大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，由上部懸臂(1)和底部支座(2)組成，所述上部懸臂(1)向跨中傾斜；所述底部支座(2)包括朝跨中方向傾斜的底第一支腿(3)和朝背向跨中方向傾斜的第二支腿(4)；所述第二支腿(4)下部外側(cè)連接有朝背向跨中方向延伸的第三支腿(5)；所述第一支腿(3)和第二支腿(4)之間設(shè)置有橫向支撐梁(6)。本發(fā)明設(shè)計采用曲線結(jié)構(gòu)，滿足區(qū)域性的限高要求的同時還兼顧該地的景觀需求。特別是其采用的曲線形橋塔的設(shè)計，將力學(xué)結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)以及其實際需求和工程預(yù)算做了有效的平衡和取舍。該斜拉橋設(shè)計美觀，建筑堅固，符合該限高區(qū)域的需求。
【專利說明】大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及斜拉橋【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔。

【背景技術(shù)】
[0002] 橋塔是斜拉橋的主要承重構(gòu)件和最重要的景觀表現(xiàn)點，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計是全橋合 理受力的基礎(chǔ)，其造型的美觀與否是全橋景觀設(shè)計的重點。
[0003] 對于500米以上大跨度斜拉橋，目前所有的斜拉橋主塔塔形均為H形、鉆石形、A 形、倒Y形或獨柱形等直線塔，參見下述世界前十大跨徑斜拉橋的塔形資料。
[0004] 俄羅斯島大橋，所在國：俄羅斯，建成時間：2012年，主跨：1104米，塔高：320. 9 米，塔形：A形；
[0005] 蘇通大橋，所在國：中國，建成時間：2008年，主跨：1088米，塔高：306米，塔形：倒 Y形；
[0006] 昂船洲大橋，所在國：中國香港，建成時間：2007年，主跨：1018,塔高：296米，塔 形：獨柱形；
[0007] 鄂東大橋，所在國：中國，建成時間：2010年，主跨：926米，塔高：242. 5米，塔形： 鉆石形；
[0008] 多多羅橋，所在國：日本，建成時間：1998年，主跨：890米，塔高：224. 0米，塔形： 鉆石形；
[0009] 諾曼底橋，所在國：法國，建成時間：1998年，主跨：856米，塔高：202. 7米，塔形： 倒Y形；
[0010] 荊岳大橋，所在國：中國，建成時間：2010年，主跨：816米，塔高：265. 5米，塔形 形；
[0011] 仁川大橋，所在國：韓國，建成時間：2009年，主跨：800米，塔高：238米，塔形：倒Y 形；
[0012] 金角灣大橋，所在國：俄羅斯，建成時間：2012年，主跨：737米，塔高：226. 25米， 塔形：V形；
[0013] 上海大橋，所在國：中國，建成時間：2009年，主跨：730米，塔高216. 3米，塔形：人 字形。
[0014] 上述直線橋塔雖符合斜拉橋受力平衡的基本原理，但在景觀要求高的地區(qū)，此類 型橋塔卻顯的單調(diào)，景觀效果有限。同時，在某些限高區(qū)域，由于普通的直線形橋塔無法滿 足受力要求，人們不得不放棄斜拉橋這一經(jīng)濟性可行性方案，而采取其他橋型。
[0015] 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對橋梁設(shè)計要求越來越高，已從單純的交通功能 上升到對景觀的要求，故目前亟需一種適用于大跨斜拉橋新型橋塔，在滿足橋梁受力的基 礎(chǔ)上，采用完全新型的受力體系和外型形態(tài)，以滿足現(xiàn)在建設(shè)業(yè)主對橋梁高度以及橋梁外 觀更高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的主要目的是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提出一種能有效降低高 度及成本、滿足橋梁受力情況的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，使其特別適用于在限高區(qū)域或 景觀要求較高場所使用。
[0017] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，由上部懸臂和底部支座 組成，所述上部懸臂向跨中傾斜；所述底部支座包括朝跨中方向傾斜的底第一支腿和朝背 向跨中方向傾斜的第二支腿；所述第二支腿下部外側(cè)連接有朝背向跨中方向延伸的第三支 腿；所述的底第一支腿和第二支腿之間設(shè)置有橫向支撐梁。
