一种空间扭转曲面a型桥梁索塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，包括基础、承台、塔座、塔柱、斜顶塔冠和下横梁，塔柱为两个，两个塔柱相向向内倾斜且对称设置，为A字的两个斜边，两个塔柱扭转方向相反，每个塔柱至塔底到塔顶均呈连续扭转状，塔顶相对于塔底的扭转角度为90°，塔柱的水平横切面均为菱形断面，菱形断面的每一条菱边均为直线，塔柱任一水平横切面的四条边在扭转前后均保持为直线，塔柱四周的表面为多条空间直线组成的曲面，塔柱四周的表面与任一铅垂面相交形成的交线均为直线，两个塔柱在塔顶处相交融形成一段塔顶融合段，下横梁为A字的一个横边，索塔整体呈A字形，并且呈现均匀直线扭转形状。
【专利说明】
一种空间扭转曲面A型桥梁索塔
技术领域
[0001]本实用新型涉及索塔构形，具体是指一种空间扭转曲面A型桥梁索塔。
【背景技术】
[0002]随着我国公路建设的快速发展，越来越多的缆索体系桥梁呈现在大众眼前，斜拉桥、悬索桥具有跨越能力大的显示特点，是跨江、跨河及跨越山谷的主要桥型。一般来讲，斜拉桥的主要承载部件包括斜拉索、索塔和主梁，悬索桥的主要承载部件包括主缆、吊杆、索塔、锚锭和主梁，索塔结构是斜拉桥和悬索桥的主要支撑结构，斜拉桥的斜拉索及悬索桥主缆均固定于索塔结构上。索塔结构既作为斜拉桥及悬索桥的主要承重结构，同时又是体现其整体景观的最重要构件，索塔设计不仅要注重其结构类型的选择及满足受力要求，同时还应重视其造型、断面形状、外观色彩等景观设计。
[0003]现有技术中，大跨径悬索桥的索塔基本上都是H型，斜拉桥的索塔大致分为A型塔、H型塔和独柱塔三种类型，以及在此基础上的变异构型，索塔塔柱截面大部分为矩形，塔柱表面大多数为平面。虽然结构简洁，但造型单一，立体感不强，缺少美学艺术特性。
[0004]现有技术中，斜拉桥及悬索桥索塔绝大多数采用的是钢筋混凝土材料制成，钢筋混凝土索塔受施工模板限制，很难做出造型新颖、外观独特的索塔造型，钢结构索塔虽然能够实现索塔的特殊造型，但由于其造价昂贵，大大限制了钢结构索塔的应用。大跨径斜拉桥及悬索桥风敏感性较强，传统的矩形截面索塔导致风阻效用较大，为满足抗风受力需要必须增加结构材料用量。
[0005]因此，在合适条件下宜对现有常规斜拉桥及悬索桥的索塔造型进行改进，使其在满足结构受力的同时，又能赋予索塔特有的美观和更丰富的艺术造型，并且便于施工、造价低廉。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该种索塔结构造型新颖、便于施工，且造价低廉。
[0007]本实用新型上述目的是通过如下技术方案来实现的:一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该索塔包括基础、承台、塔座、塔柱、斜顶塔冠和下横梁，所述的基础支撑于稳固地基上，所述的承台、塔座与基础现浇成为整体，所述塔柱的底端深入塔座及承台一定深度，以保证塔柱与基础之间连接的可靠性，其特征在于:所述塔柱为两个，两个塔柱相向向内倾斜且对称设置，两个塔柱分别为A字的两个斜边，两个塔柱的扭转方向相反，每个塔柱至塔底到塔顶均呈连续扭转状，塔顶相对于塔底的扭转角度为90°，塔柱的水平横切面均为菱形断面，菱形断面的每一条菱边均为直线，塔柱任一水平横切面的四条边在扭转前后均保持为直线，塔柱四周的表面为多条空间直线组成的曲面，塔柱四周的表面与任一铅垂面相交形成的交线均为直线，所述塔柱采用菱形断面结构利于抗风，两个塔柱在塔顶处相交融形成一段塔顶融合段，以增强索塔结构横桥向的稳定性及刚度，所述的斜顶塔冠位于塔柱的塔顶处，斜顶塔冠为V字形，斜顶塔冠为两个对称的45°斜面形成的具有多角度空间的立体塔冠，以增强索塔的整体景观效果，所述的下横梁为A字的一个横边，下横梁横向架设在两个塔柱的下半段之间，所述索塔整体呈A字形，并且呈现出具有极佳美学效果的均匀直线扭转形状。
[0008]本实用新型中，所述的塔柱由多节桁架加劲塔柱段以及多节普通加劲塔柱段组成，多节桁架加劲塔柱段以及多节普通加劲塔柱段呈上下一一交替状设置，每一节桁架加劲塔柱段和普通加劲塔柱段均为钢壳混凝土组合结构。
[0009]本实用新型中，所述的桁架加劲塔柱段包括塔柱外钢壳、塔柱内钢壳、竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、竖向加劲桁架和水平加劲桁架，所述的塔柱外钢壳、塔柱内钢壳均为钢板，塔柱外钢壳位于桁架加劲塔柱段的外侧，塔柱内钢壳位于桁架加劲塔柱段的内侧，塔柱外钢壳和塔柱内钢壳构成桁架加劲塔柱段的钢壳体，所述的竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、竖向加劲桁架和水平加劲桁架均内置在桁架加劲塔柱段的钢壳体内，其中，水平桁架加劲肋、竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋均为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与桁架加劲塔柱段的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，所述的塔柱竖向钢筋竖向穿插水平加劲桁架，所述的塔柱水平钢筋水平穿插竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋，所述的竖向加劲桁架竖向设置在塔柱的转角位置处，所述的水平加劲桁架水平设置，所述的塔柱微膨胀混凝土浇筑在桁架加劲塔柱段的钢壳体内。
