CN103243657B - 桥梁墩顶转体结构及转体的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁建设领域，尤其涉及一种桥梁墩顶转体结构，包括转体驱动装置、升降装置、支座以及桥梁桥墩，在桥墩顶部设置转体球铰，在转体球铰的上球铰圆周外侧设置钢护筒，使梁底局部承压满足受力要求，增大了墩顶作业空间，提高了安全性；此外，转体完成后上球铰及钢护筒结构兼做横向防落梁设施。本发明还涉及一种桥梁墩顶转体的施工方法，包括以下步骤：浇筑桥梁桥墩，在桥墩顶部布置转体球铰；浇注梁体；布置转体驱动装置和升降装置；将转体驱动装置与转盘连接，在转体驱动装置的作用力下使转盘转动，并带动梁体转动；通过升降装置提升梁体，使梁体底部的空间满足安装支座的要求；将支座与梁体连接；拆除转体驱动装置和升降装置。该方法安全可靠，成本低、操作简便。

Description

桥梁墩顶转体结构及转体的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，尤其涉及一种桥梁墩顶转体结构及转体的施工方法。

背景技术

桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一种施工方法。由于转体施工法把复杂的、技术性强的高空作业和水上作业变为岸边的陆上作业，不但施工安全、质量可取，而且在通航河道或车辆频繁的跨线立交桥的施工中可不干扰交通、不间断通航，对环境的损害小，具有良好的技术经济效益，所以在现在的桥梁施工中经常使用。此外，随着先进的同步千斤顶和计算机自动控制技术的使用，转体施工法逐步推广应用于大跨度、大吨位桥梁上，例如：广州丫髻沙大桥（主桥为76m+360m+76m三跨连续自锚式钢管混凝土拱桥），为先竖转后平转的转体桥，平转重量达13600吨。

现有的转体施工主要包括墩底转体和墩顶转体两种。墩底转体主要是在上下层承台之间，或者承台与墩底之间设置平转系统，浇筑桥梁梁体，墩梁固结或临时固结成整体后共同绕承台转动，实现桥梁梁体转体。由于墩底转体将桥墩和桥梁梁体一起转动，所以转体重量比较大。而墩顶转体通过在墩顶与梁底之间设置转动系统，在转体时只需要转动桥梁梁体即可，因此，转体质量小。但是墩顶的作业空间较小，安全性差；如果增大作业空间，则在转体过程中需要的转体空间较大，而且成本较高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种桥梁墩顶转体结构及其转体方法，以克服现有技术中墩顶作业空间小，安全性差的缺陷，并且使转体所需要的转体空间小，成本低。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种桥梁墩顶转体结构，包括转体驱动装置、升降装置、支座以及桥梁桥墩，在所述桥墩顶部设置有转体球铰，所述转体球铰包括转体滑道、上球铰、下球铰以及在上球铰上方用于与桥梁梁体连接的转盘，其特征在于，该桥梁墩顶转体结构还在所述转体球铰的上球铰圆周外侧设置钢护筒，所述钢护筒的两端分别与所述转盘和所述转体球铰的上球铰连接。

其中，所述转体滑道设置在所述桥墩顶部。

其中，所述转体驱动装置设置在所述桥墩顶部。

其中，所述升降装置是设置在所述桥墩顶部的顶梁千斤顶。

其中，所述桥梁墩顶转体结构还包括支座滑道，以便于所述支座通过所述支座滑道从桥墩两侧支座临时放置位置滑动至用于支撑桥梁梁体的永久位置。

其中，所述支座采用固定支座或活动支座。

其中，所述转体转铰采用钢球铰。

另一方面，本发明提供一种利用上述技术方案提供的桥梁墩顶转体结构对桥梁进行转体的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1：浇筑桥梁桥墩，在所述桥墩顶部布置转体球铰；