[0018] 在上述技術(shù)方案中，所述橫向支撐梁上方和上部懸臂下方之間可以設(shè)置有三角形 支撐結(jié)構(gòu)。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，所述橫向支撐梁上方和上部懸臂下方之間可以設(shè)置有圓形支 撐結(jié)構(gòu)。
[0020] 在上述技術(shù)方案中，所述傾斜式斜拉橋橋塔的上部懸臂可以為鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)；所述底部支座也可以為鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
[0021] 優(yōu)選地，所述第一支腿、第二支腿與橫向支撐梁之間構(gòu)成為第一拱形；所述第一拱 形的開口朝下；所述第二支腿與第三支腿之間構(gòu)成為第二拱形，所述的第二拱形開口朝下； 所述的上部懸臂與底部支座的內(nèi)側(cè)構(gòu)成第三拱形，所述的第三拱形開口朝向跨中。
[0022] 優(yōu)選地，所述的第三拱形的曲線為懸鏈線，所述懸鏈線的公式為：
[0023] y = f (ch (k ξ ) - I) / (m - 1)
[0024] 其中，

【權(quán)利要求】
1. 大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：該橋塔由上部懸臂（1)和底部支座（2)組 成，所述上部懸臂（1)向跨中傾斜；所述底部支座（2)包括朝跨中方向傾斜的底第一支腿 (3)和朝背向跨中方向傾斜的第二支腿（4);所述第二支腿（4)下部外側(cè)連接有朝背向跨中 方向延伸的第三支腿（5);所述第一支腿（3)和第二支腿（4)之間設(shè)置有橫向支撐梁（6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述橫向支撐梁（6) 上方和上部懸臂（1)下方之間設(shè)置有三角形支撐（10)結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述橫向支撐梁（6) 上方和上部懸臂（1)下方之間設(shè)置有圓形支撐（20)結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述的上部懸臂（1) 為鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；所述底部支座（2)為鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述第一 支腿（3)、第二支腿（4)與橫向支撐梁（6)之間構(gòu)成為第一拱形（7);所述第一拱形（7)的開 口朝下；所述第二支腿（4)與第三支腿（5)之間構(gòu)成為第二拱形（8)，所述的第二拱形（8) 開口朝下；所述的上部懸臂（1)與底部支座（2)的內(nèi)側(cè)構(gòu)成第三拱形（9)，所述的第三拱形 (9)開口朝向跨中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述的第三拱形（9) 的曲線為懸鏈線，所述懸鏈線的公式為： y = f (ch (k 〇 - I) / (m - 1)
m :拱軸系數(shù)； 雙曲余弦 ch(k|) = (exp(k|)+exp(_k|))/2 f :為拱的矢高； 1:1=2x/L ； L :為拱的跨度； X :拱的X軸坐標；y :拱的y軸坐標。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述的第三拱形（9) 朝向跨中的邊緣從上至下布置有多個斜拉索固定件（11)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，其特征在于：所述上部懸臂（1) 頂端背向跨中方向設(shè)置有上部懸臂頂凸臺（12)，所述上部懸臂頂凸臺（12)上設(shè)有背索頂 端固定件（13)。
【文檔編號】E01D19/14GK104499414SQ201410784885
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】羅世東, 王新國, 張曉江, 楊勇, 張治華, 周繼, 黎曙文, 趙劍鋒, 史娣, 柳鳴, 陳澤宇, 明發(fā)焱, 羅春林, 崔苗苗, 謝曉慧, 李的平, 李桂林, 董春燕, 陳名歡, 陳曉輝, 嚴定國, 張 杰 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司