[0010]所述的竖向加劲桁架由竖向桁架加劲肋和竖向桁架腹杆组成，所述的水平加劲桁架由水平桁架加劲肋和水平桁架腹杆组成，其中，水平桁架加劲肋、竖向桁架加劲肋均为钢板，水平桁架腹杆、竖向桁架腹杆均为等边角钢，水平桁架腹杆的两端分别与两侧的水平桁架加劲肋相焊接，竖向桁架腹杆的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋相焊接，水平加劲桁架的两侧分别与两侧的竖向桁架加劲肋相焊接。
[0011]本实用新型中，所述塔柱外钢壳、塔柱内钢壳的钢板厚度均为8mm?20mm，所述水平桁架加劲肋、竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋的钢板厚度均为8mm?16mm，所述的水平桁架腹杆、竖向桁架腹杆均为80mmX 1mm?160mmX 1mm的等边角钢，所述塔柱竖向钢筋的直径为20mm?40mm，所述塔柱水平钢筋的直径为16mm?20mm，所述的塔柱微膨胀混凝土为C40?C60微膨胀混凝土。
[0012]本实用新型中，所述的普通加劲塔柱段包括塔柱外钢壳、塔柱内钢壳、竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、水平普通加劲肋、和竖向加劲桁架，所述的塔柱外钢壳、塔柱内钢壳均为钢板，塔柱外钢壳位于普通加劲塔柱段的外侧，塔柱内钢壳位于普通加劲塔柱段的内侧，塔柱外钢壳和塔柱内钢壳构成普通加劲塔柱段的钢壳体，所述的竖向普通加劲肋、塔柱竖向钢筋、塔柱水平钢筋、塔柱微膨胀混凝土、水平普通加劲肋和竖向加劲桁架均内置在普通加劲塔柱段的钢壳体内，水平普通加劲肋和竖向普通加劲肋均为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与普通加劲塔柱段的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，所述的塔柱竖向钢筋竖向穿插水平普通加劲肋，所述的塔柱水平钢筋水平穿插竖向加劲桁架和竖向普通加劲肋，所述的塔柱微膨胀混凝土浇筑在普通加劲塔柱段的钢壳体内。
[0013]所述的竖向加劲桁架由竖向桁架加劲肋和竖向桁架腹杆组成，其中，竖向桁架加劲肋为钢板，竖向桁架加劲肋竖向焊接在普通加劲塔柱段的钢壳体内，竖向桁架腹杆为等边角钢，竖向桁架腹杆的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋相焊接。
[0014]本实用新型中，所述塔柱外钢壳、塔柱内钢壳的钢板厚度均为8mm?20mm，所述水平普通加劲肋、竖向桁架加劲肋和竖向普通加劲肋的钢板厚度均为8mm?16mm，所述的竖向桁架腹杆为80mm X 1mm?160mm X 1mm的等边角钢，所述塔柱竖向钢筋的直径为20mm?40mm，所述塔柱水平钢筋的直径为16mm?20mm，所述的塔柱微膨胀混凝土为C40?C60微膨胀混凝土。
[0015]本实用新型中，所述的塔顶融合段为钢壳混凝土组合结构，塔顶融合段包括塔顶融合段外钢壳、塔顶融合段内隔板、塔顶融合段竖向加劲肋、塔顶融合段微膨胀混凝土和塔顶融合段人洞，所述的塔顶融合段外钢壳为钢板围成的两个菱形部分重合所形成的多边形外壳，所述的塔顶融合段内隔板、塔顶融合段竖向加劲肋、塔顶融合段微膨胀混凝土和塔顶融合段人洞均位于塔顶融合段外钢壳内，塔顶融合段外钢壳、塔顶融合段内隔板和塔顶融合段竖向加劲肋均为钢板，塔顶融合段内隔板为交错设置的多块竖板，多块塔顶融合段内隔板之间相互焊接，并且与塔顶融合段外钢壳相焊接，塔顶融合段竖向加劲肋与对应的塔顶融合段外钢壳和塔顶融合段内隔板相焊接，所述的塔顶融合段微膨胀混凝土浇筑在塔顶融合段外钢壳内，所述的塔顶融合段人洞为塔顶融合段内隔板所围成的空洞。
[0016]本实用新型中，所述塔顶融合段外钢壳的钢板厚度为8mm?20mm，所述塔顶融合段内隔板的钢板厚度为8mm?20mm，所述塔顶融合段竖向加劲肋的钢板厚度为8mm?16mm，所述的塔顶融合段微膨胀混凝土为C40?C60微膨胀混凝土。
[0017]本实用新型中，所述的斜顶塔冠为钢壳结构，斜顶塔冠为两个对称的45°斜面形成的中间夹角为90°角的V字形。
[0018]本实用新型中，所述下横梁由多节桁架加劲下横梁段以及多节普通加劲下横梁段组成，多节桁架加劲下横梁段以及多节普通加劲下横梁段呈左右一一交替状设置，每一节桁架加劲下横梁段和普通加劲下横梁段均为顶边底边水平、侧面棱角外凸的横断面为六边形的钢壳混凝土组合结构。
[0019]本实用新型中，所述的桁架加劲下横梁段包括下横梁外钢壳、下横梁内钢壳、下横梁桁架加劲肋、下横梁桁架腹杆、下横梁纵向加劲肋、下横梁纵向钢筋、下横梁横向钢筋和下横梁微膨胀混凝土，所述的下横梁外钢壳、下横梁内钢壳、下横梁桁架加劲肋和下横梁纵向加劲肋均为钢板，下横梁外钢壳位于桁架加劲下横梁段的外侧，下横梁内钢壳位于桁架加劲下横梁段的内侧，下横梁外钢壳、下横梁内钢壳构成桁架加劲下横梁段的钢壳体，所述的下横梁桁架加劲肋、下横梁桁架腹杆、下横梁纵向加劲肋、下横梁纵向钢筋、下横梁横向钢筋和下横梁微膨胀混凝土均内置在桁架加劲下横梁段的钢壳体内，其中，下横梁桁架加劲肋和下横梁纵向加劲肋均为平面，所有加劲肋均与桁架加劲下横梁段的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁桁架腹杆两端分别与两侧的下横梁桁架加劲肋相焊接，下横梁纵向钢筋穿插下横梁桁架加劲肋，下横梁横向钢筋穿插下横梁纵向加劲肋，所述的下横梁微膨胀混凝土浇筑在桁架加劲下横梁段的钢壳体内。
