一种入海口处轮桥合一安装施工方法

摘要

本发明公开了一种入海口处轮桥合一安装施工方法，步骤为：在主桥的左右两侧分别进行中间引桥的基础和墩柱的建造，在中间引桥的前后两侧分别进行前后侧引桥的基础和墩柱的建造；建造摩天轮的斜腿支撑基础，然后在斜腿支撑基础上修建斜腿并安装主支腿；修建四个斜拉索基础，在每一个斜拉索基础上均浇筑斜拉索撑柱；修建多个主桥基础和墩柱；在中间引桥以及前后侧引桥的墩柱上分别施工箱梁；在主桥墩柱上安装主桥的钢桁架；将悬挑钢桁架分别与同侧引桥上的箱梁焊接相连；在主支腿上安装摩天轮轮盘；将多个预应力拉索一端与摩天轮轮盘连接并且另一端与斜拉索撑柱连接。采用本方法稳定可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁与摩天轮安装施工方法，尤其涉及一种入海口处轮桥合一安装施工方法。

背景技术

目前针对摩天轮的研究大部分是关于普通有轴摩天轮，而有轴摩天轮的施工方法，包括中心旋转安装法、立面旋转安装法等，对无轴式摩天轮均不适用，而且，目前针对大跨度桥梁与大型无轴式摩天轮综合体的研究也比较少，尤其项目地处入海口，风荷载、水文地质、工程地质等环境条件非常恶劣，针对此类结构的设计、世界上首次采用网格形式的无轴式摩天轮。该摩天轮为编织斜交网格结构，单个杆件刚度小,拼装成整体刚度较大的无轴式网格摩天轮，施工变形控制困难，施工难度很大。大桥规划设计目前世界上最大的无轴式摩天轮，与道路桥梁一体式设计，摩天轮直径达125米。摩天轮为变截面结构，上重下轻，轮盘下部结构断面为轴线直径5m的圆，上部结构断面为轴线直径15m的圆，沿空间轮盘外轮廓线渐变形成轮盘面，这样的变截面结构势必造成了大部分的拼装杆件的相交形式均为斜交，大大增加了施工难度。而且，工程地处入海口，按百年一遇12级大风考虑风荷载，工程地质与水文地质条件复杂，需要考虑抗风、抗震、整体和局部稳定，设计难度也很大。其中主桥为45m+50m+50m+45m的双层钢桁架桥，全长190m，主桥上部结构连续钢桁架结构，位于摩天轮中心处。

通过检索得知已授权的专利：

1申请号为：CN200910068788.9的中国专利公开了“双层钢桁架-摩天轮组合式桥梁”,包括主桥、支承塔架和摩天轮，主桥采用双层钢桁架梁的结构型式，设有至少两道纵向主桁架，主桁架采用钢箱型断面杆件；主桁架之间采用纵、横梁连接，位于主桥的上层桥面设置有一开口；主桥基础为第一基础；支承塔架为两个人字形钢结构塔架，该塔架基础为第二基础，两个人字形钢结构塔架的顶部有支承塔架横梁；第一、二基础为一复合式轮桥基础；摩天轮轮盘设置在上述上层桥桥面的开口中，其中心转轴与支承塔架横梁为同一构件。该专利是有轴的摩天轮组合式的桥梁施工方法，该专利不涉及无轴式摩天轮与多种桥型施工安装施工方法。

2申请号为：2013107206231的中国专利公开了“摩天轮”,其包括十字架、安装于十字架上的轮轴、轮辐、轮辐索及轮缘，所述轮缘与轮轴之间采用柔性的轮辐和轮辐索连接，所述轮缘横截面呈倒三角形桁架结构，分为内外两部分巨型钢架，外轮缘由两根平行的巨型圆钢架构成用于支撑座舱结构，内轮缘由一根巨型圆钢架构成用于连接轮缘及轮辐和轮辐索。该专利是有轴的摩天轮施工，不涉及无轴式摩天轮与多种桥型施工安装施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构牢固稳定、安全性高，承受荷载大而且节省成本工期的一种入海口处轮桥合一安装施工方法。

本发明的一种入海口处轮桥合一安装施工方法，它包括以下步骤：

(1)在待安装无轴式摩天轮位置处的主桥的左右两侧对称分别进行中间引桥的基础和墩柱的建造，在所述的中间引桥的前后两侧分别进行前后侧引桥的基础和墩柱的建造，所述的中间引桥的基础和墩柱沿纵桥向设置为平行的两排基础和墩柱；所述的中间引桥的基础和墩柱以及前后侧引桥的基础和墩柱设置在海水中；

(2)在待施工的无轴式摩天轮左右两侧分别建造摩天轮的斜腿支撑基础，然后在所述的斜腿支撑基础上修建斜腿，在所述的斜腿上安装主支腿，所述的斜腿用于向斜腿支撑基础传递由支撑无轴式摩天轮的主支腿传来的摩天轮重量；

