一种后连接组合索塔锚固结构

1.本实用新型属于桥梁工程技术领域，涉及一种后连接组合索塔锚固结构。


背景技术：

2.斜拉桥索塔锚固结构是一个将斜拉索的局部集中力分散到索塔全截面，并安全、均匀地传递到索塔的重要受力结构。索塔锚固结构的受力特点是在索塔截面承受斜拉索张拉引起的水平拉力，在竖向承受斜拉索张拉引起的竖向压力，锚固结构采用钢混组合结构时，通过合理的构造形式，让钢结构主要承受拉力且混凝土结构主要承受压力，就可以很好地发挥出两种材料的力学优点。
3.组合索塔锚固结构是一种用于斜拉桥拉索在索塔进行锚固的构造，通常由混凝土塔壁和钢锚固结构组成。组合索塔锚固结构以钢结构承担斜拉索产生的水平拉力，以混凝土塔壁承担竖向压力，能够发挥两种材料各自优势，是斜拉桥中一种良好的索塔锚固结构。组合索塔锚固结构相比于以往的索塔锚固结构形式(如塔柱拉索交叉锚固和预应力锚固等)，受力更为合理，施工也更为方便，因此在斜拉桥索塔锚固中得到广泛应用。
4.通过工程实践，组合索塔锚固结构逐渐形成了钢锚梁锚固和钢锚箱锚固两种基本结构形式。无论那种结构形式，都是在塔柱截面外侧采用混凝土塔壁形成封闭或半封闭截面(钢锚箱锚固采用外露式钢锚箱时)，在混凝土塔壁内部安装钢锚梁或钢锚箱，钢锚梁和钢锚箱通过连接件(如焊钉)与混凝土塔壁形成固定连接。
5.在斜拉索张拉的过程中，由于组合索塔锚固结构的混凝土塔壁已经形成完整结构，斜拉索张拉时，水平拉力施加于钢锚梁或钢锚箱上时，必然会有部分水平拉力通过连接件传递到混凝土塔壁上，传递给混凝土塔壁的水平拉力大小与塔壁和钢锚箱的刚度、连接件的刚度等有关，对于塔壁尺寸较小的情况，混凝土塔壁刚度相对较大，传递给塔壁的拉力可能达到相当大的比例，这与结构的设计理念是矛盾的。此外，由于混凝土材料存在的收缩特性，随时间增长，原先由钢结构承担的水平拉力也会不断向混凝土塔壁转移。在这两个因素的共同作用下，混凝土塔壁拉力达到一定程度，超过了混凝土材料的抗拉强度时，就会发生开裂。
6.对于混凝土塔壁发生开裂的问题，目前工程上有两种处理方式。一种是接受开裂的存在，但对裂缝宽度进行限制；另一种是通过在塔壁中施加预应力来抵抗混凝土承受的拉力，以避免混凝土开裂。早期的设计一般采用允许开裂的方案，虽然结构安全性短期上没有问题，但裂缝的存在会造成长期耐久性问题，进而影响到整个锚固结构的安全性。因而，近期在工程上逐步采取设置预应力的方案，但设置预应力会增加构造和施工的复杂性，同时预应力会削弱钢结构的使用效率，增加连接件的受力，造成材料上的浪费。
7.专利cn115434241a公开了一种折腹槽形钢锚箱式组合索塔锚固结构以及施工方法，包括若干节段上下垒叠连接的折腹槽形钢锚箱、混凝土塔壁以及斜拉索；混凝土塔壁围设连接于折腹槽形钢锚箱外侧；折腹槽形钢锚箱包括两片折形腹板与两个槽形钢锚箱；折形腹板的两端分别与两个槽形钢锚箱连接，围合形成环形封闭结构；混凝土塔壁包括端塔
壁与侧塔壁，端塔壁与槽形钢锚箱之间间隔设置，侧塔壁与槽形钢锚箱连接；斜拉索穿设于端塔壁，并与槽形钢锚箱连接。但该专利在张拉斜拉索时，拉索水平力仍然会通过连接件直接传递到混凝土塔壁上，对改善混凝土塔壁受拉作用程度较为有限。
8.专利cn110747737a公开了一种斜拉桥索塔分离式钢锚箱结构及其施工方法，包括：混凝土索塔，其具有横截面为十字形的腔体，混凝土索塔包括两个横桥向塔壁和两个纵桥向塔壁；钢锚箱，包括多个钢锚箱节段，每个钢锚箱节段锚固多对斜拉索，并由下至上依次设置于腔体内，钢锚箱节段包括两个主受拉板和两个端板，两个端板横桥向设置，分别与横桥向塔壁相连，两个主受拉板纵桥向设置，临近两端处分别与纵桥向塔壁相连。但该专利要求钢锚箱竖向不连接，增加了钢锚箱现场安装的困难；该专利通过减小纵向塔壁厚度以减小混凝土塔壁所受拉力，只是从改变结构刚度分配比例关系上降低塔壁混凝土受力，其改善程度较为有限，在斜拉索张拉时，拉索水平力仍然会通过连接件直接传递到混凝土塔壁上。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的至少一种缺陷而提供一种后连接组合索塔锚固结构，本实用新型的混凝土塔壁沿水平力对称轴上设置一个混凝土后连接带，在斜拉索初张拉完成后再进行塔壁混凝土连接，从而可以将混凝土承受的水平拉力大幅度降低，以避免混凝土受拉开裂；本实用新型基本不改变混凝土承受竖向压力的状态，使得组合结构受力更加合理。