[0020]本实用新型中，所述的下横梁外钢壳、下横梁内钢壳的钢板厚度均为8mm?20mm，所述下横梁桁架加劲肋、下横梁纵向加劲肋的钢板厚度均为8mm?16mm，所述的下横梁桁架腹杆为80mm X 1mm?160mm X 1mm的等边角钢，所述下横梁纵向钢筋的直径为20mm?32mm，所述下横梁横向钢筋的直径为16mm?20mm，所述的下横梁微膨胀混凝土为C40?C60微膨胀混凝土。
[0021]本实用新型中，所述的普通加劲下横梁段包括下横梁外钢壳、下横梁内钢壳、下横梁纵向加劲肋、下横梁纵向钢筋、下横梁横向钢筋、下横梁微膨胀混凝土和下横梁横向普通加劲肋，所述的下横梁外钢壳、下横梁内钢壳、下横梁纵向加劲肋和下横梁横向普通加劲肋均为钢板，下横梁外钢壳位于普通加劲下横梁段的外侧，下横梁内钢壳位于普通加劲下横梁段的内侧，下横梁外钢壳、下横梁内钢壳构成普通加劲下横梁段的钢壳体，所述的下横梁纵向加劲肋、下横梁纵向钢筋、下横梁横向钢筋、下横梁微膨胀混凝土和下横梁横向普通加劲肋均内置在普通加劲下横梁段的钢壳体内，其中，下横梁纵向加劲肋和和下横梁横向普通加劲肋均为平面，所有加劲肋均与普通加劲下横梁段的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁纵向钢筋穿插下横梁横向普通加劲肋，下横梁横向钢筋穿插下横梁纵向加劲肋，所述的下横梁微膨胀混凝土浇筑在普通加劲下横梁段的钢壳体内。
[0022]本实用新型中，所述下横梁外钢壳、下横梁内钢壳、下横梁横向普通加劲肋的钢板厚度均为8mm?20mm，所述下横梁纵向加劲肋、下横梁横向普通加劲肋的钢板厚度为8mm?16 mm，所述下横梁纵向钢筋的直径为20mm?3 2 mm，所述下横梁横向钢筋的直径为16mm?20mm，所述的下横梁微膨胀混凝土为C40?C60微膨胀混凝土。
[0023]本实用新型中，所述塔座为棱角分明的多面体钢筋混凝土结构，塔座形似钻石。
[0024]本实用新型在工厂内制作塔柱及下横梁钢壳节段，安装钢壳内桁架、加劲肋及钢筋，如果采用浮吊施工法，则将钢壳各节段焊接成多个施工大节段，利用驳船运输施工大节段，利用大型浮吊整体吊装施工大节段钢壳，并在钢壳内浇筑微膨胀混凝土，最后安装塔顶附属设施，并进行塔柱表面防腐及景观涂装。
[0025]与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果:
[0026]1.本实用新型A型桥梁索塔的棱角分明多面体塔座，其形似钻石，与塔柱风格相呼应，增强了索塔及全桥景观效果。
[0027]2.本实用新型A型桥梁索塔的塔柱，利用非常有利于抗风的菱形断面，并以美学效果极佳的均匀直线扭转手法，使塔顶相对于塔底扭转90°，具有每一条菱边均为直线，扭转后的塔柱面为多条空间直线组成的曲面，这是一个美学融入力学的索塔结构原创，桥塔整体造型新颖，寓意美好，富有现代气息，塔柱线条鲜明、光影效果明显，任一水平横切面的四边及塔柱竖向棱线在扭转前后均保持为一条直线，钢壳内所有加劲肋均为平面，焊缝均为直线，使得施工难度大大降低。
[0028]3.本实用新型A型桥梁索塔的塔顶融合段，通过两个对称向内倾斜的塔柱融合而成，形成塔顶刚结段，增强塔顶连接刚度，替代了常规索塔上横梁，增强索塔及全桥整体景观效果。
[0029]4.本实用新型A型桥梁索塔的斜顶塔冠，为钢壳结构，由塔柱在塔顶利用两个对称的45°斜面形成，斜顶塔冠具有多角度空间立体感，极大的增强了索塔整体景观效果。
[0030]5.本实用新型A型桥梁索塔的索塔节段采用工厂制作，有效保证了结构质量，同时采用大节段吊装施工，大大加快了施工进度，缩短工期。
[0031]6.本实用新型A型桥梁索塔的塔柱及下横梁采用钢壳混凝土组合结构，塔柱内外表面均为钢壳，内设纵横向加劲肋及桁架支撑，加劲肋与钢壳的焊缝均为直线，使加工制造大为简化，钢壳既可作为模板，又可依靠剪力键与混凝土结合而共同受力，方便了施工，同时增加结构耐久性，并且较纯钢结构索塔降低了造价。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0033]图1为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的正立面图；
[0034]图2为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的侧立面图；
[0035]图3为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的塔座俯视图；
[0036]图4为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的塔柱及下横梁加劲示意图；
[0037]图5为图4的A-A剖面图，显示桁架加劲塔柱段的断面结构；
[0038]图6为图4的B-B剖面图，显示普通加劲塔柱段的断面结构；
[0039]图7为图5或图6中的竖向局部结构图，显示塔柱竖向加劲肋的构造；
[0040]图8为图4的E向放大图；
[0041]图9为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的塔顶融合段断面图；
[0042]图10为图4的C-C剖面图，显示桁架加劲下横梁段的断面结构；
[0043]图11为图4的D-D剖面图，显示普通加劲下横梁段的断面结构；
[0044]图12为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的塔柱截面扭转示意图；
[0045]图13为本实用新型空间扭转曲面A型桥梁索塔的施工节段划分示意图。