(3)在待施工的无轴式摩天轮的前后侧分别对应摩天轮左右两侧的位置修建四个斜拉索基础，在每一个斜拉索基础上均浇筑有斜拉索撑柱，所述的斜拉索撑柱用于固定预应力拉索和承受预应力拉索传来的动荷载及永久荷载；

(4)在左右中间引桥之间沿纵桥向间隔修建多个位于海水中的主桥基础和墩柱；

(5)在中间引桥的墩柱上以及前后侧引桥的墩柱上分别施工箱梁；

(6)在主桥墩柱上安装主桥的钢桁架，所述的钢桁架包括安装在主桥墩柱上的下层钢桁架，在所述的下层钢桁架上焊接有上层钢桁架，在主桥墩柱上安装主桥的钢桁架的具体步骤为：(a)首先安装从中间墩到位于中间墩左侧的左第一边侧墩柱以及从中间墩到位于中间墩右侧的右第一边侧墩柱上的钢桁架；(b)然后再从左第一边侧墩柱分别向同侧的左第二边侧墩柱安装钢桁架以及从右第一边侧墩柱分别向同侧的右第二边侧墩柱安装钢桁架；(c)重复所述的步骤(b)直至完成全部主桥的钢桁架安装；

(7)在下层钢桁架的前后两侧分别与下层钢桁架焊接相连悬挑钢桁架，然后将所述的悬挑钢桁架分别与同侧引桥上的箱梁焊接相连；

(8)在所述的主支腿上安装斜交编制网格摩天轮轮盘；

(9)将多个预应力拉索一端与摩天轮轮盘连接并且另一端与斜拉索撑柱连接。

本发明方法的有益效果是：

无轴式编织斜交网格摩天轮与双层钢桁桥和预应力连续箱梁桥创造了轮桥合一。施工主桥双层钢桁桥时从中间墩开始，分别向两端依次对称均衡施工，主桥下层钢桁架向两侧悬挑出钢桁架与下层引桥相连接接。保证了钢桁桥和预应力连续箱梁桥的整体合一的承载力和刚度，摩天轮的斜腿基础和主桥的墩柱基础合二为一，为无轴式编织斜交网格摩天轮的安全运行创造了条件。由于无轴式编织斜交网格摩天轮处在入海口处，风力很大。因此摩天轮两侧安装有斜拉索和缆风绳的基础撑柱，为斜拉索和缆风绳安装运行提供了安全可靠的基础保证。

摩天轮轮盘下部结构自重已经很大，为保证在继续安装过程中，结构的稳定性、安全性、工期、施工工序等多原因考虑，摩天轮轮盘上部结构安装和预应力拉索4张拉施工同步进行，让张拉索分解一部分荷载。这样由于摩天轮底部、中部和张拉索已经形成一个稳固而又可靠的结构整体。从摩天轮轮盘左右两侧中各设置拉索，以抵抗轮盘面外水平荷载。拉索略向内收，可适当减少自重作用下轮盘变形。

无轴式摩天轮的轮盘结构为空间壳面，对其进行考虑初始缺陷的非线性整体稳定和局部稳定性分析。采用大型预应力拉索来保持摩天轮的面外稳定，预应力的建立需综合考虑各方面的因素。预应力施加过小，可能造成钢环在水平荷载作用下的不稳定；预应力施加过大，会给结构在正常使用条件下增加不必要的负担。因此，需要通过大量计算比较，对预应力取值进行优化和调整。

附图说明

图1是本发明的一种入海口处轮桥合一安装施工方法钢桁桥与预应力箱梁桥和摩天轮的立面示意图；

图2是本发明的一种入海口处轮桥合一安装施工方法的钢桁桥与预应力箱梁桥和摩天轮的俯视示意图；

图3是本发明的一种入海口处轮桥合一安装施工方法的钢桁桥和摩天轮的立面示意图；

图4是本发明的的一种入海口处轮桥合一安装施工方法的预应力箱梁桥引桥立面示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。

如图所示本发明的一种入海口处轮桥合一安装施工方法，它包括以下步骤：

(1)在待安装无轴式摩天轮位置处的主桥9的左右两侧对称分别进行中间引桥2-1、2-2的基础和墩柱的建造，在所述的中间引桥的前后两侧分别进行前后侧引桥1-1、1-2的基础和墩柱的建造，所述的中间引桥的基础和墩柱沿纵桥向设置为平行的两排基础和墩柱；所述的中间引桥的基础和墩柱以及前后侧引桥的基础和墩柱设置在海水中；

(2)在待施工的无轴式摩天轮3左右两侧分别建造摩天轮的斜腿支撑基础，然后在所述的斜腿支撑基础上修建斜腿8，在所述的斜腿上安装主支腿，所述的斜腿8用于向斜腿支撑基础传递由支撑无轴式摩天轮3的主支腿传来的摩天轮重量；

