主塔及其施工方法与流程

本发明涉及主塔建筑技术领域，尤其是涉及一种主塔及其施工方法。

背景技术：

主塔指的是悬索桥或斜拉桥支承主索的塔形构造物。索塔的高度通常与桥梁主跨有关，主梁的最大跨度与主塔高度的比一般为3.1～6.3，平均为5.0左右。主塔分为斜拉桥和吊桥两种。斜拉桥的主塔用来锚固拉索，而吊桥的主塔用来承担主缆，两种主塔皆受压弯组合作用。

主塔结构有多种类型，主要根据拉索的布置要求、桥面宽度以及主梁跨度等因素选用。目前，常用的主塔形式沿桥纵向布置有单柱形和A形，沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式等。

但是，现有主塔形式建造成本较高、结构自重较大、受压弯组合作用力效果较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种主塔及其施工方法，以解决现有技术中存在的建造成本较高、结构自重较大、受压弯组合作用力效果较差的技术问题。

本发明提供的主塔的结构及施工方法，该主塔包括上塔柱、中横梁以及下塔柱；下塔柱呈倒V形；上塔柱、中横梁与下塔柱由上至下依次连接形成“人”字形；上塔柱上设置有减重孔。

进一步地，上塔柱、中横梁以及下塔柱内均设置有通道，通道内沿所述通道延伸的方向设置有爬梯。

进一步地，主塔还包括承台和两个塔座；两个塔座间隔设置在承台上；下塔柱包括两个对称设置的呈弧形的子塔柱；两个子塔柱连接形成下塔柱；每个下塔柱的下端均设置在一个塔座上。

进一步地，两个子塔柱的连接处呈弧形。

进一步地，上塔柱的侧壁的宽度由下至上逐渐增大。

一种应用上述其中之一所述的主塔的施工方法，该方法包括以下步骤：

1)将支架搭设在预设位置；

2)在支架上安装劲性骨架；

3)在劲性骨架上捆扎钢筋和安装预埋件；

4)在预埋件上安装模板，以使模板围在钢筋外；

5)向模板内浇筑混凝土以形成主塔的下塔柱和中横梁；

6)在中横梁上由下至上依次地安装多个钢锚箱；

7)重复步骤1-4；

8)向模板内浇筑混凝土以形成主塔的上塔柱；相邻的两个钢锚箱之间的间隙形成减重孔。

本发明提供的主塔其应用于斜拉桥上，主要用来锚固拉索。主塔包括上塔柱、中横梁和下塔柱，上塔柱、中横梁和下塔柱由上至下依次连接形成“人”字形，上塔柱上设置有减重孔。首先，“人”字形的主塔使得该塔的整体重力的作用力分散于主塔的两侧，而不是集中作用在中心处，也即，由该主塔的底部的两侧共同支撑，从而使得主塔受压弯组合力的效果更好。其次，在上塔柱上设置有减重孔，其减轻了自重，同时降低了主塔的建造成本。

由上可知，本发明提供的主塔，主塔受压弯组合力的效果好，结构自重小，建造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的主塔的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的主塔的结构示意图；

图3为本发明施工方法的步骤框图。

附图标记：

1-上塔柱； 2-中横梁； 3-下塔柱；

4-减重孔； 5-通道； 6-爬梯；

7-承台； 8-塔座； 31-子塔柱；

311-支撑结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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对重要性。

在本发明的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的主塔的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的主塔，该主塔包括：上塔柱1、中横梁2以及下塔柱3；下塔柱3呈倒V形；上塔柱1、中横梁2与下塔柱3由上至下依次连接形成“人”字形；图2为本发明另一实施例提供的主塔的结构示意图，如图2所示，上塔柱1上设置有减重孔4。

其中，主塔的横截面形状为“人”字型，纵截面形状为“Y”型，朝桥轴垂直方向贯穿的狭缝形成于大致中央。

进一步地，上塔柱1纵截面为空心箱形断面。

减重孔4可以为一个，也可以为两个以上的多个。较佳地，减重孔4为多个，多个减重孔4由上至下间隔设置在上塔柱1上。

本实施例提供的主塔，其应用于斜拉桥上，主要用来锚固拉索。主塔包括上塔柱1、中横梁2和下塔柱3，上塔柱1、中横梁2和下塔柱3由上至下依次连接形成“人”字形，上塔柱1上设置有减重孔4。首先，“人”字形的主塔使得该塔的整体重力的作用力分散于主塔的两侧，而不是集中作用在中心处，也即，由该主塔的底部的两侧共同支撑，从而使得主塔受压弯组合力的效果更好。其次，在上塔柱1上设置有减重孔4，其减轻了自重，同时降低了主塔的建造成本。

由上可知，本实施例提供的主塔，主塔受压弯组合力的效果好，结构自重小，建造成本低。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，上塔柱1、中横梁2以及下塔柱3内均设置有通道5，通道5内沿通道5延伸的方向设置有爬梯6。

其中，爬梯6边沿上可以设置栏杆，用于保护施工人员的安全。

上塔柱1、中横梁2以及下塔柱3内的通道5的延伸方向均为由下至上，三者之间的通道5连通。这样使用者可通过下塔柱3内的通道5经过中横梁2内的通道5直接到达上塔柱1，并对上塔柱1、中横梁2以及下塔柱3分别进行检修，方便使用者进入通道5。

本实施例中，通道5和爬梯6设置在上塔柱1、中横梁2以及下塔柱3的内部，方便施工人员上塔检修。

如图1所示，在上实施例的基础上，进一步地，主塔还包括承台7和两个塔座8；两个塔座8间隔设置在承台7上；下塔柱3包括两个对称设置的呈弧形的子塔柱31；两个子塔柱31连接形成下塔柱3；每个下塔柱3的下端均设置在一个塔座8上。

其中，塔座8为一空间异型结构，沿桥梁纵向中心线及横向中心线对称，与承台7锚固连接。塔座8也可为上端开口的中空壳体，每个子塔柱31的下端设置在塔座8内，从而可避免子塔柱31从塔座8上脱落，提高子塔柱31与塔座8连接的稳定性。

塔座8和承台7内部可均设置有压力传感器和温度传感器。其中，压力传感器用于检测塔座8和承台7承受的压力数据，温度传感器用于检测承台7在施工过程中的温度变化。

子塔柱31还包括有支撑结构311，支撑结构311设置在子塔柱31的底端内侧，与子塔柱31锚固连接，用于放置桥梁。

本实施例中，承台7和塔座8设置在主塔的最下端，在使用过程中，用于支撑主塔，从而可避免主塔直接设置在河水的底面上，而由于河水的底面湿滑，不易固定主塔，承台7和塔座8的设置进一步提高了主塔的稳固性。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，主塔的两个子塔柱31的连接处呈弧形。

其中，两个子塔柱31的连接处位于中横梁2下方，为钢筋混凝土结构，与中横梁2锚固连接。

本实施例中，将两个子塔柱31的连接处的设置为弧形，可使得上塔柱1的作用力分散于弧形的各个连接点处，而不是集中在某一部位，从而使得主塔的结构受力更加合理。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，上塔柱1的侧壁的宽度由下至上逐渐增大。

其中，上塔柱1还包括斜拉索锚固区。斜拉索锚固区固定在上塔柱1内，和上塔柱1锚固连接。斜拉索锚固区用于固定斜拉索。

进一步地，斜拉索锚固区可以采用钢砼结合的锚箱11结构，锚箱11结构共分为9个节段，减重孔4位于每个节段之间，由锚箱11隔开。

本实施例中，上塔柱1的侧壁的宽度由下至上逐渐增大，使主塔在锚固拉索的过程中，受力更加均匀。

本发明还提供了一种应用于主塔实现的主塔施工方法，如图3所示本发明施工方法的步骤框图，该施工方法包括以下步骤：

1)将支架搭设在预设位置；

2)在支架上安装劲性骨架；

3)在劲性骨架上捆扎钢筋和安装预埋件；

4)在预埋件上安装模板，以使模板围在钢筋外；

5)向模板内浇筑混凝土以形成主塔的下塔柱3和中横梁2；

6)在中横梁2上由下至上间隔地安装多个钢锚箱；

7)重复步骤1-4；

8)向模板内浇筑混凝土以形成主塔的上塔柱1；相邻的两个钢锚箱之间的间隙形成减重孔4。

支撑结构为工字钢。预埋件包括爬锥。

在步骤5)之前还包括以下步骤：

在模板上安装支撑件，以支撑模板。

进一步地，采用爬模方法施工。

将主塔由上至下分为28个节段；第1节段位于最下面，对28个节段由下至上依次施工以形成主塔；在第2、4、6、8、10、12、13节段的施工过程中，在模板上设置支撑件，支撑件用于支撑模板。支撑件可以为40b工字钢。工字钢的一端与地面抵接另一端与模板抵接。预埋件包括爬锥等。

可将钢锚箱分为9个，使用者现将3个钢锚箱间隔吊装在中横梁2上，然后将该3个钢锚箱浇筑固结在中横梁2上，然后再吊装其他6个钢锚箱。

对28个节段采用爬模方法施工。也即，将下塔柱3、中横梁2和上塔柱1均分段由下至上利用爬模方法依次浇筑进行。主塔高度为107.8m，在下塔柱3上设置呈方形的塔肋，使得该处的截面形状呈“凸”字形。由于高度受限，1-2节段塔肋及塔柱内侧采用爬模模板拼装，采用φ20对拉杆进行紧固；因主塔斜率较大，模板体系受砼自重影响较大，采用双拼40b工字钢作为背楞加强，并采用40b工字钢作为斜撑加固。第2节段施工过程中，因最大施工高度已达9.6m故在主塔周边搭设支架作为施工平台，该平台力学性能良好，为施工人员提供了便利的平台，使工作环境更安全。

第3节段施工时，已施工完成的塔柱斜长平均约为7m，仍不满足导轨安装长度要求(8m)；模板加固方面：由于第2节段时塔肋处工字钢斜撑长度已达到12m，考虑到将斜撑加长其自身挠度也会随之增加，故第3节段节段采用爬模下架体作为模板体系的主要受力构件并安装操作平台。

第4节段施工与第3节段类似，塔柱侧面安装导轨可自行爬升。此时爬架下仍采用支架搭设简易爬梯上下。

第5节段为塔肋以上的第一个节段，因4节段塔肋两侧塔柱宽度已变窄，空间受限，已无法安装下架体；在塔肋顶部采用双拼40b工字钢搭设施工平台。

第6节段施工时，采用下架体作为承重构件，其他部位与5节段相同。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。