[0046]附图标记说明
[0047]1、基础;2、承台；3、塔座;4、塔柱;41、桁架加劲塔柱段;42、普通加劲塔柱段;5、塔顶融合段;6、斜顶塔冠;7、下横梁;71、桁架加劲下横梁段;72、普通加劲下横梁段;401、塔柱外钢壳;402、塔柱内钢壳;403、水平桁架加劲肋;404、水平桁架腹杆;405、竖向普通加劲肋；
406、塔柱竖向钢筋；407、塔柱水平钢筋；408、塔柱微膨胀混凝土 ； 409、水平普通加劲肋；410、竖向桁架加劲肋;411、竖向桁架腹杆;412、竖向加劲桁架;413、水平加劲桁架;501、塔顶融合段外钢壳;502、塔顶融合段内隔板;503、塔顶融合段竖向加劲肋;504、塔顶融合段微膨胀混凝土; 505、塔顶融合段人洞；701、下横梁外钢壳;702、下横梁内钢壳;703、下横梁桁架加劲肋；704、下横梁桁架腹杆;705、下横梁纵向加劲肋;706、下横梁纵向钢筋；707、下横梁横向钢筋;708、下横梁微膨胀混凝土; 709、下横梁横向普通加劲肋。
【具体实施方式】
[0048]如图1至图13所示的一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该索塔包括基础1、承台2、塔座3、塔柱4、斜顶塔冠6和下横梁7，基础I支撑于具有一定埋深的稳固地基上，承台2、塔座3与基础I现浇成为整体，塔柱4的底端深入塔座3及承台2—定深度，以保证塔柱4与基础I之间连接的可靠性，塔柱4为两个，两个塔柱4相向向内倾斜且对称设置，两个塔柱4分别为A字的两个斜边，两个塔柱4的扭转方向相反，每个塔柱4至塔底到塔顶均呈连续扭转状，塔顶相对于塔底的扭转角度为90°，塔柱4的水平横切面均为菱形断面，菱形断面的每一条菱边均为直线，塔柱4任一水平横切面的四条边在扭转前后均保持为直线，塔柱4四周的表面为多条空间直线组成的曲面，塔柱4四周的表面与任一铅垂面相交形成的交线均为直线，塔柱4采用菱形断面结构利于抗风，两个塔柱4在塔顶处相交融形成一段塔顶融合段5，以增强索塔结构横桥向的稳定性及刚度，斜顶塔冠6位于塔柱4的塔顶处，斜顶塔冠6为V字形，斜顶塔冠6为两个对称的45°斜面形成的具有多角度空间的立体塔冠，以增强索塔的整体景观效果，下横梁7为A字的一个横边，下横梁7横向架设在两个塔柱4的下半段之间，下横梁7位于塔柱4下半段一定高度，其高度位置取决于主梁的高度，为呼应塔柱景观效果，并利于抗风支座垫石的设置，该索塔整体呈A字形，并且呈现出具有极佳美学效果的均匀直线扭转形状。
[0049]本实施中，塔柱4、下横梁7及塔顶融合段5均为钢壳混凝土组合结构，基础I采用沉井结构、群粧基础结构，也可以采用复合式基础结构。承台2采用分层现浇的钢筋混凝土结构，塔座3为棱角分明的多面体钢筋混凝土结构，其形似钻石，与塔柱风格相呼应。
[0050]作为优选方案，斜顶塔冠6为钢壳结构，斜顶塔冠6为两个对称的45°斜面形成的中间夹角为90°角的V字形。斜顶塔冠6所具有的多角度空间立体感，极大的增强了索塔整体景观效果。
[0051]本实施中，塔柱4由多节桁架加劲塔柱段41以及多节普通加劲塔柱段42组成，多节桁架加劲塔柱段41以及多节普通加劲塔柱段42呈上下一一交替状设置，每一节桁架加劲塔柱段41和普通加劲塔柱段42均为钢壳混凝土组合结构，桁架加劲塔柱段41和普通加劲塔柱段42中的部分组件相同。
[0052]桁架加劲塔柱段41包括塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402、竖向普通加劲肋405、塔柱竖向钢筋406、塔柱水平钢筋407、塔柱微膨胀混凝土408、竖向加劲桁架412和水平加劲桁架413，塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402均为钢板，塔柱外钢壳401位于桁架加劲塔柱段41的外侧，塔柱内钢壳402位于桁架加劲塔柱段41的内侧，塔柱外钢壳401和塔柱内钢壳402构成桁架加劲塔柱段41的钢壳体，竖向普通加劲肋405、塔柱竖向钢筋406、塔柱水平钢筋407、塔柱微膨胀混凝土408、竖向加劲桁架412和水平加劲桁架413均内置在桁架加劲塔柱段41的钢壳体内，竖向普通加劲肋405为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与桁架加劲塔柱段41的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，塔柱竖向钢筋406竖向穿插水平加劲桁架413，塔柱水平钢筋407水平穿插竖向加劲桁架412和竖向普通加劲肋405，竖向加劲桁架412竖向设置在塔柱4的转角位置处，水平加劲桁架413水平设置，塔柱微膨胀混凝土408浇筑在桁架加劲塔柱段41的钢壳体内。
[0053]竖向加劲桁架412由竖向桁架加劲肋410和竖向桁架腹杆411组成，水平加劲桁架413由水平桁架加劲肋403和水平桁架腹杆404组成，其中，水平桁架加劲肋403、竖向桁架加劲肋410均为钢板，水平桁架腹杆404、竖向桁架腹杆411均为等边角钢，水平桁架腹杆404的两端分别与两侧的水平桁架加劲肋403相焊接，竖向桁架腹杆411的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋410相焊接，水平加劲桁架413的两侧分别与两侧的竖向桁架加劲肋410相焊接。
[0054]普通加劲塔柱段42包括塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402、竖向普通加劲肋405、塔柱竖向钢筋406、塔柱水平钢筋407、塔柱微膨胀混凝土408、水平普通加劲肋409、和竖向加劲桁架412，塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402均为钢板，塔柱外钢壳401位于普通加劲塔柱段42的外侧，塔柱内钢壳402位于普通加劲塔柱段42的内侧，塔柱外钢壳401和塔柱内钢壳402构成普通加劲塔柱段42的钢壳体，竖向普通加劲肋405、塔柱竖向钢筋406、塔柱水平钢筋
407、塔柱微膨胀混凝土408、水平普通加劲肋409和竖向加劲桁架412均内置在普通加劲塔柱段42的钢壳体内，水平普通加劲肋409和竖向普通加劲肋405均为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与普通加劲塔柱段42的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，塔柱竖向钢筋406竖向穿插水平普通加劲肋409，塔柱水平钢筋407水平穿插竖向加劲桁架412和竖向普通加劲肋405，塔柱微膨胀混凝土408浇筑在普通加劲塔柱段42的钢壳体内。
[0055]竖向加劲桁架412由竖向桁架加劲肋410和竖向桁架腹杆411组成，其中，竖向桁架加劲肋410为钢板，竖向桁架加劲肋410竖向焊接在普通加劲塔柱段42的钢壳体内，竖向桁架腹杆411为等边角钢，竖向桁架腹杆411的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋410相焊接。
[0056]本实施例中，塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402的钢板厚度均为16mm，水平桁架加劲肋403、水平普通加劲肋409、竖向桁架加劲肋410和竖向普通加劲肋405的钢板厚度均为12mm，水平桁架腹杆404、竖向桁架腹杆411均为100mm X 1mm的等边角钢，塔柱竖向钢筋406的直径为32mm，塔柱水平钢筋407的直径为16mm，塔柱微膨胀混凝土408为C50微膨胀混凝土。
[0057]本实施例中，塔柱外钢壳401、塔柱内钢壳402的钢板厚度均可以在8mm?20mm范围内取值，水平桁架加劲肋403、水平普通加劲肋409、竖向桁架加劲肋410和竖向普通加劲肋405的钢板厚度均可以在8mm?16mm范围内取值，水平桁架腹杆404、竖向桁架腹杆411的等边角钢均可以在80mmX 1mm?160mmX 1mm范围内取值，塔柱竖向钢筋406的直径可以在20mm?40mm范围内取值，塔柱水平钢筋407的直径可以在16mm?20mm范围内取值，塔柱微膨胀混凝土408可以选取C40?C60微膨胀混凝土。
[0058]上述竖向桁架加劲肋410和竖向桁架腹杆411构成了塔柱竖向加劲肋，对于桁架加劲塔柱段41和普通加劲塔柱段42中，塔柱竖向加劲肋的结构相同。
[0059]本实施中，塔顶融合段5为钢壳混凝土组合结构，塔顶融合段5包括塔顶融合段外钢壳501、塔顶融合段内隔板502、塔顶融合段竖向加劲肋503、塔顶融合段微膨胀混凝土 504和塔顶融合段人洞505，塔顶融合段外钢壳501为钢板围成的两个菱形部分重合所形成的多边形外壳，塔顶融合段内隔板502、塔顶融合段竖向加劲肋503、塔顶融合段微膨胀混凝土504和塔顶融合段人洞505均位于塔顶融合段外钢壳501内，塔顶融合段外钢壳501、塔顶融合段内隔板502和塔顶融合段竖向加劲肋503均为钢板，塔顶融合段内隔板502为交错设置的多块竖板，多块塔顶融合段内隔板502之间相互焊接，并且与塔顶融合段外钢壳501相焊接，塔顶融合段竖向加劲肋503与对应的塔顶融合段外钢壳501和塔顶融合段内隔板502相焊接，塔顶融合段微膨胀混凝土504浇筑在塔顶融合段外钢壳501内，塔顶融合段人洞505为塔顶融合段内隔板502所围成的空洞，塔顶融合段人洞505可用于人员进入塔冠及悬索桥索塔鞍室，避免塔壁外侧开孔。
[0060]塔顶融合段外钢壳501的钢板厚度为16mm，塔顶融合段内隔板502的钢板厚度为12mm，塔顶融合段竖向加劲肋503的钢板厚度为12mm，塔顶融合段微膨胀混凝土504为C50微膨胀混凝土。
[0061 ]本实施例中，塔顶融合段外钢壳501的钢板厚度可以在8mm?20mm范围内取值，塔顶融合段内隔板502的钢板厚度可以在8mm?20mm范围内取值，塔顶融合段竖向加劲肋503的钢板厚度可以在8mm?16mm范围内取值，塔顶融合段微膨胀混凝土504可以选取C40?C60微膨胀混凝土。
[0062]本实施中，下横梁7由多节桁架加劲下横梁段71以及多节普通加劲下横梁段72组成，多节桁架加劲下横梁段71以及多节普通加劲下横梁段72呈左右一一交替状设置，每一节桁架加劲下横梁段71和普通加劲下横梁段72均为顶边底边水平、侧面棱角外凸的横断面为六边形的钢壳混凝土组合结构。
