一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造
阅读说明：本技术 一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造 (Steel tower and steel shell concrete combined tower combined section structure of hybrid tower ) 是由 梁立农 张旸 宁立 刘明慧 卢绍鸿 陈焕煜 肖杰 唐清东 曲宛桐 孙洋 于 2021-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造,包括承压隔板,承压隔板横向设置在上塔柱为钢塔和下塔柱为钢壳混凝土组合塔交界位置,下塔柱和上塔柱外塔壁和内塔壁各自上下延伸连为一体,承压隔板位于外塔壁和内塔壁之间,承压隔板的内边沿和外边沿分别与内塔壁和外塔壁连接,承压隔板上表面和上塔柱内、外塔壁上竖向肋的下端连接,承压隔板下表面与下塔柱内、外塔壁上竖向肋的上端连接,承压隔板开有混凝土浇筑孔。本发明结合段内、外塔壁和分仓钢板贯通连续,使上塔柱的塔壁力流连续传递至下塔柱的钢壳,本发明使用承压隔板,传力效果好,可解决钢塔与钢壳混凝土组合塔的构造过渡和传力问题,保证结构合理性和安全可靠性。(The invention discloses a combined section structure of a steel tower and a steel shell concrete combined tower of a hybrid tower, which comprises a pressure-bearing partition plate, wherein the pressure-bearing partition plate is transversely arranged at the junction position of an upper tower column, namely the steel tower, and a lower tower column, namely the steel shell concrete combined tower, the outer tower wall and the inner tower wall of the lower tower column and the upper tower column respectively extend up and down to be connected into a whole, the pressure-bearing partition plate is positioned between the outer tower wall and the inner tower wall, the inner edge and the outer edge of the pressure-bearing partition plate are respectively connected with the inner tower wall and the outer tower wall, the upper surface of the pressure-bearing partition plate is connected with the lower ends of vertical ribs on the inner tower wall and the outer tower wall of the upper tower column, the lower surface of the pressure-bearing partition plate is connected with the upper ends of vertical ribs on the inner tower column wall and the outer tower wall of the lower tower column, and the pressure-bearing