步骤S2：浇注桥梁梁体；

步骤S3：布置转体驱动装置和升降装置；

步骤S4：将所述转体驱动装置与转盘连接，在所述转体驱动装置的作用力下使转盘转动，并带动与所述转盘连接的所述桥梁梁体绕转动轴线转动到设计位置；

步骤S5：通过所述升降装置提升所述桥梁梁体以及与所述桥梁梁体连接的上球铰，使所述桥梁梁体底部的空间满足安装支座的要求；

步骤S6：将所述桥梁梁体与所述支座连接；

步骤S7：拆除所述转体驱动装置和升降装置。

其中，在所述步骤S6之前还包括通过支座滑道将所述支座从桥墩两侧临时放置位置顶推到用于支撑桥梁梁体的永久位置的步骤。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的桥梁墩顶转体结构及其方法，通过在墩顶与梁体底部之间设置转体球铰，在转体球铰的上球铰圆周外侧设置钢护套，使梁体底部局部承压满足受力要求，增大了墩顶作业空间，提高了安全性。此外，转体球铰在转体完成后不进行拆除，以作为横向防落梁措施，为地震区桥梁上部结构增添一道抗震防线。进一步地，在桥墩顶部设置转体滑道、转体驱动装置以及顶梁千斤顶，使转体结构更加紧凑，转体时所需要的转体空间减小，成本降低。

附图说明

图1是根据本发明的桥梁墩顶转体结构的平面布置图；

图2是根据本发明的桥梁墩顶转体结构（顺桥向）的转体球铰的布置图；

图3是根据本发明的桥梁墩顶转体结构（横桥向）的转体球铰的布置图；

图4是根据本发明的桥梁墩顶转体结构在安装支座之后转体球铰兼做横向防落梁的示意图；

图5是根据本发明的桥梁墩顶转体结构安装支座的指导性施工示意图。

其中：1-桥墩；2-桥梁梁体；3-桥梁梁体的设计位置；4-钢护筒；5-定位轴；6-转盘；7-撑脚；8-转体滑道；9-支座；10-支座滑道；11-支座临时放置位置；12-转体驱动装置；13-转动轴线；14-升降装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1至图5示出本发明的桥梁墩顶转体结构的一个优选实施例。该桥梁墩顶转体结构，包括用于驱动转盘转动的转体驱动装置12、用于升降桥梁梁体的升降装置14、转体完成后用于支撑桥梁梁体2的支座9以及桥梁桥墩1，在桥墩1顶部设置有转体球铰。该转体球铰包括转体滑道8、上球铰、下球铰以及用于与桥梁梁体2连接的转盘6。下球铰位于桥墩1顶部并嵌固在其中，上球铰附着在下球铰上安装，在上球铰和下球铰的中心处开有孔，通过在该孔中插入定位轴5，以实现上球铰和下球铰的精确定位。转盘6的下面设置有撑脚7，转体滑道8设置在撑脚7的正下方。转体时撑脚7在转体滑道8内滑动，以保持转体结构的平稳性。此外，在转体球铰的上球铰圆周外侧设置钢护筒4，该钢护筒4的下端通过焊接等方式固定在上球铰上，使得钢护筒4的轴线与上球铰的轴线大致重合；钢护筒4的上端与转盘6固定连接，从而使该桥梁墩顶转体结构在转体驱动装置14的作用力下通过转体球铰的转动使转盘6转动，以带动与转盘6连接的桥梁梁体2绕位于转体球铰圆心处的转动轴线13沿图1中的箭头方向转动。当转动到桥梁梁体的设计位置3（即，转体完成后桥梁梁体2的位置）时，通过升降装置14提升桥梁梁体2，然后将支座9与桥梁梁体2连接。该桥梁墩顶转体结构通过设置钢护筒4，使梁底局部承压满足受力要求，大大减小了转盘6的尺寸，增大了墩顶作业空间。

进一步地，由于墩顶作业空间增加，可在桥墩1顶部分别设置转体滑道8和转体驱动装置12。此外，升降装置14可采用在桥墩1顶部设置的顶梁千斤顶，以便在转体完成后通过顶梁千斤顶顶升桥梁梁体2。通过在桥墩1顶部设置转体滑道8、转体驱动装置12和升降装置14，使得该桥梁墩顶转体结构更加紧凑、经济，使转体所需要的转体空间减小，并降低了生产成本。

