新型具有双曲线的优雅造型和优美的景观效果又有比传统塔柱更好的受力优点，具有良好的景观效果和经济性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型斜拉桥的整体结构示意图；

图2是本实用新型斜拉桥的主梁的横断面图；

图3是本实用新型斜拉桥中桥塔的结构示意图；

图4是本实用新型斜拉桥中桥塔中塔柱的截面示意图；

图5是本实用新型斜拉桥中中桥塔中塔柱连接部位的截面示意图。

附图标记说明

1、主梁； 2、斜拉索； 3、塔柱；

4、下横梁； 5、索塔基础。

具体实施方式

如图1至图5所示的兼具建筑美学造型和结构安全受力合理的斜拉桥，包括主梁1、斜拉索2和桥塔。主梁1采用钢箱梁，也可以采用组合梁或混凝土梁，斜拉索2采用钢绞线斜拉索，也可以采用平行钢丝。该桥塔为双曲线塔，桥塔由两个白鹭曲线形塔柱3构成，两个塔柱构成双曲线形塔柱，白鹭曲线形塔柱3为五边形截面的单箱单室的钢筋混凝土结构，两个塔柱3的上部相互靠紧连接，相互靠拢连接的部分为单箱三室的钢筋混凝土整体结构，共同受力；斜拉索2采用扇形空间双索面布置，沿主梁1的纵向斜向设置，斜拉索2的一端通过锚拉板或钢锚箱与主梁锚固连接，另一端通过钢锚箱或钢锚梁或预应力齿块与桥塔锚固连接。

白鹭曲线形塔柱3采用等截面单一大圆弧曲线，圆弧曲线的曲率半径为241m，采用等截面单一大圆弧曲线施工较方便，造价适宜，该曲率半径也可以在100～1000m范围内取值。

如图3所示，两个塔柱3的下部通过下横梁4相连接，并且均承托在索塔基础5上，由此使得桥塔在横向上构成一个三角形的刚性架体，大大提高了主梁1的抗扭刚度和桥塔的横向抗风能力，达到斜拉桥力学结构与建筑美学的统一。

主梁1的标准横断面如图2所示，主梁1为组合钢箱梁，横截面为箱形截面，包含风嘴，标准梁总宽度41.4m，顶板宽38.9m，底板宽26.7m，风嘴宽1.25m；拉索2采用钢锚箱锚固在边腹板上。

桥塔和主梁1采用半漂浮体系，可省去零号索的设置并改善桥塔在地震时的受力，主梁的自重及其上的汽车荷载通过斜拉索均匀地传递到白鹭曲线形塔柱上。桥塔的高跨比为1：3.65，高跨比是指桥面以上塔高与跨径之比，高跨比为1：3.65构成桥跨与桥塔之间的一种黄金比例，整体非常协调。桥塔的高跨比也可以在1：2.5～1：5范围内取值。

斜拉索2采用扇形空间双索面布置，主梁1上标准索距为10.5m，白鹭曲线形塔柱3上索距为2.3m。主梁1上的索距也可以在5～20m 范围内取值，桥塔上的索距也可以在1.5～5m范围内取值。

桥塔断面详见图4、图5，白鹭曲线形塔柱3横截面为矩形截面单箱单室结构，横桥向宽5.5m，顺桥向长7.5m至10.153m。

如图3所示，塔顶构形为白鹭的头部，塔柱构形为白鹭的躯干，配合边中跨空间索面构形的翅膀，犹如一对正要振翅高飞的白鹭，景观效果突出，形象逼真。

运用该方案时的具体尺寸及板厚可以依据项目的建设条件、技术标准的变化而调整，该申请仅示意出一种优选的设计。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。