專利名稱：斜拉橋的空間曲面索塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，特別涉及斜拉橋的空間曲面索塔。
背景技術(shù)：
斜拉橋是現(xiàn)代大跨橋梁的重要的結(jié)構(gòu)形式，適用于在跨越峽谷、海灣、大江、大河等不易修筑橋墩的地方架設(shè)；斜拉索橋由拉索、索塔、主梁和橋面組成，橋面荷載經(jīng)主梁傳給拉索、再由拉索傳到索塔?，F(xiàn)有技術(shù)中，斜拉橋的索塔大致分為A型塔、H型塔和獨(dú)柱塔三種類型，以及在此基礎(chǔ)上的變異構(gòu)型，均屬于平面結(jié)構(gòu)，雖然造型簡潔，施工較方便，但平面結(jié)構(gòu)造型的索塔，其承載能力通常不取決于索塔材料強(qiáng)度，而是由索塔面內(nèi)外的穩(wěn)定性決定，故平面結(jié)構(gòu)造型的索塔沿縱橋向和橫橋向的斷面尺寸通常需要很大，由于索塔自身截面尺寸過大將導(dǎo)致耗材高(自重大)、侵占橋梁凈寬和欠美觀的缺陷，并且傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的索塔外形単一，不具有藝術(shù)特性。因此，在適宜條件下宜對(duì)現(xiàn)有斜拉橋的索塔空間構(gòu)型進(jìn)行改進(jìn)，使其在具有足夠面內(nèi)外穩(wěn)定性的同時(shí)，又能減小索塔自身截面尺寸，以降低材料用量，減小自重，減少索塔對(duì)橋梁使用凈空的侵占，并賦予索塔空間曲面特有的美觀和更豐富的自主藝術(shù)造型。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)斜拉橋提供一種空間曲面索塔，使索塔在具有足夠面內(nèi)外穩(wěn)定性的同時(shí)，又能減小索塔自身截面尺寸，以降低材料用量，減小自重，減少索塔對(duì)橋梁使用凈空的侵占，并賦予索塔空間曲面特有的美觀和更豐富的自主藝術(shù)造型。本發(fā)明的斜拉橋的空間曲面索塔，包括索塔基座和分列于橋梁橫向兩側(cè)的兩組索塔體，索塔體由兩個(gè)支腿組成，兩個(gè)支腿的腿腳沿橋梁縱向和橫向均錯(cuò)開且上部固連成整體使整個(gè)索塔體形成的空間扭曲面結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步，每組索塔體的兩個(gè)支腿之間共用同一索塔基座；進(jìn)ー步，用干支撐兩組索塔體的索塔基座位于水面常規(guī)水位以下，兩組索塔體橫向和縱向投影均為由兩個(gè)支腿組成的柳葉形；進(jìn)ー步，每組索塔體的兩個(gè)支腿均位于柳葉形結(jié)構(gòu)頂部固定連接，用于對(duì)橋梁的斜拉索進(jìn)行錨固的位置位于兩個(gè)支腿上部固連成整體處；進(jìn)ー步，兩組索塔體的支腿腿腳對(duì)應(yīng)位于同一橫向平面，兩組索塔體塔頂分別向縱向兩側(cè)傾斜；進(jìn)ー步，索塔體兩側(cè)的斜拉索之間呈豎排錯(cuò)位布置，并使斜拉索錯(cuò)位布置產(chǎn)生的扭矩與索塔空間扭曲面的扭曲方向相反。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的斜拉橋的空間曲面索塔，采用索塔體代替現(xiàn)有的索塔結(jié)構(gòu)，索塔體即為設(shè)有沿橋面縱向及橫向均相互錯(cuò)開且相互之間固定連接的兩個(gè)支腿，具有較好的承受彎矩和承受縱向和橫向剪力能力，空間曲面索塔既具有足夠的面內(nèi)穩(wěn)定性，又能夠具有足夠的面外穩(wěn)定性，在橋面橫向以及縱向均實(shí)現(xiàn)支撐，以保證整個(gè)索塔的穩(wěn)定性，索塔本身不存在傾倒的風(fēng)險(xiǎn)，因而能夠保證橋梁整體的穩(wěn)定性；在施工方面，本發(fā)明也比傳統(tǒng)的矩形截面索塔簡便，材料用量降低較多，且不需施工橫向聯(lián)系，降低成本并可縮短エ期；本發(fā)明不占用橋面的上部空間，索塔設(shè)計(jì)也不需考慮橋面通行條件，在橋梁中占據(jù)的空間位置明顯減小，有利于橋梁凈空的布置，并且整體具有較美觀的外形。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。圖I為本發(fā)明橋梁結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明索塔體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2沿A向視圖；圖4為圖3沿B向視圖；圖5為拉索布置圖。