[0063]桁架加劲下横梁段71包括下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁桁架加劲肋703、下横梁桁架腹杆704、下横梁纵向加劲肋705、下横梁纵向钢筋706、下横梁横向钢筋707和下横梁微膨胀混凝土708，下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁桁架加劲肋703和下横梁纵向加劲肋705均为钢板，下横梁外钢壳701位于桁架加劲下横梁段71的外侧，下横梁内钢壳702位于桁架加劲下横梁段71的内侧，下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702构成桁架加劲下横梁段71的钢壳体，下横梁桁架加劲肋703、下横梁桁架腹杆704、下横梁纵向加劲肋705、下横梁纵向钢筋706、下横梁横向钢筋707和下横梁微膨胀混凝土 708均内置在桁架加劲下横梁段71的钢壳体内，其中，下横梁桁架加劲肋703和下横梁纵向加劲肋705均为平面，所有加劲肋均与桁架加劲下横梁段71的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁桁架腹杆704两端分别与两侧的下横梁桁架加劲肋703相焊接，下横梁纵向钢筋706穿插下横梁桁架加劲肋703，下横梁横向钢筋707穿插下横梁纵向加劲肋705，下横梁微膨胀混凝土 708饶筑在桁架加劲下横梁段71的钢壳体内。
[0064]普通加劲下横梁段72包括下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁纵向加劲肋705、下横梁纵向钢筋706、下横梁横向钢筋707、下横梁微膨胀混凝土708和下横梁横向普通加劲肋709，下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁纵向加劲肋705和下横梁横向普通加劲肋709均为钢板，下横梁外钢壳701位于普通加劲下横梁段72的外侧，下横梁内钢壳702位于普通加劲下横梁段72的内侧，下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702构成普通加劲下横梁段72的钢壳体，下横梁纵向加劲肋705、下横梁纵向钢筋706、下横梁横向钢筋707、下横梁微膨胀混凝土 708和下横梁横向普通加劲肋709均内置在普通加劲下横梁段72的钢壳体内，其中，下横梁纵向加劲肋705和和下横梁横向普通加劲肋709均为平面，所有加劲肋均与普通加劲下横梁段72的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁纵向钢筋706穿插下横梁横向普通加劲肋709，下横梁横向钢筋707穿插下横梁纵向加劲肋705，下横梁微膨胀混凝土 708浇筑在普通加劲下横梁段72的钢壳体内。
[0065]下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁横向普通加劲肋709的钢板厚度均为16mm，下横梁桁架加劲肋703、下横梁纵向加劲肋705、下横梁横向普通加劲肋709的钢板厚度均为12mm，下横梁桁架腹杆704为100mm X 1mm的等边角钢，下横梁纵向钢筋706的直径为28mm，下横梁横向钢筋707的直径为16mm，下横梁微膨胀混凝土708为C50微膨胀混凝土。
[0066]本实施例中，下横梁外钢壳701、下横梁内钢壳702、下横梁横向普通加劲肋709的钢板厚度均可以在8mm?20mm范围内取值，下横梁桁架加劲肋703、下横梁纵向加劲肋705、下横梁横向普通加劲肋709的钢板厚度均可以在8mm?16mm范围内取值，下横梁桁架腹杆704的等边角钢可以在80mmX 1mm?160mmX 1mm范围内取值，下横梁纵向钢筋706的直径可以在20mm?32mm范围内取值，下横梁横向钢筋707的直径可以在16mm?20mm范围内取值，下横梁微膨胀混凝土708可以选取C40?C60微膨胀混凝土。
[0067]上述空间扭转曲面A型桥梁索塔的施工方法，该施工方法包括如下步骤:
[0068](I)在工厂制作塔柱4、下横梁7各节段钢壳，安装钢壳内加劲肋及钢筋，如采用浮吊安装，则可将塔柱4、下横梁7的若干节段焊接成为第一、二、三、四、五施工大节段钢壳，并在两塔柱4钢壳间设置一定数量的临时横撑及斜撑；
[0069](2)依次现浇施工基础1、底层承台2，同时预埋塔柱临时固定预埋连接件；
[0070]如采用浮吊安装，则步骤如下:
[0071](3)利用大型驳船将已安装好钢筋及加劲肋的塔柱4及下横梁7第一施工大节段钢壳运输至安装现场；
[0072](4)利用大型浮吊船整体吊装塔柱4及下横梁7第一施工大节段钢壳，调整就位后，连接塔柱临时固定连接件；
[0073 ] (5)浇筑顶层承台2、塔座3混凝土 ；
[0074](6)浇筑塔柱4及下横梁7第一施工大节段钢壳内微膨胀混凝土 ；
[0075](7)利用大型驳船将已安装好钢筋及加劲肋的塔柱4第二施工大节段钢壳运输至安装现场；
[0076](8)利用大型浮吊船整体吊装塔柱4第二施工大节段钢壳，调整就位后，连接塔柱临时固定连接件；
[0077](9)浇筑塔柱4第二吊装施工大节段钢壳内微膨胀混凝土 ；
[0078](10)采用与步骤(7)?(9)相同的施工方法施工第三、四、五施工大节段；
[0079]如无条件进行塔柱钢壳大节段浮吊安装，则可采用塔吊逐节安装并浇筑混凝土爬升法施工；
[0080](11)安装塔顶附属设施；
[0081 ] (12)塔柱4表面防腐及景观涂装。
[0082]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。
【主权项】
