一种旋转式斜拉桥及施工方法与流程

1.本发明属于桥梁建设工程结构技术领域，尤其涉及一种旋转式斜拉桥及施工方法。


背景技术：

2.对于高差较大的通行环境，采用旋转式桥梁爬坡，是一种可行且较为经济的实现方案。旋转式桥梁为桥梁在平面上旋转，在纵断面上爬升，形成螺旋式结构，实现爬坡。
3.对于高差较大，场地受限的环境，可采用旋转式桥梁实现爬坡，但主要存在以下缺点：
4.1、旋转式桥梁上下主梁在平面上重叠布置，上层桥面的桥墩与下层桥面干扰，需设置门式墩解决冲突问题。这导致了旋转桥梁的桥墩布置错乱，视觉效果凌乱，景观效果较差。
5.2、由于桥墩布置的干扰，旋转桥梁的平面布置受限，适应性较差。
6.3、旋转桥梁展开长度较长，行人爬坡路段长，上下行非常不便。
7.针对上述技术问题，故需要进行改进。


技术实现要素：

8.本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种旋转式斜拉桥及施工方法。可取消桥墩的布置，改善景观效果。并通过垂直电梯与桥塔结合，方便行人爬坡。
9.为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种旋转式斜拉桥，包括桥塔基础、桥塔、旋转主梁和斜拉索；所述桥塔基础包括桩基础和承台，其上设置桥塔；所述旋转主梁，绕桥塔呈螺旋形上升；所述斜拉索上端固定于桥塔，下端固定于旋转主梁，沿主梁呈螺旋形上升。
10.作为本发明的一种优选方案，所述桥塔内设置有垂直电梯井。
11.作为本发明的一种优选方案，所述垂直电梯井在需要电梯停靠的楼层设置塔梁连接平台，连接旋转主梁和桥塔。
12.作为本发明的一种优选方案，所述桥塔采用钢筋混凝土结构。
13.作为本发明的一种优选方案，所述桥塔采用钢结构，其中，钢结构为型钢。
14.作为本发明的一种优选方案，所述旋转主梁为钢箱梁。
15.作为本发明的一种优选方案，所述旋转主梁为预应力混凝土箱梁。
16.作为本发明的一种优选方案，所述旋转主梁和桥塔之间设置用于提高桥梁刚度的支撑横杆。
17.作为本发明的一种优选方案，所述桥塔外侧可以设置外钢架。
18.一种旋转式斜拉桥的施工方法，包括以下步骤：
19.步骤a：桥塔基础施工；分别施工桥塔桩基和桥塔承台；桥塔桩基可采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩；
20.步骤b：桥塔施工；桥塔若采用钢结构，在工厂加工后现场拼装；若采用混凝土结构，在现场进行现浇施工；塔内预埋型钢；
21.步骤c：桥塔外钢架施工；在工厂进行桥塔外钢架的节段加工，在现场分段吊装、拼装成型；
22.步骤d：旋转主梁施工。在工厂进行旋转主梁的节段加工，在现场搭设临时支架，分段吊装、拼装成型；
23.步骤e：安装斜拉索、横杆；
24.步骤f：对斜拉索进行分次张拉，达到设计索力或指定主梁标高；
25.步骤g：拆除临时支架；
26.步骤h：桥面系、电梯机电等附属设施施工；
27.步骤i：调整斜拉索索力至张拉力，实现桥梁成桥内力状态。
28.作为本发明的一种优选方案，步骤d中，临时支架根据旋转主梁的平面线形进行布置，具体步骤如下：
29.步骤一：搭设第1层临时支架；
30.步骤二：架设第1层旋转主梁；
31.步骤三：搭设第2层临时支架，2层支架根据1层旋转主梁和2层旋转主梁的平面关系进行搭设，可搭设在1层旋转主梁上方；若1层旋转主梁和2层旋转主梁错开较多，可设置外侧落地临时支架；
32.步骤四：架设第2层旋转主梁；
33.步骤五：按此顺序，分次搭设其余各层临时支架和其余各层旋转主梁。
34.本发明的有益效果是：
35.1、爬升能力强，占地面积小，场地适应性强；本发明适用于有较大高差要求的爬坡路段，通过桥梁平面旋转实现纵坡爬升；平面上桥梁上下叠置，可通过旋转圈数提升爬升能力，不会因爬升高度提高而增加占地面积，对场地限制要求低，场地适应性强。
36.2、无需设置桥墩；本发明主梁旋转上下重叠，取消桥墩设置，可避免桥墩与主梁的位置冲突。桥梁平面布置不受桥墩影响，更为灵活。
37.3、方便行人；本发明在桥塔内可设置垂直电梯，避免行人绕路，方便行人上下楼。
38.4、造型轻盈、美观；本发明采用斜拉索支撑旋转主梁，无桥墩视线遮挡，结构轻盈美观。
39.5、本发明，旋转主梁受力通过斜拉索和横杆传至桥塔，再传至基础，受力清晰明了；通过斜拉索和横杆布置，可保证主梁受力安全；通过桥塔和桥塔外钢架组合，可保证结构的水平刚度，以抵挡风荷载、地震荷载的作用；结构安全、可靠。
附图说明
40.图1是本发明提供的一种旋转斜拉桥的立面示意图；
41.图2是本发明提供的一种旋转斜拉桥的平面示意图；
42.图3是本发明提供的一种旋转斜拉桥的临时支架布置立面示意图；
43.图中附图标记：桥塔基础101，桥塔102，旋转主梁103，斜拉索104，支撑横杆105，垂直电梯井106，外钢架107，塔梁连接平台108；临时支架200，第1层临时支架201，第2层临时