再进一步地，该桥梁墩顶转体结构还包括支座滑道10，使得桥梁梁体2转动到设计位置之后，通过该支座滑道10将支座9从桥墩两侧支座临时放置位置11滑动至用于支撑桥梁梁体2的永久位置，并在该永久位置与桥梁梁体2连接。

进一步地，支座9可采用固定支座或活动支座，其中，固定支座允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；活动支座则允许上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。

转体球铰作为转体施工过程中桥梁梁体2和桥墩1顶部之间发生相对转动的介质，所以，优选转体球铰采用摩察力小、性能稳定、承载力高的钢球铰。

本发明还公开了一种利用上述技术方案所提供的桥梁墩顶转体结构对桥梁进行转体的施工方法，其包括以下步骤：

步骤S1：浇筑桥梁桥墩1，在所述桥墩1顶部布置转体球铰；

步骤S2：浇注桥梁梁体2；在浇注桥梁梁体2时，由于墩顶转体重量轻，牵引力较小，可不设置千斤顶反力座，同时可减少转体撑脚7的数量，使墩顶布置简洁，成本降低，并保证转体施工的安全性。

步骤S3：布置转体驱动装置12和升降装置14；

步骤S4：将转体驱动装置12与转盘6连接，在转体驱动装置12的牵引力下使转盘6绕位于转体球铰圆心处的转动轴线13转动，并带动桥梁梁体2转动到设计位置3，在该设计位置3，将转体后的梁体2与永久支座连接；

步骤S5：通过升降装置14顶升桥梁梁体2以及与桥梁梁体2连接的上球铰，使上球铰与下球铰分离，并使桥梁梁体2底部满足安装支座9的要求；

步骤S6：将桥梁梁体2转换支撑于支座9，用螺栓等固定装置将桥梁梁体2与支座9连接；

步骤S7：拆除转体驱动装置12和升降装置14。

优选地，该施工方法在步骤S6之前还包括通过支座滑道10将支座9从桥墩1两侧支座临时放置位置11顶推到用于支撑桥梁梁体2的永久位置的步骤，如图4和图5所示。

此外，在转体完成之后，不对转体球铰进行拆除，此时，该转体球铰可用作横向防落梁设施，增强了桥梁的抗震性能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (3)

1.一种桥梁墩顶转体结构，包括转体驱动装置、升降装置、支座以及桥梁桥墩，在所述桥墩顶部设置有转体球铰，所述转体球铰包括转体滑道、上球铰、下球铰以及在上球铰上方用于与桥梁梁体连接的转盘，其特征在于，该桥梁墩顶转体结构还在所述转体球铰的上球铰圆周外侧设置钢护筒，所述钢护筒的两端分别与所述转盘和所述转体球铰的上球铰连接，所述转体转铰采用钢球铰；还包括支座滑道，以便于所述支座通过所述支座滑道从桥墩两侧支座临时放置位置滑动至用于支撑桥梁梁体的永久位置，所述转体滑道、转体驱动装置及升降装置设置在所述桥墩顶部，所述支座采用固定支座或活动支座。

2.一种利用权利要求1所述的桥梁墩顶转体结构对桥梁进行转体的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：浇筑桥梁桥墩，在所述桥墩顶部布置转体球铰；

步骤S2：浇注桥梁梁体；

步骤S3：布置转体驱动装置和升降装置；

步骤S4：将所述转体驱动装置与转盘连接，在所述转体驱动装置的作用力下使转盘转动，并带动与所述转盘连接的所述桥梁梁体绕转动轴线转动到设计位置；

步骤S5：通过所述升降装置提升所述桥梁梁体以及与所述桥梁梁体连接的上球铰，使所述桥梁梁体底部的空间满足安装支座的要求；

步骤S6：将所述桥梁梁体与所述支座连接；

步骤S7：拆除所述转体驱动装置和升降装置。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，其在所述步骤S6之前还包括通过支座滑道将所述支座从桥墩两侧临时放置位置顶推到用于支撑桥梁梁体的永久位置的步骤。