1.一种空间扭转曲面A型桥梁索塔，该索塔包括基础(I)、承台(2)、塔座(3)、塔柱(4)、斜顶塔冠(6)和下横梁(7)，所述的基础(I)支撑于稳固地基上，所述的承台(2)、塔座(3)与基础(I)现浇成为整体，所述塔柱(4)的底端深入塔座(3)及承台(2)—定深度，以保证塔柱(4)与基础(I)之间连接的可靠性，其特征在于:所述塔柱(4)为两个，两个塔柱(4)相向向内倾斜且对称设置，两个塔柱(4)分别为A字的两个斜边，两个塔柱(4)的扭转方向相反，每个塔柱(4)至塔底到塔顶均呈连续扭转状，塔顶相对于塔底的扭转角度为90°，塔柱(4)的水平横切面均为菱形断面，菱形断面的每一条菱边均为直线，塔柱(4)任一水平横切面的四条边在扭转前后均保持为直线，塔柱(4)四周的表面为多条空间直线组成的曲面，塔柱(4)四周的表面与任一铅垂面相交形成的交线均为直线，所述塔柱(4)采用菱形断面结构利于抗风，两个塔柱(4)在塔顶处相交融形成一段塔顶融合段(5)，以增强索塔结构横桥向的稳定性及刚度，所述的斜顶塔冠(6)位于塔柱(4)的塔顶处，斜顶塔冠(6)为V字形，斜顶塔冠(6)为两个对称的45°斜面形成的具有多角度空间的立体塔冠，以增强索塔的整体景观效果，所述的下横梁(7)为A字的一个横边，下横梁(7)横向架设在两个塔柱(4)的下半段之间，所述索塔整体呈A字形，并且呈现出具有极佳美学效果的均匀直线扭转形状。2.根据权利要求1所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的塔柱(4)由多节桁架加劲塔柱段(41)以及多节普通加劲塔柱段(42)组成，多节桁架加劲塔柱段(41)以及多节普通加劲塔柱段(42)呈上下一一交替状设置，每一节桁架加劲塔柱段(41)和普通加劲塔柱段(42)均为钢壳混凝土组合结构。3.根据权利要求2所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的桁架加劲塔柱段(41)包括塔柱外钢壳(401)、塔柱内钢壳(402)、竖向普通加劲肋(405)、塔柱竖向钢筋(406),塔柱水平钢筋(407)、塔柱微膨胀混凝土(408)、竖向加劲桁架(412)和水平加劲桁架(413)，所述的塔柱外钢壳(401)、塔柱内钢壳(402)均为钢板，塔柱外钢壳(401)位于桁架加劲塔柱段(41)的外侧，塔柱内钢壳(402)位于桁架加劲塔柱段(41)的内侧，塔柱外钢壳(401)和塔柱内钢壳(402)构成桁架加劲塔柱段(41)的钢壳体，所述的竖向普通加劲肋(405),塔柱竖向钢筋(406)、塔柱水平钢筋(407)、塔柱微膨胀混凝土 (408)、竖向加劲桁架(412)和水平加劲桁架(413)均内置在桁架加劲塔柱段(41)的钢壳体内，竖向普通加劲肋(405)为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与桁架加劲塔柱段(41)的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，所述的塔柱竖向钢筋(406)竖向穿插水平加劲桁架(413)，所述的塔柱水平钢筋(407)水平穿插竖向加紧桁架(412)和竖向普通加劲肋(405)，所述的竖向加劲桁架(412)竖向设置在塔柱(4)的转角位置处，所述的水平加劲桁架(413)水平设置，所述的塔柱微膨胀混凝土(408)浇筑在桁架加劲塔柱段(41)的钢壳体内。4.根据权利要求3所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的竖向加劲桁架(412)由竖向桁架加劲肋(410)和竖向桁架腹杆(411)组成，所述的水平加劲桁架(413)由水平桁架加劲肋(403)和水平桁架腹杆(404)组成，其中，水平桁架加劲肋(403)、竖向桁架加劲肋(410)均为钢板，水平桁架腹杆(404)、竖向桁架腹杆(411)均为等边角钢，水平桁架腹杆(404)的两端分别与两侧的水平桁架加劲肋(403)相焊接，竖向桁架腹杆(411)的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋(410)相焊接，水平加劲桁架(413)的两侧分别与两侧的竖向桁架加劲肋(410)相焊接。5.根据权利要求2所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的普通加劲塔柱段(42)包括塔柱外钢壳(401)、塔柱内钢壳(402)、竖向普通加劲肋(405)、塔柱竖向钢筋(406)、塔柱水平钢筋(407)、塔柱微膨胀混凝土 (408)、水平普通加劲肋(409)和竖向加劲桁架(412)，所述的塔柱外钢壳(401)、塔柱内钢壳(402)均为钢板，塔柱外钢壳(401)位于普通加劲塔柱段(42)的外侧，塔柱内钢壳(402)位于普通加劲塔柱段(42)的内侧，塔柱外钢壳(401)和塔柱内钢壳(402)构成普通加劲塔柱段(42)的钢壳体，所述的竖向普通加劲肋(405),塔柱竖向钢筋(406)、塔柱水平钢筋(407)、塔柱微膨胀混凝土 (408)、水平普通加劲肋(409)和竖向加劲桁架(412)均内置在普通加劲塔柱段(42)的钢壳体内，其中，水平普通加劲肋(409))和竖向普通加劲肋(405)均为钢板，所有加劲肋均为空间平面，所有加劲肋均与普通加劲塔柱段(42)的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，所述的塔柱竖向钢筋(406)竖向穿插水平普通加劲肋(409)，所述的塔柱水平钢筋(407)水平穿插竖向加紧桁架(412)和竖向普通加劲肋(405)，所述的塔柱微膨胀混凝土 (408)浇筑在普通加劲塔柱段(42)的钢壳体内。6.根据权利要求5所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的竖向加劲桁架(412)由竖向桁架加劲肋(410)和竖向桁架腹杆(411)组成，其中，竖向桁架加劲肋(410)为钢板，竖向桁架加劲肋(410)竖向焊接在普通加劲塔柱段(42)的钢壳体内，竖向桁架腹杆(411)为等边角钢，竖向桁架腹杆(411)的两端分别与两侧的竖向桁架加劲肋(410)相焊接。