支架202，其余各层临时支架203，外侧落地临时支架204，第1层旋转主梁301，第2层旋转主梁302，其余各层旋转主梁303。
具体实施方式
44.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。
45.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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.实施例：
47.如图1
‑
3所示，为本发明的一种旋转斜拉桥的示意图，包括桥塔基础101、桥塔102、旋转主梁103和斜拉索104；所述桥塔基础101包括桩基础和承台，其上设置桥塔102；所述旋转主梁103，绕桥塔102呈螺旋形上升；所述斜拉索104上端固定于桥塔102，下端固定于旋转主梁103，沿主梁呈螺旋形上升。
48.其中，桥塔102可采用钢筋混凝土结构或钢结构，设置于桥塔基础101上。旋转主梁103可采用钢箱梁或预应力混凝土箱梁，绕桥塔102呈螺旋形上升。斜拉索104作为旋转主梁103的弹性支撑，上端固定于桥塔102，下端固定于旋转主梁103，沿旋转主梁103呈螺旋形上升；本发明无需设置桥墩；本发明主梁旋转上下重叠，取消桥墩设置，可避免桥墩与主梁的位置冲突。桥梁平面布置不受桥墩影响，更为灵活。
49.为提高结构刚度，旋转主梁103和桥塔106间设置支撑横杆105。支撑横杆105上端固定于旋转主梁103，下端固定于桥塔102，沿旋转主梁103呈螺旋形上升。
50.本发明的爬升能力强，占地面积小，场地适应性强；本发明适用于有较大高差要求的爬坡路段，通过桥梁平面旋转实现纵坡爬升。平面上桥梁上下叠置，可通过旋转圈数提升爬升能力，不会因爬升高度提高而增加占地面积，对场地限制要求低，场地适应性强。
51.桥塔102内部设置垂直电梯井106，行人可通过垂直电梯上下楼；具体的，本发明设置的垂直电梯井106方便行人；本发明在桥塔内可设置垂直电梯，避免行人绕路，方便行人上下楼。
52.在垂直电梯需要停靠的楼层，设置塔梁连接平台108，连接旋转主梁103与桥塔102。在桥塔102外侧设置外钢架107，以提升桥梁景观效果；本发明的造型轻盈、美观；采用斜拉索支撑旋转主梁，无桥墩视线遮挡，结构轻盈美观。
53.一种旋转式斜拉桥的施工方法，包括以下步骤：
54.步骤a：桥塔102基础施工；分别施工桥塔桩基100和桥塔承台101；桥塔桩基100可采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩；
55.步骤b：桥塔102施工；桥塔102若采用钢结构，在工厂加工后现场拼装；若采用混凝土结构，在现场进行现浇施工；塔内预埋型钢；
56.步骤c：桥塔外钢架107施工；在工厂进行桥塔外钢架107的节段加工，在现场分段
吊装、拼装成型；
57.步骤d：旋转主梁103施工。在工厂进行旋转主梁103的节段加工，在现场搭设临时支架200，分段吊装、拼装成型；
58.步骤e：安装斜拉索105、横杆106；
59.步骤f：对斜拉索105进行分次张拉，达到设计索力或指定主梁标高；
60.步骤g：拆除临时支架200；
61.步骤h：桥面系、电梯机电等附属设施施工；
62.步骤i：调整斜拉索105索力至张拉力，实现桥梁成桥内力状态。
63.具体的，步骤d中，临时支架200根据旋转主梁的平面线形进行布置，具体步骤如下：
64.步骤一：搭设第1层临时支架201；
65.步骤二：架设第1层旋转主梁301；
66.步骤三：搭设第2层临时支架202，2层支架根据1层旋转主梁301和2层旋转主梁302的平面关系进行搭设，可搭设在1层旋转主梁301上方；若1层旋转主梁301和2层旋转主梁302错开较多，可设置外侧落地临时支架204；
67.步骤四：架设第2层旋转主梁302；
68.步骤五：按此顺序，分次搭设其余各层临时支架203和其余各层旋转主梁303。
69.本发明经济性好；本发明结合连续刚构桥的特点，通过主梁和桥塔盖梁间设置拉压支座体系，解决了极短连续刚构桥的负反力问题，可有效缩减桥梁长度，提高桥梁的地形适应能力，极大节约了工程造价。
70.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
71.尽管本文较多地使用了图中附图标记：桥塔基础101，桥塔102，旋转主梁103，斜拉索104，支撑横杆105，垂直电梯井106，外钢架107，塔梁连接平台108；临时支架200，第1层临时支架201，第2层临时支架202，其余各层临时支架203，外侧落地临时支架204，第1层旋转主梁301，第2层旋转主梁302，其余各层旋转主梁303等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。