(3)在待施工的无轴式摩天轮3的前后侧分别对应摩天轮左右两侧的位置修建四个斜拉索基础5，在每一个斜拉索基础5上均浇筑有斜拉索撑柱11，所述的斜拉索撑柱11用于固定预应力拉索4和承受预应力拉索传来的动荷载及永久荷载；

(4)在左右中间引桥之间沿纵桥向间隔修建多个位于海水中的主桥基础和墩柱；

(5)在中间引桥的墩柱上以及前后侧引桥1-1、1-2的墩柱上分别施工箱梁；

(6)在主桥墩柱上安装主桥9的钢桁架，所述的钢桁架包括安装在主桥墩柱上的下层钢桁架7-2，在所述的下层钢桁架7-2上焊接有上层钢桁架7-1，在主桥墩柱上安装主桥9的钢桁架的具体步骤为：(a)首先安装从中间墩6-3到位于中间墩6-3左侧的左第一边侧墩柱6-2以及从中间墩6-3到位于中间墩6-3右侧的右第一边侧墩柱6-4上的钢桁架；(b)然后再从左第一边侧墩柱6-2分别向同侧的左第二边侧墩柱6-1安装钢桁架以及从右第一边侧墩柱6-4分别向同侧的右第二边侧墩柱6-5安装钢桁架；

(7)在下层钢桁架7-2的前后两侧分别与下层钢桁架7-2焊接相连悬挑钢桁架10，然后将所述的悬挑钢桁架10分别与同侧引桥1-1、1-2上的箱梁焊接相连。

(8)在所述的主支腿上安装斜交编制网格摩天轮轮盘3。具体可以采用申请号为201410344284.6中国专利“一种无轴式摩天轮轮盘拼装及支撑施工方法”中公开的方法；

(9)将多个预应力拉索4一端与摩天轮轮盘连接并且另一端与斜拉索撑柱11连接。

实施例1

(1)在待安装无轴式摩天轮位置处的主桥9的左右两侧对称分别进行中间引桥2-1、2-2的基础和墩柱的建造，在所述的中间引桥的前后两侧分别进行前后侧引桥1-1、1-2的基础和墩柱的建造，所述的中间引桥的基础和墩柱沿纵桥向设置为平行的两排基础和墩柱；所述的中间引桥的基础和墩柱以及前后侧引桥的基础和墩柱设置在海水中；

(2)在待施工的无轴式摩天轮3左右两侧分别建造摩天轮的斜腿支撑基础，然后在所述的斜腿支撑基础上修建斜腿8，在所述的斜腿上安装主支腿，所述的斜腿8用于向斜腿支撑基础传递由支撑无轴式摩天轮3的主支腿传来的摩天轮重量；

(3)在待施工的无轴式摩天轮3的前后侧分别对应摩天轮左右两侧的位置修建四个斜拉索基础5，在每一个斜拉索基础5上均浇筑有斜拉索撑柱11，所述的斜拉索撑柱11用于固定预应力拉索4和承受预应力拉索传来的动荷载及永久荷载；

(4)在左右中间引桥之间沿纵桥向间隔修建多个位于海水中的主桥基础和墩柱；

(5)在中间引桥的墩柱上以及前后侧引桥1-1、1-2的墩柱上分别施工箱梁；

(6)在主桥墩柱上安装主桥9的钢桁架，所述的钢桁架包括安装在主桥墩柱上的下层钢桁架7-2，在所述的下层钢桁架7-2上焊接有上层钢桁架7-1，在主桥墩柱上安装主桥9的钢桁架的具体步骤为：(a)首先安装从中间墩6-3到位于中间墩6-3左侧的左第一边侧墩柱6-2以及从中间墩6-3到位于中间墩6-3右侧的右第一边侧墩柱6-4上的钢桁架；(b)然后再从左第一边侧墩柱6-2分别向同侧的左第二边侧墩柱6-1安装钢桁架以及从右第一边侧墩柱6-4分别向同侧的右第二边侧墩柱6-5安装钢桁架；(c)重复所述的步骤(b)直至完成全部主桥9的钢桁架安装。

(7)在下层钢桁架7-2的前后两侧分别与下层钢桁架7-2焊接相连悬挑钢桁架10，然后将所述的悬挑钢桁架10分别与同侧引桥1-1、1-2上的箱梁焊接相连。

(8)在所述的主支腿上安装斜交编制网格摩天轮轮盘3。

(9)将多个预应力拉索4一端与摩天轮轮盘连接并且另一端与斜拉索撑柱11连接。

采用本方法无轴式编织斜交网格摩天轮与双层钢桁桥和预应力连续箱梁桥创造了轮桥合一。摩天轮和双层钢桁桥及预应力连续箱梁桥在整个施工过程中，对措施结构的受力状态、变形状态进行持续的监测，确定了施工过程中措施的状态与模拟计算结果相符，保证施工过程中措施及施工的安全。整个体系稳定可靠，无超应力出现。采用本方法节省成本0.8％，节省工期8天。