7.根据权利要求1所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的塔顶融合段(5)为钢壳混凝土组合结构，塔顶融合段(5)包括塔顶融合段外钢壳(501)、塔顶融合段内隔板(502)、塔顶融合段竖向加劲肋(503)、塔顶融合段微膨胀混凝土 (504)和塔顶融合段人洞(505)，所述的塔顶融合段外钢壳(501)为钢板围成的两个菱形部分重合所形成的多边形外壳，所述的塔顶融合段内隔板(502)、塔顶融合段竖向加劲肋(503)、塔顶融合段微膨胀混凝土(504)和塔顶融合段人洞(505)均位于塔顶融合段外钢壳(501)内，塔顶融合段外钢壳(501)、塔顶融合段内隔板(502)和塔顶融合段竖向加劲肋(503)均为钢板，塔顶融合段内隔板(502)为交错设置的多块竖板，多块塔顶融合段内隔板(502)之间相互焊接，并且与塔顶融合段外钢壳(501)相焊接，塔顶融合段竖向加劲肋(503)与对应的塔顶融合段外钢壳(501)和塔顶融合段内隔板(502)相焊接，所述的塔顶融合段微膨胀混凝土 (504)浇筑在塔顶融合段外钢壳(501)内，所述的塔顶融合段人洞(505)为塔顶融合段内隔板(502)所围成的空洞。8.根据权利要求1所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的斜顶塔冠(6)为钢壳结构，斜顶塔冠(6)为两个对称的45°斜面形成的中间夹角为90°角的V字形。9.根据权利要求1所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述下横梁(7)由多节桁架加劲下横梁段(71)以及多节普通加劲下横梁段(72)组成，多节桁架加劲下横梁段(71)以及多节普通加劲下横梁段(72)呈左右一一交替状设置，每一节桁架加劲下横梁段(71)和普通加劲下横梁段(72)均为顶边底边水平、侧面棱角外凸的横断面为六边形的钢壳混凝土组合结构。10.根据权利要求9所述的空间扭转曲面A型桥梁索塔，其特征在于:所述的桁架加劲下横梁段(71)包括下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)、下横梁桁架加劲肋(703)、下横梁桁架腹杆(704)、下横梁纵向加劲肋(705)、下横梁纵向钢筋(706)、下横梁横向钢筋(707)和下横梁微膨胀混凝土 (708)，所述的下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)、下横梁桁架加劲肋(703)和下横梁纵向加劲肋(705)均为钢板，下横梁外钢壳(701)位于桁架加劲下横梁段(71)的外侧，下横梁内钢壳(702)位于桁架加劲下横梁段(71)的内侧，下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)构成桁架加劲下横梁段(71)的钢壳体，所述的下横梁桁架加劲肋(703)、下横梁桁架腹杆(704)、下横梁纵向加劲肋(705)、下横梁纵向钢筋(706)、下横梁横向钢筋(707)和下横梁微膨胀混凝土 (708)均内置在桁架加劲下横梁段(71)的钢壳体内，其中，下横梁桁架加劲肋(703)和下横梁纵向加劲肋(705)均为平面，所有加劲肋均与桁架加劲下横梁段(71)的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁桁架腹杆(704)两端分别与两侧的下横梁桁架加劲肋(703)相焊接，下横梁纵向钢筋(706)穿插下横梁桁架加劲肋(703)，下横梁横向钢筋(707)穿插下横梁纵向加劲肋(705)，所述的下横梁微膨胀混凝土 (708)浇筑在桁架加劲下横梁段(71)的钢壳体内；所述的普通加劲下横梁段(72)包括下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)、下横梁纵向加劲肋(705)、下横梁纵向钢筋(706)、下横梁横向钢筋(707)、下横梁微膨胀混凝土 (708)和下横梁横向普通加劲肋(709)，所述的下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)、下横梁纵向加劲肋(705)和下横梁横向普通加劲肋(709)均为钢板，下横梁外钢壳(701)位于普通加劲下横梁段(72)的外侧，下横梁内钢壳(702)位于普通加劲下横梁段(72)的内侧，下横梁外钢壳(701)、下横梁内钢壳(702)构成普通加劲下横梁段(72)的钢壳体，所述的下横梁纵向加劲肋(705)、下横梁纵向钢筋(706)、下横梁横向钢筋(707)、下横梁微膨胀混凝土 (708)和下横梁横向普通加劲肋(709)均内置在普通加劲下横梁段(72)的钢壳体内，其中，下横梁纵向加劲肋(705)和和下横梁横向普通加劲肋(709)均为平面，所有加劲肋均与普通加劲下横梁段(72)的钢壳体相焊接，焊缝均为直线，下横梁纵向钢筋(706)穿插下横梁横向普通加劲肋(709)，下横梁横向钢筋(707)穿插下横梁纵向加劲肋(705)，所述的下横梁微膨胀混凝土 (708)浇筑在普通加劲下横梁段(72)的钢壳体内。
【文档编号】E01D19/14GK205576741SQ201620366111
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】梁立农, 马玉全, 万志勇, 孙向东, 徐德志, 罗旭东, 蒋娜芳, 武建中
【申请人】广东省交通规划设计研究院股份有限公司