partition plate is provided with concrete pouring holes. The combined section has continuous through between the inner tower wall, the outer tower wall and the bin-dividing steel plate, so that the force flow of the tower wall of the upper tower column is continuously transmitted to the steel shell of the lower tower column.)
技术领域
本发明属于缆索承重桥梁主塔结构设计技术，特别涉及一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造，可实现钢塔向钢壳混凝土组合塔的过渡。
背景技术
随着缆索承重桥梁技术的发展，主塔结构形式越来越多。常见的主塔结构形式有混凝土结构主塔、钢结构主塔、钢-混凝土混合结构主塔和钢壳混凝土结构主塔等，以上各种主塔结构形式均有其具体应用情况，其中，钢壳混凝土结构主塔(钢壳混凝土组合塔)和钢结构主塔(钢塔)通常应用于以下情况：(1)主塔外形较为复杂；(2)采用混凝土塔的模板难以重复使用；(3)对塔的外观质量要求很高；(4)对塔壁的抗裂性和耐久性要求很高；(5)对塔的施工工期要求很短。当主塔的下塔柱内力很大，采用钢塔的钢板很厚时，则承载力高的钢壳混凝土组合塔比钢塔更为优越，它可以减小板厚，降低加工难度，节约造价，而当上塔柱为解决随着造型尺度的增加而造成结构自重增加的问题或为适应如斜拉桥主塔上塔柱受力需求减小，采用钢塔结构更为合适。
因此，如何提供一种施工和使用性能优越、能融合美学外观与力学要求的桥梁结构主塔设计形式，是目前本行业亟待解决的技术难题。为了解决该技术难题，上塔柱为钢塔、下塔柱为钢壳混凝土组合塔的混合塔结构形式开始兴起，而钢塔和钢壳混凝土组合塔的结合段构造设计至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、施工成本低、传力效果好、安全可靠的混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造。
本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造，其特征在于，它包括承压隔板，所述承压隔板横向设置在上塔柱为钢塔和下塔柱为钢壳混凝土组合塔的交界位置，所述下塔柱和上塔柱的外塔壁和内塔壁各自上下延伸连为一体，所述承压隔板位于外塔壁和内塔壁之间，所述承压隔板的内边沿和外边沿分别与内塔壁和外塔壁连接，所述承压隔板的上表面和钢塔内、外塔壁上的竖向肋的下端连接，所述承压隔板的下表面与钢壳混凝土组合塔内、外塔壁上的竖向肋的上端连接，在所述承压隔板上开有混凝土浇筑孔。
本发明在采用上塔柱为钢塔、下塔柱为钢壳混凝土组合塔的混合塔结构形式的基础上，钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段内、外塔壁和分仓钢板贯通连续，保证了钢塔的塔壁力流能够连续传递至钢壳混凝土段组合塔的钢壳，本发明使用承压隔板，通过钢塔的竖向肋及其翼缘将钢塔中竖板(包括外塔壁、内塔壁和分仓钢板)的部分内力传递至承压隔板，再将内力以压应力形式传递至混凝土内，因此本发明传力效果好，可以有效解决钢塔与钢壳混凝土组合塔之间的构造过渡和传力问题，保证结构的合理性和安全可靠性。
本发明所述钢塔内塔壁上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔内塔壁上的竖向肋上下相对应，所述钢塔外塔壁上的竖向肋和所述钢壳混凝土组合塔外塔壁上的竖向肋上下相对应，竖向肋中心对齐以保证力流的连续性。
本发明所述钢塔内、外塔壁上的竖向肋靠近承压隔板的部位自上而下逐渐增高为变高竖向肋，所述变高竖向肋上有翼缘，所述钢壳混凝土组合塔内、外塔壁上的竖向肋靠近承压隔板的部位自下而上逐渐增高为变高竖向肋，所述钢塔的变高竖向肋及其翼缘的高度与所述钢壳混凝土组合塔的变高竖向肋的高度相同。
