本发明涉及装配式桥梁,尤其是涉及一种双钢板-超高性能混凝土组合桥塔及其装配化施工方法。
背景技术:
1、双钢板-混凝土组合桥塔以其抗裂性能好、承载力高、施工快速等优势,近年来在大跨度斜拉桥或悬索桥中的应用逐渐增多。然而,随着桥梁跨度的不断增大,双钢板混凝土组合桥塔的塔壁厚度和混凝土用量也持续增加,导致桥塔自重过大,进而带来了一系列不利影响:一是结构韧性降低,抗震性能显著下降;二是大体积混凝土水化热效应导致塔壁内混凝土开裂风险增大,对结构耐久性不利;三是双钢板距离增大导致钢结构内部连接、加劲构造复杂,加工制造过程繁琐;四是混凝土现场成型耗时长、质量控制难度大。可见,自重过大导致双钢板-混凝土组合桥塔难以充分发挥其技术优势,已成为制约工程结构工业化、绿色化发展的瓶颈问题。因此,有必要提出一种自重轻、结构简单、承载力高的钢-混凝土组合桥塔结构,以克服上述问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的不足,提供了一种自重轻、结构简单、承载力高的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔及其装配化施工方法。
2、本发明提供了一种双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,包括:两个或两个以上的组合桥塔节段,相邻的两个所述组合桥塔节段之间上下对接;所述组合桥塔节段为由组合板单元和节点杆单元拼接而成的多孔箱形结构;所述组合板单元由双层钢板围成空腔板状结构,且在空腔中浇筑有超高性能混凝土;所述节点杆单元的厚度与组合板单元的厚度相匹配,相邻的两个所述组合板单元之间通过所述节点杆单元相连。
3、进一步地,所述组合板单元的空腔中还具有沿桥塔的高度方向设置的开孔隔板,且所述开孔隔板垂直于所述双层钢板。
4、进一步地,所述开孔隔板在所述组合板单元中等间隔均匀布置。
5、进一步地,所述双层钢板的内表面上连接有栓钉,所述栓钉的长度小于所述组合板单元的厚度。
6、进一步地,所述组合桥塔节段的多孔箱形结构为矩形。
7、进一步地,所述节点杆单元包括十字形节点杆单元、t形节点杆单元和l形节点杆单元。
8、进一步地,所述节点杆单元中具有矩形空腔。
9、进一步地,,所述十字形节点杆单元具有五个矩形空腔,所述t形节点杆单元具有三个矩形空腔,所述l形节点杆单元具有四个矩形空腔。
10、进一步地,其特征在于,相邻的两个所述组合桥塔节段之间通过拼接钢板和高强度螺栓进行连接。
11、本发明还提供了一种双钢板-超高性能混凝土组合桥塔的装配化施工方法,包括:
12、步骤一,根据桥位现场的吊装能力确定组合桥塔节段的重量和高度;
13、步骤二,根据运输条件将每个组合桥塔节段分解为对应的组合板单元和节点杆单元,并在工厂内完成预制;
14、步骤三,将预制好的组合板单元和节点杆单元运输到桥位现场;
15、步骤四,在桥位现场将组合板单元和节点杆单元拼装成组合桥塔节段,相邻的组合桥塔节段之间采用拼接钢板和高强度螺栓进行连接,直至所有组合桥塔节段安装完成。
16、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
17、1.双钢板-超高性能混凝土组合桥塔充分发挥了高强度材料性能优势,大幅降低了混凝土材料用量,自重轻,且具有更优异的抗震性能。
18、2.根据受力需要,可自由设计桥塔截面形式,并根据运输条件和吊装能力灵活分割为标准化的双钢板-超高性能混凝土组合板单元和超高性能钢管混凝土杆单元,以适应各种建设条件。
19、3.桥塔节段可实现全断面工厂预制,避免了桥位现场高空浇筑、养护超高性能混凝土等工序,有利于工程质量控制,且大幅度提高了桥梁建设速度。
20、4.在桥位现场,桥塔节段之间采用高强度螺栓连接的装配化施工方法,避免了高空焊接钢板、连接钢筋等工序,连接工艺简单、质量可靠。
21、5.超高性能混凝土内填于双钢板后与外界环境隔绝,结构的耐久性可得到进一步提升。
22、6.建造材料的节省、标准化的制造流程及装配化施工方法的实施有利于降低桥塔建造过程中的碳排放。
1.一种双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述组合板单元(2)的空腔中还具有沿桥塔的高度方向设置的开孔隔板(6),且所述开孔隔板(6)垂直于所述双层钢板(7)。
3.根据权利要求2所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述开孔隔板(6)在所述组合板单元(2)中等间隔均匀布置。
4.根据权利要求1所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述双层钢板(7)的内表面上连接有栓钉(8),所述栓钉(8)的长度小于所述组合板单元(2)的厚度。
5.根据权利要求1所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述组合桥塔节段(1)的多孔箱型结构为矩形。
6.根据权利要求5所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述节点杆单元包括十字形节点杆单元(5)、t形节点杆单元(4)和l形节点杆单元(3)。
7.根据权利要求6所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述节点杆单元中具有矩形空腔。
8.根据权利要求7所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,所述十字形节点杆单元(5)具有五个矩形空腔,所述t形节点杆单元(4)具有三个矩形空腔,所述l形节点杆单元(3)具有四个矩形空腔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的双钢板-超高性能混凝土组合桥塔,其特征在于,相邻的两个所述组合桥塔节段(1)之间通过拼接钢板(10)和高强度螺栓(11)进行连接。
10.一种双钢板-超高性能混凝土组合桥塔的装配化施工方法,其特征在于,包括:
