斜塔斜拉S型桥面人行桥结构体系及其施工方法与流程

斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系及其施工方法
技术领域
1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系及其施工方法。

背景技术：

2.在建筑工程快速发展的时代，桥梁不但要承担交通的主要功能，其景观作用也发挥着越来越重要的作用，为了使得桥梁造型美观，线条优美，使得桥梁造型越来越多样化，结构受力越来越复杂，采用塔式结构体系，但少用斜塔形式，在施工时，需斜塔施工过程中产生过大的内应力及定位准确，另需要解决桥面在体系形成时工况强度及稳定性，最后是张拉时采用最合理方式确保桥梁拉索受力符合要求。

技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系及其施工方法，有效解决了该类型桥面复杂，受力复杂整体技术难题，同时该施工方法针对本桥型安装经济实用，节约资源，经济实惠。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.根据本发明的一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，由下至上分别包括基础部分、主塔部分和主体部分；
6.所述主体部分包括：s型钢箱梁；
7.所述基础部分包括：支撑于所述s型钢箱梁两端的桥台及桩基、位于所述s型钢箱梁两处内凹部分的主塔埋件及承台，所述主塔埋件及承台底部设有主塔桩基；
8.所述主塔部分包括：底部固定于所述主塔埋件及承台且顶部向所述s型钢箱梁方向倾斜的主塔、位于所述桥台及桩基处且分别与临近的主塔位于所述s型钢箱梁同侧的锚定埋件及锚台，所述锚定埋件及锚台底部设有锚定桩基，所述锚定埋件及锚台与临近的主塔顶部之间设有背索，所述主塔背对所述背索的一侧与所述s型钢箱梁之间设有前拉索。
9.进一步地，所述前拉索的数量为多道，两两为一组对称拉设在所述s型钢箱梁的两侧，且若干组所述前拉索沿所述s型钢箱梁的长度方向等间距分布。
10.进一步地，所述s型钢箱梁两端还设有配重。
11.进一步地，所述s型钢箱梁分段吊装完成。
12.进一步地，还包括盘扣格构柱，用于定位所述主塔，所述盘扣格构柱在所述主塔吊装前临时固定在所述s型钢箱梁上对应所述主塔顶端向下正投影的位置。
13.进一步地，所述盘扣格构柱的顶部设置柱顶工装，所述柱顶工装包括焊接固定在所述盘扣格构柱顶部的水平横向分配梁以及焊接固定在所述水平横向分配梁上且对应主塔上节段两侧的弧形钢板。
14.一种如上所述斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系的施工方法，其包括步骤：
15.施工完成主塔桩基、主塔埋件及承台、锚定桩基、锚定埋件及锚台、桥台及桩基；
16.施工s型钢箱梁，完成s型桥面；
17.于s型钢箱梁上施工盘扣格构柱，所述盘扣格构柱临时固定在所述s型钢箱梁上对应主塔顶端向下正投影的位置；
18.现场整体吊装主塔，主塔底部与主体埋件及承台连接固定，主塔顶部定位在所述盘扣格构柱顶部；
19.安装前拉索和背索，拆除临时固定的所述盘扣格构柱。
20.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，还包括：采用有限元分析软件midas civil建立主塔安装、s型钢箱梁安装、前拉索和背索张拉计算模型，分析模型稳定性和结构受力性能。
21.进一步地，所述主塔桩基和锚定桩基采用钢管桩，在施工钢管桩的过程中，通过计算截断受力及便于加工截断长度确定钢管桩间距。
22.进一步地，在施工s型钢箱梁之前，还包括对应s型钢箱梁的长度方向，间隔设置多处临时支撑体系，所述临时支撑体系包括横穿s型钢箱梁下方的双拼h型钢以及支撑于所述双拼h型钢底部两端的钢管桩，所述双拼h型钢上设置有临时支座，所述临时支座与s型钢箱梁梁底采用存在空隙时钢板垫块进行塞垫。
23.本发明的积极进步效果在于：
24.本发明斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系及其施工方法，有效解决了该类型桥面复杂，受力复杂整体技术难题，同时该施工方法针对本桥型安装经济实用，节约资源，经济实惠，并且施工方法中所采用的靠架措施、模拟方法及张拉顺序均合理恰当，施工过程易于控制，因此可广泛应用于同类型的结构体系中。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
26.图1为本发明提出的一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系结构效果图。
27.图2为本发明提出的一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系立面图结构示意图。
28.图3为本发明提出的一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系平面图结构示意图。
29.图4～6为钢管桩支撑做法示意图。
30.图7为盘扣格构柱搭设示意图。
31.图8为盘扣格构柱顶部细部做法示意图。
32.图9和图10为盘扣格构柱支撑做法示意图，其中，图9显示了主塔，图10未显示主塔。
33.附图中的数字标号的名称对应关系如下：
34.1-钢箱梁，2-主塔，3-前拉索，4-背索，5-锚定埋件及锚台，6-主塔埋件及承台，7-主塔桩基，8-锚定桩基，9-桥台及桩基，10-盘扣格构柱，11-缆风绳，12-水平横向分配梁，13-定型弧形钢板，14-接触面橡胶垫，15-主塔上节段，16-钢管桩，17-封头板，18-双拼h型钢，19-三角加劲板，20-临时支座。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
36.请参阅图1～6，一种双钢管斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，包括钢箱梁1、主塔2、前拉索3、背索4、锚定埋件及锚台5、主塔埋件及承台6、主塔桩基7、锚定桩基8、桥台及桩基9。
37.本结构体系双钢管斜塔斜拉桥，桥梁主体采用钢箱梁1，从下到上分别为基础部分、主塔部分和主体部分；其中：
38.主体部分包括：s型钢箱梁1；
39.基础部分包括：支撑于s型钢箱梁1两端的桥台及桩基9、位于s型钢箱梁1两处内s型凹部分的主塔埋件及承台6，主塔埋件及承台6底部设有主塔桩基7；
40.主塔部分包括：底部固定于主塔埋件及承台6且顶部向s型钢箱梁1方向倾斜的主塔2、位于桥台及桩基9处且分别与临近的主塔2位于s型钢箱梁1同侧的锚定埋件及锚台5，锚定埋件及锚台5底部设有锚定桩基8，锚定埋件及锚台5与临近的主塔2顶部之间设有背索4，主塔2背对背索4的一侧与s型钢箱梁1之间设有前拉索3。
41.进一步地，前拉索3的数量为多道，两两为一组对称拉设在s型钢箱梁1的两侧，且若干组前拉索3沿s型钢箱梁1的长度方向等间距分布。
42.更进一步地，s型钢箱梁1两端还设有配重，使得桥梁整体更为稳定。s型钢箱梁1分段吊装完成。
43.更进一步地，配合图7～10所示，斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，还包括盘扣格构柱10，用于定位主塔2，盘扣格构柱10在主塔2吊装前临时固定在s型钢箱梁1上对应主塔2顶端向下正投影的位置。
44.为更好的对构件安装标高进行调整，盘扣格构柱10的顶部设置柱顶工装，柱顶工装主要包括焊接固定在盘扣格构柱10顶部的水平横向分配梁12(可采用工字钢梁)以及焊接固定在水平横向分配梁12上且对应主塔上节段15两侧的定制弧形钢板13，定制弧形钢板13的材质可采用q345钢，所有零件间焊接固定，柱顶工装安装定位后与格构柱底座焊接固定，角焊缝应满足规范相关规定，达到三级焊缝的要求。较佳地，两侧的定制弧形钢板13在与主塔上节段15的接触面垫橡胶予以保护塔壁。
45.较佳地，主塔2采用双钢管，钢管安装完成后向钢管内灌注混凝土，成型主塔。主塔2安装前，有限元分析软件midas civil模拟计算，确定主塔2安装后偏移及应力情况。主塔2安装时采用主塔2整体吊装方式，盘扣格构柱10布置前先通过精准测量放样将搁置点的平面位置及标高点投放至盘扣格构柱10上，再通过柱顶工装平台进行方位和标高控制，安装过程中与模拟计算进行过程复核。
46.本发明还提供了一种如上所述斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系的施工方法，该施工方法主要包括以下步骤：
47.第一步：参考图1，完成桥梁下部结构施工，主要包括施工完成主塔桩基7、主塔埋件及承台6、锚定桩基8、锚定埋件及锚台5、桥台及桩基9；施工时，特别注意主塔、锚定预埋件位置准确性。
48.第二步：参阅图4～6，完成水中临时支撑体系施工，对应s型钢箱梁的长度方向，间隔设置多处临时支撑体系，临时支撑体系包括横穿s型钢箱梁下方的双拼h型钢18以及支撑于双拼h型钢18底部两端的钢管桩16，水中临时支撑体系钢板桩16需位于桥面主梁外1m，便于后期拔出，水中设置4排支撑体系，水中支撑体系需根据受力情况计算确定钢管桩打入深度，主梁大小，斜撑设置等。
49.为了桥面主梁安装过程稳定及标高控制，在临时支撑体系设置两个临时支座20，钢箱梁安装严格控制桥面为主，临时支座20与支撑体系主梁、钢箱梁均采用焊接固定，临时支座20与钢箱梁梁底采用存在空隙时钢板垫块进行塞垫确保平整。
50.第三步：施工s型钢箱梁，完成s型桥面，桥面整体为柔性结构体系，采用钢管桩完成支撑体系施工，通过计算截断受力及便于加工截断长度确定钢管桩间距，钢管桩施工必须兼顾后期拔出方便，以便节约成本。
51.其中，根据s型钢箱梁长度进行钢箱梁分段，采用吊车完成钢箱梁分段吊装安装。
52.第四步：于s型钢箱梁1上施工盘扣格构柱10，盘扣格构柱10临时固定在s型钢箱梁1上对应主塔2顶端向下正投影的位置。
53.具体地，盘扣格构柱施工包括：采用60型盘扣搭设而成，采用3层桶型结构体系(结构体系每层每步均设置斜杆)，第一层搭设成900mm
×
900mm，第二层搭设成2700mm
×
2700mm，按1500mm步距搭设，层与层之间设置拉杆，无标准杆件采用普通钢管进行拉接，盘扣格构柱底部设置200mm
×
200mm钢板作为垫块，钢管、垫块、钢箱梁均采用焊接。
54.第五步：缆风绳施工，在盘扣格构柱10四角设置φ19.5缆风绳11锚固，上部设置于格构柱2/3位置，下部采用花篮扣件固定吊点位置，花篮扣件与缆风绳11匹配，安装完成后花篮扣件拧紧，如图9和图10所示。
55.进一步参阅图8，为更好的对构件安装标高进行调整，在盘扣格构柱10平台上方设置柱顶工装，主要有两侧定制弧形钢板13、水平横向分配梁12，所有零件间焊接固定，柱顶工装安装定位后与格构柱底座焊接固定，角焊缝应满足规范相关规定，达到三级焊缝的要求。
56.进一步参阅图9和图10，主塔安装前，有限元分析软件midas civil模拟计算，确定主塔安装后偏移及应力情况。主塔安装，主塔整体吊装方式，格构柱布置前先通过精准测量放样将搁置点的平面位置及标高点投放至格构柱上，再通过工装平台进行方位和标高控制，安装过程中与模拟计算进行过程复核。
57.第六步：现场整体吊装主塔2，主塔2底部与主体埋件及承台6连接固定，主塔2顶部定位在盘扣格构柱10顶部。
58.第七步：安装前拉索3和背索4，拆除临时固定的临时支撑体系和盘扣格构柱10。
59.塔架完成后，测量塔架桥面位置，确定拉索长度，完成拉索安装，对拉索进行张拉，完成体系转换后拆除水中临时支撑体系。
60.具体地，完成塔架主体安装后，全桥共计16根拉索，采用4套设备对称同步张拉，通过有限元分析软件midas civil模拟计算，模拟张拉顺，采用逐步进行张拉，每根吊索张拉分四级：预紧-》30％-》60％-》90％-》105％，期间间隔1-2min核实各点拉力值。索力控制为主，标高控制为辅。
61.整体施工过程，采用有限元分析软件midas civil建立了斜塔安装、面板安装、索
力张拉计算模型，分析其稳定性和结构受力性能，并采用施工监控措施，确保施工整体的安全。
62.本发明提供一种双钢管斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系及施工方法，包括采用塔、锚定、s型桥面、斜拉结构、配重措施等结构形式，所述塔采用双钢管斜塔+后锚定形式，钢管塔安装完成后灌注混凝，锚定采用桩+混凝土锚定结构；所述s型桥面，为达到线条优美效果，整体设计较为轻盈，采用斜塔斜拉，确保桥面整体受力稳定，最后桥梁桥头两端部分给予配重，使得桥梁整体更为稳定。
63.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，由下至上分别包括基础部分、主塔部分和主体部分；所述主体部分包括：s型钢箱梁；所述基础部分包括：支撑于所述s型钢箱梁两端的桥台及桩基、位于所述s型钢箱梁两处内凹部分的主塔埋件及承台，所述主塔埋件及承台底部设有主塔桩基；所述主塔部分包括：底部固定于所述主塔埋件及承台且顶部向所述s型钢箱梁方向倾斜的主塔、位于所述桥台及桩基处且分别与临近的主塔位于所述s型钢箱梁同侧的锚定埋件及锚台，所述锚定埋件及锚台底部设有锚定桩基，所述锚定埋件及锚台与临近的主塔顶部之间设有背索，所述主塔背对所述背索的一侧与所述s型钢箱梁之间设有前拉索。2.根据权利要求1所述的斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，所述前拉索的数量为多道，两两为一组对称拉设在所述s型钢箱梁的两侧，且若干组所述前拉索沿所述s型钢箱梁的长度方向等间距分布。3.根据权利要求1所述的斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，所述s型钢箱梁两端还设有配重。4.根据权利要求1所述的斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，所述s型钢箱梁分段吊装完成。5.根据权利要求1所述的斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，还包括盘扣格构柱，用于定位所述主塔，所述盘扣格构柱在所述主塔吊装前临时固定在所述s型钢箱梁上对应所述主塔顶端向下正投影的位置。6.根据权利要求5所述的斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系，其特征在于，所述盘扣格构柱的顶部设置柱顶工装，所述柱顶工装包括焊接固定在所述盘扣格构柱顶部的水平横向分配梁以及焊接固定在所述水平横向分配梁上且对应主塔上节段两侧的弧形钢板。7.一种如权利要求1～6中任一项的所述斜塔斜拉s型桥面人行桥结构体系的施工方法，其特征在于，包括步骤：施工完成主塔桩基、主塔埋件及承台、锚定桩基、锚定埋件及锚台、桥台及桩基；施工s型钢箱梁，完成s型桥面；于s型钢箱梁上施工盘扣格构柱，所述盘扣格构柱临时固定在所述s型钢箱梁上对应主塔顶端向下正投影的位置；现场整体吊装主塔，主塔底部与主体埋件及承台连接固定，主塔顶部定位在所述盘扣格构柱顶部；安装前拉索和背索，拆除临时固定的所述盘扣格构柱。8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，还包括：采用有限元分析软件midas civil建立主塔安装、s型钢箱梁安装、前拉索和背索张拉计算模型，分析模型稳定性和结构受力性能。9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述主塔桩基和锚定桩基采用钢管桩，在施工钢管桩的过程中，通过计算截断受力及便于加工截断长度确定钢管桩间距。10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在施工s型钢箱梁之前，还包括对应s型钢箱梁的长度方向，间隔设置多处临时支撑体系，所述临时支撑体系包括横穿s型钢箱梁下方的双拼h型钢以及支撑于所述双拼h型钢底部两端的钢管桩，所述双拼h型钢上设置有
临时支座，所述临时支座与s型钢箱梁梁底采用存在空隙时钢板垫块进行塞垫。

技术总结

本发明公开了一种斜塔斜拉S型桥面人行桥结构体系及其施工方法，体系包括基础部分、主塔部分和主体部分；主体部分包括：S型钢箱梁；基础部分包括：桥台及桩基、主塔埋件及承台，主塔埋件及承台底部设有主塔桩基；主塔部分包括：主塔、锚定埋件及锚台，锚定埋件及锚台底部设有锚定桩基，锚定埋件及锚台与临近的主塔顶部之间设有背索，主塔背对背索的一侧与S型钢箱梁之间设有前拉索。本发明有效解决了该类型桥面复杂，受力复杂整体技术难题，同时该施工方法针对本桥型安装经济实用，节约资源，经济实惠。实惠。实惠。