10.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
11.本实用新型的技术方案之一在于，提供一种后连接组合索塔锚固结构，该结构包括混凝土塔壁以及与混凝土塔壁连接的钢锚箱，所述的混凝土塔壁沿对称轴设有一条通槽，该通槽内设有混凝土后连接带。
12.作为优选的技术方案，所述的结构采用外露式或内置式钢锚箱组合索塔锚固结构。
13.作为优选的技术方案，所述的混凝土塔壁为两块分离的混凝土塔壁(外露式)或整体式混凝土塔壁(内置式)。
14.进一步地，所述的塔壁混凝土内部设有横向钢筋。
15.进一步地，所述的横向钢筋在混凝土后连接带对称轴上设有连接套筒。
16.进一步地，所述的连接套筒保持横向钢筋的连接状态。
17.进一步地，所述的混凝土塔壁之间设有一对或多对交错设置的钢锚箱。
18.进一步地，所述的钢锚箱采用箱型截面，左右均布置一个锚固构造，用于斜拉索的锚固。
19.进一步地，所述的混凝土塔壁通过连接件与钢锚箱连接。
20.进一步地，所述的连接件采用焊钉或开孔板连接件。
21.进一步地，所述的塔壁混凝土内部设有竖向钢筋。
22.进一步地，所述的混凝土塔壁在混凝土后连接带对称轴上设有开口，作为钢锚箱施工作业与运营检修进出的通道。
23.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
24.(1)本实用新型的混凝土塔壁沿水平力对称轴上设置混凝土后连接带，在斜拉索初张拉完成后再进行塔壁混凝土连接，从而可以将混凝土承受的水平拉力大幅度降低，避免了混凝土塔壁为克服开裂而设置预应力钢束，简化了施工，降低了造价；
25.(2)本实用新型基本不改变混凝土承受竖向压力的状态，使得组合结构受力更加合理。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例中后连接组合索塔锚固结构的横断面示意图；
27.图2为本实用新型实施例中后连接组合索塔锚固结构的立剖面示意图；
28.图3为本实用新型实施例中索塔锚固区的步骤s21施工流程图；
29.图4为本实用新型实施例中索塔锚固区的步骤s22施工流程图；
30.图5为本实用新型实施例中索塔锚固区的步骤s23施工流程图；
31.图6为本实用新型实施例中索塔锚固区的步骤s24施工流程图。
32.图中标记说明：
33.100—混凝土塔壁、110—混凝土后连接带、200—钢锚箱、210—连接件、300—横向钢筋、301—连接套筒、310—竖向钢筋。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.实施例：
38.一种后连接组合索塔锚固结构，如图1和2所示，包括混凝土塔壁100以及与混凝土塔壁100连接的钢锚箱200，结构采用外露式钢锚箱组合索塔锚固结构，混凝土塔壁100为两块分离的混凝土塔壁，混凝土塔壁100之间设有一对交错设置的钢锚箱200，混凝土塔壁100沿对称轴设有一条通槽，通槽内设有混凝土后连接带110。钢锚箱200采用箱型截面，左右各布置一个锚固构造，用于斜拉索的锚固。混凝土塔壁100通过连接件210与钢锚箱200连接，连接件210在本实施例中选用焊钉。塔壁混凝土100内部设有横向钢筋300和竖向钢筋310，横向钢筋300在混凝土后连接带110对称轴上设有连接套筒301，连接套筒301保持横向钢筋
300的连接状态。
39.一种后连接组合索塔锚固结构的施工方法，具体步骤如下：
40.s11、首先，完成钢锚箱200安装和预留通槽的混凝土塔壁100的施工，此时混凝土塔壁100通过连接件210与钢锚箱200连接，横向钢筋300和竖向钢筋310均同步安装，但横向钢筋300在混凝土后连接带110对称轴上设置连接套筒301保持非连接状态；
41.s12、然后，按常规进行斜拉索安装和初张拉，此时斜拉索的索力水平拉力完全由钢锚箱200承担，并且由于浇筑养护存在的时间差，已浇筑的混凝土塔壁100收缩因没有约束而不会产生收缩拉应力；
42.s13、最后，将连接套筒301连接，再进行混凝土后连接带110的施工，此时混凝土塔壁100和钢锚箱200组成整体结构承受后续荷载作用(如斜拉索索力调整和使用阶段荷载)。
43.一种索塔锚固区的施工方法，如图3至6所示，索塔锚固区包括多个节段的后连接组合索塔锚固结构，具体步骤如下：
44.s21、初始状态，桥塔节段i-1已施工完成；
45.s22、安装i节段钢锚箱200、横向钢筋300和竖向钢筋310，保持连接套筒301不连接，浇筑预留通槽的混凝土塔壁100；
46.s23、对连接套筒301进行连接，浇筑i节段混凝土后连接带110；
47.s24、安装i+1段钢锚箱200、横向钢筋300和竖向钢筋310，重复步骤s22。
48.一个节段顶部和底部在混凝土后连接带110对称轴上设有半开口，相邻节段两个半开口配合形成开口，作为钢锚箱200施工作业与运营检修进出的通道。
49.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，该结构包括混凝土塔壁(100)以及与混凝土塔壁(100)连接的钢锚箱(200)，所述的混凝土塔壁(100)沿对称轴设有通槽，该通槽内设有混凝土后连接带(110)。2.根据权利要求1所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的混凝土塔壁(100)内部设有横向钢筋(300)。3.根据权利要求2所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的横向钢筋(300)在混凝土后连接带(110)对称轴上设有连接套筒(301)。4.根据权利要求3所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的连接套筒(301)保持横向钢筋(300)的连接状态。5.根据权利要求1所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的混凝土塔壁(100)之间设有交错设置的钢锚箱(200)。6.根据权利要求5所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的钢锚箱(200)采用箱型截面，均布置锚固构造。7.根据权利要求1所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的混凝土塔壁(100)通过连接件(210)与钢锚箱(200)连接。8.根据权利要求7所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的连接件(210)采用焊钉或开孔板连接件。9.根据权利要求1所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的混凝土塔壁(100)内部设有竖向钢筋(310)。10.根据权利要求1所述的一种后连接组合索塔锚固结构，其特征在于，所述的混凝土塔壁(100)在混凝土后连接带(110)对称轴上设有开口。

技术总结
本实用新型涉及一种后连接组合索塔锚固结构，该结构包括混凝土塔壁(100)以及与混凝土塔壁(100)连接的钢锚箱(200)，所述的混凝土塔壁(100)沿对称轴设有通槽，该通槽内设有混凝土后连接带(110)；所述的塔壁混凝土(100)内部设有横向钢筋(300)；所述的横向钢筋(300)在混凝土后连接带(110)对称轴上设有连接套筒(301)。与现有技术相比，本实用新型的混凝土塔壁在沿水平力对称轴上设置一个混凝土后连接带，在斜拉索初张拉完成后再进行塔壁混凝土连接，从而可以大幅度降低混凝土塔壁水平拉力，避免混凝土受拉开裂，同时基本不改变混凝土承担的竖向压力状态，使得组合结构受力更加合理。理。理。


技术研发人员：徐海军 戎华钦 肖金宝
受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/8/8