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明橋梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明索塔體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2沿A向視圖，圖4為圖3沿B向視圖，圖5為拉索布置圖，如圖所示，本實(shí)施例的斜拉橋的空間曲面索塔，包括索塔基座3和分列于橋梁I橫向兩側(cè)的兩組索塔體,如圖所示,分別為索塔體4和索塔體5 ;索塔體由兩個(gè)支腿組成，兩個(gè)支腿的腿腳沿橋梁縱向和橫向均錯(cuò)開且上部固連成整體使整個(gè)索塔體形成的空間扭曲面結(jié)構(gòu)；如圖所示，索塔體4由支腿41和支腿42構(gòu)成，索塔體5由支腿51和支腿52構(gòu)成,縱向和橫向錯(cuò)開，形成立體支撐結(jié)構(gòu)，使得姆個(gè)索塔體均有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生傾倒；因而不需在兩組索塔體之間設(shè)置橫向聯(lián)系；兩組索塔體分別通過對(duì)應(yīng)的拉索2施拉カ于橋面I ;拉索2的施工及結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，在此不再贅述；索塔基座的施工也屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；與現(xiàn)有技術(shù)相同的是，索塔體兩支腿用于與橋梁結(jié)構(gòu)剛結(jié)并在其下豎直延伸與橋梁索塔基礎(chǔ)相聯(lián)結(jié)。本實(shí)施例中，每組索塔體的兩個(gè)支腿之間共用同一索塔基座，如圖所示，索塔體4和索塔體5的支腿之間以及索塔體4和索塔體5均共用同一索塔基座；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，施工簡便；索塔基座3可以采用由橋墩方式施工，也可以根據(jù)環(huán)境情況直接施工索塔基座。本實(shí)施例中，用于支撐索塔體4和索塔體5的索塔基座3位于水面常規(guī)水位以下，索塔體4和索塔體5橫向和縱向投影均為由兩個(gè)支腿組成的柳葉形，形成空間曲面索塔結(jié)構(gòu)，柳葉形狀即是指頂部尖井向下逐漸圓滑過渡的柳葉形狀；本結(jié)構(gòu)使索塔基座3位于水下，而使柳葉形結(jié)構(gòu)的索塔體4和索塔體5外露，使整體橋梁結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)美觀；柳葉形結(jié)構(gòu)為圓滑曲面結(jié)構(gòu)，利于分散承受壓力、扭矩和剪切力，提高其整體穩(wěn)定性；如圖所示，索塔體立面造型為中下部豎向挖空倒置的柳葉狀薄壁塔；索塔體的兩薄壁支腿沿橋梁I橫向縱向岔開并在橋梁處分別位于人行道兩側(cè)邊緣，使索塔體的中上部形成自然的空間扭曲面，索塔體兩薄壁支腿與橋梁結(jié)構(gòu)剛結(jié)并在其下豎直延伸與索塔基座3相聯(lián)結(jié)；斜拉索2錨固于所述索塔體上部整體空間扭曲面區(qū)域；針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橋面布置，兩個(gè)索塔體分別設(shè)置在橋梁兩邊的人行道位置，行車道上方的ニ索塔體之間無需設(shè)置橫向聯(lián)系；兩個(gè)索塔體在立面上可以設(shè)置成不同的傾斜角度以滿足特定的橋梁景觀造型需要。
本實(shí)施例中，每組索塔體每組索塔體(索塔體4和索塔體5的任意組)的兩個(gè)支腿均位于柳葉形結(jié)構(gòu)頂部固定連接，用于對(duì)橋梁I的斜拉索2進(jìn)行錨固的位置位于兩個(gè)支腿上部固連成整體處；柳葉形結(jié)構(gòu)頂部形成的兩個(gè)支腿的固定連接處具有足夠的豎向空間，用于連接拉索，避免支腿単獨(dú)承受拉索的拉力，進(jìn)ー步利于證整體穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，索塔體4和索塔體5的塔腳位于同一橫向平面，索塔體4和索塔體5的塔頂分別向縱向兩側(cè)傾斜，橫向投影兩組索塔體形成較為協(xié)調(diào)的花瓣結(jié)構(gòu)，縱向是指橋梁縱向，橫向是指橋梁的橫向，整體較為美觀，同時(shí)，利于承受拉所產(chǎn)生的反作用力。本實(shí)施例中，索塔體(索塔體4和索塔體5)兩側(cè)的斜拉索之間呈豎排錯(cuò)位布置，并使斜拉索錯(cuò)位布置產(chǎn)生的扭矩與索塔空間扭曲面的扭曲方向相反，則索塔體兩側(cè)與拉索的連接點(diǎn)之間沿橫向錯(cuò)位，錯(cuò)位方向使得拉索形成的力矩對(duì)支腿形成拉カ，圖5所示，斜拉索2和斜拉索21為索塔體兩側(cè)的拉索，橫向錯(cuò)位使得該拉カ能夠部分抵消拉索對(duì)與索塔體的支腿施加的壓力，也就是形成反方向カ矩，有利于索塔體的抗扭穩(wěn)定性。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗g和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于包括索塔基座和分列于橋梁橫向兩側(cè)的兩組索塔體，索塔體由兩個(gè)支腿組成，兩個(gè)支腿的腿腳沿橋梁縱向和橫向均錯(cuò)開且上部固連成整體使整個(gè)索塔體形成的空間扭曲面結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于每組索塔體的兩個(gè)支腿之間共用同一索塔基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于用干支撐兩組索塔體的索塔基座位于水面常規(guī)水位以下，兩組索塔體橫向和縱向投影均為由兩個(gè)支腿組成的柳葉形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于每組索塔體的兩個(gè)支腿均位于柳葉形結(jié)構(gòu)頂部固定連接，用于對(duì)橋梁的斜拉索進(jìn)行錨固的位置位于兩個(gè)支腿上部固連成整體處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于兩組索塔體的支腿腿腳對(duì)應(yīng)位于同一橫向平面，兩組索塔體塔頂分別向縱向兩側(cè)傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斜拉橋的空間曲面索塔，其特征在于索塔體兩側(cè)的拉索之間呈豎排錯(cuò)位布置，并使斜拉索錯(cuò)位布置產(chǎn)生的扭矩與索塔空間扭曲面的扭曲方向相反。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種斜拉橋的空間曲面索塔，包括索塔基座和分列于橋梁橫向兩側(cè)的兩組索塔體，索塔體由兩個(gè)支腿組成，兩個(gè)支腿的腿腳沿橋梁縱向和橫向均錯(cuò)開且上部固連成整體使整個(gè)索塔體形成的空間扭曲面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有較好的承受彎矩和承受縱向和橫向剪力能力，既具有足夠的面內(nèi)穩(wěn)定性，又能夠具有足夠的面外穩(wěn)定性，在橋面橫向以及縱向均實(shí)現(xiàn)支撐，以保證整個(gè)索塔的穩(wěn)定性，索塔本身不存在傾倒的風(fēng)險(xiǎn)；本發(fā)明在施工方面也比傳統(tǒng)的矩形截面索塔簡便，材料用量降低較多，且不需施工橫向聯(lián)系，降低成本并可縮短工期；本發(fā)明不占用橋面的上部空間，索塔設(shè)計(jì)也不需考慮橋面通行條件，并且整體具有較美觀的外形。
文檔編號(hào)E01D19/14GK102644241SQ20121010074
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者張煥新, 王中文, 郭波 申請(qǐng)人:廣東省長大公路工程有限公司