[发明专利]一种钢桥塔-组合结构桥塔过渡段构造及施工方法

说明书

本发明公开了一种钢桥塔‑组合结构桥塔过渡段构造及施工方法，该构造包括钢结构的上塔柱，钢‑混凝土组合结构的下塔柱，中塔柱，承压钢板及加劲肋。中塔柱包括设于外周的过渡段外壁板，设于内圈的过渡段内壁板，以及过渡段加劲肋。所述过渡段内壁板之间通过设有过渡段钢隔板隔离成多个格室，格室内填充有混凝土。中塔柱分为第一过渡段和第二过渡段，第一过渡段横截面在竖直方向不变，与上塔柱底部横截面相适配，第二过渡段横截面的内圈在竖直方向上逐渐扩大，直至到达底部时与下塔柱横截面向适配。本发明的过渡段构造，通过中塔柱的渐变横截面构造，实现了实现钢桥塔和钢‑混凝土组合结构桥塔的连接，结构受力合理、传力路径明确。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，更具体地，涉及一种钢桥塔-组合结构桥塔过渡段构造及施工方法。

背景技术

随着大跨径桥梁工程的发展应用，对桥梁桥塔结构的受力性能提出了更高的要求，针对大跨径桥梁适宜桥塔的结构设计还需要开展创新型研究。根据截面形式对常见的桥塔结构进行划分，可以分为：混凝土桥塔、钢桥塔和钢-混凝土组合结构桥塔。其中，钢-混凝土组合结构桥塔是指在钢塔内浇筑混凝土，并通过连接件将钢与混凝土结合在一起，使钢与混凝土形成整体、共同受力。钢-混凝土组合结构桥塔利用钢壁板对核心混凝土的约束作用，使混凝土的强度得以提高，进而改善了结构的塑性和韧性性能。同时，核心混凝土可以对钢壁板起到良好的支承作用，提高钢塔壁抵抗局部失稳的能力。此外，钢壁板还可以作为混凝土的施工模板，节省模板费用，加快施工进度。

在结构体系方面，桥塔结构也有发展和创新。将上述三种截面形式的桥塔在高度方向进行组合就形成了混合结构桥塔。其中，钢塔-混凝土塔混合结构桥塔已经在工程中得到了应用，其上塔柱采用钢结构，下塔柱采用钢筋混凝土结构，充分发挥了钢桥塔易于拉索锚固的施工以及混凝土桥塔承载力和刚度较大等各自优势，满足了对桥塔力学性能、工程质量和工程造价的综合需求。

随着桥梁工程的不断发展，由钢桥塔和组合结构桥塔形成的混合结构桥塔也开始在工程中得到应用。其下塔柱采用钢-混凝土组合结构，可以进一步发挥结构构造以及受力性能的优势。不同于钢塔和混凝土塔的结合，钢塔和组合结构桥塔的结合必须考虑钢结构在截面形式上的过渡。通常，钢桥塔由外部钢壳和内部腹板构成，而组合结构桥塔往往采用中空截面，由内外钢壁板形成混凝土的浇筑空间。两者的钢结构在截面形式上通常并不相同。需要设置过渡节段使两种截面形式进行平稳过渡，且将结构的受力模型由纯钢结构受力转化为钢和混凝土共同受力。

因此，有必要提出一种能够使钢塔和钢-混凝土组合结构桥塔有效结合，且实现截面构造和受力形式平稳过渡的钢桥塔-组合结构桥塔结合段构造。

发明内容

针对现有技术的钢塔和组合结构桥塔无法进行平稳过渡，本发明提供一种钢桥塔-组合结构桥塔过渡段构造以解决此类问题。

为实现上述目的，本发明提供一种钢桥塔-组合结构桥塔过渡段构造，包括：设于顶部的上塔柱，其为钢结构；设于底部的下塔柱，其为钢-混凝土组合结构；设于中部的中塔柱，包括：设于外周的过渡段外壁板，设于内圈的过渡段内壁板，所述过渡段内壁板之间通过设有过渡段钢隔板隔离成多个格室，格室内填充有混凝土；固定设于中塔柱顶部的承压钢板，其顶部与上塔柱底部固定连接；以及加劲肋，其为条状加强件，沿轴向延伸，包括侧边分别固定于上塔柱内的钢塔段加劲肋、中塔柱内的过渡段加劲肋、下塔柱内的混合段加劲肋；所述中塔柱分为第一过渡段和第二过渡段，其中第一过渡段横截面在竖直方向不变，与上塔柱底部横截面相适配；所述第二过渡段横截面的内圈在竖直方向上逐渐扩大，直至到达底部时与下塔柱横截面向适配；通过中塔柱的渐变横截面构造，实现了实现钢桥塔和钢-混凝土组合结构桥塔平稳过渡，将结构的受力模型由纯钢结构受力转化为钢和混凝土共同受力。

进一步地，所述承压钢板开有浇筑孔和出气口，底部固定设有多组焊钉，所述焊钉在浇筑混凝土后形成第二钢-混凝土连接件，使承压钢板与混凝土连接紧密，从而与中塔柱的过渡段外壁板、过渡段内壁板形成一个钢壳-混凝土组合结构。