本发明所述上塔柱和下塔柱内有竖向的分仓钢板，所述上塔柱和下塔柱内的分仓钢板上下相对应，在所述分仓钢板上设有竖向肋，所述上塔柱内分仓钢板上的竖向肋和下塔柱内分仓钢板上的竖向肋上下相对应，且所述上塔柱内分仓钢板上的竖向肋靠近承压隔板的部位自上而下逐渐增高为变高竖向肋，所述变高竖向肋上有翼缘，所述下塔柱内分仓钢板上的竖向肋靠近承压隔板的部位自下而上逐渐增高为变高竖向肋，所述上塔柱内分仓钢板上的变高竖向肋及其翼缘的高度和所述下塔柱内分仓钢板上的变高竖向肋的高度相同；所述上塔柱内分仓钢板及其竖向肋的下端与所述承压隔板的上表面连接，所述下塔柱内分仓钢板及其竖向肋的上端与所述承压隔板的下表面连接。
本发明在所述承压隔板的下表面上、所述钢壳混凝土组合塔的外塔壁内表面和内塔壁外表面以及所述下塔柱内的分仓钢板上均设有剪力钉，所述钢壳混凝土组合塔的变高竖向肋以及所述下塔柱内分仓钢板上的变高竖向肋均开孔并在孔中穿有钢筋，使得钢塔的竖向肋、钢壳混凝土组合塔的竖向肋及钢筋构成PBL剪力键。在承压隔板与混凝土接触的下表面及钢壳混凝土组合塔的塔壁上设置剪力钉，配合承压隔板、穿钢筋的竖向肋协同将钢塔内力均匀传递至混凝土，避免混凝土局部应力过大或脱空，保证钢壳与混凝土受力的协同性。
本发明所述混凝土浇筑孔的孔沿具有向上弯折的折边，在浇筑混凝土之前，该折边作为承压隔板的加劲肋，可保证承压隔板的刚度及节段整体完整性，在浇筑混凝土时可超浇筑，该折边有助于通过超浇筑形成的压力差使得承压隔板以下的气泡排出，增加混凝土浇筑密实度。
本发明在所述承压隔板的边角位置开有振捣孔。
本发明在所述承压隔板上开有若干排气孔，所述排气孔靠近外塔壁、内塔壁或者分仓钢板。
本发明所述钢塔的变高竖向肋的翼缘上部宽度一致，下部为燕尾形。
本发明所述承压隔板的厚度是20mm～50mm。
本发明在所述承压隔板的下方设有多层钢筋网架，所述钢筋网架与钢筋相搭接形成网格骨架结构，一方面利用网架钢筋加强混凝土表面的防裂能力，另一方面将承压隔板的压应力和通过PBL剪力键传来的应力传递至深层混凝土中，更好地保证混凝土的均匀受力。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
(1)本发明在采用上塔柱为钢塔、下塔柱为钢壳混凝土组合塔的混合塔结构形式的基础上，钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段内外壁和分仓钢板贯通连续，保证了钢塔的塔壁力流能够连续传递至钢壳混凝土段组合塔的钢壳，本发明使用承压隔板，通过钢塔的竖向肋及其翼缘将钢塔中竖板的部分内力传递至承压隔板，再将内力以压应力形式传递至混凝土内，因此，本发明传力效果好，可以有效解决钢塔与钢壳混凝土组合塔之间的构造过渡和传力问题，保证结构的合理性和安全可靠性。
(2)本发明承压隔板上方的钢塔内以变高度T肋、下方的组合塔内以变高度PBL板肋焊接在承压隔板上，钢塔中竖板的部分内力通过变高度T肋、承压隔板和隔板下的变高度PBL板肋及竖板上的剪力钉扩散至混凝土内，可将主塔钢结构的荷载尽快扩散至混凝土内。
(3)本发明钢塔的竖向肋和钢壳混凝土组合塔的竖向肋中心对齐以保证力流的连续性。
(4)本发明在承压隔板与混凝土接触的下表面及钢壳混凝土组合塔的塔壁上设置剪力钉，配合承压隔板、穿钢筋的竖向肋协同将钢塔内力均匀传递至混凝土，避免混凝土局部应力过大或脱空，保证钢壳与混凝土受力的协同性。
(5)本发明混凝土浇筑孔的孔沿具有向上弯折的折边，在浇筑混凝土之前，该折边作为承压隔板的加劲肋，可保证承压隔板的刚度及节段整体完整性，在浇筑混凝土时可超浇筑，该折边有助于通过超浇筑形成的压力差使得承压隔板以下的气泡排出，增加混凝土浇筑密实度。
(6)本发明在承压隔板的下方设有多层钢筋网架，钢筋网架与钢筋相搭接形成网格骨架结构，一方面利用网架钢筋加强混凝土表面的防裂能力，另一方面将承压隔板的压应力和通过PBL剪力键传来的应力传递至深层混凝土中，更好地保证混凝土的均匀受力。
(7)本发明应用于钢塔和钢壳混凝土组合塔的混合塔结构中，可实现缆索承重桥梁如斜拉桥、悬索桥等主塔结构的造型多样性，为城市景观桥梁提供更多的选择和思路，且本发明结构简单、施工成本低，实用性强，适于广泛推广和使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的钢塔靠近承压隔板部位的横截面示意图；
图2是本发明的上塔柱和下塔柱交界位置的竖向截面示意图之一；
图3是本发明的上塔柱和下塔柱交界位置的竖向截面示意图之二；
图4是本发明的下塔柱网格骨架结构示意图。
具体实施方式
如图1～4所示，是本发明一种混合塔的钢塔与钢壳混凝土组合塔的结合段构造，它包括厚度为20mm～50mm的承压隔板1，承压隔板1横向设置在上塔柱为钢塔2和下塔柱为钢壳混凝土组合塔3的交界位置，下塔柱和上塔柱的外塔壁4上下延伸连为一体，下塔柱和上塔柱的内塔壁5上下延伸连为一体(内塔壁围成的中心空腔通常为电梯和爬梯空间)，下塔柱和上塔柱的分仓钢板6(根据外塔壁4和内塔壁5之间的空间大小和形状由分仓钢板6分隔成若干个仓室)上下相对应，即钢塔2与钢壳混凝土组合塔3的外塔壁4、内塔壁5和分仓钢板6连续贯通。承压隔板1的内边沿与内塔壁5焊接，承压隔板1的外边沿与外塔壁6焊接，上塔柱内的分仓钢板下端与承压隔板1焊接，下塔柱内的分仓钢板上端与承压隔板1焊接。
在钢塔2和钢壳混凝土组合塔3的外塔壁4、内塔壁5以及分仓钢板6上均设有竖向肋7，钢塔2的外塔壁4上的竖向肋7和钢壳混凝土组合塔3的外塔壁4上的竖向肋7上下相对应，钢塔2的内塔壁5上的竖向肋7和钢壳混凝土组合塔3的内塔壁5上的竖向肋7上下相对应，钢塔2内分仓钢板6上的竖向肋7和钢壳混凝土组合塔3内分仓钢板6上的竖向肋7上下相对应，竖向肋中心对齐以保证力流的连续性。钢塔2的外塔壁4、内塔壁5和分仓钢板6上的竖向肋7靠近承压隔板1的部位自上而下逐渐增高为变高竖向肋9，变高竖向肋9上有翼缘8，翼缘8的上部宽度一致，下部为燕尾形，变高竖向肋9及其翼缘8的下端焊接在承压隔板1的上表面上。钢壳混凝土组合塔3的外塔壁4、内塔壁5和分仓钢板6上的竖向肋7靠近承压隔板1的部位自下而上逐渐增高为变高竖向肋9，该变高竖向肋9的上端焊接在承压隔板1的下表面上。钢塔2内的变高竖向肋9及翼缘8的高度与钢壳混凝土组合塔3内的变高竖向肋9的高度相同。钢塔2内塔壁5和外塔壁4上的竖向肋7沿内塔壁周边排布为多个，钢壳混凝土组合塔3内塔壁5和外塔壁4上的竖向肋7沿外塔壁周边排布为多个，分仓钢板6上的竖向肋7沿分仓钢板的宽度方向排布为多个。
在承压隔板1上开有混凝土浇筑孔10，混凝土浇筑孔10的孔沿具有向上弯折的折边11，在浇筑混凝土之前，该折边11作为承压隔板1的加劲肋，可保证承压隔板1的刚度及节段整体完整性，在浇筑混凝土时可超浇筑，该折边11有助于通过超浇筑形成的压力差使得承压隔板1以下的气泡排出，增加混凝土浇筑密实度。在承压隔板1的边角位置上开有振捣孔12，振捣孔12距离板边净距约100mm。在承压隔板1上设有若干排气孔13，若干排气孔13有的靠近外塔壁4，有的靠近内塔壁5，有的靠近分仓钢板6。
在承压隔板1的下表面上、钢壳混凝土组合塔3的外塔壁4内表面和内塔壁5外表面上以及下塔柱内的分仓钢板6上均设有剪力钉14，剪力钉14为焊钉，钢壳混凝土组合塔3的变高竖向肋9以及下塔柱内分仓钢板6上的变高竖向肋9均开孔并在孔中穿有钢筋15，使得钢塔的竖向肋、钢壳混凝土组合塔的竖向肋及钢筋构成PBL剪力键。
本发明在钢塔2和钢壳混凝土组合塔3的交界位置设置加厚承压隔板1，承压隔板1上方的钢塔2内以变高竖向肋、下方的钢壳混凝土组合塔3内以变高度PBL板肋焊接在承压隔板1上，钢塔的外塔壁、内塔壁和分仓钢板的部分内力通过变高竖向肋、承压隔板和承压隔板下方的变高度PBL板肋及竖板上的剪力钉扩散至混凝土17内，通过以上构造可将主塔钢结构的荷载尽快扩散至混凝土内。
参见图4，在承压隔板1的下方设有多层钢筋网架16，钢筋网架16与钢筋15相搭接形成网格骨架结构。一方面利用网架钢筋加强混凝土表面的防裂能力，另一方面将承压隔板的压应力和通过PBL剪力键传来的应力传递至深层混凝土中，更好地保证混凝土的均匀受力。
本发明的外塔壁和内塔壁横截面轮廓线可为矩形、圆形、椭圆、圆弧+直线、多边形等各类组合形式。
本发明的承压隔板的具体厚度根据实际结构受力要求来确定。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种钢塔与钢壳混凝土组合塔的混合塔结构